Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ БОЛЬШОГО И СРЕДНЕГО ДИАМЕТРОВ ДЛЯ ПАРОВЫХ КОТЛОВ, ПАРОПРОВОДОВ И КОЛЛЕКТОРОВ УСТАНОВОК С ВЫСОКИМИ И СВЕРХКРИТИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ПАРА ИЗ СТАЛИ МАРКИ 10Х9МФБ-Ш

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства труб большого и среднего диаметров для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10×9МФБ-Ш и может быть использовано при прокатке горячекатаных товарных и передельных труб на ТПУ 8-16” с пилигримовыми станами, при перекатке передельных горячекатаных труб в товарные-холоднокатаные на стане ХПТ 450, а труб размером 465×16-30, 530×25-30 и 550×25 мм при механической обработке-расточке и обточке передельных горячекатаных труб в товарные механически обработанные.

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 станах поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз в трубы диаметром 273-550 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").

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 диаметру +1,25/1,0 и 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 ТУ14-3Р-55-2001, но трубы из нее производятся в ограниченном количестве.

В трубном производстве известен способ изготовления газлифтных труб большого диаметра из слитков стали 09Г2С выплавки ЭШП и ВДП (Патент RU №2119395, Кл. B21B 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.

Недостатком указанного способа изготовления труб большого диаметра из слитков 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.

В трубном производстве известен также способ производства котельных труб большого диаметра из слитков ЭШП (патент RU №2180874, Кл. B21B 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%.

Недостатками данного способа являются то, что из-за малой мощности привода прошивного стана ОАО "ЧТПЗ" слитки ЭШП размером 565×100×1750±50 и 620×100×1750±50 мм из данной марки стали прошить с посадом по диаметру 8-16% не представляется возможным.

Наиболее близким техническим решением является 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 выражения Δ_i'эшп=k_i'эшпµ_iΣ, где Δ_i'эшп - значения величин посада по диаметру при прошивке в станах поперечно-винтовой прокатки слитков ЭШП i-той марки стали, %;

µ_iΣ=µ_прµ_п - суммарный коэффициент вытяжки при прокатке труб i-го размера;

k_i'эшп - 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 k_i'эшп для разных марок варьируются от 24 до 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. В настоящее время заводами России, а именно ОАО "ЗМЗ", освоено производство слитков-заготовок ЭШП размером 430×1750±50,470×1750±50, 585×1750±50 и 620×1750±50 мм. Для производства других диаметров нужны кристаллизаторы, производство которых требует больших инвестиций, да и нет целесообразности, т.к. геометрические размеры кристаллизаторов можно унифицировать, т.е. можно производить на ТПУ 8-16” с пилигримовыми станами и стане ХПТ 450 весь размерный ряд труб диаметром 273-550 мм из данных размером слитков ЭШП.

Прокатка труб размером 273×10-15, 299×10-15, 325×13-15, 377×14-19, 426×14-20, 465×16-25, 530×25-30 и 550×25-30 мм мм на ТПУ 8-16” с пилигримовыми станами проблематична из-за низкой температуры стали 10Х9МФБ-Ш под деформацию 1180-1210°С. Например для прокатки труб размером 426×14-25 мм необходимы слитки-заготовки ЭШП размером 585×100×1750 мм, из которых на пилигримовом стане можно прокатать трубы размером 426×14 мм длиной до 21 метра. Время прокатки такой трубы составляет более 5,0 минут. За данный промежуток времени гильза-труба остывает до 800°С (при рекомендуемой не ниже 850°С в конце прокатки). Прокатка труб и обкатка пилигримовых головок из стали марки 10Х9МФБ-Ш при температуре ниже 850°С приводит к повышенным нагрузкам на привод пилигримового стана и затяжкам дорнов, что, в свою очередь, может привести к поломкам предохранительных болтов и шпинделей пилигримового стана, снижению производительности за счет извлечения дорнов из-за затяжек, замены предохранительных болтов и шпинделей. Для исключения затяжек дорнов необходимо производить прокат труб на дорнах с конусностью 5-6 мм вместо существующей конусности 1,0 мм, а это приведет к продольной разностенности, т.е. к повышенной отбраковке труб по толщине стенки.

