СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПЕРЕДЕЛЬНЫХ ТРУБ РАЗМЕРОМ 290×12 мм НА ТПУ 8-16" С ПИЛИГРИМОВЫМИ СТАНАМИ ИЗ СЛИТКОВ-ЗАГОТОВОК ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА НИЗКОПЛАСТИЧНЫХ СТАЛЕЙ МАРОК 04Х14Т3Р1Ф-Ш И 04Х14Т5Р2Ф-Ш С СОДЕРЖАНИЕМ БОРА ОТ 1,3 ДО 3,5 % ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЕСТИГРАННЫХ ТРУБ-ЗАГОТОВОК РАЗМЕРОМ "ПОД КЛЮЧ" 257+2,0/-3,0×6,0+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм ДЛЯ СТЕЛЛАЖЕЙ БАССЕЙНОВ ВЫДЕРЖКИ ОТРАБОТАННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА НА АЭС Российский патент 2015 года по МПК B21B21/00 

Изобретение относится к трубному производству, в частности к способу производства передельных труб размером 290×12 мм на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из слитков-заготовок ЭШП низкопластичных сталей марок 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш с содержанием бора от 1,3 до 3,5% для изготовления шестигранных труб-заготовок размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6,0+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм для стеллажей бассейнов выдержки отработанного ядерного топлива на АЭС, и может быть использовано при производстве бесшовных горячекатаных передельных труб-плетей увеличенной длины на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами.

В трубном производстве известен способ производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8% (ЧС 82), предусматривающий выплавку стали вакуумно-дуговым (ВД), вакуумно-индукционным (ВИ), вакуумно-индукционным с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ИД) и плазменным переплавом (П) в слитки диаметром 460 мм с последующей ковкой их в прутки (заготовки) диаметром 225-230 мм и механической обработкой (обточкой) на размер 215×1850-1950 мм, нагрев до температуры пластичности, прошивку в прошивном стане на ТПА-350 с автоматическим станом в гильзы размером 220×45×2700-2850 мм, охлаждение, ремонт, прошивку на первом прошивном стане в гильзы размером 250×28×3400-3600 мм, прошивку на втором стане в гильзы размером 292×13×5600-5950 мм, прокатку в автоматическом стане в три прохода с обжатиями, соответственно, 14,3%, 8,3%, 0,5% и калибровку в калибровочном стане в трубы размером 288×11 мм при температуре 850-950°С (Отчет по НИР "Освоение технологии производства горячекатаных труб большого диаметра из стали ЧС 82 в условиях ТПА-350 "ЮТЗ", Днепропетровск, 1988 г.).

Недостатками данного способа являются межгосударственные перевозки (Челябинск-Никополь-Челябинск), трудоемкая операция ковки слитков диаметром 460 мм в прутки (заготовки) диаметром 225-230 мм с последующей механической обработкой (обточкой) и порезкой на размер 215×1850-1950 мм, большой расходный коэффициент металла при переделе слиток - заготовка - шестигранная заготовка, равный 6,53 и, как следствие, высокая стоимость передельных труб и готовой продукции (шестигранных труб-заготовок).

В трубном производстве известен также способ производства передельных трубных заготовок для изготовления шестигранных чехловых труб из низкопластичной безникелевой стали с содержанием бора 1,3-1,8%, включающий сверление центрального отверстия диаметром 100±5 мм в слитках-заготовках ЭШП размером 460-480×1600-1750 мм, нагрев их до температуры пластичности, прошивку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 460×вн.240×2100-2300 мм, прокатку гильз на пилигримовом стане в трубы-заготовки размером 377×88,5×3200-3600 мм, охлаждение труб-заготовок и их ремонт (при необходимости), порезку труб-заготовок на два крата-заготовки размером 377×88,5×1575-1750 мм, повторный нагрев их до температуры пластичности, прошивку (раскатку) в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 400×50×2300-2550 мм, а затем прокатку на пилигримовом стане в передельные трубы размером 290×12×11000-12000 мм и правку на правильной машине при температуре не ниже 100°С, с использованием температуры прокатного нагрева (Патент РФ №2226133, кл. В21В 21/00, 2004).

