СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ Российский патент 2009 года по МПК B21B21/00 B21B19/04 

Изобретение относится к металлургическому и трубному производствам, в частности к способу производства круглой трубной заготовки, и может быть использовано при производстве трубной заготовки на установках непрерывной разливки стали с последующим обжатием ее по диаметру в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки.

В практике металлургической и трубной промышленностей существует способ изготовления бесшовных горячедеформированных труб большого и среднего диаметров для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара на трубопрокатных установках, с пилигримовыми станами из кованых заготовок сталей марок 20, 15ГС, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФСР, 10Х9МФБ, 12Х11В2МФ, 08Х16Н9М2, 12Х18Н12Т и 10Х13Г12БС2Н2Д2, с заданными требованиями по механическим свойствам, включающий выплавку слитков в электрических и мартеновских печах, ковку (уплотнение структуры) слитков в поковки с уковом от 2,0 до 3,0, в зависимости от марки стали, непрерывную разливку стали марок 20, 15ГС, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф и 15ХМ с последующей ковкой их в поковки с уковом не менее 1,5, обрубку концов поковок с удалением усадочной и донной частей, торцовку концов и сверление центрального отверстия диаметром 100±5 мм для удаления ликвационной пористости и неметаллических включений (ТУ 14-1-2560-78 "Заготовка трубная кованая для котельных труб").

Недостатком указанного способа является высокая стоимость трубной заготовки из-за высокой энергоемкости процесса, связанного с нагревом и деформацией (ковкой) слитков и НЛЗ на прессах в поковки с последующей обрубкой концов поковок с удалением усадочной и донной частей, торцовкой, обточкой и сверлением центрального отверстия.

В металлургической промышленности известен также способ производства трубной заготовки из углеродистой, низколегированной и легированной стали, предусматривающий выплавку блюмов в электрических или мартеновских печах, нагрев их до температуры пластичности и прокатку на сортовых станах в трубную заготовку диаметром от 70 до 270 мм (ОСТ 14-21-77 "Заготовка трубная из углеродистой, низколегированной, легированной и рессорно - пружинистой стали. Технические требования", переизданный в 2002 году).

Недостатком данного способа является высокая стоимость трубной заготовки из-за высокой энергоемкости процесса, связанного с нагревом и деформацией блюмов на сортовых станах в трубную заготовку, т.е. с включением в технологический процесс дорогостоящих и энергоемких сортовых станов.

В металлургическом и трубопрокатном производствах известен способ производства непрерывно-литой трубной заготовки из конвертерной стали, прошедшей доводку на установке печь-ковш с продувкой нейтральным газом (ТУ 14-102-198-2002 "Непрерывно-литая трубная заготовка", ГОСТ 1050-88 "Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали").

Одним из недостатков данного способа является то, что на установках непрерывной разливки стали производят круглую трубную заготовку с разбегом по диаметру не менее 100 мм, т.к. кристаллизатор агрегат дорогостоящий, а их замена длительная по времени.

Наиболее близким техническим решением является способ винтовой прокатки, включающий горячую деформацию слитков после разливки при температуре кристаллизации в их центре, а на наружной поверхности ниже на 300-500°С, с обжатием по диаметру 2-8% (авт. свид. СССР №660740. Бюл. №17. 1979).

Недостатком указанного способа винтовой прокатки является необходимость установки стана косой прокатки на площадях металлургического производства в конце разливочного пролета, что является нецелесообразным по соображениям техники безопасности, и данный способ направлен только на улучшение структуры центральной части слитка.

Задачей предложенного способа (изобретения) является расширение размерного ряда непрерывно-литых заготовок по диаметрам без замены кристаллизаторов на установках непрерывной разливки стали, увеличение производительности установок непрерывной разливки стали, улучшение качества трубной заготовки за счет обжатия НЛЗ по диаметру без вскрытия внутренней полости путем прокатки их в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки за один или несколько проходов с суммарным обжатием от 8 до 40%.

