RU2523195C2

RU2523195C2 - PRODUCTION OF 530×25-60 mm SEAMLESS HOT-ROLLED PIPES FOR STEAM BOILERS, STEAM PIPELINES AND MANIFOLDS OF PLANTS WITH HIGH AND SUPERHIGH STEAM PARAMETERS OF "10Х9МФБ-Ш"-GRADE STEEL

Info

Publication number: RU2523195C2
Application number: RU2012138688/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Сафьянов; Александр Анатольевич Федоров; Валентин Иреклеевич Тазетдинов; Алексей Владимирович Дуб; Анатолий Андреевич Воронин; Владимир Николаевич Скоробогатых; Изабелла Алексеевна Щенкова; Валерий Александрович Головинов; Николай Петрович Климов; Александр Юрьевич Матюшин; Александр Анатольевич Сафьянов; Владимир Сергеевич Баричко; Константин Эдуардович Бубнов; Виктор Николаевич Еремин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод"
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2014-07-20
Also published as: RU2012138688A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, particularly, to pipe rolling. Hollow ESR ingots are bored and turned to hollow blanks sized to 660xvn.380x2100±50 mm, heated to ductility temperature and broached-rolled at cross-rolling mill to sleeves sized to 670xvn.515x3170-3330 mm. At TPU 8-16'' with Pilger mills, sleeves are rolled to commercial pipes sized to 550x31x7100-7500 - 550x45x5400-5700 mm.

EFFECT: higher mechanical properties and precision of pipe sizes.

2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных горячекатаных труб размером 550×31-45 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш, и может быть использовано на трубопрокатной установке 8-16″ с пилигримовыми станами при производстве товарных труб размером 550×31-45 мм из полых слитков-заготовок ЭШП.The invention relates to pipe production, and in particular to a method for the production of seamless hot-rolled pipes of size 550 × 31-45 mm for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical parameters of steam made of 10Kh9MFB-Sh steel, and can be used on a pipe rolling installation 8 -16 ″ with pilgrim mills in the manufacture of commodity pipes measuring 550 × 31-45 mm from hollow ingots-blanks ESR.

В практике трубопрокатного производства существует способ изготовления котельных труб большого и среднего диаметров из кованых заготовок сталей марок 20, 15ГС, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФСР, 10Х9МФБ, 12Х11 В2МФ, 08Х16Н9М2, 12Х18Н12Т и 10Х13Г12БС2Н2Д2 с заданными требованиями по механическим свойствам, включающий отливку слитков, ковку их в поковки (уплотнение структуры) с уковом ≥2,5, механическую обработку поковок в заготовки (обточку со съемом металла 10-15 мм на сторону), сверление в заготовках центрального отверстия диаметром 100±5 мм для удаления центральной ликвационной пористости и неметаллических включений, нагрев заготовок до температуры пластичности, прошивку заготовок в станах поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз в трубы диаметром 245-550 мм на пилигримовой установке 8-16″ с допуском по диаметру +1,25/-1,0 и толщине стенки +20/-5% (ТУ 14-1-2560-78 «Заготовка трубная кованая для котельных труб», ТУ 14-3-460-2003 и ТУ 14-3Р-55-2001 «Трубы стальные бесшовные для паровых котлов и трубопроводов» и ТУ 14-3-420-75 «Трубы для паровых котлов и трубопроводов из стали 15ГС и 15Х1М1Ф»).In the practice of pipe-rolling production, there is a method of manufacturing boiler pipes of large and medium diameters from forged billets of steels of grades 20, 15GS, 15KhM, 12Kh1MF, 15Kh1M1F, 12Kh2MFSR, 10Kh9MFB, 12Kh11 V2MF, 08Kh16N9M2, 12Kh18N12T and 10Kh13G12B2K2 with specific properties that include , forging them into forgings (compaction of the structure) with a yoke of ≥2.5, machining the forgings into billets (turning with metal removal of 10-15 mm per side), drilling in the blanks of a central hole with a diameter of 100 ± 5 mm to remove the central of IVc porosity and nonmetallic inclusions, heating the workpieces to the ductility temperature, piercing the workpieces in cross-screw rolling mills into sleeves, rolling the sleeves into tubes with a diameter of 245-550 mm on a pilgrim installation 8-16 ″ with a diameter tolerance of + 1.25 / -1 , 0 and wall thickness + 20 / -5% (TU 14-1-2560-78 "Forged pipe billets for boiler pipes", TU 14-3-460-2003 and TU 14-3R-55-2001 "Seamless steel pipes for steam boilers and pipelines ”and TU 14-3-420-75“ Pipes for steam boilers and pipelines made of steel 15GS and 15Kh1M1F ”).

