СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СЛИТКОВ-ЗАГОТОВОК ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ ПЕРЕПЛАВОМ ИЗ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ МАРОК СТАЛИ И СПЛАВОВ И ПРОКАТКИ ИЗ НИХ ТОВАРНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО И СРЕДНЕГО ДИАМЕТРОВ НА ТРУБОПРОКАТНЫХ УСТАНОВКАХ С ПИЛИГРИМОВЫМИ СТАНАМИ И ПЕРЕДЕЛЬНЫХ ТРУБ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕГО ПЕРЕКАТА НА СТАНАХ ХПТ Российский патент 2008 года по МПК B21B21/00 

Изобретение относится к металлургическому и трубному производствам, в частности к способу производства слитков-заготовок электрошлаковым переплавом из труднодеформируемых марок стали и сплавов, прокатки из них товарных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами и передельных труб для последующего переката на станах ХПТ, и может быть использовано при производстве слитков-заготовок способом электрошлакового переплава и прокатки из них товарных труб по ГОСТ 9940 на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами и передельных по ГОСТ 9941 на станах ХПТ.

В трубопрокатном производстве известен способ производства слитков-заготовок электрошлаковым переплавом из легированных марок стали, прокатки из них товарных и передельных труб большого и среднего диаметров по ГОСТ 9940 на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающий отливку слитков электрошлаковым переплавом, механическую обработку слитков в слитки-заготовки (обточку), сверление центрального отверстия диаметром 100±5,0 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку слитков заготовок диаметром 400-500 мм из легированных марок стали в стане косой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовом стане в товарные или передельные трубы по ГОСТ 9940 с подкладными углеродистыми кольцами (авт. свидетельства СССР №430908, кл. В21В 21/00, 1972 и №732043, кл. В21В 21/00, 1980).

Однако такой способ производства товарных и передельных труб большого и среднего диаметров по ГОСТ 9940 из слитков ЭШП имеет следующие недостатки: операция изготовления и нагрева углеродистых патрубков (колец) является трудоемкой из-за необходимости изготовления разных размеров по диаметру и стенке для каждого размера гильз и приводит к снижению производительности пилигримовых станов из-за потери времени на надевание их на дорн перед прокаткой гильз в трубы и снятие с дорна после прокатки труб, а также к потере производительности пилигримовых станов из-за увеличения вспомогательного времени прокатки и нагрева колец в другой методической печи.

В трубном производстве известны способы производства бесшовных горячекатаных труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами с докаткой пилигримовой головки на свободном дорне, т.е. без фиксации заднего конца гильзы относительно дорна, к которым относятся "Способ горячей прокатки труб из кованых заготовок и слитков (непрерывно литых, ЭШП и ВДП) на установках с пилигримовыми станами" (патент РФ №2207201, кл. В21В 21/00, 21/04, Бюл. №18, 2003 г.) и "Способ производства труб из труднодеформируемых марок стали и сплавов с повышенным коэффициентом линейного расширения" (патент РФ №2221656, кл. В21В 21/00, 21/04, Бюл. №2, 2004 г.).

Однако данные способы подготовки заготовок (гильз) к пилигримовой прокатке труб можно использовать только при прокатке труб из низколегированных марок стали, а при прокатке товарных и передельных труб из нержавеющих и труднодеформируемых марок стали и сплавов обкатка пилигримовых головок на свободном дорне приводит к затяжкам дорнов, т.е. невозможности извлечения дорна из трубы, а также к потере производительности пилигримовых станов из-за следующих дополнительных технологических операций:

- время на остановку процесса прокатки при недокате 100-200 мм гильзы, (определяется визуально), с;

- время на подъем верхнего валка на 1-3 оборота нажимных винтов, с;

- время на извлечение (вытягивание) дорна из трубы на 1,5-2,5 м (определяется визуально), с;

- время на установку верхнего валка на "точку", с;

- время на прокатку оставшегося недоката гильзы до образования минимальной пилигримовой головки или полной ее раскатки в зависимости от толщины стенки прокатываемых труб (определяется визуально), с.