Известный способ имеет следующие недостатки. Технологический процесс производства передельных труб из стали ЧС 82, включающий два нагрева, две прошивки, две прокатки на пилигримовом стане и порезку на станках труб-заготовок на два равных крата-заготовки, трудоемок, требует больших затрат, что приводит к росту цены передельных труб и, как следствие, к росту цены шестигранных труб-заготовок. Прокатка двух кратов-заготовок размером 377×88,5×1600-1800 мм, полученных из одного слитка, на пилигримовом стане в передельные трубы размером 290×12×11500-12500 мм приводит к увеличению технологических отходов в виде двух затравочных концов и двух пилигримовых головок. При неустановившемся процессе прокатки, т.е. при затравке и докатке (обкатке) пилигримовых головок, из-за малой пластичности стали образуются концевые дефекты в виде продольных трещин и рванин на длине 0,5-0,8 метра. Это приводит к увеличению расходного коэффициента металла при переделе слиток ЭШП - передельная труба. Прокатка на пилигримовом стане труб размером 290×12×11500-12500 мм из гильз размером 400×50×2300-2550 мм в течение 3,0-3,5 минут приводит к снижению температуры гильзы до 750°С, т.е. прокатка концов труб происходит при температуре ниже 800°С, а это значительно ниже нижнего предела интервала пластичности данной марки стали (800-850°С), что приводит к образованию рванин под пилигримовую головку на длине 2,0-3,0 метров, а это в свою очередь приводит к браку одного крата, т.к. минимальная длина трубы для профилирования (передела в шестигранник) должна быть не короче 5000 мм.

Наиболее близким техническим решением является способ производства передельных труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8%, включающий отливку слитков электрошлаковым переплавом размером 480×1750±70 или 500×1675±70 мм, обточку наружной поверхности до удаления дефектов литейного происхождения в слитки-заготовки размером 460±10×1750±70 или 480±10×1675±70 мм, сверление центрального отверстия диаметром 100±5,0 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры 1060-1090°С, выдержку при температуре 450-500°С на колосниках методических печей без кантовки в течение 90-120 минут, нагрев до температуры 800-850°С со скоростью 1,8-2,0°С в минуту, затем нагрев до температуры пластичности 1060-1090°С со скоростью 2,1-2,2°С в минуту с кантовкой через 15-20 минут, выдержку при данной температуре в течение 70-80 минут с кантовкой на угол ≈ 180° через 10-15 минут (патент RU №2255820, кл. В21В 21/00, В21В 21/04, 27.12.2004), прошивку слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.295×2370-2800 и 480×вн.295×2310-2710 мм, прокатку гильз на пилигримовом стане с подкладными углеродистыми кольцами размером 480×вн.295×250-300 мм, для частичного выведения пилигримовых головок, в передельные трубы-плети размером, соответственно, 290×12×21000-24000 и 290×12×21000-25000 мм с вытяжками, соответственно, µ=10,03 и µ=10,74 и обжатием по диаметру Δ=38,3 и Δ=39,6%, прокатку передних концов труб на длине, равной 1,0-1,2 пути отката подающего аппарата с толщиной стенки больше номинальной на 2-3 мм, прокатку задних концов труб - под пилигримовую головку на длине, равной 1,2-1,5 пути отката подающего аппарата с толщиной стенки меньше номинальной на 0,5-0,8 мм, за счет разведения и сведения валков пилигримового стана (патент RU №2334571, кл. В21В 21/00, 27.09.2008), отрезку пилой горячей резки технологических отходов - пилигримовых головок и затравочных концов, порезку труб-плетей на две трубы равной длины, правку труб на шестивалковой правильной машине с использованием температуры прокатного нагрева, порезку труб на две заготовки-крата длиной не менее 5000 мм, расточку и обточку их на размер 284+2,0/-3,0×6+2,0/-1,0 мм и теплое профилирование в шестигранные трубы-заготовки размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм (ТИ 158-Тр.ТБ1-49-2007 "Изготовление бесшовных горячедеформированных передельных труб из стали марки ЧС82-04Х14Т3Р1Ф-Ш").

