СПОСОБ ПРОШИВКИ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СЛИТКОВ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, ПОЛУЧЕННЫХ ВДП И ЭШП Российский патент 1998 года по МПК B21B19/04 

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способам прошивки биметаллических слитков большого диаметра на станках поперечно-винтовой прокатки, и может быть осуществлено при производстве труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами.

Наиболее близким к изобретению является способ прошивки слитков в двухвалковых станах поперечно-винтовой прокатки, согласно которому нагретый до 1250 - 1300^oC слиток задается в валки прошивного стана донной частью и на неподвижной в осевом направлении оправке прошивается в гильзу (Данилов Ф.Н., Глейберг А.З., Балакин В.Г. Горячая прокатка труб. - Металлургиздат, с. 40 - 75).

Применение существующего способа при прошивке биметаллических слитков приводит к сползанию наружного слоя относительно центральной его части (т.е. выдавливание внутреннего объема металла, полученного вакуумно-дуговым и электрошлаковым переплавом).

Это связано с тем, что прошивка ведется с донной части слитка (ввиду большей плотности и лучшего качества металла, чем головной его части) и на подъем (в связи с меньшими энергозатратами и лучшей раскатной стенки гильзы).

Характерной особенностью биметаллического слитка, полученного вакуумно-дуговым и электрошлаковым переплавом, является то, что по мере расплавления электрода с подъемом уровня металла, происходит возрастание температуры внутренней поверхности обечайки (наружного слоя) и соответственно большее ее проплавление, т.е. по мере заполнения внутренней полости обечайки происходит рост граничного диаметра.

Кроме того, механические свойства на границе слоев ниже, чем основных металлов.

При прошивке на подъем происходит отрыв наружного слоя металла от внутреннего, а возрастание граничного диаметра по ходу прошивки способствует выдавливанию внутреннего объема металла из обечайки.

Известны способы прошивки на станах поперечно-винтовой прокатки биметаллических слитков различных конструкций и способов получения (сборные из конусов, которые запрессованы друг в друга и вакуумно-дугового переплава).

Биметаллические материалы. -Л: Судостроение, 1984, с. 160 - 162; Биметаллические трубы. -М.: Металлургия, 1974, с. 47 - 52.

Недостатком указанных способов прошивки слитков на станах поперечно-винтовой прокатки является периодические сползание одного слоя относительно другого или появления расслоения между слоями.

Цель изобретения - исключение сползания одного слоя металла относительно другого при прошивке биметаллических слитков, полученных ВДП и ЭШП на станах поперечно-винтовой прокатки.

Это достигается тем, что согласно предлагаемому способу биметаллический слиток задают в стан с торца, имеющего больший граничный диаметр (против хода заплавления центральной части слитка), т.е. происходит заклинивание наружной и внутренней частей слитка, при этом на выходе прошивного стана рабочие и направляющие валки (линейки) сводят на величины, обеспечивающие условие
h_p + h_n/2 ≤ D_с,
где
h_p - расстояние между рабочими валками на выходе, мм;
h_n - расстояние между направляющими валками (линейками) на выходе, мм;
В_с - диаметр исходного слитка, мм.

Выполнение настройки прошивного стана указанным способом, т.е. прошивка на посад исключает отрыв наружного слоя от внутреннего и соответственно сползание одного слоя относительно другого.

Сопоставильный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ прошивки биметаллических слитков отличается тем, что прошивку слитка ведут против хода заплавления центральной его части, при настройке валков стана, обеспечивающей условие
(h_p + h_n) /2 ≤D_c
Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существующие отличия".

Способ был опробован на установке с пилигримовыми станами 8-16" ЧТПЗ.

Технология изготовления биметаллических слитков и труб разрабатывалась ЧТПЗ и ЧМЗ.

Технологическая схема предусматривала изготовление обечаек размером 560 • 323 • 1800 мм из стали 20 путем прошивки слитка размером 17'' в гильзу и ее механическую обработку (расточку и обточку). Заплавление обечайки сталью 08X18H10T способом ВДП или ЭШП, сверление осевого отверстия диаметром 100 мм, нагрев биметаллического слитка и прошивку на оправке диаметром 425 мм, прокатку гильзы на пильгерстане в трубу размером 426 • 10 мм с плакирующим слоем 3 мм.

Прошивка указанных слитков по общепринятой технологии приводила к сползанию и разрыву наружного слоя (обечайки).

Использование предлагаемого способа, а именно прошивка против хода заплавления центральной его части при настройке стана на диаметр гильзы 520 мм, позволило получить качественные гильзы и соответственно трубы размером 426 • 10 мм при этом максимальная нагрузка на валки прошивного стана составила 6,0 кА при допустимой 8 кА.

Способ прошивки биметаллических слитков большого диаметра, полученных вакуумно-дуговым и электрошлаковым переплавом, относится к трубопрокатному производству и может быть осуществлен на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами. Биметаллический слиток подают в стан против хода заплавления центральной его части. При этом на выходе прошивного стана рабочие и направляющие валки сводят на величины, обеспечивающие условие , где h_p - расстояние между рабочими валкими на выходе, мм; h_n - расстояние между направляющими валками на выходе, мм; D_c - диаметр исходного слитка, мм. Способ позволяет исключить сползание одного слоя металла относительно другого при прошивке слитка.

Способ прошивки биметаллических слитков большого диаметра, полученных ВДП и ЭШП, включающий деформацию металла валками на оправке, отличающийся тем, что прошивку слитка ведут против хода заплавления центральной его части, при настройке валков стана, обеспечивающей условие
(h_p + h_n)/2 ≤ D_c,
где h_p - расстояние между рабочими валками на выходе, мм;
h_n - расстояние между направляющими валками на выходе, мм;
D_c - диаметр исходного слитка, мм.