СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО И СРЕДНЕГО ДИАМЕТРОВ ИЗ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ МАРОК СТАЛИ И СПЛАВОВ С ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТЬЮ ПО СТЕНКЕ
FABRICATION METHOD OF COLD-ROLLED PIPES OF LARGE AND MEAN DIAMETRES FROM DIFFICULT-TO-FORM GRADES OF STEEL AND ALLOYS WITH INCREASED WALL ACCURACY

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов из сварных прямошовных передельных трубных заготовок, и может быть использовано при производстве холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов повышенной точности по стенке на станах ХПТ 250 и ХПТ 450.
В трубопрокатном производстве известен способ производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из горячекатаных передельных трубных заготовок диаметром 273-325 мм по ГОСТ 9940, включающий отливку слитков электрошлаковым переплавом из нержавеющих марок стали типа 08-12Х18Н10Т и 08-12Х18Н12Т размером 420-520×1750 мм, механическую обработку слитков в слитки-заготовки (обточку) размером 400-500×1750 мм, сверление центрального отверстия диаметром 100±5,0 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку слитков - заготовок в стане косой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовом стане в товарные или передельные трубы по ГОСТ 9940 с подкладными углеродистыми кольцами (патент РФ №2175899, №32, 2001 и авт. свидетельства СССР №732043, 1980).
Данный способ производства товарных и передельных труб по ГОСТ 9940 из слитков ЭШП имеет следующие недостатки: из-за повышенных нагрузок за одну прошивку в станах косой прокатки можно прошивать слитки диаметром не более 500 мм, из которых на пилигримовых станах прокатывать трубы диаметром до 325 мм и только из нержавеющих марок стали типа 08-12Х18Н10Т и 08-12Х18Н12Т, а трубы из труднодеформируемых марок стали и сплавов типа 06ХН28МДТ, ХН30МДБ, ХН65МВУ и 20Х25Н25ТЮ-Ш производить по данной технологии не представляется возможным.
Передельные трубы, изготовленные по данной технологии, имеют повышенную продольную разностенность, поскольку процесс прокатки на пилигримовых станах ведут на дорнах с конусностью 5-8 мм на длине около 3000 мм; большое количество дефектов в виде плен, для удаления которых необходимо подвергать передельные трубы механической обработке по наружной и внутренней поверхности (обточку и расточку) со съемом металла по 6-8 мм на сторону.
В трубном производстве с целью снижения нагрузок на станах косой прокатки при производстве горячедеформированных товарных и передельных труб большого и среднего диаметров из коррозионно-стойких труднодеформируемых марок стали и сплавов на ТПУ с пилигримовыми станами, используется способ двойной прошивки слитков - заготовок, включающий первую прошивку слитков ЭШП диаметром 540-600 мм в прошивном стане с вытяжкой µ=1,2-1,4, а вторую и последующие при необходимости прошивки - раскатки с подъемом или посадом по диаметру не более 5,0% и вытяжкой µ=1,4-1,75 (патент РФ №2247612, №7, 2005 и патент РФ №2207199, №18, 2003).
Использование данных способов позволяет производить товарные и передельные трубы большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, снизить вероятность застревания (затяжек) дорнов в трубах при прокатке на пилигримовых станах, снизить расходный коэффициент металла. При этом использование данного способа не исключает необходимости механической обработки передельных труб по наружной и внутренней поверхности. Также данный способ имеет недостатки, связанные с двойным нагревом (слитков ЭШП и гильз первой прошивки), двойной прошивкой (прошивка слитков ЭШП и раскатка гильз на оправках большего диаметра), которые приводят к снижению производительности пилигримовых станов, а также к повышенной поперечной и продольной разностенности передельных и товарных труб.
