RU2570154C2

RU2570154C2 - PRODUCTION OF 377×20-60 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: RU2570154C2
Application number: RU2014106105/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Сафьянов; Александр Анатольевич Федоров; Валентин Иреклеевич Тазетдинов; Владимир Яковлевич Осадчий; Николай Петрович Климов; Константин Эдуардович Бубнов; Александр Юрьевич Матюшин; Валерий Александрович Головинов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод"
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2015-12-10
Also published as: RU2014106105A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to pipes rolling, namely to method of production of 377×20-60 mm seamless hot-rolled pipes for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and superhigh steam parameters out of hollow blank ingots produced by electroslag remelting process of "10Х9МФБ-Ш"-grade steel. The method includes melting of hollow ingots by electroslag remelting, machining, i.e. boring and turning of hollow ingots to ingots-billets, heating of the ingots-billets to ductility temperature and piercing them at helical rolling mill to sleeves, their rolling at Pilger mills to commercial pipes sized to 377×20-60 mm.

EFFECT: reduced metal consumption.

3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных горячекатаных труб размером 377×20-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из полых слитков-заготовок электрошлакового переплава стали марки 10Х9МФБ-Ш и может быть использовано на трубопрокатной установке 8-16″ с пилигримовыми станами при производстве товарных труб размером 377×20-60 мм.The invention relates to pipe production, and in particular to a method for the production of seamless hot-rolled pipes with a size of 377 × 20-60 mm for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical parameters of steam from hollow ingots-blanks of electroslag remelting steel grade 10X9MFB-Sh and can be used on an 8-16 ″ pipe-rolling installation with pilgrim mills in the production of commodity pipes 377 × 20-60 mm in size.

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, 12Х11В2МФ, 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 стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовой установке 8-16″ в трубы диаметром 245-550 мм с допуском по диаметру +1,25/-1,0 и толщине стенки +25/-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 production, there is a method of manufacturing boiler pipes of large and medium diameters from forged billets of steels of grades 20, 15GS, 15XM, 12X1MF, 15X1M1F, 12X2MFSR, 10X9MFB, 12X11V2MF, 08X16H9M2, 12X18N12T, 10Kh13G12B2K2 with mechanical 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 quasi-porosity and non-metallic inclusions, heating the workpieces to a plasticity temperature, piercing the workpieces in a cross-helical rolling mill into sleeves, rolling the sleeves on an 8-16 ″ pilgrim installation into pipes with a diameter of 245-550 mm with a diameter tolerance of + 1.25 / -1 , 0 and wall thickness + 25 / -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 данная марка стали хотя и включена в ТУ 14-3Р-55-2001, но трубы данного размера 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 consumption 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 this steel grade is included in TU 14-3R-55-2001, but pipes of this size and from it until now have not been produced.

В трубном производстве известен способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из слитков стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП (патент RU №2119395, кл. В21В 19/04), где деформацию слитков в прошивном стане ведут вдоль расположения кристаллов, задавая слитки в стан головной частью, и прошивают с посадом по диаметру на величину D=2S_г(1-sinα)/S_c, где S_г - толщина стенки гильзы, мм; S_c - толщина стенки сверленого слитка ЭШП, мм; α - угол наклона фронта кристаллизации к оси слитка, град.In pipe production, there is a known method for manufacturing large diameter gas lift pipes from 09G2S steel ingots for the production of ESR and VDP (Patent RU No. 2119395, class B21B 19/04), where the deformation of the ingots in the piercing mill is carried out along the crystals, setting the ingots in the mill with the head part, and stitch with a fit in diameter by the value of D = 2S _g (1-sinα) / S _c , where S _g is the wall thickness of the sleeve, mm; S _c - wall thickness of the drilled ingot ESR, mm; α is the angle of inclination of the crystallization front to the axis of the ingot, deg.

Недостатком указанного способа изготовления труб большого диаметра из слитков-заготовок ЭШП и ВДП стали марки 09Г2С является необходимость изготовления макротемплетов для определения угла наклона фронта кристаллизации к оси слитка, а прошивка слитков усадочной (головной) частью вперед приводит к образованию дефектов в виде внутренних плен на передних концах гильз.The disadvantage of this method of manufacturing large diameter pipes from ingot blanks ESR and VDP steel grade 09G2S is the need to manufacture macrotemplates to determine the angle of inclination of the crystallization front to the axis of the ingot, and the firmware of the ingots shrink (head) part forward leads to the formation of defects in the form of internal captures on the front ends of sleeves.

В трубном производстве известен способ производства котельных труб большого диаметра из слитков ЭШП (патент RU №2180874, кл. В21В 19/04), обеспечивающий уменьшение энергозатрат, снижение 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, reduces metal consumption and, as a result, reduces the cost of boiler pipes due to the use of large diameter ingots and conducting the firmware process with a posad in diameter equal to 8-16%.

