СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗЛИФТНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА ИЗ СТАЛИ 09Г2С ВЫПЛАВКИ ЭШП И ВДП Российский патент 1998 года по МПК B21B19/04 

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу получения газлифтных труб из стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП и может быть использовано на трубопрокатных установках, имеющих в своем составе станы поперечно - винтовой прокатки.

В практике трубопрокатного производства существует способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из стали 09Г2С с заданными требованиями по механическим свойствам, включающий отливку слитка, его ковку (уплотнение структуры), нагрев, прошивку и прокатку на пилигримовом стане (ТУ 92-303-198-87, Заготовка трубная кованая. ТУ 14-3-1128-82. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные для газопроводов газлифтных систем. ТИ АР1 Q1-158 Тр. ТБ1-9-95. Изготовление бесшовных горячедеформированных труб из стали марки 09Г2С для газопроводов газлифтных месторождений).

Недостатком указанного способа являются большие энергозатраты, связанные с многоступенчатой деформацией слитка-заготовки после горячего нагрева и соответственно высокая себестоимость труб.

Известны в трубопрокатном производстве способы прошивки слитков (заготовок) включающие задачу нагретого слитка (заготовки) в прошивной стан донным концом, а также усадочным концом и прошивкой на подъем и посад по диаметру. (см., например, Ф.А. Данилов и др. Металлургия, 1972, с. 262-278. Ермаков и др. "Сталь" 1973, N 3 с 256).

Недостатком указанных способов прошивки является отсутствие критериев прошивки, принимая которые можно было бы за счет изменения схемы деформации в зависимости от характера расположения кристаллов исключить две технологические операции в производстве труб ответственного назначения, а именно нагрев слитка и его ковку.

Целью настоящего изобретения является уменьшение энергозатрат при производстве труб ответственного назначения из слитков выплавки ЭШП и ВДП с получением требуемых механических свойств труб.

Указанная цель достигается тем, что деформацию слитка в прошивном стане ведут вдоль расположения кристаллов, т.е. задают слиток в стан головной частью и прошивают с посадом по диаметру гильзы на величину

где
S_г - толщина стенки гильзы, мм;
S_с - толщина стенки сверленого слитка, мм;
α - угол наклона фронта кристаллизации к оси слитка, град.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из слитков стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП отличается тем, что деформацию их в прошивном стане ведут вдоль расположения кристаллов, т.е. с задачей слитков в стан головной частью и посадом по диаметру на определенную величину, зависящую от угла наклона фронта кристаллизации к оси слитков, геометрии их и стенки гильзы.

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

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

Предложенный способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП заключается в том, что деформацию слитка осуществляют таким образом, что кристаллы, расположенные под острым углом к оси слитка деформируются вдоль оси с одновременным разворотом до 90^o к оси слитка к моменту отрыва металла от поверхности валка.

Перемещение верхних слоев металла относительно внутренних слоев вызвано тянущими силами рабочих валков и сопротивлением, вызванным трением металла на оправке.

Таким образом, угол разворота кристаллов зависит от настройки стана, т. е. от величины тянущих усилий валков, которые возрастают с возрастанием посада по диаметру гильзы при прошивке. Предложенная зависимость величины посада (ΔD) от исходной стенки сверленого слитка (S_с), стенки гильзы (S_г) и угла наклона фронта кристаллизации к оси слитка (α) получена из равенства дополнительной деформации на выходе из очага деформации по стенке за счет посада по диаметру (ΔD/2S_г) и величиной приращения деформации, полученной за счет наклона оси кристаллов к оси слитка.

Предложенный способ производства труб ответственного назначения позволяет исключить из технологического процесса две энергоемкие операции, а именно нагрев и ковку слитка.

Данный способ опробован на Челябинском трубопрокатном заводе совместно с Челябинским металлургическим комбинатом.

Опытные слитки размером 600•1650 мм, полученные ЭШП, были поставлены на ЧТПЗ с отметкой в сертификате угла наклона фронта кристаллизации к оси слитка 29^o30' - 30^o20'. Слитки были просверлены на диаметр 100 мм.

Прошивной стан был настроен на посад 30 мм (при расчетной величине 31,7-32,0 мм).

Нагретые до температуры 1280^oC слитки прошиты в гильзе размером 570•90 мм и прокатаны в трубы размером 426•10 мм.

Испытания труб показали, что механические свойства труб соответствуют требованиям нормативно-технической документации по прочностным и пластическим характеристикам.

Использование предложенного способа изготовления газлифтных труб большого диаметра позволит снизить энергозатраты и уменьшить их стоимость в 1,5-2 раза.

Заявляемый объект - способ изготовления газлифтных труб большого диаметра и слитков стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП относится к трубопрокатному производству, а именно к способу прошивки на станах поперечно-винтовой прокатки и может быть осуществлен при производстве труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами. Цель изобретения - исключение энергозатрат на промежуточный нагрев и уков слитков за счет изменения схемы напряженного состояния металла в прошивном стане. Деформацию слитка в прошивном стане ведут вдоль расположения кристаллов, т.е. задают слиток в стан головной частью и прошивают с посадом по диаметру на регламентируемую величину.

Способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из слитков стали 09Г2С, включающий электрошлаковый или вакуумно-дуговой переплав, просверливание слитков, их нагрев, прошивку в гильзу на станах поперечно-винтовой прокатки и прокатку на пилигримовом стане, отличающийся тем, что деформацию слитков в прошивном стане ведут вдоль расположения кристаллов, задавая слитки в стан головной частью, и прошивают с посадом по диаметру на величину

где S_г - толщина стенки гильзы, мм;
S_с - толщина стенки сверленного слитка, мм;
α - угол наклона фронта кристаллизации к оси слитка, град.