Способ прошивки слитков большого диаметра из хладостойких марок стали

Изобретение относится к способу прошивки слитков большого диаметра на станах винтовой прокатки и может быть использовано при изготовлении труб на трубопрокатных агрегатах с пилигримовыми станами. Способ прошивки слитков большего диаметра из хладостойких марок сталей включает деформацию сплошной части слитка до носика оправки, деформацию на оправке и деформацию при обкатке гильзы, при этом деформацию перед носиком оправки слитка, имеющего соотношение 3,1≤L/D≤3,6, уменьшают линейно от донной части слитка к головной с 10% обжатия до 6%, где L - высота слитка, мм, D - диаметр донной части слитка, мм. Изобретение обеспечивает уменьшение внутренних плен и расслоения при прошивке слитков большого диаметра.

 

Изобретение относится к трубному производству, а именно к способу прошивки слитков большого диаметра на станах поперечно-винтовой прокатки, и может быть использовано при изготовлении труб на трубопрокатных агрегатах, например, с пилигримовыми станами.

Известен способ прошивки слитков, где процесс прошивки разбит на три части - деформация сплошной части слитка до носика оправки; деформация на оправке; деформация при обкатке гильзы (В.Я.Осадчий и др. "Технология и оборудование трубного производства. Москва. "ИНТЕРНЕТ ИНЖИНИРИНГ" 2001 г. Стр.60).

Недостатком способа прошивки слитков большого диаметра является образование внутренних плен и расслоя на гильзах. Это обуславливается тем, что слитки большого диаметра имеют большую усадочную раковину и увеличивающееся количество неметаллических включений от донной части слитка к головной. С увеличением количества неметаллических включений при заданной деформации перед носиком оправки возрастает вероятность разрушения центральной части слитка и образования внутренних плен и расслоя.

Наиболее близким техническим решением является способ прошивки слитков из низкопластичных боросодержащих сталей, где деформацию слитка производят после подвода слитка к носику оправки за счет сведения рабочих валков до момента нахождения металла на оправку, при этом прошивка должна производиться размер в размер с вытяжкой 1,3 (RU 2198751 C2, В 21 В 19/04, 20.02.2003).

Недостатком данного способа является быстрый выход из строя нажимных винтов валков прошивного стана, так как при прошивке каждого слитка приходится сводить валки под нагрузкой. Кроме этого, при прошивке усадочной части слитка, имеющего повышенную загрязненность, возникает расслоение металла и внутренней плены.

Техническим результатом предлагаемого способа является уменьшение внутренних плен и расслоения при прошивке слитков большого диаметра.

Технический результат достигается тем, что в способе прошивки слитков большого диаметра из хладостойких марок сталей, включающем деформацию сплошной части слитка до носика оправки, деформацию на оправке и феформацию при обкатке гильзы, деформацию перед носиком оправки слитка, имеющего соотношение 3,1≤L/D≤3,6, уменьшают линейно от донной части слитка к головной с 10% обжатия до 6%, где L - высота слитка, мм; D - диаметр донной части слитка, мм.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ прошивки слитков большого диаметра с соотношением геометрических параметров 3,1≤L/D≤3,6 отличается линейным уменьшением обжатия перед носиком оправки с 10% до 6%.

Таким образом, заявляемый способ соответствует условию патентоспособности изобретения "Новизна".

Признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявленному решению соответствие условию патентноспособности "Существенные отличия".

Предложенный способ прошивки заключается в уменьшении обжатия перед носиком оправки при поперечно-винтовой прошивке с 10% до 6%.

Уменьшение обжатия по ходу прошивки снижает напряжения в центральной части слитка и уменьшает влияние возрастающего количества неметаллических включений.

Обжатие перед носиком оправки более 10% увеличивает вероятность преждевременного вскрытия полости, а при обжатии менее 10% затрудняет заход оправки в слиток (неустановившийся процесс) из-за повышенного осевого сопротивления. При обжатии менее 6% затрудняется сход гильзы с оправки из-за недостаточности тянущих усилий в осевом направлении.

Т.е. уменьшение обжатия с 10% до 6% обеспечивает прошивку слитков большого диаметра и уменьшает вероятность образования внутренних плен и расслоя.

В слитках большого диаметра (500÷600 мм), отлитых из хладостойких марок стали, т.е. содержащих ванадий, наименьшее соотношение между усадочной частью слитка (имеющего полость) и более плотной частью слитка (отсутствие полости) находится на слитках с геометрическими параметрами 3,1≤L/D≤3,6. Соотношение плотной части слитка и усадочной части определялось по резкому увеличению нагрузки при заходе носика оправки в полость усадочной части.

Т.е. предложенный способ прошивки из слитка с указанным соотношением высоты и диаметра позволяет не только уменьшить внутренние плены и расслой, но и снизить расходный коэффициент металла за счет уменьшения пилигримовой головки.

Данный способ опробован на Челябинском трубопрокатном заводе на ТПА 8-16 с пилигримовыми станами.

Опытные слитки из хладостойкой стали марки 20ФА диаметром 567/585 мм и длиной 1900 мм прошивались с донной части слитка и прокатывались в трубы размером 426×9 мм. Половина плавки была прокатана с изменением обжатия перед носиком оправки с 10% до 6%, а вторая половина с обжатием 10%.

После прокатки на пилигримовом стане плети разрезались на 3 крата, и производилась приемка ОТК в соответствии с ТУ 14-158-114-99, где длина труб должна быть не короче 8 м.

Анализ качества труб показал, что при прокатке с постоянным обжатием слитка перед носиком оправки 60% труб (третьих кратов) не соответствуют требованиям ТУ по длине, против 7%, полученных с использованием предложенного технического решения.

Повышенная обрезь от труб, полученная со стороны пилигримовой головки (усадочной части слитка), вызвана образованием внутренних плен и расслоений из-за большого обжатия на участке слитка с повышенным содержанием неметаллических включений.

Способ прошивки слитков большого диаметра из хладостойких марок сталей, включающий деформацию сплошной части слитка до носика оправки, деформацию на оправке и деформацию при обкатке гильзы, отличающийся тем, что деформацию перед носиком оправки слитка, имеющего соотношение 3,1≤L/D≤3,6, уменьшают линейно от донной части слитка к головной с 10% обжатия до 6%, где L - высота слитка, мм, D - диаметр донной части слитка, мм.