Недостатками данного способа являются то, что из-за малой мощности привода прошивного стана ОАО «ЧТПЗ» слитки ЭШП стали марки 10Х9МФБ-Ш прошить с посадом по диаметру 8-16% не представляется возможным.The disadvantages of this method are the fact that due to the low power of the drive of the piercing mill of ChTPZ OJSC, it is not possible to flash ESR steel of the 10Kh9MFB-Sh grade with a pitch 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-заготовок электрошлакового переплава и непрерывно-литых заготовок (патент RU №2322314, кл. В21В 19/04), предусматривающий прошивку слитков-заготовок ЭШП и НЛЗ в станах поперечно-винтовой прокатки с посадом по диаметру в зависимости от марки стали и суммарной вытяжки при переделе слиток-заготовка электрошлакового переплава - труба или непрерывно-литая заготовка - труба, при этом значения величин посада по диаметру слитков-заготовок электрошлакового переплава при прошивке в станах поперечно-винтовой прокатки определяют из выраженияThere is also known a method for the production of seamless hot-deformed pipes of large and medium diameters in tube-rolling plants with pilgrim mills for steam boilers, steam pipelines and collectors of plants with high and supercritical parameters of steam from electroslag remelting ingot ingots and continuously cast billets (patent RU No. 2322314, class. B21B 19/04), which provides for the piercing of ESH and NLZ ingot billets in cross-helical rolling mills with a diameter setting depending on the grade of steel and the total hood ingot-case preform electroslag remelting - pipe or continuously cast billet - tube, wherein the values posad diameter ingot billets electroslag remelting in piercing mills into helical rolling determined from the expression

где

- значения величин посада по диаметру при прошивке в станах поперечно-винтовой прокатки слитков ЭШП i-й марки стали, %; µ_iΣ=µ_прµ_п - суммарный коэффициент вытяжки при прокатке труб i-го размера;

- коэффициент, учитывающий величину посада по диаметру при прошивке гильз из слитков ЭШП i-той марки стали, %; µ_пр - коэффициент вытяжки при прошивке гильз под прокатку труб i-го размера; µ_п - коэффициент вытяжки при прокатке труб j-го размера на пилигримовом стане, при этом коэффициенты

для разных марок стали варьируются от 24 до 40.Where

- the values of the size of the pitch in diameter when piercing in the mills of cross-helical rolling of ESR ingots of i-steel grade,%; µ _i Σ = µ _pr µ _p - the total drawing coefficient when rolling pipes of the i-th size;

- a coefficient that takes into account the size of the seed in diameter when flashing sleeves from ESR ingots of the i-th steel grade,%; µ _CR - the coefficient of extraction when piercing sleeves for rolling pipes of the i-th size; µ _p - drawing coefficient when rolling pipes of the j-th size on a pilgrim mill, while the coefficients

for different grades of steel range 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 стали и не предусматривает производство котельных труб из слитков-заготовок ЭШП стали марки 10Х9МФБ-Ш.The disadvantage of this method is that it is very difficult to manufacture, because each pipe size requires its own 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 ingot blanks EShP steel grade 10X9MFB-Sh.

В трубном производстве известен также 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. В21В 21/00), включающий обточку слитков ЭШП и кованых заготовок, сверление 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-заготовок 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 also 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 units with pilgrim mills (patent RU No. 2278750, class B21B 21/00), including turning of ESR ingots and forged billets, drilling a central hole with a diameter of 100 ± 5 mm, heating them to a temperature of plasticity, piercing with subsequent rolling in a cross-helical mill into sleeves and rolling the sleeves in a pilgrim mill into hot-rolled front steel pipes or goods pipes with a relatively thick wall, the first piercing of ESR ingots and blanks and forged blanks in a cross-helical rolling mill is carried out with the bottom end forward, and the second firmware is rolled with the shrink end forward, the pipes are rolled on the pilgrim mill with the ratio diameter to wall thickness D / S = 6.5-8.0 with a hood µ≤4.5.

Недостатком данного способа является то, что он включает нагрев слитков-заготовок 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-заготовок ЭШП и заготовок в гильзы-заготовки с последующей раскаткой их в гильзы приводит к потере производительности пилигримовой установке в 2 раза, а, следовательно, к 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-заготовок ЭШП стали марки 10Х9МФБ-Ш.The disadvantage of this method is that it includes heating ingots-blanks of ESR and billets to a temperature of ductility, flashing them in a cross-helical rolling mill into blanks-blanks, re-heating the shells-blanks from cold or hot posad to ductility temperature, firmware rolling in a mill of cross-helical rolling into sleeves with their subsequent rolling in a pilgrim mill to commodity or conversion pipes. Double heating leads to a double burning of the metal, and the firmware of ingots and blanks of ESR and blanks into sleeves-blanks with their subsequent rolling into sleeves leads to a 2-fold loss in the performance of the pilgrim installation, and, consequently, to an increase in the cost of commodity 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-deformed grades of steel and alloys and does not provide for the production of boiler tubes from solid and hollow ingots-blanks EShP steel grade 10X9MFB-Sh.