Одним из основных недостатков данного прототипа, также как и выше приведенных аналогов, является то, что слитки ЭШП отливают двух размеров, а именно, 480×1750±70 и 500×1675±70 мм, которые обтачивают до удаления дефектов литейного происхождения в слитки-заготовки размером 460±10×1750+70 или 480+10×1675±70 мм. Для отливки двух диаметров слитков необходимы два кристаллизатора, которые являются дорогостоящим инструментом. В слитках-заготовках сверлят центральное отверстие диаметром 100±5 мм. Из слитков-заготовок массой от 2000 до 2365 кг прокатывают передельные трубы размером 290×12 мм четырехкратной длины, что приводит к повышенным отходам по некратности, а следовательно, к повышенному расходному коэффициенту дорогой борсодержащей стали, да и данный способ не решает технологические вопросы производства передельных труб увеличенной длины из слитков-заготовок размером (460-485)×1750±25 мм.

Задачей предложенного способа является освоение нового технологического процесса производства передельных труб размером 290×12×22500-26500 мм на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из слитков-заготовок электрошлакового переплава низкопластичных сталей марок 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш с содержанием бора от 1,3 до 3,5% для изготовления шестигранных труб-заготовок размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6,0+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм для стеллажей бассейнов выдержки отработанного ядерного топлива на АЭС, снижение доли технологических отходов (затравочных концов, пилигримовых головок и отходов по некратности), снижение расходного коэффициента металла при переделе слиток - заготовка ЭШП - передельная трубная заготовка - шестигранная труба-заготовка, а следовательно, снижение стоимости конечной продукции шестигранных труб-заготовок из стали марок 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш.

