Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПЕРЕДЕЛЬНЫХ ТРУБ

Изобретение относится к трубному производству, в частности к способу производства передельных труб размером 290×12 мм на ТПУ 8-16ʺ с пилигримовыми станами из слитков-заготовок, полученных методом циклического электрошлакового переплава из низкопластичной стали 04Х14Т3Р1Ф-Ш с содержанием бора от 1,3 до 1,8 мас. %, для изготовления шестигранных труб-заготовок размером «под ключ» 257+2/-3×6+2/-1×4300+80/-30 мм для уплотненного хранения в бассейнах выдержки АЭС и транспортировки отработанного ядерного топлива, и может быть использовано при производстве труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами.

Известен способ изготовления трубных заготовок для изготовления шестигранных чехловых труб из низкопластичной стали с содержанием бора 1,3-1,8%, включающий выплавку стали, переплав в слитки, ковку слитка, прошивку слитка сверлением центрального отверстия, нагрев его до температуры пластичности, прошивку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы, прокатку гильз на пилигримовом стане в трубы-заготовки, охлаждение труб-заготовок, порезку труб-заготовок на две равные заготовки, повторный их нагрев до температуры пластичности, прошивку в прошивном стане в гильзы, прокатку на пилигримовом стане в передельные трубы и их правку на правильной машине при температуре не ниже 100°С, используя температуру прокатного нагрева.

(RU 226133, В21В 21/00, В21В 21/04, опубликовано 27.03.2004)

Известный способ достаточно трудоемок, поскольку включает два нагрева, две прошивки, две прокатки на пилигримовом стане и порезку на станках труб-заготовок. Кроме того, прокатка заготовок на пилигримовом стане после порезки на равные части приводит к увеличению технологических отходов в виде двух затравочных концов и двух пилигримовых головок, а при затравке и докатке (обкатке) пилигримовых головок, из-за малой пластичности стали и снижения температуры гильзы ниже температуры пластичности стали высока вероятность образования концевых дефектов в виде продольных трещин и рванин на длине 0,5-0,8 метра.

Наиболее близким техническим решением является способ производства передельных труб для изготовления шестигранных труб из низкопластичных сталей, включающий отливку электрошлаковым переплавом слитка, обточку слитка в слиток-заготовку, сверление сквозного центрального отверстия, нагрев до температуры пластичности, прошивку в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы с обжатием по диаметру Δ от 2,17 до 4,26 и вытяжкой μ от 1,71 до 1,79, прокатку гильз на пилигримовом стане с подкладными углеродистыми кольцами в передельные трубы в валках с калибром 295 мм с вытяжкой μ=8,65 и обжатием по диаметру Δ=35,6%.

Известный способ также характеризуется тем, что прокатку передельных труб на пилигримовом стане производят в валках с углом поперечного выпуска на полирующем участке 26-28° с подачей гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки m=15-16 мм, и прокатку производят с кантовкой гильз-труб на угол (45±5)° или (135±5)°.

(RU 2511199, В21В 21/00, опубликовано 10,04.2014)

Недостатками известного способа является то, что повышенное обжатие по диаметру слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки низкопластичной стали марки 04Х14Т3Р1Ф-Ш приводит к образованию на наружной поверхности дефектов в виде рванин. Кроме того, при прокатке гильз из низкопластичной стали на пилигримовом стане с повышенными обжатиями по диаметру приводит к появлению дефектов проката на теле передельных труб: сетки надрывов или сквозных рванин; причем при прокатке передельных труб в валках высока вероятность появления овальности и разностенности труб.

Задачей изобретения является исключение овальности и разностенности передельной трубы, а также частичная или полная ликвидация сквозных рванин.

Технический результат достигается тем, что способ производства передельных труб включает отливку слитка методом циклического электрошлакового переплава, обточку слитка в слиток-заготовку, сверление центрального отверстия диаметром 100±5,0 мм, нагрев слитка-заготовки до температуры пластичности; прошивку слитка-заготовки в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы на оправке, прокатку гильз на пилигримовом стане в трубы-плети, причем в стане поперечно-винтовой прокатки прошивают гильзы на оправке размер в размер по наружному диаметру и вытяжкой μ=1,67, а гильзы на пилигримовом стане прокатывают в трубы-плети с углом поперечного выпуска на полирующем участке 23-24° с вытяжкой μ=7,99, обжатием по диаметру Δ=34,1% и с подачей гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки m=16,2-18 мм.

Технический результат также достигают тем, что отливают слиток размером 455×1800±25 мм из низкопластичной стали марки 04Х14Т3Р1Ф-Ш с содержанием бора от 1,3 до 1,8%; обточку слитка в слиток-заготовку ведут до размера 440×1800±25 мм; нагрев слитка-заготовки ведут до температуры пластичности 1060-1090°С; в стане поперечно-винтовой прокатки прошивку слитка-заготовки ведут в гильзы размером 440×вн.295×2965-3050 на оправке диаметром 280 мм; гильзы на пилигримовом стане прокатывают в калибре 295 мм в трубы-плети размером 290×12×22000-22800 мм.