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. В21В 21/00), включающий отливку полых слитков электрошлаковым переплавом, обточку и расточку их в полые слитки-заготовки со съемом металла, величину которого определяют из выраженийThe closest technical solution is a 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 of hollow ingots by 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-гильз ЭШП, мм; Δ₁ - величина снимаемого слоя металла при расточке полых слитков-гильз ЭШП, мм; D - наружный диаметр полых слитков-гильз, мм; S - толщина стенки полых слитков-гильз, мм; K=0,3-0,4 - коэффициент для определения величины снимаемого слоя металла при обточке слитков-гильз, большие значения которого относятся к сталям с большим содержанием легирующих элементов; K₁=0,4-0,5 - коэффициент для определения величины снимаемого слоя металла при расточке слитков-гильз, большие значения которого относятся к сталям с большим содержанием легирующих элементов, а донную часть полых слитков-гильз ЭШП удаляют анодно-механической резкой, величину которой определяют из выражения L=K₂·D/S, где K₂=15-20 - коэффициент для определения величины удаляемой донной части слитков-гильз большие значения, которого относятся к сталям с большим содержанием легирующих элементов.where Δ is the value of the removed metal layer when turning hollow ingots-shells ESR, mm; Δ ₁ - the value of the removed metal layer when boring hollow ingots-shells ESR, mm; D is the outer diameter of the hollow ingots, sleeves, mm; S is the wall thickness of the hollow ingot sleeves, mm; K = 0.3-0.4 is a coefficient for determining the magnitude of the metal layer to be removed when turning ingot shells, large values of which relate to steels with a high content of alloying elements; K ₁ = 0.4-0.5 is the coefficient for determining the size of the metal layer to be removed when bore ingots-shells, large values of which relate to steels with a high content of alloying elements, and the bottom of the hollow ingots-shells of ESR is removed by anode-mechanical cutting, the value of which is determined from the expression L = K ₂ · D / S, where K ₂ = 15-20 is the coefficient for determining the magnitude of the removed bottom of the shell-ingots large values, which apply 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 пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш диаметром 377 мм с толщинами стенок от 20 до 60 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 a pair of steel grade 10X9MFB-Sh with a diameter of 377 mm with wall thicknesses from 20 to 60 mm.

Котельные трубы диаметром 377 мм с разными толщинами стенок в России можно производить только на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами и на стане ХПТ 450.Boiler pipes with a diameter of 377 mm with different wall thicknesses in Russia can be produced only on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills and on the HPT 450 mill.

Задачей предложенного способа (изобретения) является освоение производства бесшовных труб диаметром 377 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара, с толщинами стенок от 20 до 60 мм, из полых слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 540×вн.200×2200±50 мм из стали марки 10Х9МФБ-Ш, а именно производство товарных труб размером 377×20-60 мм на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами с повышенными требованиями по геометрическим размерам, механическим свойствам и качеству поверхности.The objective of the proposed method (invention) is the development of the production of seamless pipes with a diameter of 377 mm for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical steam parameters, with wall thicknesses from 20 to 60 mm, from hollow ingots-blanks of electroslag remelting with a size of 540 × int. 200 × 2200 ± 50 mm from 10Kh9MFB-Sh steel, namely, the production of commodity pipes measuring 377 × 20-60 mm at TPU 8-16 ″ with pilgrim mills with increased requirements for geometric dimensions, mechanical properties and surface quality.