В трубном производстве с целью снижения нагрузок на станах косой прокатки при производстве горячедеформированных товарных и передельных труб большого и среднего диаметров из коррозионно-стойких труднодеформируемых марок стали и сплавов на ТПА с пилигримовыми станами используется способ двойной прошивки слитков-заготовок, включающий первую прошивку слитков ЭШП диаметром 460-600 мм в прошивном стане с вытяжкой μ=1,2-1,4 при скорости вращения рабочих 15-25 об/мин, а вторую и последующие при необходимости прошивки-раскатки с подъемом или посадом по диаметру не более 5,0% и вытяжкой μ=1,4-1,75 при скорости вращения рабочих валков 25-50 об/мин, холодные гильзы после первой прошивки диаметром 460-600 мм с отношением D/S=3,0-4,5 выдерживают на колосниках при температуре 400-500°С в течение 50-70 мин в зависимости от диаметра и толщины стенки, затем нагревают до температуры пластичности 1100-1260°С со скоростью 1,6-1,8°/мин в зависимости от марки стали, а гильзы после прошивного стана с температурой 600-800°С равномерно нагревают до температуры пластичности со скоростью 1,7-2,0°/мин, перед выдачей из печи гильзы выдерживают в течение 45-60 мин при температуре пластичности с кантовкой через 10-15 мин на угол ≈180°, процесс прошивки от захвата слитков ЭШП или заготовок до полного нахождения на оправку ведут с уменьшением числа оборотов рабочих валков с 25 до 15, установившийся процесс прошивки ведут при 15-20 об/мин, на выходе гильзы из валков число оборотов увеличивают до 35-40, процесс прошивки-раскатки от захвата гильзы до полного нахождения на оправку ведут с уменьшением числа оборотов рабочих валков с 50 до 20, установившийся процесс раскатки при 20-25 об/мин, а на выходе из валков число оборотов увеличивают до 45-50, а прокатку труб на пилигримовом стане ведут с вытяжкой μ=3,0-5,0 и выведением пилигримовой головки на подкладное углеродистое кольцо "Способ производства горячедеформированных и передельных труб большого и среднего диаметров из коррозионно-стойких труднодеформируемых марок стали и сплавов на ТПА с пилигримовыми станами" (патент РФ №2247612, кл. В21В 21/00, бюл. №7, 2005) и "Способ подготовки заготовок (гильз) из легированных марок стали и сплавов к пилигримовой прокатке труб" (патент РФ №2207199, кл. 7 В21В 21/00, бюл. №18, 2003).

Использование данных способов хотя и позволяет производить товарные и передельные трубы большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами без пилигримовых головок с многократным (2-3 раза) использованием углеродистых колец, снизить вероятность застревания (затяжек) дорнов в трубах, снизить расходный коэффициент дорогостоящего металла, а следовательно, и стоимость труб, но имеет те же недостатки, связанные с двойным нагревом (слитков ЭШП и гильз первой прошивки), двойной прошивкой (прошивка слитков ЭШП и раскатка гильз на оправках большего диаметра), которые приводят к снижению производительности пилигримовых станов из-за потери времени на первую прошивку гильз и повторную их раскатку (в данный момент простаивают оба пилигримовых стана), а также с изготовлением и нагревом углеродистых патрубков (колец), на надевание их на дорн перед прокаткой гильз в трубы и снятие с дорна после прокатки труб, что приводит к снижению производительности станов и повышению стоимости труб.