Технический результат достигается тем, что в известном способе производства трубной заготовки, включающем выплавку блюмов и слитков в электрических или мартеновских печах, нагрев их до температуры пластичности, прокатку блюмов на сортовых станах в трубную заготовку, ковку слитков на прессах в поковки с последующей обрубкой концов поковок с удалением усадочной и донной частей, торцовку концов и обточку их в заготовки или отливку заготовок на установках непрерывной разливки стали с порезкой их на мерные длины, нагрев мерных непрерывно-литых заготовок до температуры пластичности и прокатку их в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки за один или несколько проходов в трубные заготовки с суммарным обжатием по диаметру от 8 до 40%, при этом за первый проход непрерывно-литые заготовки обжимают в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки по диаметру до 12%, а за каждый последующий проход обжатие увеличивают, соответственно, на 1-3%, причем большие значения относятся к непрерывно-литым заготовкам меньшего диаметра, меньшие суммарные обжатия относятся к непрерывно-литым заготовкам диаметром 450-600 мм, а большие к непрерывно-литым заготовкам диаметром 100-250 мм, мерные непрерывно-литые заготовки подогревают до температуры пластичности в нагревательном устройстве, используя температуру заготовок после непрерывной разливки, нагревательное устройство и реверсивный трехвалковый стан косой прокатки устанавливают в потоке после установки непрерывной разливки стали.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства трубной заготовки отличается тем, что мерную непрерывно-литую заготовку нагревают до температуры пластичности и прокатывают в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки за один или несколько проходов в трубную заготовку с суммарным обжатием по диаметру от 8 до 40%, при этом за первый проход непрерывно-литые заготовки обжимают в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки по диаметру до 12%, а за каждый последующий проход обжатие увеличивают, соответственно, на 1-3%, причем большие значения относятся к непрерывно-литым заготовкам меньшего диаметра, меньшие суммарные обжатия относятся к непрерывно-литым заготовкам диаметром 450-600 мм, а большие к непрерывно-литым заготовкам диаметром 100-250 мм, мерные непрерывно-литые заготовки подогревают до температуры пластичности в нагревательном устройстве, используя температуру заготовок после непрерывной разливки, а нагревательное устройство и реверсивный трехвалковый стан косой прокатки устанавливают в потоке после установки непрерывной разливки стали. 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 позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Так как аналогичного способа и оборудования в предложенном сочетании в мировой практике не существует, то пример конкретного выполнения в данный период времени не представляется возможным.

Данный способ впервые в мировой практике позволит осуществить промышленное производство качественной трубной заготовки расширенного размерного ряда по диаметрам без замены кристаллизаторов на установках непрерывной разливки стали, увеличить производительность установок непрерывной разливки стали, улучшить качество трубной заготовки за счет обжатия НЛЗ по диаметру без вскрытия внутренней полости путем прокатки их в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки за один или несколько проходов с суммарным обжатием от 8 до 40%, что, в конечном итоге, позволит повысить качество горячекатаных трубах и снизить их стоимость.

Изобретение относится к способу производства круглой трубной заготовки и может быть использовано при производстве трубной заготовки на установках непрерывной разливки стали с последующим обжатием ее по диаметру в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки. Способ включает выплавку блюмов и слитков в электрических или мартеновских печах, нагрев их до температуры пластичности, прокатку блюмов на сортовых станах в трубную заготовку, ковку слитков на прессах в поковки с удалением усадочной и донной частей, торцовку концов и обточку их в заготовки или отливку заготовок на установках непрерывной разливки стали с порезкой их на мерные длины, при этом мерную непрерывно-литую заготовку нагревают до температуры пластичности и прокатывают в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки за один или несколько проходов в трубную заготовку с суммарным обжатием по диаметру от 8 до 40%, меньшие суммарные обжатия относятся к непрерывно-литым заготовкам диаметром 450-600 мм, а большие - к непрерывно-литым заготовкам диаметром 100-250 мм, мерные непрерывно-литые заготовки подогревают до температуры пластичности в нагревательном устройстве, используя температуру заготовок после непрерывной разливки, нагревательное устройство и реверсивный трехвалковый стан косой прокатки устанавливают в потоке после установки непрерывной разливки стали, за первый проход непрерывно-литые заготовки обжимают в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки по диаметру от 8 до 12%, а за каждый последующий проход обжатие увеличивают, соответственно на 1-3%, причем большие значения относятся к непрерывно-литым заготовкам меньшего диаметра. Обеспечивается расширение размерного ряда по диаметрам трубной заготовки без замены кристаллизаторов на установках непрерывной разливки стали, увеличение производительности установок непрерывной разливки стали, улучшение качества трубной заготовки и горячекатаных труб и снижение их стоимости. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ производства трубной заготовки, включающий выплавку блюмов и слитков в электрических или мартеновских печах, нагрев их до температуры пластичности, прокатку блюмов на сортовых станах в трубную заготовку, ковку слитков на прессах в поковки с последующей обрубкой концов поковок с удалением усадочной и донной частей, торцовку концов и обточку их в заготовки или отливку заготовок на установках непрерывной разливки стали с порезкой их на мерные длины, нагрев мерных непрерывно-литых заготовок до температуры пластичности и прокатку их в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки за один или несколько проходов в трубные заготовки с суммарным обжатием по диаметру от 8 до 40%, при этом за первый проход непрерывно-литые заготовки обжимают в трехвалковом реверсивном стане косой прокатки по диаметру до 12%, а за каждый последующий проход обжатие увеличивают соответственно на 1-3%, причем большие значения относятся к непрерывно-литым заготовкам меньшего диаметра.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что меньшие суммарные обжатия относятся к непрерывно-литым заготовкам диаметром 450-600 мм, а большие к непрерывно-литым заготовкам диаметром 100-250 мм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что мерные непрерывно-литые заготовки подогревают до температуры пластичности в нагревательном устройстве, используя температуру заготовок после непрерывной разливки.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагревательное устройство и реверсивный трехвалковый стан косой прокатки устанавливают в потоке после установки непрерывной разливки стали.