Технический результат достигается тем, что в известном способе производства бесшовных горячекатаных труб размером 377×20-60 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 377×20-60 мм, соласно изобретению трубы производят из полых слитков-заготовок размером 540×вн.200×2200±50, которые нагревают до температуры 1170-1180°C, причем для производства труб диаметром 377 мм с толщинами стенок от 20 до 40 мм нагретые слитки-заготовки прошивают - раскатывают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 550×вн.365×3100-3240-550×вн.315×2580-2700 мм на оправках диаметром 350 и 300 мм с вытяжками µ=1,44 и µ=1,20 с подъемом по диаметру δ=1,85%, гильзы прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в товарные трубы размером 377×20×15100-15900-377×40×7900-8300 с вытяжками от µ=5,54 до µ=3,54 и обжатием по диаметру 31,45%, а для производства труб диаметром 377 мм с толщинами стенок от 41 до 60 мм нагретые слитки-заготовки прошивают - раскатывают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 550×вн.315×2580-2700-550×вн.290×2210-2320 мм на оправках диаметром 300 и 275 мм с вытяжками µ=1,20 и µ=1,03 и подъемом по диаметру δ=1,85%, гильзы прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в товарные трубы размером 377×41×7750-8150-377×60×5000-5300 мм с вытяжками от µ=3,47 до µ=2,71 и обжатием по диаметру 31,45%, затем производят отрезку технологических отходов - затравочных концов и пилигримовых головок пилой горячей резки, правку на шестивалковой правильной машине, термическую обработку, травление, ремонт, ультразвуковой контроль и приемку труб с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и толщине стенки +20/-5, полые слитки-заготовки нагревают в методической печи по технологии: посад слитков-заготовок на колосники печи производят в количестве 8-10 штук в один ряд при температуре в третьей зоне печи 1000-1050°C; выдержка слитков-заготовок на колосниках без кантовки в течение 0,75-1,25 ч; кантовка первых 2-х слитков-заготовок с колосников печи через 0,75 ч, посад 2-х слитков-заготовок, затем посад следующих 2-х слитков заготовок по мере кантовки с колосников печи 2-х слитков-заготовок; нагрев слитков-заготовок со скоростью 2,3-2,6°C в минуту в течение 5,0-5,5 ч до температуры 1160-1180°C с равномерной кантовкой слитков-заготовок по подине печи с 22-го по 6-е окно через 18-20 мин на угол α=245-250°; выдержка при температуре 1160-1180°C в течение 0,5-0,75 ч с равномерной кантовкой с 6-го на 4-е окно через 15-20 мин на угол α=245-250°; кантовка с 4-го окна на яму печи и выдача заготовок из печи с температурой центра слитков-заготовок 1160-1180°C, большие значения которой относятся к товарным трубам с меньшей толщиной стенки, прокатку труб размером 377×20 мм на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами производят с подачами гильз в очаг деформации m=16-18 мм, а при прокатке труб с увеличением толщины стенки, кратной 5 мм, значения подач увеличивают на 1 мм.The technical result is achieved by the fact that in the known method for the production of seamless hot-rolled pipes of size 377 × 20-60 mm 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, machining - boring and turning of ingots into ingot blanks, heating of hollow ingot blanks to plasticity temperature, firmware - rolling them out in a cross-helical rolling mill into sleeves, rolling sleeves into a pilger Imov camps in commodity pipes with a size of 377 × 20-60 mm, according to the invention, pipes are made from hollow ingots-blanks with a size of 540 × ext. 200 × 2200 ± 50, which are heated to a temperature of 1170-1180 ° C, and for the production of pipes with a diameter of 377 mm with wall thicknesses from 20 to 40 mm, heated ingots-blanks are flashed - rolled in a cross-helical rolling mill into sleeves of size 550 × in.365 × 3100-3240-550 × in. 315 × 2580-2700 mm on mandrels with a diameter of 350 and 300 mm with hoods µ = 1.44 and µ = 1.20 with a diameter rise of δ = 1.85%, sleeves are rolled on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills into commodity pipes p 377 × 20 × 15100-15900-377 × 40 × 7900-8300 with hoods from μ = 5.54 to μ = 3.54 and compression by diameter of 31.45%, and for the production of pipes with a diameter of 377 mm with wall thicknesses from 41 to 60 mm of heated ingot billets are flashed - rolled in a cross-screw mill into sleeves of size 550 × in. 315 × 2580-2700-550 × in. 290 × 2210-2320 mm on mandrels with a diameter of 300 and 275 mm with hoods µ = 1.20 and µ = 1.03 and a rise in diameter of δ = 1.85%, the sleeves are rolled on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills into commodity pipes measuring 377 × 41 × 7750-8150-377 × 60 × 5000- 5300 mm with hoods from µ = 3.47 to µ = 2.71 and compression in diameter of 31.45%, then produce a piece of technological waste - seed ends and pilgrim heads with a hot cutting saw, straightening on a six-roll straightening machine, heat treatment, etching, repair, ultrasonic inspection and pipe acceptance with a tolerance of + 1.25 / -1.0% in diameter and +20 wall thickness / -5, hollow ingots-billets are heated in a methodical furnace according to the technology: the ingots-billets are planted on the furnace grates in the amount of 8-10 pieces in one row at a temperature in the third zone of the furnace of 1000-1050 ° C; aging ingots-blanks on grates without tilting for 0.75-1.25 hours; tilting of the first 2 ingot blanks from the furnace grates after 0.75 hours, planting of 2 ingot ingots, then planting of the next 2 ingot ingots as the tilting of 2 ingot ingots from the furnace grates; heating ingot blanks at a speed of 2.3-2.6 ° C per minute for 5.0-5.5 hours to a temperature of 1160-1180 ° C with uniform turning of ingot blanks along the hearth of the furnace from 22nd to 6th e window after 18-20 minutes at an angle α = 245-250 °; holding at a temperature of 1160-1180 ° C for 0.5-0.75 hours with uniform tilting from the 6th to the 4th window after 15-20 minutes at an angle α = 245-250 °; tilting from the 4th window to the furnace pit and delivery of billets from the furnace with a temperature of the center of the ingot-billets of 1160-1180 ° C, large values of which relate to commodity pipes with a smaller wall thickness, rolling of pipes 377 × 20 mm in size on TPU 8-16 ″ With pilgrim mills are produced with feeds of sleeves into the deformation zone m = 16-18 mm, and when rolling pipes with an increase in wall thickness that is a multiple of 5 mm, the feed values are increased by 1 mm.