Технический результат достигается тем, что в известном способе производства передельных труб размером на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из слитков-заготовок электрошлакового переплава низкопластичных сталей марок 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш с содержанием бора от 1,3 до 3,5% для изготовления шестигранных труб-заготовок размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6+2,0/-1,0×4300+807-30 мм для стеллажей бассейнов выдержки отработанного ядерного топлива на АЭС, включающий отливку слитков электрошлаковым переплавом размером 480×1750+70 или 500×1675+70 мм, обточку слитков по наружной поверхности до удаления дефектов литейного происхождения в слитки-заготовки размером 460±10×1750±70 или 480±10×1675+70 мм, сверление центрального отверстия диаметром 100+5,0 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.295×2370-2800 и 480×вн.295×2310-2710 мм, прокатку гильз на пилигримовом стане с подкладными углеродистыми кольцами размером 480×вн.295×250-300 мм, для частичного выведения пилигримовых головок на углеродистый металл, в калибре 295 мм в передельные трубы-плети размером 290×12×21000-24500 мм с вытяжками, соответственно, µ=10,03 и µ=10,74 и обжатием по диаметру Δ=38,3 и Δ=39,6%, отрезку пилой горячей резки технологических отходов - пилигримовых головок и затравочных концов, порезку труб-плетей на две трубы равной длины, правку труб на шестивалковой правильной машине с использованием температуры прокатного нагрева, порезку труб на две заготовки-крата длиной не менее 5000 мм, расточку и обточку их на размер 284,75+2,0/-3,0×6+2,0/-1,0 мм и теплое профилирование в шестигранные трубы-заготовки размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6,0+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм, слитки электрошлакового переплава отливают размером 490×1750+25 мм, обтачивают до выведения дефектов литейного производства в слитки-заготовки размером (460-485)×1750+25 мм массой от 2150 до 2460 кг, сверлят сквозное центральное отверстие диаметром 100+5 мм, слитки-заготовки массой от 2050 до 2356 кг нагревают до температуры 1060-1090°С, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.295×2550-2930 мм с подъемом по диаметру Δ от 0 до 2,2% или посадом по диаметру Δ от 0 до 3,1% и вытяжкой µ от 1,48 до 1,65, гильзы прокатывают на пилигримовом стане в трубы-плети размером 290×12×24000-28000 мм, от труб-плетей пилой горячей резки удаляют затравочные концы длиной от 600 до 1000 мм, трубы-плети разрезают на две трубы длиной, соответственно, 10250-10500, от третьих труб длиной 6000-6500 мм удаляют не полностью раскатанные пилигримовые головки длиной от 600 до 800 мм, передельные трубы правят, принимают по СТП и отправляют на переработку в шестигранные трубы-заготовки размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6,0+2,0/1,0×4300+80/-30 мм, высоты слитков-заготовок для прокатки передельных труб четырех или пяти кратной длины определяют из выражения $$H_{с.з.}=\frac{4\left(L_{з}n+L_{п.г.}+L_{зат.}\right)\left(D_m-S_m\right)S_m}{\left(D_{с.з.}^2-d_{с.з.}^2\right)K}$$ , где L_з=5250±50 - длина передельной трубной заготовки размером 290×12 мм для изготовления шестигранной заготовки размером "под ключ" 257×6×4300+807-30 мм, мм; L_п.г.=1200 - длина передельной трубы, которую можно прокатать из массы пилигримовой головки, мм; L_зат.=1000 - максимальная длина затравочного конца с учетом рванин при прокатке передельных труб размером 290×12 мм из стали марок 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш, мм; n - количество кратов, шт.; D_m - наружный диаметр передельной трубы, мм; S_m - толщина стенки передельной трубы, мм; D_с.з. - наружный диаметр слитка-заготовки, мм; d _с.з. - внутренний диаметр сверленого слитка-заготовки, мм; K=0,97 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве слитков-заготовок ЭШП стали марок 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш при нагреве в методических печах в течение 8-9 часов до температуры 1190°С.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства передельных труб размером 290×12 мм на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из слитков-заготовок электрошлакового переплава низкопластичных сталей марок 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш с содержанием бора от 1,3 до 3,5% для изготовления шестигранных труб-заготовок размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм для стеллажей бассейнов выдержки отработанного ядерного топлива на АЭС, отличается тем, что слитки электрошлакового переплава отливают размером 490×1750±25 мм, обтачивают до выведения дефектов литейного производства в слитки-заготовки размером (460-485)×1750±25 мм массой от 2150 до 2460 кг, сверлят сквозное центральное отверстие диаметром 100±5 мм, слитки-заготовки массой от 2050 до 2356 кг нагревают до температуры 1060-1090°С, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.295×2550-2930 мм с подъемом по диаметру δ от 0 до 2,2% или посадом по диаметру Δ от 0 до 3,1% и вытяжкой µ от 1,48 до 1,65, гильзы прокатывают на пилигримовом стане в трубы-плети размером 290×12×24000-28000 мм, от труб-плетей пилой горячей резки удаляют затравочные концы длиной от 600 до 1000 мм, трубы-плети разрезают на две трубы длиной, соответственно, 10250-10500, от третьих труб длиной 6000-6500 мм удаляют не полностью раскатанные пилигримовые головки длиной от 600 до 800 мм, передельные трубы правят, принимают по СТП и отправляют на переработку в шестигранные трубы-заготовки размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6,0+2,0/1,0×4300+80/-30 мм, высоты слитков-заготовок для прокатки передельных труб четырех- или пятикратной длины определяют из выражения $$H_{с.з.}=\frac{4\left(L_{з}n+L_{п.г.}+L_{зат.}\right)\left(D_m-S_m\right)S_m}{\left(D_{с.з.}^2-d_{с.з.}^2\right)K}$$ , где L_з=5250±50 - длина передельной трубной заготовки размером 290×12 мм для изготовления шестигранной заготовки размером "под ключ" 257×6×4300+807-30 мм, мм; L_п.г.=1200 - длина передельной трубы, которую можно прокатать из массы пилигримовой головки, мм; L_зат.=1000 - максимальная длина затравочного конца с учетом рванин при прокатке передельных труб размером 290×12 мм из стали 08Х14Т3Р1Ф-Ш, мм; n - количество кратов, шт.; D_m - наружный диаметр передельной трубы, мм; S_m - толщина стенки передельной трубы, мм; D_с.з. - наружный диаметр слитка-заготовки, мм; d _с.з. - внутренний диаметр сверленого слитка-заготовки, мм; K=0,97 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве слитков-заготовок ЭШП стали марки 08Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш при нагреве в методических печах в течение 8-9 часов до температуры 1190°С.