Задачей предложенного способа (изобретения) является освоение в условиях ОАО "ЧТПЗ" производства бесшовных труб диаметром 273, 299, 325, 377, 426, 465, 530 и 550 мм из стали марки 10Х9МФБ-Ш для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара, с толщинами стенок всего размерного ряда ТУ 14-3Р-55-2001, т.е. от 10 до 75 мм, из слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 430×1750±25, 470×1750±25, 585×1750±25 и 620×1750±25 мм, а именно производство товарных и передельных труб на ГПУ 8-16" с пилигримовыми станами, производство товарных труб размером 273×10-15, 299×10-15, 325×13-15, 377×14-19, 426×14-20 мм с повышенными требованиями по механическим свойствам, геометрическим размерам и качеству поверхности на стане ХПТ 450, а труб размером 465×16-25, 530×25-30 и 550×25-30 мм путем механической обработки-расточки и обточки передельных горячекатаных труб, снижение расхода металла при переделе слиток-заготовка ЭШП - котельная труба за счет снижения плюсового допуска по толщине стенки и повышения механических свойств металла холоднокатаных труб, за счет дробности деформации при прокатке на ТПУ с пилигимовыми станами и прокатки (перекатки) передельных труб в товарные на станах ХПТ.

Технический результат достигается тем, что в известном способе производства труб большого и среднего диаметров для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш, включающем выплавку слитков электрошлаковым переплавом, механическую обработку-обточку слитков в слитки-заготовки размером 430×1750±25,470×1750±25, 585×1750±50 и 620×1750±25 мм, сверление в слитках-заготовках центрального отверстия диаметром 100±5 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивку их в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовых станах в трубы диаметром 273-550 мм с толщинами стенок от 10 до 75 мм и вытяжками, в зависимости от размеров слитков-заготовок и размеров труб, термическую обработку, правку, ультразвуковой контроль и приемку труб с допуском по диаметру +1,25/-1,0% и толщине стенки +20/-5,0%, товарные трубы размером 273×16-60, 299×16-60 мм производят из слитков-заготовок размером 430×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 4,5 и 4,7%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 273×10-15 и 299×10-15 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 6,2-6,4 или 10,4-10,6%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с допусками по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5% с учетом одного или двух перекатов на стане ХПТ 450, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб в товарные на станах ХПТ, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 325×16-60 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 6,2-6,4%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 325×13-15 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 10,4-10,6%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с допусками по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5% с учетом одного переката на стане ХПТ 450, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб в товарные на стане ХПТ, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 377×20-75 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 10,4-10,8%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка труб, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 377×14-19 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки размер в размер по диаметру, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с допусками по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5% с учетом двух перекатов на стане ХПТ 450, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб в товарные на стане ХПТ, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 426×21-75 мм производят из слитков-заготовок размером 585×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправках диаметром от 300 до 400 мм, в зависимости от толщины стенок товарных труб, с подъемом по диаметру 2,4-2,6%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 426×14-20 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±50 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки размер в размер по диаметру, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с толщинами стенок с учетом одного переката на стане ХПТ 450 с допуском по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5%, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб на стане ХПТ 450 в товарные трубы, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 465×26-75 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в передельные гильзы-заготовки размер в размер по диаметру, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 465×16-25 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки размер в размер по диаметру, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,6-4,8%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы с припуском по диаметру и толщине стенки под механическую обработку-расточку и обточку, термическая обработка, механическая обработка-расточка и обточка на размеры в соответствии с заказом, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 530×31-75 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,5-4,7%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 530×25-30 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,6-4,8%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с припуском по диаметру и толщине стенки под механическую обработку-расточку и обточку, термическая обработка, механическая обработка-расточка и обточка передельных труб в товарные, размером в соответствии с заказом, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 550×31-75 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,0-3,5%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,5-5,0%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб в соответствии с ТУ 14-3Р-55-2001, а трубы размером 550×25-30 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,0-3,5%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,5-5,0%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы, термическая обработка, механическая обработка-расточка и обточка передельных труб в товарные размером 550×25-30 мм, ультразвуковой контроль и приемка труб в соответствии с ТУ14-3Р-55-2001.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства труб большого и среднего диаметров для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш отличается тем, что товарные трубы размером 273×16-60, 299×16-60 мм производят из слитков-заготовок размером 430×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 4,5 и 4,7%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 273×10-15 и 299×10-15 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 6,2-6,4 или 10,4-10,6%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с допусками по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5% с учетом одного или двух перекатов на стане ХПТ 450, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб в товарные на станах ХПТ, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 325×16-60 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 6,2-6,4%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 325×13-15 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 10,4-10,6%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с допусками по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5% с учетом одного переката на стане ХПТ 450, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб в товарные на стане ХПТ, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 377×20-75 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 10,4-10,8%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка труб, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 377×14-19 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 4,6-4,8%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с допусками