В трубопрокатном производстве известен также способ прокатки передельных труб на установках с пилигримовыми станами из коррозионно-стойких труднодеформируемых марок стали и сплавов типа 20Х25Н25ТЮ-Ш размером 325×40 мм для изготовления водоохлаждаемых печных роликов размером 295×22×2750 мм и жаростойких труб размером 325×25 мм по ГОСТ 9940 из стали марки 06ХН28МДТ (ЭИ-943), включающий сверловку и расточку слитков размером 460×1600 мм на диаметр 275 и 325±5,0 мм, нагрев их до температуры пластичности, прокатку в пилигримовом стане в трубы размером 325×40 и 325×25 мм с подкладными углеродистыми кольцами с последующей обточкой и расточкой на трубы с заданными геометрическими параметрами (протокол №1031 согласования условий поставки труб из сталей марок 20Х25Н25ТЮ-Ш и 06ХН28МДТ от 14.12.2000 г. и письмо указание на опытно-промышленные прокатки передельных труб размером 325×40 и 325×25 мм).

Недостатками данных способов являются использование расточенных слитков-гильз с внутренним диаметром больше диаметра дорна на 25-35 мм, т.к. при меньшем зазоре на внутренней поверхности труб образуются дефекты в виде рванин, затяжек дорен, даже с повышенной конусностью, а это в свою очередь приводит к повышенному расходу дорогостоящего металла, дополнительным затратам на изготовление и нагрев углеродистых патрубков (колец) и снижению производительности пилигримовых станов за счет увеличения вспомогательного времени на транспортировку колец краном к стану, надевание их на дорн перед прокаткой гильз в трубы и снятие с дорна после прокатки труб, что в свою очередь приводит к повышению стоимости труб.

Наиболее близким техническим решением является способ производства горячекатаных передельных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающий нагрев до температуры пластичности сверленых слитков ЭШП, которые экспандируют в полые заготовки-гильзы с вытяжкой μ=1,2-1,8 без подъема по диаметру, обтачивают и растачивают их до удаления ковочных дефектов, нагревают до температуры пластичности и прокатывают на пилигримовых станах с вытяжкой μ≤5,0 или сверленые слитки ЭШП экспандируют в полые заготовки-гильзы с вытяжкой μ=0,9-1,5, с подъемом по диаметру от 1,05 до 1,4, а затем обтачивают и растачивают их до удаления ковочных дефектов, нагревают до температуры пластичности и прокатывают на пилигримовых станах с вытяжкой μ≤5,5 с выведением пилигримовых головок на подкладные углеродистые кольца "Способ производства горячекатаных передельных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами" (патент РФ №2242302, кл. 7 В21В 21/04, бюл. №35, 2004).

Использование данного способа производства горячекатаных передельных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами хотя и позволяет повысить производительность пилигримовых станов за счет исключения двойного нагрева, прошивки слитков ЭШП в гильзы и раскатки гильз на оправке большего диаметра и прокатки их в трубы без пилигримовых головок с многократным (2-3 раза) использованием углеродистых патрубков, снижает вероятность застревания (затяжек) дорнов в трубах, снижает расход дорогостоящего металла, а следовательно, и стоимость труб, но имеет недостатки, связанные с дополнительной операцией экспандирования слитков ЭШП в полые гильзы-заготовки, а следовательно, повышением их стоимости, изготовлением и нагревом углеродистых патрубков (колец), которые приводят к снижению производительности пилигримовых станов и повышению стоимости труб.

Задачей предложенного способа является освоение нового технологического процесса производства слитков-заготовок электрошлаковым переплавом из труднодеформируемых марок стали и сплавов и прокатки из них товарных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами с докаткой пилигримовых головок из углеродистых пластичных металлов и передельных труб для последующего переката на станах ХПТ, исключение из технологического потока изготовления и нагрева подкладных углеродистых колец, повышение производительности пилигримовых станов, снижение расходных коэффициентов металла, а следовательно, снижение стоимости товарных и передельных труб из легированных труднодеформируемых марок стали и сплавов.