Недостатком указанного способа является высокая энергоемкость процесса, связанная с нагревом и деформацией (ковкой) слитков в поковки с последующей обточкой и сверлением центрального отверстия, нагревом заготовок до температуры пластичности, прошивкой и прокаткой их в трубы на пилигримовых станах с допуском по стенке +20/-5%, повышенный расходный коэффициент металла при переделе слиток - поковка - заготовка - труба и, как следствие, высокая стоимость труб, а также то, что хотя данная марка стали и включена в ТУ 14-3Р-55-2001, но трубы из нее до настоящего времени не производились.The disadvantage of this method is the high energy intensity of the process associated with heating and deformation (forging) of the ingots into forgings, followed by turning and drilling of the central hole, heating the workpieces to a plasticity temperature, piercing and rolling them into pipes on pilgrim mills with a wall tolerance of + 20 / - 5%, increased expenditure coefficient of the metal during the redistribution of the ingot - forging - billet - pipe and, as a result, the high cost of pipes, as well as the fact that although this steel grade is included in TU 14-3R-55-2001, but pipes from it until now No box was produced.

В трубном производстве известен способ производства котельных труб большого диаметра из слитков ЭШП (патент RU №2180874, кл. B21B 19/04), обеспечивающий снижение энергозатрат, расхода металла и, как следствие, снижение стоимости котельных труб за счет использования слитков большого диаметра и ведения процесса прошивки с посадом по диаметру, равным 8-16%.In pipe production, there is a method for the production of large diameter boiler pipes from ESR ingots (patent RU No. 2180874, class B21B 19/04), which reduces energy costs, metal consumption and, as a result, reduces the cost of boiler pipes through the use of large diameter ingots the firmware process with a posad in diameter equal to 8-16%.

Недостатком данного способа является то, что из-за малой мощности привода прошивного стана ОАО «ЧТПЗ» слитки ЭШП из стали марки 10Х9МФБ-Ш диаметром 630-650 мм прошить с посадом по диаметру 8-16% не представляется возможным.The disadvantage of this method is that, due to the low power of the drive of the piercing mill of ChTPZ OJSC, it is not possible to flash ESR ingots from 10Kh9MFB-Sh steel with a diameter of 630-650 mm with a fit of 8-16% in diameter.

Известен также способ производства бесшовных горячедеформированных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из слитков электрошлакового переплава и непрерывно-литых заготовок (патент RU №2322314, кл. B21B 19/04), предусматривающий прошивку слитков ЭШП и НЛЗ в станах поперечно-винтовой прокатки с посадом по диаметру в зависимости от марки стали и суммарной вытяжки при переделе слиток электрошлакового переплава - труба или непрерывно-литая заготовка-труба, при этом значения величин посада по диаметру слитков электрошлакового переплава при прошивке в станах поперечно-винтовой прокатки определяют из выраженияThere is also known a method of producing seamless hot-deformed pipes of large and medium diameters in tube rolling plants with pilgrim mills for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical parameters of steam from electroslag remelting ingots and continuously cast billets (patent RU No. 232322314, class B21B 19 / 04), which provides for the piercing of ESHP and NLZ ingots in cross-helical rolling mills with a diameter fit depending on the grade of steel and the total hood during redistribution of the electric wire ingot What are the remelting - pipe or continuously cast billet, tube, wherein the values posad diameter ingots electroslag remelting in piercing mills into helical rolling determined from the expression

Δ_i′эшп=k_i′эшпµ_i∑,Δ _i′ashp = k _i′eshp µ _i ∑,

где Δ_i′эшп - значения величин посада по диаметру при прошивке в станах поперечно-винтовой прокатки слитков ЭШП i-той марки стали, %;where Δ _i′eshp are the values of the sizes according to diameter when piercing in the helical rolling mills of ESR ingots of i-steel grade,%;

µ_i∑=µ_прµ_п - суммарный коэффициент вытяжки при прокатке труб i-го размера;µ _i ∑ = µ _pr µ _p - the total drawing coefficient when rolling pipes of the i-th size;

k_i′эшп - коэффициент, учитывающий величину посада по диаметру при прошивке гильз из слитков ЭШП i-той марки стали, %;k _i'eshp - coefficient taking into account the size of the gang in diameter when flashing sleeves from ESR ingots of i-steel grade,%;

µ_пр - коэффициент вытяжки при прошивке гильз под прокатку труб i-го размера;µ _CR - the coefficient of extraction when piercing sleeves for rolling pipes of the i-th size;

µ_п - коэффициент вытяжки при прокатке труб i-го размера на пилигримовом стане, при этом коэффициенты k_i′эшп для разных марок варьируются от 24 до 40.µ _p is the drawing coefficient when rolling pipes of the i-th size on a pilgrim mill, while the coefficients k _i′eshp for different grades vary from 24 to 40.

