СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕСШОВНЫХ ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННЫХ КОТЕЛЬНЫХ И ПАРОПРОВОДНЫХ ТРУБ
METHOD OF PRODUCING SEAMLESS HOT-WORKED BOILER AND STEAM PIPES

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<sub>в</sub>, Н/мм<sup>2</sup>
600
819
σ<sub>0,2</sub>, Н/мм<sup>2</sup>
400
710
δ<sub>5</sub>, %
19
20,5
Ψ,%
55
60
KCU (Дж/см<sup>2</sup>)
78
58
Твердость, НВ
255
235
Поперечные образцы
σ<sub>в</sub>, Н/мм<sup>2</sup>
600
770
σ<sub>0.2</sub>, Н/мм<sup>2</sup>
400
710
δ<sub>5</sub>, %
17
20
Ψ, %
50
55
KCU (Дж/см<sup>2</sup>)
59
157