Технический результат достигается тем, что в известном способе производства слитков-заготовок электрошлаковым переплавом из труднодеформируемых марок стали и сплавов и прокатки из них товарных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами и передельных труб для последующего переката на станах ХПТ, включающем отливку слитков электрошлаковым переплавом размером 420-620×1750±50 мм, механическую обработку-обточку их в заготовки размером 400-600×1750±50 мм, сверление центрального отверстия диаметром 100±5,0 мм или расточку внутреннего диаметра на 30-35 мм больше диаметра дорна, нагрев слитков-заготовок и гильз-заготовок до температуры пластичности, прошивку сверленых слитков-заготовок диаметром 400-500 мм в стане косой прокатки в гильзы, прокатку гильз, экспандированных и расточенных гильз-заготовок на пилигримовом стане с подкладными углеродистыми кольцами в товарные или передельные трубы диаметром 219-426 мм, первую прошивку слитков-заготовок диаметром 540-600 мм в гильзы без подъема по диаметру на оправке диаметром 250-275 мм, повторный нагрев гильз с горячего или холодного посада до температуры пластичности, повторную прошивку-раскатку в стане косой прокатки на оправке диаметром больше диаметра дорна на 20-25 мм, прокатку гильз в товарные или передельные трубы на пилигримовом стане с подкладными углеродистыми кольцами, слитки электрошлакового переплава отливают полыми, составными - биметаллическими по высоте, донную часть слитков электрошлакового переплава, образующую пилигримовую головку при прокатке труб на пилигримовом стане, отливают из пластичных углеродистых марок стали, а основную часть слитков из сталей и сплавов в соответствии с портфелем заказов, высоту донной части из пластичной углеродистой марки стали определяют из выражения L_д=К Н, где Н - общая высота полого слитка электрошлакового переплава из труднодеформируемых марок стали и сплавов, мм; L_д - высота донной части полого слитка из пластичной углеродистой марки стали, мм; К=0,15-0,20 - коэффициент для определения высоты донной части полого слитка из пластичной углеродистой стали, большие значения которого относятся к слиткам большего диаметра и большей толщины стенки, полые слитки обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки со съемом металла труднодеформируемых марок стали и сплавов с усадочной части до границы сплавления двух металлов или со смещением в сторону пластичной углеродистой стали на длину 50-100 мм, переход по наружному диаметру слитков-заготовок от основного металла к пластичной углеродистой стали выполняют плавно в виде усеченного конуса на длине 80-100 мм, процесс нагрева составных полых слитков-заготовок электрошлакового переплава ведут по режиму нагрева основной марки стали, на усадочных концах полых слитков-заготовок выполняют с наружной поверхности конус на длине L_к=(1,5-2,0)S_c с притуплением h≥2,0S_т, где S_c - толщина стенки полых слитков-заготовок электрошлакового переплава, мм; S_т - толщина стенки товарной или передельной трубы, мм; L_к - длина конусной части на наружной поверхности полых слитков-заготовок при переходе от основного металла к пластичной углеродистой стали, мм; h - толщина притупления полых заготовок электрошлакового переплава, мм, а процесс прокатки товарных и передельных труб на пилигримовом стане ведут усадочным концом вперед.