Недостатком данного способа является то, что он очень сложен для производства, так как под каждый размер труб необходимы свои размеры слитков ЭШП, распространяется данный способ на производство бесшовных горячедеформированных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из углеродистых марок сталей и не предусматривает производство котельных труб из слитков ЭШП стали марки 10Х9МФБ-Ш.The disadvantage of this method is that it is very difficult to manufacture, since each tube requires its own sizes of ESR ingots, this method extends to the production of seamless hot-deformed pipes of large and medium diameters in tube rolling plants with pilgrim mills made of carbon steel grades and does not provide production of boiler tubes from EShP ingots of steel grade 10X9MFB-Sh.

В трубном производстве известен способ производства горячекатаных передельных и товарных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами (патент RU №2278750, кл. B21B 21/00), включающий обточку слитков ЭШП и кованых заготовок, сверловку центрального отверстия диаметром 100±5 мм, нагрев их до температуры пластичности, прошивку с последующей раскаткой в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы и прокатку гильз на пилигримовом стане в горячекатаные передельные или товарные трубы с относительно толстой стенкой, при этом первую прошивку слитков ЭШП и кованых заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки производят донным концом вперед, а вторую прошивку-раскатку - усадочным концом вперед, прокатку труб на пилигримовом стане производят из гильз с отношением диаметра к толщине стенки D/S=6,5-8,0 с вытяжкой µ≤4,5.In pipe production, there is a known method for the production of hot-rolled conversion and commodity pipes of large and medium diameters from hard-to-deform grades of steel and alloys in tube rolling plants with pilgrim mills (patent RU No. 2278750, class B21B 21/00), including turning of ESR ingots and forged blanks, drilling the central hole with a diameter of 100 ± 5 mm, heating them to a temperature of ductility, flashing followed by rolling in a cross-helical mill into sleeves and rolling the sleeves in a pilgrim mill into hot rolled whether there are commodity pipes with a relatively thick wall, while the first piercing of ESR ingots and forged billets in a cross-helical rolling mill is performed with the bottom end forward, and the second piercing-rolling is performed with the shrink end forward, the pipes are rolled on the pilgrim mill with the diameter to diameter ratio the wall thickness D / S = 6.5-8.0 with a hood µ≤4.5.

Недостатком данного способа является то, что он включает нагрев слитков ЭШП и заготовок до температуры пластичности, прошивку их в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки, повторный нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивку-раскатку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с последующей прокаткой их на пилигримовом стане в товарные или передельные трубы. Двойной нагрев приводит к двойному угару металла, а прошивка слитков ЭШП и заготовок в гильзы-заготовки с последующей раскаткой их в гильзы приводит к потере производительности пилигримовой установки в 2 раза, повышенной кривизне гильза, а следовательно, к повышенной разностенности труб, повышению стоимости товарных и передельных труб. Распространяется данный способ на производство бесшовных горячедеформированных передельных и товарных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из труднодеформируемых марок стали и сплавов и не предусматривает производство котельных труб из сплошных и полых слитков ЭШП стали марки 10Х9МФБ-Ш.The disadvantage of this method is that it includes heating the ESR ingots and billets to a temperature of ductility, flashing them in a cross-helical rolling mill into billet sleeves, reheating the billet blanks from a cold or hot embankment to a ductility temperature, flashing-rolling in the mill cross-helical rolling into sleeves with their subsequent rolling in a pilgrim mill to commodity or conversion pipes. Double heating leads to double burning of the metal, and the flashing of ESR ingots and billets into blanks-blanks followed by rolling them into sleeves leads to a 2-fold loss in the performance of the pilgrim installation, increased curvature of the sleeve, and therefore to increased pipe delta, increased cost of goods and conversion pipes. This method extends to the production of seamless hot-deformed conversion and commodity pipes of large and medium diameters in tube-rolling plants with pilgrim mills from hard-to-deform grades of steel and alloys and does not provide for the production of boiler tubes from solid and hollow ingots of 10-H9MFB-Sh steel ESH.