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства бесшовных горячекатаных труб размером 377×20-60 мм для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш, отличается тем, что трубы производят из полых слитков-заготовок размером 540×вн.200×2200±50, которые нагревают до температуры 1170-1180°C, причем для производства труб диаметром 377 мм с толщинами стенок от 20 до 40 мм нагретые слитки-заготовки прошивают - раскатывают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 550×вн.365×3100-3240-550×вн.315×2580-2700 мм на оправках диаметром 350 и 300 мм с вытяжками µ=1,44 и µ=1,20 с подъемом по диаметру δ=1,85%, гильзы прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в товарные трубы размером 377×20×15100-15900-377×40×7900-8300 с вытяжками от µ=5,54 до µ=3,54 и обжатием по диаметру 31,45%, а для производства труб диаметром 377 мм с толщинами стенок от 41 до 60 мм нагретые слитки-заготовки прошивают - раскатывают в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 550×вн.315×2580-2700-550×вн.290×2210-2320 мм на оправках диаметром 300 и 275 мм с вытяжками µ=1,20 и µ=1,03 и подъемом по диаметру δ=1,85%, гильзы прокатывают на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами в товарные трубы размером 377×41×7750-8150-377×60×5000-5300 мм с вытяжками от µ=3,47 до µ=2,71 и обжатием по диаметру 31,45%, затем производят отрезку технологических отходов - затравочных концов и пилигримовых головок пилой горячей резки, правку на шестивалковой правильной машине, термическую обработку, травление, ремонт, ультразвуковой контроль и приемку труб с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и толщине стенки +20/-5,0%, полые слитки-заготовки нагревают в методической печи по технологии: посад слитков-заготовок на колосники печи производят в количестве 8-10 штук в один ряд при температуре в третьей зоне печи 1000-1050°C; выдержка слитков-заготовок на колосниках без кантовки в течение 0,75-1,25 ч; кантовка первых 2-х слитков-заготовок с колосников печи через 0,75 ч, посад 2-х слитков-заготовок, затем посад следующих 2-х слитков заготовок по мере кантовки с колосников печи 2-х слитков-заготовок; нагрев слитков-заготовок со скоростью 2,3-2,6°C в минуту в течение 5,0-5,5 ч до температуры 1160-1180°C с равномерной кантовкой слитков-заготовок по подине печи с 22-го по 6-е окно через 18-20 мин на угол α=245-250°; выдержка при температуре 1160-1180°C в течение 0,5-0,75 ч с равномерной кантовкой с 6-го на 4-е окно через 15-20 мин на угол α=245-250°; кантовка с 4-го окна на яму печи и выдача заготовок из печи с температурой центра слитков-заготовок 1160-1180°C, большие значения которой относятся к товарным трубам с меньшей толщиной стенки, прокатку труб размером 377×20 мм на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами производят с подачами гильз в очаг деформации m=16-18 мм, а при прокатке труб с увеличением толщины стенки, кратной 5 мм, значения подач увеличивают на 1 мм. 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 377 × 20-60 mm in size for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical parameters of steam from 10Kh9MFB-Sh steel, differs in that the pipes are made from hollow ingots of workpieces with a size of 540 × ext. 200 × 2200 ± 50, which are heated to a temperature of 1170-1180 ° C, and for the production of pipes with a diameter of 377 mm with wall thicknesses of 20 to 40 mm, heated ingots-blanks are stitched - rolled in a cross-screw rolling into sleeves of size 550 × ext. 365 × 3100-3240-550 × ext. 315 × 2580-2700 mm on mandrels with a diameter of 350 and 300 mm with hoods µ = 1.44 and µ = 1.20 with a rise in diameter δ = 1.85%, sleeves are rolled at 8-16 ″ TPU with pilgrim mills into commodity pipes 377 × 20 × 15100-15900-377 × 40 × 7900-8300 with hoods from µ = 5.54 to µ = 3.54 and compression by diameter of 31.45%, and for the production of pipes with a diameter of 377 mm with wall thicknesses from 41 to 60 mm, heated ingots-blanks are stitched - rolled out in a cross-screw mill into sleeves of size 550 × ext. 315 × 2580-2700-550 × ext. 290 × 2210-2320 mm on mandrels with a diameter of 300 and 275 mm with hoods = 1.20 and µ = 1.03 and a rise in diameter of δ = 1.85%, the sleeves are rolled on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills into commodity pipes measuring 377 × 41 × 7750-8150-377 × 60 × 5000- 5300 mm with hoods from µ = 3.47 to µ = 2.71 and a compression in diameter of 31.45%, then a piece of technological waste is made - seed ends and pilgrim heads with a hot cutting saw, straightening on a six-roll straightening machine, heat treatment, etching , repair, ultrasonic inspection and acceptance of pipes with a tolerance of + 1.25 / -1.0% in diameter and + 20 / -5.0% in wall thickness; hollow ingots are heated in a methodical furnace technology: posad ingots, billets on the furnace grate is produced in an amount of 8-10 units in one row at a temperature in the third zone of the furnace 1000-1050 ° C; aging ingots-blanks on grates without tilting for 0.75-1.25 hours; tilting of the first 2 ingot blanks from the furnace grates after 0.75 hours, planting of 2 ingot ingots, then planting of the next 2 ingot ingots as the tilting of 2 ingot ingots from the furnace grates; heating ingot blanks at a speed of 2.3-2.6 ° C per minute for 5.0-5.5 hours to a temperature of 1160-1180 ° C with uniform turning of ingot blanks along the hearth of the furnace from 22nd to 6th e window after 18-20 minutes at an angle α = 245-250 °; holding at a temperature of 1160-1180 ° C for 0.5-0.75 hours with uniform tilting from the 6th to the 4th window after 15-20 minutes at an angle α = 245-250 °; tilting from the 4th window to the furnace pit and delivery of billets from the furnace with a temperature of the center of the ingot-billets of 1160-1180 ° C, large values of which relate to commodity pipes with a smaller wall thickness, rolling of pipes 377 × 20 mm in size on TPU 8-16 ″ With pilgrim mills are produced with feeds of sleeves into the deformation zone m = 16-18 mm, and when rolling pipes with an increase in wall thickness that is a multiple of 5 mm, the feed values are increased by 1 mm. 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".