Наиболее близким техническим решением является способ производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов с повышенной точностью по стенке из передельной трубной заготовки, включающий формовку листовой заготовки на вальцах в трубную передельную заготовку для прокатки товарных или передельных труб большего диаметра, сварку под слоем флюса, удаление усиления сварного шва с наружной и внутренней поверхности передельных труб, термическую обработку передельной прямошовной заготовки и прокатку на конической оправке в калибрах с переменным радиусом (ТУ 14-158-135 "Трубы холоднодеформированные коррозионно-стойкие для технологических трубопроводов" и Н.Г.Дановский, Б.С.Литвак, А.В.Сафьянов и др. Разработка технологии и производство опытно-промышленных партий холоднокатаных труб из труднодеформируемых марок стали и сплавов из сварной передельной заготовки. Кузнечно-штамповочное производство: перспективы и развитие, с.729-731, Екатеринбург, 2005).
Использование данного способа производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов с повышенной точностью по стенке хотя и исключает процесс производства передельной трубной заготовки на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, значительно снижает расход дорогостоящего металла, а следовательно, и стоимость труб, но имеет недостатки, связанные с повышенной трудоемкостью при подготовке заготовки к прокатке, вызванной необходимостью удаления усиления сварного шва.
Задачей предложенного способа является снижение трудоемкости подготовки трубной заготовки к прокатке при изготовлении холоднодеформированных труб из коррозионностойких марок стали из электросварной заготовки.
Технический результат достигается тем, что в известном способе производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов с повышенной точностью по стенке, включающем формовку листовой заготовки на вальцах в трубную передельную заготовку для прокатки товарных или передельных труб большего диаметра, сварку продольных кромок расходуемым электродом под слоем флюса, аустенизацию передельной прямошовной трубной заготовки, удаление усиления сварного шва с наружной и внутренней поверхностей и прокатку на конической оправке в калибрах с переменным радиусом, прокатку передельной трубной заготовки в товарную холоднокатаную трубу в несколько перекатов с суммарной вытяжкой не менее 1,2, холоднокатаные трубы изготавливают в несколько проходов, при этом абсолютное обжатие по стенке при первом проходе принимают равным 1-2 мм, а усиление сварного шва удаляют местной зачисткой с наружной и внутренней поверхности с переднего по прокату конца трубы на длине 100-150 мм от торца с плавным переходом на длине 10-15 мм.
Сущность способа заключается в том, что холоднокатаные трубы изготавливают в несколько проходов, при этом абсолютное обжатие по стенке при первом проходе принимают равным 1-2 мм, а усиление сварного шва удаляют местной зачисткой с наружной и внутренней поверхности с переднего по прокату конца трубы на длине 100-150 мм от торца с плавным переходом на длине 10-15 мм.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что холоднокатаные трубы изготавливают в несколько проходов, при этом абсолютное обжатие по стенке при первом проходе принимают равным 1-2 мм, а усиление сварного шва удаляют местной зачисткой с наружной и внутренней поверхности с переднего по прокату конца трубы на длине 100-150 мм от торца с плавным переходом на длине 10-15 мм. 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 заявляемый способ от прототипа, что соответствует патентоспособности "изобретательский уровень".
Способ опробован и осуществлен на ОАО "ЧТПЗ" при изготовлении холоднодеформированных труб размером 325×8 мм из коррозионностойкой марки сплава 06ХН28МДТ и стали 12Х18Н10Т из электросварной заготовки.
Из таблицы видно, что использование предложенного способа производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов с повышенной точностью по стенке позволяет снизить трудоемкость подготовки электросварной заготовки к прокату в 5,7 раз при сохранении расходного коэффициента металла на прежнем уровне и удовлетворении требованиям нормативной документации по точности геометрических параметров и механическим свойствам.
Таким образом, использование предложенного способа производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов с повышенной точностью по стенке позволяет снизить трудоемкость подготовки электросварной заготовки к прокату в 5,7 раз при сохранении расходного коэффициента металла на прежнем уровне и удовлетворении требованиям нормативной документации по точности геометрических параметров и механическим свойствам.