по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5% с учетом двух перекатов на стане ХПТ 450, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб в товарные на стане ХПТ, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 426×21-75 мм производят из слитков-заготовок размером 585×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправках диаметром от 300 до 400 мм, в зависимости от толщины стенок товарных труб, с подъемом по диаметру 2,4-2,6%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 426×14-20 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±50 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки размер в размер по диаметру, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с толщинами стенок с учетом одного переката на стане ХПТ 450 с допуском по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5%, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб на стане ХПТ 450 в товарные трубы, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 465×26-75 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в передельные гильзы-заготовки размер в размер по диаметру, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 465×16-25 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки размер в размер по диаметру, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,6-4,8%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы с припуском по диаметру и толщине стенки под механическую обработку-расточку и обточку, термическая обработка, механическая обработка-расточка и обточка на размеры в соответствии с заказом, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 530×31-75 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,5-4,7%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 530×25-30 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,6-4,8%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы с припуском по диаметру и толщине стенки под механическую обработку-расточку и обточку, термическая обработка, механическая обработка-расточка и обточка передельных труб в товарные, размером в соответствии с заказом, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 550×31-75 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,0-3,5%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,5-5,0%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб в соответствии с ТУ14-3Р-55-2001, а трубы размером 550×25-30 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,0-3,5%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,5-5,0%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы, термическая обработка, механическая обработка-расточка и обточка передельных труб в товарные размером 550×25-30 мм, ультразвуковой контроль и приемка труб в соответствии с ТУ14-3Р-55-2001. 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 заявляемое решение от прототипа, что соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Предложенный способ производства труб большого и среднего диаметров для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами из стали марки 10Х8МФБ-Ш заключается в том, что товарные трубы размером 273×16-60,299×16-60 мм производят из слитков-заготовок размером 430×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 4,5 и 4,7%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 273×10-15 и 299×10-15 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 6,2-6,4 или 10,4-10,6%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с допусками по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5% с учетом одного или двух перекатов на стане ХПТ 450, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб в товарные на станах ХПТ, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 325×16-60 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 6,2-6,4%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 325×13-15 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 10,4-10,6%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с допусками по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5% с учетом одного переката на стане ХПТ 450, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб в товарные на стане ХПТ, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 377×20-75 мм производят из слитков-заготовок размером 470×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 10,4-10,8%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка труб, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 377×14-19 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с подъемом по диаметру 4,6-4,8%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с допусками по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5% с учетом двух перекатов на стане ХПТ 450, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб в товарные на стане ХПТ, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 426×21-75 мм производят из слитков-заготовок размером 585×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправках диаметром от 300 до 400 мм, в зависимости от толщины стенок товарных труб, с подъемом по диаметру 2,4-2,6%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 426×14-20 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±50 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки размер в размер по диаметру, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы с толщинами стенок с учетом одного переката на стане ХПТ 450 с допуском по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5%, термическая обработка передельных труб, прокатка передельных труб на стане ХПТ 450 в товарные трубы, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 465×26-75 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-загртовок в стане поперечно-винтовой прокатки в передельные гильзы-заготовки размер в размер по диаметру, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 465×16-25 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки размер в размер по диаметру, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,6-4,8%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы с припуском по диаметру и толщине стенки под механическую обработку-расточку и обточку, термическая обработка, механическая обработка-расточка и обточка на размеры в соответствии с заказом, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 530×31-75 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,5-4,7%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 530×25-30 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок ЭШП до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,2-3,4%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,6-4,8%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы с припуском по диаметру и толщине стенки под механическую обработку-расточку и обточку, термическая обработка, механическая обработка-расточка и обточка передельных труб в товарные, размером в соответствии с заказом, ультразвуковой контроль и приемка труб, трубы размером 550×31-75 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,0-3,5%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,5-5,0%, прокатка гильз на пилигримовых станах в трубы, термическая обработка, ультразвуковой контроль и приемка труб в соответствии с ТУ14-3Р-55-2001, а трубы размером 550×25-30 мм производят из слитков-заготовок размером 620×100×1750±25 мм по технологии: нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прошивка слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки с подъемом по диаметру 3,0-3,5%, нагрев гильз-заготовок с холодного или горячего посада до температуры пластичности, прошивка-раскатка гильз-заготовок в гильзы с подъемом по диаметру 4,5-5,0%, прокатка гильз на пилигримовых станах в передельные трубы, термическая обработка, механическая обработка-расточка и обточка передельных труб в товарные размером 550×25-30 мм, ультразвуковой контроль и приемка труб в соответствии с ТУ14-3Р-55-2001.