Прокатку товарных труб размером 377×20 и 377×45 мм стали 10Х9МФБ-Ш производили на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами из полых слитков-заготовок ЭШП размером 540×вн.200×2200±50 мм. Для сравнения данные размеры труб были прокатаны по классической схеме, т.е. из слитков-заготовок размером 490×100×1750±50 мм. Данные по прокатке товарных горячекатаных труб размером 377×20 и 377×45 мм из стали марки 10Х9МФБ-Ш на ТПУ 8-16″ с пилигримовыми станами, по существующей и предлагаемой технологиям, приведены в таблице. Из таблицы видно, что товарные трубы размером 377×20 мм по предлагаемой технологии производили из полых слитков-заготовок ЭШП размером 540×вн.200×2200±50 мм. В производство было задано 5 полых слитков-заготовок ЭШП общей массой 17,131 т, которые были нагреты в методической печи до температуры 1170-1180°C в соответствии с п. 2 формулы изобретения, прошиты - раскатаны в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 550×вн.365×3100-3240 мм на оправке диаметром 350 мм с вытяжкой µ=1,44, подъемом по диаметру δ=1,85 и прокатаны на пилигримовом стане в товарные трубы размером 377×20×15100-15900 мм с вытяжкой µ=5,54 и обжатием по диаметру Δ=31,45% в соответствии с пп. 1 и 3 формулы изобретения. 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% толщине стенки +20/-5%. Было принято 5 труб общей массой 14,010 т. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,223. Для сравнения в производство были заданы 5 слитков-заготовок ЭШП размером 490×100×1750±50 мм общей массой 12,416 т, которые были нагреты до температуры 1180-1200°C, прошиты в гильзы и прокатаны на пилигримовом стане в товарные трубы размером 377×20 мм. В соответствии с ТУ 14-3Р-55-2001 принято 5 труб общей массой 9,478 т. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,310. При прокатке труб по предлагаемой технологии получено снижение расходного коэффициента металла на 87 кг на каждой тонне товарных труб при полном соответствии геометрических размеров и механических свойств металла труб требованиям ТУ 14-3Р-55-2001.Commodity pipes 377 × 20 and 377 × 45 mm in size were rolled on 10Kh9MFB-Sh steel at TPU 8-16 ″ with pilgrim mills from hollow ingot blanks ESR measuring 540 × inner 200 × 2200 ± 50 mm. For comparison, these pipe sizes were rolled according to the classical scheme, i.e. from ingot blanks measuring 490 × 100 × 1750 ± 50 mm. The data on the rolling of hot-rolled commodity pipes 377 × 20 and 377 × 45 mm in steel grade 10X9MFB-Sh on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills, according to the existing and proposed technologies, are shown in the table. The table shows that commodity pipes 377 × 20 mm in size according to the proposed technology were produced from hollow ingots-blanks ESR measuring 540 × in. 200 × 2200 ± 50 mm. Five hollow ESR ingots-blanks with a total weight of 17.131 tons were set in production, which were heated in a methodic furnace to a temperature of 1170-1180 ° C in accordance with paragraph 2 of the claims, stitched - rolled in a cross-helical rolling mill in sleeves of size 550 × ext. 365 × 3100-3240 mm on a mandrel with a diameter of 350 mm with a hood µ = 1.44, a rise in diameter of δ = 1.85 and rolled on a pilgrim mill in commodity pipes measuring 377 × 20 × 15100-15900 mm with a hood µ = 5.54 and compression in diameter Δ = 31.45% in accordance with paragraphs. 1 and 3 of the claims. 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% wall thickness + 20 / -5%. 5 pipes were taken with a total weight of 14.010 tons. The expenditure coefficient of the metal in the pipes of this batch was 1.223. For comparison, 5 ESR ingots-blanks with a size of 490 × 100 × 1750 ± 50 mm with a total weight of 12.416 tons were put into production, which were heated to a temperature of 1180-1200 ° C, stitched into sleeves and rolled into a pipe mill size 377 × 20 mm. In accordance with TU 14-3R-55-2001, 5 pipes with a total weight of 9.478 tons were adopted. The expenditure coefficient of the metal in the pipes of this batch was 1.310. When rolling pipes according to the proposed technology, a decrease in the expenditure coefficient of the metal by 87 kg was obtained for each ton of commodity pipes with full compliance of the geometric dimensions and mechanical properties of the metal of the pipes with the requirements of TU 14-3R-55-2001.