Наиболее близким техническим решением является способ подготовки заготовок для прокатки товарных и передельных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами (патент RU №2340417, кл. B21B 21/00), включающий отливку полых слитков-гильз электрошлаковым переплавом, обточку и расточку их в полые слитки-заготовки со съемом металла, величину которого определяют из выраженийThe closest technical solution is the method of preparing billets for rolling commodity and conversion pipes of large and medium diameters from hard-to-deform grades of steel and alloys in tube rolling plants with pilgrim mills (patent RU No. 2340417, class B21B 21/00), including casting hollow ingots-sleeves electroslag remelting, turning and boring them into hollow ingots-blanks with metal removal, the value of which is determined from the expressions

Δ=K·D/S,Δ = K · D / S,

Δ₁=K₁·D/S,Δ ₁ = K ₁ · D / S,

где Δ - величина снимаемого слоя металла при обточке полых слитков ЭШП в слитки-заготовки, мм;where Δ is the value of the metal layer to be removed when turning hollow ESR ingots into ingot ingots, mm;

Δ₁ - величина снимаемого слоя металла при расточке полых слитков в слитки-заготовки, мм;Δ ₁ - the value of the removed metal layer when boring hollow ingots into ingot blanks, mm;

D - наружный диаметр полых слитков-заготовок, мм;D is the outer diameter of the hollow ingot blanks, mm;

S - толщина стенки полых слитков ЭШП, мм;S - wall thickness of hollow ESR ingots, mm;

K=0,3-0,4 - коэффициент для определения величины снимаемого слоя металла при обточке слитков в слитки-заготовки, большие значения которого относятся к сталям с большим содержанием легирующих элементов;K = 0.3-0.4 - coefficient for determining the magnitude of the removed metal layer when turning ingots into ingot ingots, large values of which relate to steels with a high content of alloying elements;

K₁=0,4-0,5 - коэффициент для определения величины снимаемого слоя металла при расточке полых слитков в слитки-заготовки, большие значения которого относятся к сталям с большим содержанием легирующих элементов, а донную часть полых слитков ЭШП удаляют анодно-механической резкой, величину которой определяют из выраженияK ₁ = 0.4-0.5 is the coefficient for determining the size of the metal layer to be removed when boring hollow ingots into billet ingots, the large values of which relate to steels with a high content of alloying elements, and the bottom part of the hollow ingots of the ESR is removed by anode-mechanical cutting whose value is determined from the expression

L=K₂·D/S,L = K ₂ · D / S,

где K₂=15-20 - коэффициент для определения величины удаляемой донной части полых слитков, большие значения которой относятся к сталям с большим содержанием легирующих элементов.where K ₂ = 15-20 is the coefficient for determining the magnitude of the removed bottom of the hollow ingots, large values of which relate to steels with a high content of alloying elements.

Недостатком данного способа является то, что он направлен на технологию передела полых слитков ЭШП в полые слитки-заготовки для производства труб из труднодеформируемых марок стали и сплавов и не решает технологические вопросы производства бесшовных труб для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами из стали марки 10Х9МФБ-Ш диаметром 550 мм с толщинами стенок от 31 до 45 мм.The disadvantage of this method is that it is directed to the technology of converting hollow ESR ingots into hollow ingots-blanks for the production of pipes from hard-to-form steel grades and alloys and does not solve the technological issues of the production of seamless pipes for steam boilers, steam pipelines and collectors of installations with high and supercritical parameters from steel grade 10X9MFB-Sh with a diameter of 550 mm with wall thicknesses from 31 to 45 mm.

Котельные горячекатаные трубы диаметром 550 мм с разными толщинами стенок в России можно производить только на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами.Hot-rolled boiler tubes with a diameter of 550 mm with different wall thicknesses in Russia can be produced only on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills.

Для прокатки труб размером 550×31-45 мм необходимы слитки-заготовки ЭШП размером 630-650×100×1750±50 мм, из которых на стане поперечно-винтовой прокатки за прошивку и раскатку получаем гильзы размером 670хвн.505×3200-3380 мм или полые слитки-заготовки размером 660хвн.380×2100±50 мм, из которых после прошивки-раскатки получаем гильзы размером 670хвн.515×3190-3330 мм. На существующем стане поперечно-винтовой прокатки ОАО «ЧТПЗ» можно получить гильзу не длиннее 3600 мм, а задать в пилигримовый стан гильзу не длиннее 3500 мм.For rolling pipes of size 550 × 31-45 mm, ingots-blanks of ESRs of size 630-650 × 100 × 1750 ± 50 mm are required, of which we receive sleeves of size 670хвн.505 × 3200-3380 mm in size for rolling and rolling or hollow ingots-billets with a size of 660хvn. 380 × 2100 ± 50 mm, of which after flashing-rolling we get sleeves with a size of 670хvn. 515 × 3190-3330 mm. On the existing cross-helical rolling mill of ChTPZ OJSC, it is possible to obtain a sleeve no longer than 3600 mm, and to insert a sleeve no longer than 3500 mm into the pilgrim mill.

