Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ТРУБ

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве горячекатаных труб диаметром 114 мм из непрерывно-литой заготовки диаметром 150 и 156 мм на трубопрокатных агрегатах с двумя последовательно расположенными станами продольной прокатки.

Известен способ производства горячекатаных труб из заготовки диаметром 150 и 160 мм, включающий прошивку заготовки в прошивном стане с подъемом по диаметру до 166 мм, прокатку гильзы-трубы в автоматическом стане в два прохода с вытяжкой µ=1,26-1,98 в валках с овальной калибровкой с равной высотой калибра в обоих проходах на короткой оправке, диаметр которой для первого прохода меньше на 2 мм диаметра оправки для второго прохода, а калибровку трубы, наружный диаметр которой в горячем состоянии равен 127-129 мм, производят в калибровочном стане с вытяжкой µ=1,00-1,026 (Данилов Ф.А. и др. «Горячая прокатка труб», Металлургиздат, М., 1962, табл.16 «Таблица прокатки средней автоматической установки»).

Недостатком известного способа является производство из заготовки диаметром 150 и 156 мм горячекатаных труб диаметром 127-129 мм.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ производства бесшовных горячекатаных труб, в котором прокатку гильзы-трубы выполняют в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки в валках с многогранной калибровкой с равной высотой калибров в обоих станах на коротких оправках, которые имеют равные наружные диаметры или наружный диаметр оправки второго стана на 1 мм больше наружного диаметра оправки первого стана, с вытяжкой в первом стане µ=1,2-1,9 и µ=1,00-1,07 во втором стане (Пат. РФ №2332271, опубл. 27.08.2008).

Недостатком способа-прототипа является производство труб диаметром 114 мм только из заготовки диаметром 120 мм и значительный уровень дефектности труб по продольной прикатанной риске на внутренней поверхности, образующейся при прокате гильзы-трубы в станах продольной прокатки в валках с многогранной (шестигранной) калибровкой.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в производстве горячекатаных труб диаметром 114 мм из непрерывно-литой заготовки диаметром 150 и 156 мм на трубопрокатном агрегате с двумя последовательно расположенными станами продольной прокатки со снижением уровня дефектности по продольной прикатанной риске на внутренней поверхности труб.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе производства горячекатаных труб диаметром 114 мм из непрерывно-литой заготовки диаметром 150 и 156 мм, включающем прошивку заготовки в прошивном стане с подъемом по диаметру до 162 мм, прокатку трубы в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки в валках с многогранными калибрами на коротких оправках, раскатку в обкатном стане и калибровку в калибровочном стане, прокатку трубы в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки выполняют в валках с многогранными калибрами с числом граней больше 6-ти и высотой калибра первого стана больше высоты калибра второго стана на 1-2 мм на коротких оправках, которые имеют наружные диаметры, равные наружному диаметру оправки первого стана или наружный диаметр оправки второго стана на 1-2 мм меньше наружного диаметра оправки первого стана с вытяжкой в первом стане µ=1,1-1,5 и µ=1,05-1,15 во втором стане, а калибровку трубы с вытяжкой µ=1,1-1,3 выполняют в калибровочном стане с диаметром калибра в последней клети 114,0-117,0 мм.

Способ производства осуществляется следующим образом.

Нагретую до температуры пластичности в кольцевой печи непрерывно-литую заготовку диаметром 150 или 156 мм подают в двухвалковый прошивной стан, где прошивают гильзу с наружным диаметром до 162 мм с вытяжкой µ=2,4-3,5. После осевой выдачи с выходной стороны прошивного стана гильзу прокатывают в двух последовательно расположенных станах продольной прокатки на короткой оправке. Оба стана имеют одинаковую конструкцию и валки с многогранными калибрами с числом граней больше 6-ти. Высота калибра первого стана на 1-2 мм больше высоты калибра второго стана, а короткие оправки обоих станов имеют наружные диаметры, равные наружному диаметру оправки первого стана, или наружный диаметр оправки второго стана, на 1-2 мм меньше наружного диаметра оправки первого стана. Ширину калибра первого стана определяют по диаметру гильзы, а второго стана - по диаметру черновой трубы после первого стана. Прокатку проводят с вытяжкой µ=1,1-1,5 в первом стане и µ=1,05-1,15 во втором стане.

Далее прокатку выполняют в 3-валковом обкатном стане с вытяжкой µ=1,01-1,02. После осевой выдачи с выходной стороны обкатного стана и индукционного подогрева трубу прокатывают в калибровочном стане, диаметр калибра последней клети которого равен 114,0-117,0 мм с вытяжкой µ=1,1-1,3.

После прокатки в первом стане продольной прокатки внутренняя поверхность трубы имеет овальное сечение, участки трубы в выпусках калибра, не подвергшиеся обжатию на короткой оправке, имеют продольные складки металла, которые могут раскатываться в продольную риску при прокатке во втором стане. Предлагаемая форма калибра приводит к минимизации переполнения калибра металлом и попадания его в зазоры между валками за счет увеличения количества так называемых «карманов», образуемых в местах пересечения граней, заполняемых излишками металла при прокатке.

Уменьшается объем металла, который идет на заполнение зоны выпусков, что способствует выравниванию толщины стенки в выпусках со стенкой в вершине калибра.

В связи с тем, что валки станов продольной прокатки имеют многогранные калибры с числом граней больше 6-ти, высота которого на первом стане больше 1-2 мм, чем на втором, а короткие оправки обоих станов имеют наружные диаметры, равные наружному диаметру оправки первого стана, или наружный диаметр оправки второго стана, на 1-2 мм меньше наружного диаметра оправки первого стана, с вытяжкой в первом стане µ=1,1-1,5 и µ=1,05-1,15 во втором стане, прокатка трубы происходит с более равномерным распределением деформации по периметру калибра без его переполнения, предотвращает образование продольной прикатанной риски.

Калибровка трубы в калибровочном стане, диаметр калибра которого в последней клети, определяющего размер готовой трубы, равен 114,0-117,0 мм, происходит благодаря общей деформации с вытяжкой µ=1,1-1,3.

К специфическим особенностям непрерывно-литого металла заготовки относится развитое дендритное строение, поры и несплошности в осевой зоне заготовки. Рациональная технология прокатки в этом случае основана на увеличенной деформации - вытяжке за проход на каждом прокатном стане ТПА. При таких режимах происходит постепенное «залечивание» несплошностей и пор по ходу прокатки, что обеспечивает получение трубы с плотной и равномерной структурой. В предлагаемом способе завершение «залечивания» происходит именно на калибровочном стане благодаря общей деформации с вытяжкой µ=1,1-1,3.

Способ опробован в промышленных условиях. Результаты представлены в таблице №1 «Данные по прокату и качеству труб», из которой следует, что использование предлагаемого способа на ТПА-140 с двумя последовательно расположенными станами продольной прокатки позволяет освоить производство горячекатаных труб диаметром 114 мм из непрерывно-литой заготовки диаметром 150 и 156 мм с минимальным уровнем дефектов в виде продольной прикатанной риски.