Товарные трубы размером 377×45 мм по предлагаемой технологии производили из полых слитков-заготовок ЭШП размером 540×вн.200×2200±50 мм. В производство было задано 5 полых слитков-заготовок ЭШП общей массой 17,169 т, которые были нагреты в методической печи до температуры 1160-1170°C, прошиты - раскатаны в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы размером 550×вн.315×2580-2700 мм на оправке диаметром 300 мм с вытяжкой µ=1,20, подъемом по диаметру δ=1,85 и прокатаны на пилигримовом стане в товарные трубы размером 377×45×7100-7500 мм с вытяжкой µ=3,22 и обжатием по диаметру Δ=31,45% в соответствии с пп. 1 и 3 формулы изобретения. 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% толщине стенки +20/-5%. Было принято 5 труб общей массой 14,322 т. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,199. Для сравнения в производство были заданы 5 слитков-заготовок ЭШП размером 490×100×1750±50 мм общей массой 12,593 т, которые были нагреты, прошиты в гильзы и прокатаны на пилигримовом стане в товарные трубы размером 377×45 мм. В соответствии с ТУ 14-3Р-55-2001 принято 5 труб общей массой 9,594 т. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 1,313. При прокатке труб по предлагаемой технологии получено снижение расходного коэффициента металла на 114 кг на каждой тонне товарных труб при полном соответствии геометрических размеров и механических свойств металла труб требованиям ТУ 14-3Р-55-2001.Commodity pipes with a size of 377 × 45 mm according to the proposed technology were produced from hollow ingots-blanks ESR measuring 540 × in. 200 × 2200 ± 50 mm. Five hollow ESR ingots-blanks with a total weight of 17.169 tons were set into production, which were heated in a methodical furnace to a temperature of 1160-1170 ° C, stitched - rolled in a cross-helical rolling mill into sleeves measuring 550 × ext. 315 × 2580-2700 mm on a mandrel with a diameter of 300 mm with a hood µ = 1.20, a rise in diameter δ = 1.85 and rolled on a pilgrim mill in commodity pipes measuring 377 × 45 × 7100-7500 mm with a hood µ = 3.22 and compression in diameter Δ = 31.45% in accordance with paragraphs. 1 and 3 of the claims. 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% wall thickness + 20 / -5%. 5 pipes were taken with a total weight of 14.322 tons. The expenditure coefficient of the metal in the pipes of this batch was 1.199. For comparison, 5 ESR ingots-blanks with a size of 490 × 100 × 1750 ± 50 mm with a total weight of 12.593 tons were put into production, which were heated, stitched into sleeves and rolled into 377 × 45 mm pipe tubes on a pilgrim mill. In accordance with TU 14-3R-55-2001, 5 pipes with a total weight of 9.594 tons were adopted. The metal expenditure coefficient for pipes of this batch amounted to 1.313. When rolling pipes using the proposed technology, a reduction in the expenditure coefficient of the metal by 114 kg was obtained for each ton of commodity pipes with full compliance of the geometric dimensions and mechanical properties of the metal of the pipes with the requirements of TU 14-3R-55-2001.