Задачей предложенного способа (изобретения) является освоение производства бесшовных товарных труб размером 550×31-45 мм из стали марки 10Х9МФБ-Ш для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами из полых слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 660хвн.380×2100±50 мм.The objective of the proposed method (invention) is the development of the production of seamless commodity pipes of size 550 × 31-45 mm from steel grade 10X9MFB-Sh for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical steam parameters at TPU 8-16 ″ with pilgrim mills from hollow electroslag remelting ingot ingots of 660хvn. 380 × 2100 ± 50 mm in size.

Технический результат достигается тем, что в известном способе производства бесшовных горячекатаных труб размером 550×31-45 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш, включающем выплавку полых слитков электрошлаковым переплавом, механическую обработку - расточку и обточку слитков в слитки-заготовки, нагрев полых слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку-раскатку их в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовых станах в товарные трубы размером 550×31-45 мм, термическую обработку, травление, правку, ультразвуковой контроль и приемку труб с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и толщине стенки +20/-5,0%, трубы производят путем выплавки электрошлаковым переплавом полых слитков, расточки и обточки их в полые слитки-заготовки размером 660хвн.380×2100±50 мм, нагрева слитков-заготовок до температуры 1190-1200°C, прошивки-раскатки в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 500 мм в гильзы размером 670хвн.515×3190-3330 мм с вытяжкой µ=1,55, прокатки гильз на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в товарные трубы размером 550×31×7100-7500-550×45×5400-5700 мм с вытяжками от µ=2,85 до µ=2,02 и посадом по диаметру Δ=17,9%, с подачами гильз в очаг деформации m=15-18 мм, отрезки пилой горячей резки технологических отходов - затравочных концов и пилигримовых головок, термической обработки труб, травления, ремонта, ультразвукового контроля, приемки труб с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и по стенке +20,0/-5,0%, полые слитки-заготовки нагревают в методической печи по режиму: посад слитков-заготовок на колосники печи партиями по 6-8 штук в один ряд с интервалом через 1,0-1,25 часа при температуре в третьей зоне печи 950-1000°C; выдержка слитков-заготовок на колосниках без кантовки в течение 1,25-1,5 часа; нагрев слитков-заготовок со скоростью 1,9-2,1°C в течение 5,5-6,0 часа до температуры 1190-1200°C с равномерной кантовкой слитков-заготовок по подине печи с 22-го по 6-е окно через 18-22 минуты на угол ≈210-230°; выдержка при температуре 1190-1200°C в течение 0,75-1,0 часа с равномерной кантовкой с 6-го на 4-е окно через 15-20 минут на угол ≈210-230°; кантовка с 4-го окна на яму печи и выдача слитков-заготовок из печи с температурой центра 1190-1200°C.The technical result is achieved by the fact that in the known method for the production of seamless hot-rolled pipes of size 550 × 31-45 mm for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical parameters of steam from steel grade 10X9MFB-Sh, including the smelting of hollow ingots by electroslag remelting, machining - boring and turning of ingots into ingot blanks, heating of hollow ingot blanks to plasticity temperature, flashing them in the cross-helical rolling mill into sleeves, rolling sleeves into pilgrims rolling mills into commercial pipes measuring 550 × 31-45 mm, heat treatment, pickling, straightening, ultrasonic inspection and pipe acceptance with a tolerance of + 1.25 / -1.0% in diameter and + 20 / -5.0% in wall thickness , pipes are produced by electroslag remelting of hollow ingots, boring and turning them into hollow ingots-blanks of size 660хvn. 380 × 2100 ± 50 mm, heating ingots-blanks to a temperature of 1190-1200 ° C, firmware-rolling in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter of 500 mm in sleeves measuring 670hvn. 515 × 3190-3330 mm with a hood µ = 1.55, rolling of sleeves on TPU 8-16 ″ with pilings with rim mills into commodity pipes measuring 550 × 31 × 7100-7500-550 × 45 × 5400-5700 mm with hoods from μ = 2.85 to μ = 2.02 and diameter fit Δ = 17.9%, with feeds of sleeves in the deformation zone m = 15-18 mm, segments with a hot cutting saw for technological waste - seed ends and pilgrim heads, heat treatment of pipes, etching, repair, ultrasonic testing, pipe acceptance with a diameter tolerance of + 1.25 / -1.0% and along the wall + 20.0 / -5.0%, hollow ingots-billets are heated in a methodical furnace according to the regime: planting ingots-blanks on the furnace grates in batches