Способ был опробован и внедрен на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ". По данному способу впервые в 2012 г. получены качественные передельные трубы размером 290×12×23300-26500 мм из слитков-заготовок электрошлакового переплава размером (460-485)×100±5×1750±25 мм стали 04Х14Т3Р1Ф-Ш с содержанием бора 1,67-1,75 для изготовления шестигранных труб-заготовок размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6,0+2,0/-1,0×4300+807-30 мм.

В производство было задано 5 слитков - заготовок ЭШП размером (460-485)×100×1625-1750 мм ЭШП стали 04Х14ТЗР1Ф-Ш поставки ОАО "ЗМЗ", которые были отлиты в кокиля диаметром 480 и 500 мм и обточены до выведения дефектов литейного производства (существующая технология) и 5 слитков-заготовок размером (460-485)×100×1710-1775 мм, которые были отлиты в кокиль диаметром 500 мм и обточены до выведения дефектов (предлагаемая технология). Слитки-заготовки на ОАО "ЧТПЗ" были просверлены на диаметр 100±5 мм. Пять слитков-заготовок ЭШП размером (460-485)×100×1625-1750 мм с массой от 1995 до 2174 кг были нагреты до температуры пластичности 1080-1085°С, прошиты в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 280 мм в гильзы размером 480×вн.295×2320-2520 мм и прокатаны на пилигримовом стане в передельные трубы размером 290×12×21500×24000 мм, которые были порезаны пилой горячей резки на трубы равной длины и выправлены на шестивалковой правильной машине. При прокатке передельных труб на двух трубах-плетях с затравочных концов были рванины, которые привели к отбраковке 2-х кратов. В цех №5 на механическую обработку-обточку и расточку было направлено 18 кратов. При механической обработке были забракованы 2 крата: один крат по наружной плене и рванинам, а второй крат по внутренним пленам. Сдано 16 шестигранных труб-заготовок общей массой 2960 кг. Расходный коэффициент металла (отношение массы заданных слитков-заготовок в производство к массе сданных шестигранных труб-заготовок) по данной партии передельных труб составил 3,751.

По предлагаемой технологии 5 слитков-заготовок размером (460-485)×100×1710-1775 мм общей массой 11,620 т были нагреты до температуры 1080-1085°С, прошиты в гильзы размером 470×вн.295×2630-2940 мм на оправке диаметром 280 мм с коэффициентом вытяжки и от 1,48 до 1,68, а затем прокатаны на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами в передельные трубы размером 290×12-23300-26600 мм с коэффициентом вытяжки 10,03. Зная геометрические размеры слитков-заготовок, согласно п.2 формулы изобретения первый слиток-заготовка был прокатан в передельную трубу четырехкратной длины, а остальные 4 слитка-заготовки в передельные трубы-плети пятикратной длины. Первая труба-плеть была размечена на четыре трубы-крата длиной 5800-5850 мм, а остальные - на пять труб-кратов длиной 5100-5300 мм (по ТИ длина передельной трубы-крата должна быть не менее 5000 мм). В процессе предварительной приемки две трубы-крата были забракованы по рванинам под пилигримовые головки-дефекты проката. В цех №5 на механическую обработку - обточку, расточку и профилирование было отгружено 22 крата, из которых в процессе механической обработки были забракованы еще два крата - один - по наружной плене и поперечным трещинам, а второй - по внутренним пленам, выводящих толщину стенки за пределы минусового допуска 5,0 мм. Спрофилированы и приняты годными 20 шестигранных труб-заготовок общей массой 3,7 т. Средний расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 3,141.