Сущность способа заключается в том, слитки электрошлакового переплава отливают полыми, составными - биметаллическими по высоте, донную часть слитков электрошлакового переплава, образующую пилигримовую головку при прокатке труб на пиллигримовом стане, отливают из пластичных углеродистых марок стали, а основную часть слитков из сталей и сплавов в соответствии с портфелем заказов, высоту донной части из пластичной углеродистой марки стали определяют из выражения L_д=К Н, где Н - общая высота полого слитка электрошлакового переплава из труднодеформируемых марок стали и сплавов, мм; L_д - высота донной части полого слитка из пластичной углеродистой марки стали, мм; К=0,15-0,20 - коэффициент для определения высоты донной части полого слитка из пластичной углеродистой стали, большие значения которого относятся к слиткам большего диаметра и большей толщины стенки, полые слитки обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки со съемом металла труднодеформируемых марок стали и сплавов с усадочной части до границы сплавления двух металлов или со смещением в сторону пластичной углеродистой стали на длину 50-100 мм, переход по наружному диаметру слитков-заготовок от основного металла к пластичной углеродистой стали выполняют плавно в виде усеченного конуса на длине 80-100 мм, процесс нагрева составных полых слитков-заготовок электрошлакового переплава ведут по режиму нагрева основной марки стали, на усадочных концах полых слитков-заготовок выполняют с наружной поверхности конус на длине L_к=(1,5-2,0)S_c, с притуплением h≥2,0 S_т, где S_c - толщина стенки полых слитков-заготовок электрошлакового переплава, мм; S_т - толщина стенки товарной или передельной трубы, мм; L_к - длина конусной части на наружной поверхности полых слитков-заготовок при переходе от основного металла к пластичной углеродистой стали, мм; h - толщина притупления полых заготовок электрошлакового переплава, мм, а процесс прокатки товарных и передельных труб на пилигримовом стане ведут усадочным концом вперед.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что при производстве слитков-заготовок электрошлаковым переплавом из труднодеформируемых марок стали и сплавов и прокатки из них товарных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами и передельных труб для последующего переката на станах ХПТ слитки электрошлакового переплава отливают полыми, составными - биметаллическими по высоте, донную часть слитков электрошлакового переплава, образующую пилигримовую головку при прокатке труб на пилигримовом стане, отливают из пластичных углеродистых марок стали, а основную часть слитков из сталей и сплавов в соответствии с портфелем заказов, высоту донной части из пластичной углеродистой марки стали определяют из выражения L_д=К Н, где H - общая высота полого слитка электрошлакового переплава из труднодеформируемых марок стали и сплавов, мм; L_д - высота донной части полого слитка из пластичной углеродистой марки стали, мм; К=0,15-0,20 - коэффициент для определения высоты донной части полого слитка из пластичной углеродистой стали, большие значения которого относятся к слиткам большего диаметра и большей толщины стенки, полые слитки обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки со съемом металла труднодеформируемых марок стали и сплавов с усадочной части до границы сплавления двух металлов или со смещением в сторону пластичной углеродистой стали на длину 50-100 мм, переход по наружному диаметру слитков-заготовок от основного металла к пластичной углеродистой стали выполняют плавно в виде усеченного конуса на длине 80-100 мм, процесс нагрева составных полых слитков-заготовок электрошлакового переплава ведут по режиму нагрева основной марки стали, на усадочных концах полых слитков-заготовок выполняют с наружной поверхности конус на длине L_к=(1,5-2,0)S_c с притуплением h≥2,0S_т, где S_c - толщина стенки полых слитков-заготовок электрошлакового переплава, мм; S_т - толщина стенки товарной или передельной трубы, мм; L_к - длина конусной части на наружной поверхности полых слитков-заготовок при переходе от основного металла к пластичной углеродистой стали, мм; h - толщина притупления полых заготовок электрошлакового переплава, мм, а процесс прокатки товарных и передельных труб на пилигримовом стане ведут усадочным концом вперед. Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволили выявить в них признаки, отличающиеся заявляемое решение от прототипа, что соответствует патентноспособности "изобретательский уровень".