of 6-8 pieces in a row with an interval over 1.0-1.25 hours at a temperature in the third zone of the furnace 950-1000 ° C; aging ingots-blanks on grates without tilting for 1.25-1.5 hours; heating ingot blanks at a speed of 1.9-2.1 ° C for 5.5-6.0 hours to a temperature of 1190-1200 ° C with uniform turning of ingot blanks along the bottom of the furnace from the 22nd to the 6th window after 18-22 minutes at an angle of ≈210-230 °; holding at a temperature of 1190-1200 ° C for 0.75-1.0 hours with uniform tilting from the 6th to the 4th window after 15-20 minutes at an angle of ≈210-230 °; tilting from the 4th window to the furnace pit and delivery of ingot blanks from the furnace with a center temperature of 1190-1200 ° C.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства бесшовных горячекатаных труб размером 550×31-45 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш отличается тем, что трубы производят путем выплавки электрошлаковым переплавом полых слитков, расточки и обточки их в полые слитки-заготовки размером 660хвн.380×2100±50 мм, нагрева слитков-заготовок до температуры 1190-1200°C, прошивки-раскатки в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 500 мм в гильзы размером 670хвн.515×3190-3330 мм с вытяжкой µ=1,55, прокатки гильз на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в товарные трубы размером 550×31×7100-7500-550×45×5400-5700 мм с вытяжками от µ=2,85 до µ=2,02 и посадом по диаметру Δ=17,9%, с подачами гильз в очаг деформации m=15-18 мм, отрезки пилой горячей резки технологических отходов - затравочных концов и пилигримовых головок, термической обработки труб, травления, ремонта, ультразвукового контроля, приемки труб с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и по стенке +20,0/-5,0%, полые слитки-заготовки нагревают в методической печи по режиму: посад слитков-заготовок на колосники печи партиями по 6-8 штук в один ряд с интервалом через 1,0-1,25 часа при температуре в третьей зоне печи 950-1000°C; выдержка слитков-заготовок на колосниках без кантовки в течение 1,25-1,5 часа; нагрев слитков-заготовок со скоростью 1,9-2,1°C в течение 5,5-6,0 часа до температуры 1190-1200°C с равномерной кантовкой слитков-заготовок по подине печи с 22-го по 6-е окно через 18-22 минуты на угол ≈210-230°; выдержка при температуре 1190-1200°C в течение 0,75-1,0 часа с равномерной кантовкой с 6-го на 4-е окно через 15-20 минут на угол ≈210-230°; кантовка с 4-го окна на яму печи и выдача слитков-заготовок из печи с температурой центра 1190-1200°C. Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Comparative analysis with the prototype shows that the inventive method for the production of seamless hot-rolled pipes of 550 × 31-45 mm in size for steam boilers, steam pipelines and manifolds of installations with high and supercritical parameters of steam from 10Kh9MFB-Sh steel is characterized in that the pipes are produced by electroslag remelting hollow ingots, bores and turning them into hollow ingots-blanks of size 660хvn. 380 × 2100 ± 50 mm, heating ingots-blanks to a temperature of 1190-1200 ° C, firmware-rolling in a cross-helical rolling mill f with a diameter of 500 mm in sleeves measuring 670 × Hv. 515 × 3190-3330 mm with a hood µ = 1.55, rolling sleeves on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills into commodity pipes measuring 550 × 31 × 7100-7500-550 × 45 × 5400-5700 mm with hoods from μ = 2.85 to μ = 2.02 and diameter fit Δ = 17.9%, with feeds of sleeves into the deformation zone m = 15-18 mm, hot saw cuts of technological waste - seed ends and pilgrim heads, pipe heat treatment, pickling, repair, ultrasonic inspection, pipe acceptance with a tolerance of + 1.25 / -1.0% in diameter and + 20.0 / -5.0% in wall, hollow ingots heated in methodically 1st furnace according to the regime: planting ingot blanks on the furnace grates in batches of 6-8 pieces in a row with an interval of 1.0-1.25 hours at a temperature in the third zone of the furnace 950-1000 ° C; aging ingots-blanks on grates without tilting for 1.25-1.5 hours; heating ingot blanks at a speed of 1.9-2.1 ° C for 5.5-6.0 hours to a temperature of 1190-1200 ° C with uniform tilting of ingot blanks along the hearth of the furnace from the 22nd to the 6th window after 18-22 minutes at an angle of ≈210-230 °; holding at a temperature of 1190-1200 ° C for 0.75-1.0 hours with uniform tilting from the 6th to the 4th window after 15-20 minutes at an angle of ≈210-230 °; tilting from the 4th window to the furnace pit and delivery of ingot blanks from the furnace with a center temperature of 1190-1200 ° C. Thus, these differences allow us to conclude that the criterion of "inventive step" is met.

Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что соответствует патентоспособности «изобретательский уровень».Comparison of the proposed method not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art did not allow them to identify signs that distinguish the claimed method from the prototype, which corresponds to patentability "inventive step".

Способ производства бесшовных горячекатаных товарных труб размером 550×31-45 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара стали марки 10Х9МФБ-Ш осуществлен на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами ОАО «ЧТПЗ» при прокатке товарных труб размером 550×40 мм. Данные по прокатке и сдаче товарных труб размером 550×40 мм из полых слитков-заготовок ЭШП стали марки 10Х9МФБ-Ш размером 660хвн.380×2100±50 мм (предлагаемый способ) и из слитков-заготовок ЭШП размером 630×100×1750±50 мм (существующий способ) приведены в таблице 1. Из таблицы 1 видно, что товарные трубы размером 550×40 мм производили из полых слитков-заготовок ЭШП размером 660хвн.380×2100±50 мм. В производство было задано 5 полых слитков-заготовок ЭШП общей массой 19,090 т, которые были нагреты в методической печи до температуры 1190-1200°C, прошиты-раскатаны в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 670хвн.515×3250-3330 мм на оправке диаметром 500 мм с вытяжкой µ=1,55 и подъемом по диаметру δ=1,51%. Гильзы были прокатаны на пилигримовом стане в товарные трубы размером 550×40×6000-6200 мм с вытяжкой µ=2,25 и обжатием по диаметру Δ=17,9%. На пиле горячей резки от труб были отрезаны технологические отходы, затем трубы были термообработаны, протравлены, отремонтированы (при необходимости), прошли ультразвуковой контроль и приняты в соответствии с ТУ 14-3Р-55-2001 с допуском по диаметру +1,25/-1,0%, а по стенке +20,0/-5,0%. Было принято 5 труб размером 550×40×5800-6000 мм общей массой 15,907 т. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,200. Для сравнения в производство было задано 5 слитков-заготовок ЭШП размером 630×100×1750±50 мм общей массой 20,878 т, которые были дважды нагреты, прошиты в гильзы-заготовки, прошиты-раскатаны в гильзы и прокатаны на пилигримовом стане в товарные трубы размером 550×40 мм. В соответствии с ТУ 14-3Р-55-2001 принято 5 труб общей массой 15,612 т. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,337. При прокатке товарных труб размером 550×40 мм по предлагаемой технологии получено снижение расходного коэффициента металла на 137 кг на каждой тонне труб при одновременном повышении производительности пилигримового стана более чем в 2,0 раза.A method for the production of seamless hot-rolled commodity pipes of 550 × 31-45 mm in size for steam boilers, steam pipelines and collectors of plants with high and supercritical parameters for steam of 10Kh9MFB-Sh steel was carried out at TPU 8-16 ″ with Pilgrim Mills of ChTPZ OJSC during rolling of commodity pipes size 550 × 40 mm. Data on rolling and delivery of commodity pipes of size 550 × 40 mm from hollow ingot billets of EShP steel grade 10X9MFB-Sh of size 660hvn.380 × 2100 ± 50 mm (the proposed method) and from ingot-blanks EShB size 630 × 100 × 1750 ± 50 mm (the existing method) are shown in table 1. It can be seen from table 1 that commodity pipes with a size of 550 × 40 mm were made from hollow ingot blanks ESR measuring 660хvn. 380 × 2100 ± 50 mm. Five hollow ESR ingots-blanks with a total weight of 19.090 tons were set in production, which were heated in a methodical furnace to a temperature of 1190-1200 ° C, stitched-rolled in a cross-helical rolling mill into sleeves measuring 670хвн. 515 × 3250-3330 mm on a mandrel with a diameter of 500 mm with a hood µ = 1.55 and a rise in diameter of δ = 1.51%. The sleeves were rolled on a pilgrim mill in commodity pipes measuring 550 × 40 × 6000-6200 mm with an extract of µ = 2.25 and compression in diameter Δ = 17.9%. Technological waste was cut off from the pipes on a hot cutting saw, then the pipes were heat treated, pickled, repaired (if necessary), passed ultrasonic testing and adopted in accordance with TU 14-3R-55-2001 with a diameter tolerance of + 1.25 / - 1.0%, and along the wall + 20.0 / -5.0%. Five pipes with a size of 550 × 40 × 5800-6000 mm were taken with a total weight of 15.907 tons. The expenditure coefficient of the metal in the pipes of this batch was 1,200. For comparison, 5 ESR ingots-blanks with a size of 630 × 100 × 1750 ± 50 mm with a total weight of 20.878 tons were put into production, which were heated twice, sewn into blanks, sewn-rolled into sleeves and rolled into pipe tubes in a pilgrim mill 550 × 40 mm. In accordance with TU 14-3R-55-2001, 5 pipes with a total mass of 15.612 tons were adopted. The metal consumption coefficient for pipes of this batch was 1.337. When rolling commodity pipes with a size of 550 × 40 mm according to the proposed technology, a decrease in the expenditure coefficient of metal by 137 kg for each ton of pipes was obtained while increasing the productivity of the pilgrim mill by more than 2.0 times.