Данные по прокатке передельных труб размером 290×12 мм из слитков-заготовок стали марки 04Х14Т3Р1Ф-Ш с содержанием бора 1,67-1,75%, отлитых на ОАО "ЗМЗ" и прокатанных на ТПУ 8-16" ОАО "ЧТПЗ", по существующему и предлагаемому способам и производству из них шестигранных труб-заготовок размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6,0×2,0/-1,0×4300+807-30 мм приведены в таблице 1.

Из таблицы видно, что прокатку передельных труб размером 290×12 мм по предлагаемой технологии производили из слитков-заготовок размером (460-485)×100×1710-1775 мм, которые нагрели до температуры 1080-1085°С, прошили в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.295×2630-2940 мм на оправке 280 мм с вытяжкой µ от 1,48 до 1,68, с подъемом по диаметру δ от 0 до 2,2% и посадом Δ от 0 до 3,1% (в соответствии с п.1 формулы изобретения). Прокатку передельных труб размером 290×12 мм при установившемся процессе производили с вытяжкой µ=10,03 и посадом по диаметру Δ=38,3%. В результате из 5 передельных труб-плетей размером 290×12×23300-26600 мм на 2-х со стороны пилигримовых головок были рванины на длине 1300-1500 мм, что привело к потере 2-х кратов по длине. В цех №5 было отгружено 22 крата. В процессе передела (расточки и обточки) было забраковано 2 крата: из них 1 крат по наружным пленам и трещинам, а второй крат по внутренним пленам, выводящим толщину стенки за пределы минусового поля допуска 5,0 мм. Расходный коэффициент металла (отношение массы заданного металла в производство к массе сданных шестигранных труб-заготовок) по передельным трубам, прокатанным по предлагаемой технологии, составил 3,141.

Таким образом, по предлагаемому способу при производстве опытно-промышленной партии передельных труб размером 290×12 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из низкопластичной стали 04Х14Т3Р1Ф-Ш с содержанием бора от 1,67 до 1,75% получено снижение расходного коэффициента металла при переделе слиток - заготовка - передельная труба - шестигранная труба-заготовка на 610 кг на каждой тонне шестигранных труб-заготовок.

Использование предлагаемого способа производства передельных труб размером 290×12×22500-26500 мм на трубопрокатной установке с пилигримовыми станами 8-16" из слитков-заготовок электрошлакового переплава размером (460-485)×100×1750±25 мм из низкопластичных сталей марок 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш с содержанием бора от 1,3 до 3,5% для изготовления шестигранных труб-заготовок размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм для стеллажей бассейнов выдержки отработанного ядерного топлива на АЭС позволит производить отливку слитков одного размера 500×1750±25 мм, значительно снизить расход металла за счет использования оптимальных размеров слитков-заготовок, повысить производительность пилигимовой установки за счет сокращения вспомогательного времени при прокатке передельных труб-плетей пятикратной длины, а следовательно, снизить стоимость товарных шестигранных труб-заготовок из стали марок 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш.