Способ был осуществлен на ОАО "ЗМЗ" при производстве полых, составных - биметаллических по высоте слитков размером 540×340×2800 и 540×310×2800 мм электрошлаковым переплавом из стали марки 06ХН28МДТ (по 5 слитков каждого размера), которые с донного конца на высоте 400±10 мм были отлиты в соответствии с формулой изобретения из стали марки 20. Слитки обточены на ОАО "ЗМЗ" в слитки-заготовки размером 520×360×2400 и 520×330×2400 мм и поставлены на ОАО "ЧТПЗ". Полые слитки обтачивали и растачивали в полые слитки-заготовки со съемом металла стали 06ХН28МДТ с усадочной части до границы сплавления двух металлов или со смещением в сторону углеродистой стали на длину 50-100 мм (определяется визуально). Переход по наружному диаметру слитков-заготовок от основного металла к пластичной углеродистой стали выполняли плавно в виде усеченного конуса на длине 80-100 мм для лучшего захвата металла валками при раскатке данного объема металла. На усадочных концах полых слитков-заготовок для улучшения условий захвата металла при затравке выполнили в соответствии с формулой изобретения конус на длине 160 и 180 мм с притуплениями соответственно 50 и 80 мм. Одновременно для сравнения по существующей технологии были отлиты 10 слитков данной марки стали размером 540×1750 мм. Слитки и полые слитки-заготовки были поставлены на ОАО "ЧТПЗ". На ОАО "ЧТПЗ" слитки были просверлены на диаметр 100±5,0 мм, а затем расточены соответственно на диаметр 360 и 330 мм для прокатки товарных труб размером 377×20 мм и передельных труб размером 377×35 мм. Рассверленные слитки и слитки заготовки одновременно были посажены для нагрева в методическую печь №2 в следующей последовательности: 5 слитков размером 520×360×1750 мм, затем 5 полых слитков-заготовок размером 520×360×2800 мм, 5 слитков размером 520×330×1750 мм и 5 слитков-заготовок размером 520×360×2800 мм. Нагрев рарасточенных слитков и слитков-заготовок производился по режиму стали марки 06ХН28МДТ. Прокатку труб из расточенных слитков по существующей технологии производили с подкладными углеродистыми кольцами, которые нагревали в первой зоне печи №1. Средняя продолжительность нагрева подкладных углеродистых колец составила 5,0 часов. Прокатку труб на пилигримовом стане по существующей технологии производили донным концом вперед, а по предлагаемой технологии усадочным концом вперед. Данные по прокатке товарных труб размером 377×20 мм по ГОСТ 9940 и передельных труб размером 377×35 мм на ТПА 8-16" с пилигримовыми станами из слитков ЭШП стали марки 06ХН28МДТ по существующей и предлагаемой технологиям приведены в таблице. Из таблицы видно, что при прокатке товарных труб размером 377×20 мм по существующей технологии в производство было задано 15,724 т стали 06ХН28МДТ (вес 5 слитков размером 540×1750 мм). Прокатано 38 м труб размером 377×20 мм общим весом 6,73 т. Расходный коэффициент металла составил 2,337, т.е. для производства одной тонны труб было израсходовано 2,337 т металла. По предлагаемой технологии для производства труб данного размера было задано 5 слитков-заготовок общим весом 13,02 т. Принято 9,564 т труб. Расходный коэффициент металла составил 1,362, т.е. при производстве труб данного размера по предлагаемой технологии получена экономия металла 975 кг на каждой тонне. Аналогичная картина и при прокатке передельных труб размером 377×35 мм. Расходный коэффициент металла по труба, прокатанным по существующей технологии, составил 2,119, а по предлагаемой технологии 1,351. Экономия металла на каждой тонне труб составила 766 кг. Так как прокатку труб по существующей технологии производилась с подкладными углеродистыми кольцами, то вспомогательное время прокатки товарных труб размером 377×20 мм возросло с 285 до 585 секунд, а при прокатке передельных труб размером 377×35 мм возросло с 290 до 580 секунд, т.е. ≈ в два раза. Время прокатки одного погонного метра труб размером 377×20 мм (основной показатель производительности стана) по предлагаемой технологии снизилось на 46,6%, а при прокатке передельных труб размером 377×35 мм на 50,8%, т.е. также ≈ в два раза.

Таким образом, по результатам производства опытно-промышленных партий товарных и передельных труб размером 377×20 и 377×35 мм стали марки 06ХН28МДТ из слитков ЭШП, отлитых на ОАО "ЗМЗ" и прокатанных на ТПА 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ" по существующей и предлагаемой технологиям видно, что расходный коэффициент металла при переделе слиток ЭШП - товарная труба снижен на 975 кг, а при переделе слиток ЭШП - передельная труба на 766 кг на тонну труб, при одновременном повышении производительности пилигримовых станов (времени прокатки одного погонного метра труб) за счет снижения вспомогательного времени на выдачу подкладных углеродистых колец из печи, транспортировку их к пилигимовым станам, надевание на дорн, снятие с дорна и транспортировку использованных колец в коробки для металлических технологических отходов соответственно на 46,6 и 50,8%, а также получено повышение производительности нагревательных методических печей за счет исключения времени нагрева колец, которое составляет t=5,0 часов + время прокатки товарных или передельных труб из стали 06ХН28МДТ.