Изобретение может быть проиллюстрировано следующим примером.

Было получено методом циклического электрошлакового переплава (переплав с многократной сменой электродов в процессе выплавки слитка) 10 слитков из стали 04Х14Т3Р1Ф-Ш с содержанием бора 1,72-1,78 мас. %.

После обточки слитков в слитки-заготовки и сверления центральных отверстий диаметром 100±5,0 мм в производство были заданы 5 слитков-заготовок размером 465×100×1650 мм (известный способ) и 5 слитков-заготовок размером 440×100×1800 мм (способ по изобретению). Согласно способу по изобретению слитки-заготовки общей массой 9,910 т были нагреты в методической печи до температуры 1060-1070°С и прошиты в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 280 мм в гильзы на оправке размером 440×вн.295×3000 мм размер в размер по наружному диаметру, с вытяжкой μ=1,67. Гильзы прокатаны на пилигримовом стане в калибре 295 мм с углом поперечного выпуска 24° в трубы-плети размером 290×12×22000 мм с вытяжкой μ=7,99, обжатием по диаметру Δ=34,1% и с подачей гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки m=18 мм.

От труб-плетей пилой горячей резки были удалены затравочные концы и не полностью обкатанные пилигримовые головки. Трубы-плети были порезаны на две трубы равной длины, передельные трубы выправлены и приняты по СТП. На переработку в шестигранные трубы-заготовки размером "под ключ" 257+2/-3×6+2/-1×4300+80/-30 мм отправлены 20 кратов. При переделе после механической обработки забракованы 2 крата: один по внутренней плене и один по зарезам при механической обработке. Овальность и разностенность кратов не выявлена. Принято годными 18 шестигранных труб-заготовок общей массой 3,330 т. Расходный коэффициент металла составил 2,976.

По известному способу пять слитков-заготовок ЭШП размером 465×100×1650 мм общей массой 10,200 т были нагреты в методической печи до температуры 1060-1070°С и прошиты в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 280 мм в гильзы размером 450×вн.295×2890 мм с обжатием по диаметру Δ=3,23%, с вытяжкой μ=1,75. Гильзы прокатаны на пилигримовом стане в калибре 295 мм с углом поперечного выпуска 28° в трубы-плети размером 290×12×23000 мм с вытяжкой μ=8,65, обжатием по диаметру Δ=37,65% и с подачей гильз в очаг деформации при установившемся процессе прокатки m=16 мм. От труб-плетей пилой горячей резки были удалены затравочные концы и не полностью обкатанные пилигримовые головки. Трубы-плети были порезаны на две трубы равной длины, передельные трубы выправлены и приняты по СТП. В процессе приемки один крат забракован по рванине под пилигримовую головку. На переработку в шестигранные трубы-заготовки размером "под ключ" 257+2/-3×6+2/-1×4300+80/-30 мм отправлены 19 кратов. При переделе после механической обработки забракованы 3 крата: один по наружной плене, один по внутренней плене и разностенности, и один по зарезам при механической обработке. Принято годными 16 шестигранных труб-заготовок общей массой 2,960 т. Расходный коэффициент металла составил 3,446.

Способомм по изобретению при производстве передельных труб размером 290×12×22000 мм на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из низкопластичной стали марки 04Х14Т3Р1Ф-Ш с содержанием бора от 1,72 до 1,78%, получено снижение расходного коэффициента металла при переделе слиток-заготовка - передельная труба - шестигранная труба - заготовка на 470 кг на каждой тонне шестигранных труб-заготовок при одновременном повышении производительности пилигримового стана ≈ 8-10% за счет увеличения подачи гильз в очаг деформации.

Использование предлагаемого способа производства передельных труб размером 290×12 мм на трубопрокатной установке с пилигримовыми станами 8-16ʺ из слитков-заготовок электрошлакового переплава из низкопластичной стали марки 04Х14Т3Р1Ф-Ш с содержанием бора от 1,3 до 1,8% для изготовления шестигранных труб-заготовок размером "под ключ" 257+2,0/-3,0×6+2,0/-1,0×4300+80/-30 мм для уплотненного хранения в бассейнах выдержки АЭС и транспортировки отработанного ядерного топлива позволит снизить расход металла за счет использования оптимальных размеров слитков-заготовок и деформационных параметров в станах поперечно-винтовой прокатки и пилигримовых, снизить количество дефектов на затравочных концах и концах под пилигримовые головки в виде трещин и рванин, исключить образование рванин по телу передельных труб-плетей, овальности и разностенности труб, а также повысить производительность пилигримовых станов, снизить стоимость товарных шестигранных труб-заготовок из сталей 04Х14Т3Р1Ф-Ш и 04Х14Т5Р2Ф-Ш.