Способ производства труб большого и среднего диаметров для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара опробован на ТПА 8-16” с пилигримовыми станами и ХПТ 450 ОАО "ЧТПЗ" при прокатке труб размером 377×18 мм из стали марки 10Х9МФБ-Ш по существующей и предлагаемой технологиям. По существующему способу трубы размером 377×18 мм производят по технологии: слитки-заготовки ЭШП размером 470×100×1750 мм нагревают в методической печи до температуры 1180-1210°С, прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 350 мм в гильзы размером 520×вн.365×2610 мм с подъемом по диаметру 10,5%. Гильзы прокатывают на пилигримовом стане в калибре 410 мм в передельные трубы размером 393×33×6400 мм, которые растачивают и обтачивают в товарные трубы размером 377×18×6400 мм. В производство было задано 5 слитков-заготовок общей массой 11375 кг. Принято в соответствии с ТУ 14-3Р-55-2001 - 32 метра труб (5468 кг). Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 2,080.

По предлагаемой технологии (способу) в производство были заданы 5 слитков-заготовок ЭШП размером 620×100×1750 мм общей массой 20195 кг. Слитки-заготовки были нагреты в методической печи до температуры 1200-1210°С, а затем прошиты в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 275 мм в гильзы-заготовки размером 620×вн.290×2120 мм (размер в размер по диаметру). Гильзы-заготовки с холодного посада были нагреты до температуры 1200-1210°С, прошиты - раскатаны на оправке диаметром 425 мм в гильзы размером 640×вн.440×2860 мм с подъемом по диаметру δ=3,2% (п.6 формулы изобретения). Гильзы на ТПУ 8-16” с пилигримовыми станами были прокатаны в калибре 472 мм передельные трубы размером 465×30 мм с допуском по диаметру ±1,25 и толщине стенки ±12,5%. Потом передельные трубы размером 465×30×10200 мм были перекатаны на стане ХПТ 4 5.0 в товарные трубы размером 377×18 мм по маршрутам 465×30×10200 ---- 426×24×13200 ---- 377×18×9300 мм. Трубы размером 426×24×13200 мм были порезаны на две равные части и перекатаны в товарные трубы размером 377×18 мм. Принято в соответствии с ТУ 14-3Р-55-2001 - 93 метра труб общей массой 15893 кг. Расходный коэффициент металла по опытной партии труб составил 1,271.

Данные по производству труб размером 377×18 мм из стали марки 10Х9МФБ-Ш по ТУ 14-3Р-55-2001 по существующей и предлагаемой технологиям (способам) приведены в таблице 1.

Из таблицы видно, что использование предложенного способа позволило, за счет выбора оптимальных размеров слитков-заготовок, режимов прошивки в стане поперечно-винтовой прокатки, прокатки передельных труб на ТПУ 8-16” и передела их на стане ХПТ 450 в товарные трубы, снизить расходный коэффициент металла с 2,080 до 1,271, т.е. получить экономию металла в размере 809 кг на каждой тонне труб.

Таким образом, использование предложенного способа производства труб большого и среднего диаметров для паровых котлов, паропроводов и коллекторов установок с высокими и сверхкритическими параметрами пара из стали марки 10Х9МФБ-Ш за счет использования минимального количества размеров слитков-заготовок ЭШП, оптимальной технологии их передела на ТПУ 8-16” с пилигримовыми станами и стане ХПТ 450 позволит производить весь размерный ряд труб по ТУ14-3Р-55-2001, снизить расходный коэффициент металла при переделе слиток ЭШП - горячекатаные, холоднокатаные и механически обработанные трубы, а следовательно, снизить стоимость котельных труб из данной марки стали.