Использование предлагаемого способа производства слитков-заготовок электрошлаковым переплавом из труднодеформируемых марок стали и сплавов и прокатки из них товарных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами и передельных труб для последующего переката на станах ХПТ позволит значительно снизить расход дорогостоящего металла из легированных труднодеформируемых марок стали и сплавов за счет исключения операции расточки слитков под геометрические размеры дорнов, повысить производительность пилигримовых станов за счет снижения вспомогательного времени на прокатку труб с подкладными углеродистыми кольцами (выдача колец из печи, транспортировка колец к стану, надевание их на дорн, снятие с дорна после прокатки, транспортировка использованных колец к коробкам для технологических отходов), исключить опрерацию изготовления подкладных углеродистых колец (нагрев бракованных слитков, прошивку их в стане косой прокатки в гильзы и последующую порезку их на кольца) и повысить производительность нагревательных методических печей за счет исключения из технологического цикла нагрева колец, а следовательно, снизить стоимость товарных и передельных труб данного сортамента.

ТаблицаДанные по прокатке товарных труб размером 377×20 мм по ГОСТ9940 и передельных труб размером 377×35 мм на ТПА 8-16′′ с пилигримовыми станами из слитков ЭШП стали марки 06ХН28МДТ по существующей и предлагаемой технологиям Вид технологииРазмер слитков ЭШПРазмер загот.Количество заданного нержавеющ. металлаРазмер товарн. труб по ГОСТ 9940Размер перед. трубПрокатка труб на пилигримовом станеРазмер дорновРазмер углер. колецВремя нагр. колецСред. длина трубСдано труб в соответ. с НТДРасход. коэфф. метал.Время прокатки одной трубыВремя прок. 1п. мТ_маш.Т_всп.Т_цикла-ммммшт.тоннммммммммчасммтонн-сексексексекСущест.540×1750520×360×l750515,724377×20-340/345520×360×3505,07,638,06,7302,33722558581094,2520×330×l750515,724-377×35311/316520×330×3505,05,025,07,4232,119150580730122,7Предлаг.540×340×2800 (2400+400)520×360×2800513,020377×20-340/345--10,854,09,5641,36230928559450,3540×310×2800 (2400+400)520×330×2800514,460-377×35311/316--7,236,010,691,35320529049560,4

