Способ производства труб из труднодеформируемых марок стали

 

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства труб среднего и большого диаметра из труднодеформируемых марок стали, и может быть использовано при производстве их на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами. Цель изобретения - получение качественных труб непосредственно из заготовок или слитков ЭШП труднодеформируемых марок стали, содержащих хром и никель до 30% каждого, снижение расходного коэффициента. Поставленная цель достигается тем, что заготовки диаметром 380-500 мм выдерживают при 500-550^oС в течение 70-95 мин в зависимости от диаметра, после чего нагревают до 1120-1140^oС со скоростью 1,4-1,5 град. /мин, а прошивку заготовок в гильзы ведут размер в размер по диаметру при скорости вращения валков 25-40 об./мин на оправке диаметром, обеспечивающим редуцирование на пилигримовом стане не менее 25 мм. Изобретение обеспечивает получение качественных труб из труднодеформируемых марок стали с высоким содержанием легирующих элементов на установках с пилигримовыми станами.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства труб среднего и большого диаметров из труднодеформируемых марок стали, и может быть использовано при производстве их на установках с пилогримовыми станами.

В практике трубопрокатного производства известен способ изготовления труб среднего и большого диаметров на пилигримовых станах и сталей марок 08Х18Н12Т, 08Х10Н20Т2, содержащих Cr и Ni, соответственно Cr < 19%, Ni < 13% и Cr < 11%, Ni < 21%, включающий нагрев полой (центробежно-литой) заготовки и ее прокатку на пилигримовом стане (ТИ API Q1-158-Tp.ТБ1-63-98. "Изготовление бесшовных горячекатаных труб из стали марки 08Х18Н12Т для химического машиностроения по ТУ 14-3-743-78". ТИ 158 Тр.ТБ1-6-94. "Изготовление труб из стали марок 08Х10Н20Т и 08Х10Н16Т2 по ТУ 14-3-1564-88").

Недостатком указанного способа является использование полой центробежно-литой заготовки ввиду отсутствия технологии прошивки на станах поперечно-винтовой прокатки заготовок с высоким содержанием Cr и Ni.

При прошивке заготовок из труднодеформируемых марок стали под воздействием растягивающих напряжений возникают трещины и разрывы на гильзах, что не дает возможности дальнейшего их передела.

Известен в трубопрокатном производстве способ прокатки труб на пилигримовом стане, где внутренний диаметр гильзы определяется так, чтобы зазор между гильзой и дорном пилигримового стана был достаточным для введения дорна. Этот зазор составляет 10 - 25 мм (Ф.А.Данилов и др. Горячая прокатка труб. Металлургиздат, 1962, с. 294).

Недостатком указанного способа прокатки является невозможность прокатки гильз из труднодеформируемых марок стали с высоким содержанием Cr и Ni без разрывов при малых величинах зазора между внутренней поверхностью гильзы и дорна. При малом зазоре во-время деформации образуется большая контактная поверхность металл-дорн, течение металла по дорну затрудняется с ростом трения, в результате более пластичный поверхностный слой разрывает внутреннюю поверхность, что усугубляется естественным отбором тепла дорном.

Кроме этого, малое редуцирование, указанное выше, дает малую овализацию и приводит к посадке трубы на дорн по мере прокатки и ее остыванию, что соответственно создает дополнительные напряжения в очаге деформации.

Целью настоящего изобретения является получение качественных труб непосредственно из заготовок или слитков ЭШП из труднодеформируемых марок стали с содержанием Cr и Ni до 30% каждого и соответственно снижение расходного коэффициента металла.

Указанная цель достигается тем, что заготовки диаметром 380 - 500 мм выдерживают при 500 - 550^oC в течение 70 - 95 мин в зависимости от диаметра, после чего нагревают до 1120 - 1140^oC со скоростью 1,4 - 1,5 град./мин, а прошивку заготовок в гильзы ведут размер в размер по диаметру при скорости вращения валков 25 - 40 об./мин на оправке диаметром, обеспечивающим редуцирование на пилигримовом стане не менее 25 мм.

Способ производства труб на установках с пилигримовыми станами из труднодеформируемых марок стали с содержанием Cr и Ni до 30% каждого заключается в том, что предложенные режим нагрева, деформации на прошивном и пилигримовом станах исключает образование микротрещин при нагреве и напряжения, превышающие предел прочности при деформации на станах.

Указанное ограничение по редуцированию на пилигримовом стане позволяет уменьшить контактную поверхность (уменьшить трение) металл-дорн, увеличить овализацию т. е. обеспечить отрыв металла от дорна за счет внеконтактной деформации, что в свою очередь облегчает течение металла по поверхности дорна.

Использование предложенного способа производства труб из труднодеформируемых марок стали с содержанием Cr и Ni до 30% каждого исключает разрывы на внутренней поверхности гильз и труб и позволяет получить качественные трубы непосредственно из заготовки или слитка ЭШП.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства труб из труднодеформируемых марок стали отличается тем, что заготовки диаметром 380 - 500 мм выдерживают при 500 - 550^oC в течение 70 - 95 мин в зависимости от диаметра, после чего нагревают до 1120 - 1140^oC со скоростью 1,4 - 1,5 град./мин, а прошивку заготовок в гильзы ведут размер в размер по диаметру при скорости вращения рабочих валков 25 - 40 об./мин на оправке диаметром, обеспечивающим редуцирование на пилигримовом стане не менее 25 мм.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "Новизна".

Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленный способ от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия".

Способ был отработан и осуществлен на установке с пилигримовыми станами 8-16 "ОАО "ЧТПЗ". По данному способу были прокатаны качественные трубы размером 219 х 10 мм, 235 х 25 мм и 325 х 50 мм из стали марки 06ХН28МДТ-Ш, где содержание Cr и Ni составляет соответственно 22 - 25% и 26 - 29%.

Использование предложенного способа позволяет получать качественные трубы из труднодеформируемых марок стали с высоким содержанием легирующих элементов на установках с пилигримовыми станами.

Формула изобретения

Способ производства труб из труднодеформируемых марок стали с содержанием хрома и никеля до 30% каждого, включающий нагрев, прошивку на стане поперечно-винтовой прокатки и прокатку на пилигримовом стане, отличающийся тем, что заготовки диаметром 380-500 мм выдерживают при 500-550^oС в течение 70-95 мин в зависимости от диаметра, после чего нагревают до 1120-1140^oС со скоростью 1,4-1,5 град. /мин, а прошивку заготовок в гильзы ведут размер в размер по диаметру при скорости вращения рабочих валков 25-40 об./мин на оправке диаметром, обеспечивающим редуцирование на пилигримовом стане не менее 25 мм.