Таким образом, использование предложенного способа позволит впервые в России осуществить производство товарных бесшовных горячекатаных труб размером 550×31-45 мм из полых слитков-заготовок ЭШП стали марки 10Х9МФБ-Ш для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара с механическими свойствами металла и геометрическими размерами труб, превышающими значения данных показателей, приведенных в ТУ 14-3Р-55-2001, что позволит значительно снизить энергозатраты за счет исключения нагрева слитков-заготовок ЭШП под прошивку, исключения из технологического процесса прошивки слитков-заготовок в гильзы-заготовки, производить качественные товарные трубы на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами ОАО «ЧТПЗ», снизить расход металла при переделе полых слитков-заготовок ЭШП в товарные трубы размером 550×31-45 мм, повысить производительность ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами, а следовательно, снизить стоимость котельных труб данного размера из стали марки 10Х9МФБ-Ш.Thus, the use of the proposed method will allow for the first time in Russia to carry out the production of commodity seamless hot-rolled pipes of size 550 × 31-45 mm from hollow ingot blanks EShP steel grade 10X9MFB-Sh for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical steam parameters with mechanical metal properties and geometric dimensions of pipes exceeding the values of these indicators given in TU 14-3R-55-2001, which will significantly reduce energy costs by eliminating ingot heating due to ESW preparations for flashing, exceptions from the technological process of flashing ingots-blanks into blanks-blanks, produce high-quality commodity pipes at TPU 8-16 ″ with Pilgrim mills of ChTPZ OJSC, reduce metal consumption when converting hollow ESR ingots-blanks to commodity pipes of size 550 × 31-45 mm, increase the productivity of TPU 8-16 ″ with pilgrim mills, and therefore, reduce the cost of boiler pipes of this size from steel grade 10X9MFB-Sh.

Claims

1. Method for the production of seamless hot-rolled pipes of 550 × 31-45 mm in size for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical parameters of steam from 10Kh9MFB-Sh steel, including the smelting of hollow ingots by electroslag remelting, turning and boring them into hollow ingots billets with a size of 660хvn. 380 × 2100 ± 50 mm, heating ingots-billets to a temperature of 1190-1200 ^о С and firmware-rolling in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter of 500 mm into sleeves of 670хvn. 515 × 3190-3330 mm with an exhaust hood µ = 1,55, rolling of sleeves on TPU 8-16 " with pilgrim mills into commodity pipes measuring 550 × 31 × 7100-7500 - 550 × 45 × 5400-5700 mm with hoods from µ = 2.85 to µ = 2.02 and a diameter fit of 17.9%, with feeds to the hearth deformations m = 15-18 mm, a saw cut by hot cutting of technological waste - seed ends and pilgrim heads, heat treatment of pipes, etching, repair, ultrasonic testing, acceptance of commodity pipes with a diameter tolerance of + 1.25 / -1.0% and along the wall + 20 / -5.0%.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hollow ingots-billets are heated in a methodical furnace according to a regime that includes the landing of ingots-billets on the furnace grates in batches of 6-8 pieces in a row with an interval of 1.0-1.25 hours at a temperature in the third zone of the furnace 950-1000 ° С, exposure of ingot blanks to grates without tilting for 1.25-1.5 hours, heating of ingot blanks at a speed of 1.9-2.1 ° С for 5 , 5-6.0 hours to a temperature of 1170-1200 ° C with uniform pitching of ingot blanks along the hearth of the furnace from the 22nd to the 6th window in 18-22 minutes at an angle of 210-230 °, holding at a temperature round 1170-1200 ° С for 0.75-1.0 hours with uniform pitching from the 6th to the 4th window in 15-20 minutes at an angle of 210-230 °, the pitching from the 4th window to the furnace pit and delivery of ingot billets from the furnace with a center temperature of 1170-1200 ° C.