Изобретение относится к способу производства слитков-заготовок электрошлаковым переплавом из труднодеформируемых марок стали и сплавов и прокатки из них товарных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами и передельных труб для последующего переката на станах ХПТ. Способ включает отливку слитков электрошлаковым переплавом размером 420-620×1750±50 мм, механическую обработку-обточку их в заготовки размером 400-600×1750±50 мм, расточку внутреннего диаметра на 30-35 мм больше диаметра дорна, нагрев их до температуры пластичности, прошивку слитков-заготовок диаметром 400-500 мм в стане косой прокатки в гильзы, прокатку гильз и расточенных слитков-заготовок на пилигримовом стане с подкладными углеродистыми кольцами в товарные или передельные трубы диаметром 219-325 мм, первую прошивку слитков-заготовок диаметром 540-600 мм в гильзы без подъема по диаметру на оправке диаметром 250-275 мм, повторный нагрев гильз с горячего или холодного посада до температуры пластичности, повторную прошивку-раскатку в стане косой прокатки на оправке диаметром больше диаметра дорна на 20-25 мм, прокатку гильз в товарные или передельные трубы на пилигримовом стане с подкладными углеродистыми кольцами, при этом слитки электрошлакового переплава отливают полыми, составными - биметаллическими по высоте, донную часть слитков электрошлакового переплава, образующую пилигримовую головку при прокатке труб на пилигримовом стане, отливают из пластичных углеродистых марок стали, а основную часть слитков из сталей и сплавов в соответствии с портфелем заказов, высоту донной части из пластичной углеродистой марки стали определяют из выражения L_д=К H, где Н - общая высота полого слитка электрошлакового переплава из труднодеформируемых марок стали и сплавов, мм; L_д - высота донной части полого слитка из пластичной углеродистой марки стали, мм; К=0,15-0,20 - коэффициент для определения высоты донной части полого слитка из пластичной углеродистой стали, большие значения которого относятся к слиткам большего диаметра и большей толщины стенки, полые слитки обтачивают и растачивают в полые слитки-заготовки со съемом металла труднодеформируемых марок стали и сплавов с усадочной части до границы сплавления двух металлов или со смещением в сторону пластичной углеродистой стали на длину 50-100 мм, переход по наружному диаметру слитков-заготовок от основного металла к пластичной углеродистой стали выполняют плавно в виде усеченного конуса на длине 80-100 мм, процесс нагрева составных полых слитков-заготовок электрошлакового переплава ведут по режиму нагрева основной марки стали, на усадочных концах полых слитков-заготовок выполняют с наружной поверхности конус на длине L_к=(1,5-2,0)S_с с притуплением h≥2,0S_т, где S_c - толщина стенки полых слитков-заготовок электрошлакового переплава, мм; S_т - толщина стенки товарной или передельной трубы, мм; L_к - длина конусной части на наружной поверхности полых слитков-заготовок при переходе от основного металла к пластичной углеродистой стали, мм; h - толщина притупления полых заготовок электрошлакового переплава, мм, а процесс прокатки товарных и передельных труб на пилигримовом стане ведут усадочным концом вперед. Обеспечивается снижение расхода металла, повышение производительности. 7 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ производства слитков-заготовок электрошлаковым переплавом из труднодеформируемых марок стали и сплавов и прокатки из них товарных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами и передельных труб для последующего переката на станах ХПТ, включающий отливку слитков электрошлаковым переплавом размером 420-620×1750±50 мм, механическую обработку-обточку их в заготовки размером 400-600×1750±50 мм, расточку внутреннего диаметра на 30-35 мм больше диаметра дорна, нагрев их до температуры пластичности, прошивку слитков-заготовок диаметром 400-500 мм в стане косой прокатки в гильзы, прокатку гильз и расточенных слитков-заготовок на пилигримовом стане с подкладными углеродистыми кольцами в товарные или передельные трубы диаметром 219-325 мм, первую прошивку слитков-заготовок диаметром 540-600 мм в гильзы без подъема по диаметру на оправке диаметром 250-275 мм, повторный нагрев гильз с горячего или холодного посада до температуры пластичности, повторную прошивку-раскатку в стане косой прокатки на оправке диаметром больше диаметра дорна на 20-25 мм, прокатку гильз в товарные или передельные трубы на пилигримовом стане с подкладными углеродистыми кольцами, отличающийся тем, что слитки электрошлакового переплава отливают полыми, составными - биметаллическими по высоте.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что донную часть слитков электрошлакового переплава, образующую пилигримовую головку при прокатке труб на пилигримовом стане, отливают из пластичных углеродистых марок стали, а основную часть слитков из сталей и сплавов в соответствии с портфелем заказов.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что высоту донной части из пластичной углеродистой марки стали определяют из выражения

L_д=К Н,

где Н - общая высота полого слитка электрошлакового переплава из труднодеформируемых марок стали и сплавов, мм;

L_д - высота донной части полого слитка из пластичной углеродистой марки стали, мм;

К=0,15-0,20 - коэффициент для определения высоты донной части полого слитка из пластичной углеродистой стали, большие значения которого относятся к слиткам большего диаметра и большей толщины стенки.

L_к=(1,5-2,0)S_c,

с притуплением h≥2,0 S_т,

где S_c - толщина стенки полых слитков-заготовок электрошлакового переплава, мм;

S_т - толщина стенки товарной или передельной трубы, мм;

L_к - длина конусной части на наружной поверхности полых слитков-заготовок при переходе от основного металла к пластичной углеродистой стали, мм;

h - толщина притупления полых заготовок электрошлакового переплава, мм.