СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕСШОВНЫХ ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННЫХ КОТЕЛЬНЫХ И ПАРОПРОВОДНЫХ ТРУБ Российский патент 2012 года по МПК B21B19/04 

Изобретение относится к области производства бесшовных котельных и паропроводных труб из жаропрочной стали 10Х9К3В2МФБР-Ш и может найти применение при производстве труб для паровых котлов, паропроводов и коллекторов.

Известен способ производства бесшовных горячедеформированных котельных и паропроводных труб из жаропрочной стали, включающий выплавку передельных трубных заготовок способом электрошлакового переплава в виде сплошных слитков размером, механическую обработку-обточку сплошных слитков в слитки-заготовки, сверление в слитках-заготовках центрального отверстия, нагрев слитков-заготовок в методической печи, прошивку слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправках, прокатку гильз на пилигримовых станах в трубы с вытяжками в зависимости от диаметра и толщины стенки (RU 2322314, В21В 19/04, опубликовано 20.04.2008).

Недостатком известного способа является невозможность его использования для изготовления бесшовных котельных и паропроводных труб из жаропрочной стали 10Х9К3В2МФБР-Ш в связи с повышенными нагрузками на приводы пилигримовых станов при прокатке, что может привести к поломкам предохранительных болтов и шпинделей пилигримового стана.

Задачей и техническим результатом изобретения является способ производства труб из жаропрочной стали 10Х9К3В2МФБР-Ш, обеспечивающий снижение нагрузок на приводы пилигримовых станов при прокатке и достижение следующих технических параметров бесшовных котельных и паропроводных труб при высоких температурах эксплуатации:

длительной прочности

длительной пластичности

Технический результат достигается тем, что способ производства бесшовных горячедеформированных котельных и паропроводных труб из жаропрочной стали 10Х9К3В2МФБР-Ш включает выплавку передельных трубных заготовок способом электрошлакового переплава в виде сплошных слитков, их механическую обработку, сверление центрального отверстия, нагрев в методической печи, прошивку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправках и прокатку гильз на пилигримовых станах в трубы, причем нагрев слитков до температуры 1160-1180°С ведут со скоростью 3,2-3,3°С/мин, выдерживают при данной температуре в течение 60-80 мин, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправках с посадом по диаметру Δ=6,7% и вытяжками µ от 1,43 до 1,57, а прокатку гильз ведут с обжатием по диаметру Δ=41,0% и вытяжками µ от 4,36 до 7,66.

Технический результат также достигается тем, что слитки равномерно кантуют на угол 290-300° при нагревании через 24-26 мин, а при выдержке - через 15-20 мин.

Способ по изобретению может быть проиллюстрирован следующим примером.

Исходным материалом для реализации способа по изобретению служили семь сплошных слитков размером 465×1750±50 мм из стали 10Х9К3В2МФБР-Ш производства ОАО «Мечел», полученные способом электрошлакового переплава. Сплошные трубные заготовки подвергали механической обработке-обточке в слитки размером 450×1750±50 мм. Затем в слитках сверлили центральные отверстия диаметром 100±5,0 мм. После этого слитки садили в два ряда в методическую печь и с восьмого по четвертое окно методической печи равномерно нагревали до температуры 1170±10°С со скоростью 3,25±0,5°С/мин и в течение 72 мин выдерживали при температуре 1170±10°С. При нагреве и выдержке слитки равномерно кантовали на угол 295±5°: при нагреве через 25 мин, а при выдержке - через 17 мин. После нагрева слитки с температурой центра заготовок 1160-1180°С из четвертого окна кантовали на яму печи и выдавали на прошивку.

Прошивку в стане поперечно-винтовой прокатки слитков вели в гильзы размером 420 вн.×225±5×24080±70 мм на оправках диаметром 200 мм с посадом по диаметру Δ=6,7% и вытяжками µ 1,52±0,04. Затем гильзы прокатывали на пилигримовых станах в трубы размером 245×18 мм с обжатием по диаметру Δ=41,0% и вытяжками µ=4,40±0,04.

Механические свойства труб (см. таблицу 1) из стали 10Х9К3В2МФБР-Ш, полученные способом по изобретению при комнатной температуре выше аналогичных показателей труб, полученных известным способом из стали 10Х9МФБ-Ш (ТУ14-3Р-55-2001)

Все товарные трубы из жаропрочной стали 10Х9К3 В2МФБР-Ш, полученные способом по изобретению, имели более высокие характеристики при высоких температурах:

длительную прочность

длительную пластичность

При осуществлении способа по изобретению были снижены нагрузки на приводы пилигримовых станов при прокатке.

Таблица 1 Данные по механическим свойствам металла труб при комнатной температуре Свойства труб Известный способ (сталь 10Х9МФБ-Ш) Способ по изобретению Продольные образцы σ_в, Н/мм² 600 819 σ_0,2, Н/мм² 400 710 δ₅, % 19 20,5 Ψ,% 55 60 KCU (Дж/см²) 78 58 Твердость, НВ 255 235 Поперечные образцы σ_в, Н/мм² 600 770 σ_0.2, Н/мм² 400 710 δ₅, % 17 20 Ψ, % 50 55 KCU (Дж/см²) 59 157

Изобретение относится к трубопрокатному производству горяче-деформированных труб для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш и на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами. Способ включает выплавку передельных трубных заготовок способом электрошлакового переплава в виде сплошных слитков, механическую обработку, сверление центрального отверстия, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, при этом слитки-заготовки садят в методическую печь в два ряда, равномерно нагревают до заданной температуры с кантовкой и выдерживают при данной температуре с равномерной кантовкой с восьмого по четвертое окно, с четвертого окна кантуют на яму печи и выдают с заданной температурой из печи на прошивку слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправках, диаметр которых выбирают в зависимости от геометрических размеров гильз, прокатку гильз на пилигримовых станах в трубы, при этом осуществляют равномерный нагрев слитков до температуры 1160-1180°С со скоростью 3,2-3,3°С/мин с кантовкой и выдерживают при данной температуре в течение 60-80 мин, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправках с посадом по диаметру Δ=6,7% и вытяжками µ от 1,43 до 1,57, а прокатку гильз ведут с обжатием по диаметру Δ=41,0% и вытяжками µ от 4,36 до 7,66. Обеспечивается производство труб с механическими свойствами, превышающими требования существующих технических условий, снижение расходного коэффициента металла при переделе слиток-заготовка ЭШП - котельная труба, а следовательно, снижение стоимости котельных труб из данной марки стали. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1.Способ производства бесшовных горячедеформированных котельных и паропроводных труб из жаропрочной стали марки 10Х9К3В2МФБР-Ш, включающий выплавку передельных трубных заготовок методом электрошлакового переплава в виде сплошных слитков, их механическую обработку, сверление центрального отверстия, нагрев в методической печи, прошивку слитков в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправках и прокатку гильз на пилигримовых станах в трубы, при этом осуществляют равномерный нагрев слитков до температуры 1160-1180°С со скоростью 3,2-3,3°С/мин с кантовкой и выдерживают при данной температуре в течение 60-80 мин, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправках с посадом по диаметру Δ=6,7% и вытяжками µ от 1,43 до 1,57, а прокатку гильз ведут с обжатием по диаметру Δ=41,0% и вытяжками µ от 4,36 до 7,66.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при нагреве слитки кантуют на угол 290-300° через 24-26 мин, а при выдержке - через 15-20 мин.