Таким образом, использование предложенного способа позволит осуществить производство товарных горячекатаных труб размером 377×20-60 мм из полых-слитков 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, отвечающими требованиям ТУ 14-3Р-55-2001, что позволит снизить расход дорогостоящего металла при переделе полых слитков-заготовок ЭШП, а, следовательно, снизить стоимость котельных труб.Thus, the use of the proposed method will allow the production of hot-rolled commodity pipes with a size of 377 × 20-60 mm from hollow ingots of ESP of steel grade 10X9MFB-Sh for steam boilers, steam pipelines and manifolds of installations with high and supercritical steam parameters with mechanical properties of the metal and geometric dimensions pipes that meet the requirements of TU 14-3R-55-2001, which will reduce the cost of expensive metal during the redistribution of hollow ingots-blanks ESR, and, therefore, reduce the cost of boiler pipes.

Claims

1. Method for the production of seamless hot-rolled pipes 377 × 20-60 mm in size for steam boilers, steam pipelines and manifolds of plants with high and supercritical steam parameters from 10Kh9MFB-Sh steel, including the smelting of hollow ingots by electroslag remelting, mechanical processing - boring and turning of ingots into ingots - billets, heating of hollow ingots-billets to plasticity temperature, firmware - rolling them out in a cross-helical rolling mill into sleeves, rolling sleeves on pilgrim mills into commodity pipes 377 × 20-60 mm in size, distinguishing I mean that the pipes are made from hollow ingots-blanks measuring 540 × ext. 200 × 2200 ± 50, which are heated to a temperature of 1170-1180 ° C, and for the production of pipes with a diameter of 377 mm with wall thicknesses from 20 to 40 mm, heated ingots are the blanks are stitched - rolled out in a cross-helical rolling mill into sleeves of size 550 × ext. 365 × 3100-3240-550 × ext. 315 × 2580-2700 mm on mandrels with a diameter of 350 and 300 mm with hoods µ = 1.44 and µ = 1.20 with a diameter increase of δ = 1.85%, sleeves are rolled at 8-16 ″ TPU with pilgrim mills into commodity pipes 377 × 20 × 15100-15900-377 × 40 × 7900-8300 with hoods from µ = 5 , 54 to µ = 3.54 and both diameter 31.45%, and for the production of pipes with a diameter of 377 mm with wall thicknesses from 41 to 60 mm, heated ingots-blanks are stitched - rolled in a cross-screw mill into sleeves of size 550 × ext. 315 × 2580-2700-550 × ext. 290 × 2210-2320 mm on mandrels with a diameter of 300 and 275 mm with hoods µ = 1.20 and µ = 1.03 and a rise in diameter of δ = 1.85%, the sleeves are rolled on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills in commodity pipes 377 × 41 × 7750-8150-377 × 60 × 5000-5300 mm in size with hoods from µ = 3.47 to µ = 2.71 and compression in diameter of 31.45%, then a piece of technological waste is produced - seed ends and drank make-up heads with a hot cutting saw, straightening on a six-roll straightening machine, heat treatment, etching, repair, ultrasonic inspection and pipe acceptance with a tolerance of + 1.25 / -1.0% in diameter and + 20 / -5.0% in wall thickness.

2. The method according to p. 1, characterized in that the hollow ingots-billets are heated in a methodical furnace using the technology:
- the ingots-blanks are planted on the furnace grates in an amount of 8-10 pieces in a row at a temperature in the third zone of the furnace of 1000-1050 ° C;
- exposure of ingot blanks to grates without tilting for 0.75-1.25 hours;
- tilting of the first 2 ingot billets from the furnace grates after 0.75 hours, planting of 2 ingot billets, then planting of the next 2 ingot ingots as the tilting of the 2 ingot billets from the furnace grates;
- heating the ingot blanks at a speed of 2.3-2.6 ° C per minute for 5.0-5.5 hours to a temperature of 1160-1180 ° C with uniform tilting of the ingot blanks along the hearth of the furnace from 22nd to 6th -th window after 18-20 minutes at an angle α = 245-250 °;
- exposure at a temperature of 1160-1180 ° C for 0.5-0.75 hours with a uniform pitching from the 6th to the 4th window in 15-20 minutes at an angle α = 245-250 °;
- tilting from the 4th window to the furnace pit and delivery of billets from the furnace with a temperature of the center of the ingot-billets of 1160-1180 ° C, large values of which relate to commodity pipes with a smaller wall thickness.

3. The method according to p. 1, characterized in that the rolling of pipes 377 × 20 mm in size on TPU 8-16 ″ with pilgrim mills is carried out with feeds of sleeves into the deformation zone m = 16-18 mm, and when rolling the tubes with increasing wall thickness a multiple of 5 mm, the feed values are increased by 1 mm.