Данные по прокатке передельных труб размером 290х12 мм из слитков-заготовок стали марки 04Х14Т3Р1Ф-Ш с содержанием бора 1,67-1,75 %, отлитых на ОАО “ЗМЗ” и прокатанных на ТПУ 8-16” ОАО “ЧТПЗ”, по существующему и предлагаемому способам и производству из них шестигранных труб-заготовок размером “под ключ” 257+2,0/-3,0х6,0х2,0/-1,0х4300+80/-30 мм

Изобретение относится к трубному производству. Слитки электрошлакового переплава отливают размером 490×1750±25 мм. Слитки обтачивают в слитки-заготовки размером (460-485)×1750±25 мм массой от 2150 до 2460 кг. Сверлят в слитках-заготовках сквозное центральное отверстие диаметром 100±5 мм. Слитки-заготовки массой от 2050 до 2356 кг нагревают до температуры 1060-1090°С и прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.295×2550-2930 мм с подъемом по диаметру δ от 0 до 2,2% или посадом по диаметру Δ от 0 до 3,1% и вытяжкой µ от 1,48 до 1,65. Гильзы прокатывают на пилигримовом стане в трубы-плети размером 290×12×24000-28000 мм, от труб-плетей пилой горячей резки удаляют затравочные концы длиной от 600 до 1000 мм. Трубы-плети разрезают на две трубы длиной, соответственно, 10250-10500. От третьих труб длиной 6000-6500 мм удаляют не полностью раскатанные пилигримовые головки длиной от 600 до 800 мм. Передельные трубы правят и принимают по СТП. Обеспечивается повышение производительности ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами и снижение расхода металла. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ производства передельных труб размером 290×12 мм на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из слитков-заготовок электрошлакового переплава низкопластичной стали марок 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш с содержанием бора от 1,5 до 3,5% для изготовления шестигранных труб-заготовок размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм для стеллажей бассейнов выдержки отработанного ядерного топлива на АЭС, включающий отливку слитков электрошлаковым переплавом, отличающийся тем, что слитки электрошлакового переплава отливают размером 490×1750±25 мм, обтачивают в слитки-заготовки размером (460-485)×1750±25 мм массой от 2150 до 2460 кг, сверлят сквозное центральное отверстие диаметром 100±5 мм, слитки-заготовки массой от 2050 до 2356 кг нагревают до температуры 1060-1090°С, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 470×вн.295×2550-2930 мм с подъемом по диаметру δ от 0 до 2,2% или посадом по диаметру Δ от 0 до 3,1% и вытяжкой µ от 1,48 до 1,65, гильзы прокатывают на пилигримовом стане в трубы-плети размером 290×12×24000-28000 мм, от труб-плетей пилой горячей резки удаляют затравочные концы длиной от 600 до 1000 мм, трубы-плети разрезают на две трубы длиной, соответственно, 10250-10500, от третьих труб длиной 6000-6500 мм удаляют не полностью раскатанные пилигримовые головки длиной от 600 до 800 мм, передельные трубы правят, принимают по СТП.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что высоты слитков-заготовок для прокатки передельных труб четырех- или пятикратной длины определяют из выражения
$$H_{с.з.}=\frac{4\left(L_{з}n+L_{п.г.}+L_{зат.}\right)\left(D_m-S_m\right)S_m}{\left(D_{с.з.}^2-d_{с.з.}^2\right)K}$$
где L_з=5250±50 - длина передельной трубной заготовки размером 290×12 мм для изготовления шестигранной заготовки размером "под ключ" 257×6×4300+80/-30 мм, мм;
L_п.г.=1200 - длина передельной трубы, которую можно прокатать из массы пилигримовой головки, мм;
L_зат.=1000 - максимальная длина затравочного конца с учетом рванин при прокатке передельных труб размером 290×12 мм из стали марок 08Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш, мм;
n - количество кратов, шт.;
D_m - наружный диаметр передельной трубы, мм;
S_m - толщина стенки передельной трубы, мм;
D_с.з. - наружный диаметр слитка-заготовки, мм;
d_с.з. - внутренний диаметр сверленого слитка-заготовки, мм;
K=0,97 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве слитков-заготовок ЭШП стали марок 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш при нагреве в методических печах в течение 8-9 часов до температуры 1190°С.