RU2306991C2 - Method for producing hot rolled commercial and conversion tubes of large- and mean-diameters of hard-to-form steels and alloys in tube rolling plants with pilger mills - Google Patents

Abstract

FIELD: rolled tube production, namely processes for producing hot rolled commercial and conversion tubes of large and mean diameters of hard-to-form steels and alloys, possibly in tube rolling plants with pilger mills.

SUBSTANCE: method comprises steps of casting ingots by electroslag refining; drilling central opening with diameter 100 ± 5.0 mm; heating them till yielding temperature; piercing ingots to sleeves; rolling mean-diameter tubes in pilger mills to commercial or conversion tubes; secondary heating sleeves till yielding temperature; rolling them out in skew rolling mill to sleeves at thinning their walls; rolling commercial or conversion tubes of large and mean diameters in pilger mills depending upon kind of steel; or drilling and boring electroslag refining ingots to hollow ingots whose inner diameter exceeds by 40 - 50 mm diameter of mandrel; heating them till yielding temperature and rolling in pilger mills to hot rolled commercial or conversion tubes. Tubes rolled in pilger mills from hollow ingots of electroslag refining at elongation factor more than 5 are used as commercial tubes. Tubes rolled at elongation factor less than 5 are used as conversion tubes. Rolling of tubes from hollow billets in pilger mill is realized at bottom end of tubes turned forward and pilger head is formed from contracted portion. Invention provides lowered metal consumption, reduced quantity of flaws such as slivers and scabs, lowered load of drive unit of pilger mills due to optimal deformation parameters, eliminate breakage of spindles and rolls.

EFFECT: lowered cost of producing tubes of high-cost hard-to-form steels and alloys in tube rolling aggregates with pilger mill.

3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства горячекатаных товарных и передельных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов, и может быть использовано на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами при производстве труб из сталей и сплавов марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 08Х17Н15М3Т, 10Х23Н18, 08Х20Н15С2, 10Х17Н13М2Т, 09Х14Н13Б2СР, 17Х18Н9, 08Х22Н6Т, 08Х10Н16Т2, 08Х10Н20Т2, ХН32, ХН78Т, 06ХН28МДТ, ХН60ВТ, ХН30МДБ, 15Х1М1Ф, 15Х5М и др.The invention relates to pipe rolling production, and in particular to a method for the production of hot-rolled commodity and conversion pipes of large and medium diameters from hardly deformable grades of steel and alloys, and can be used in pipe rolling plants with pilgrim mills in the production of pipes from steel and alloys of grades 08X18H10T, 12X18H12T, 08X17H15M3T , 10Х23Н18, 08Х20Н15С2, 10Х17Н13М2Т, 09Х14Н13Б2СР, 17Х18Н9, 08Х22Н6Т, 08Х10Н16Т2, 08Х10Н20Т2, ХН32, ХН78Т, 06ХН28МДТ, ХН60ВТ, ХН30МДБ, 15Х51, 15Х51, etc.

В трубопрокатном производстве известен способ производства горячекатаных товарных и передельных труб большого и среднего диаметров на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами из центробежнолитых полых заготовок нержавеющих марок стали 08Х18Н12Т, 08Х18Н10Т, 08Х10Н20Т2 и 08Х10Н16Т2 (ТУ 14-3-569-77 "Заготовки трубные центробежнолитые полые из стали марок 08Х18Н12Т, 08Х18Н10Т, 08Х10Н20Т2 и 08Х10Н16Т2 диаметром 530-650 мм", ТУ 14-3-1564-88 "Трубы бесшовные горячедеформированные из стали марок 08Х10Н20Т2 и 08Х10Н16Т2 для выдвижных систем", ТИ 158-Тр.ТБ1-6-94 "Изготовление труб из стали марок 08Х10Н20Т2 и 08Х10Н16Т2 по ТУ 14-3-1564-88", ТУ 14-3-743-78 "Трубы бесшовные горячекатаные из стали марки 08Х18Н12Т", ТИ 158-Тр.ТБ1-63-98 "Изготовление бесшовных горячекатаных труб из стали марки 08Х18Н12Т для химического машиностроения и для рубашек гидроцилиндров форголлеров пильгерстана", ТУ 14-3-765-78 "Трубы бесшовные горячекатаные из нержавеющей стали", ТИ 158-Тр.ТБ1-69-98 "Изготовление бесшовных горячедеформированных труб из стали марки 08X18Н12Т для баллонов").In pipe-rolling production, a method is known for the production of hot-rolled commodity and conversion pipes of large and medium diameters in tube-rolling plants with pilgrim mills from centrifugally cast hollow billets of stainless steel grades 08X18H12T, 08X18H10T, 08X10H20T2 and 08X10H16T2 (TU 14-3-5n- poligot steel grades 08X18H12T, 08X18H10T, 08X10H20T2 and 08X10H16T2 with a diameter of 530-650 mm ", TU 14-3-1564-88" Seamless hot-deformed pipes from steel grades 08X10H20T2 and 08X10H16T2 for sliding systems ", TI 158-Tr. TB1-6-94" Making pipes from steel and grades 08X10H20T2 and 08X10H16T2 according to TU 14-3-1564-88 ", TU 14-3-743-78" Seamless hot-rolled pipes from steel grade 08X18H12T ", TI 158-Tr. TB1-63-98" Production of seamless hot-rolled pipes from steel grade 08X18H12T for chemical engineering and for shirts of hydraulic cylinders of pilgerstan forgollers ", TU 14-3-765-78" Seamless hot-rolled stainless steel pipes ", TI 158-Tr. TB1-69-98" Production of seamless hot-deformed pipes from steel grade 08X18H12T for cylinders ").

Недостатком данного способа является то, что трубы после прокатки имеют большое количество дефектов по наружной и внутренней поверхности в виде плен и рыхлости, требуют последующую механическую обработку (обточку и расточку) со съемом металла по 10-12 мм на сторону или 20-25 мм по стенке. Горячекатаные трубы размером 402×45 мм обтачивают и растачивают на размер 377×20 мм, т.е. в стружку уходит более 50% металла. Так как горячекатаные трубы катаются с толстыми стенками, т.е. с маленькими вытяжками (μ=2,0-3,5), то в микроструктуре металла труб имеют место крупные зерна, а следовательно, металл труб имеет низкие механические свойства и не выдерживает испытания на межкристаллитную коррозию (п.2.8 ТУ 14-3-765-78 гласит, что макроструктура металла труб должна быть плотной, без следов усадочной рыхлости, расслоений, трещин, пустот), а результаты первичных испытаний для микро- и макроконтроля являются окончательными.The disadvantage of this method is that the pipes after rolling have a large number of defects on the outer and inner surfaces in the form of captivity and friability, require subsequent machining (turning and boring) with the removal of metal 10-12 mm per side or 20-25 mm the wall. Hot rolled pipes measuring 402 × 45 mm are machined and bored to a size of 377 × 20 mm, i.e. more than 50% of the metal goes into shavings. Since hot rolled pipes roll with thick walls, i.e. with small extracts (μ = 2.0-3.5), then large grains occur in the microstructure of the pipe metal, and therefore, the pipe metal has low mechanical properties and does not withstand intergranular corrosion tests (clause 2.8 TU 14-3- 765-78 states that the macrostructure of the metal of the pipes should be dense, without traces of shrinkage friability, delamination, cracks, voids), and the results of the initial tests for micro- and macrocontrol are final.

В трубопрокатном производстве известен способ прокатки труб на пилигримовых станах, где внутренний диаметр гильз-заготовок определяется по степени введения дорна в заготовки-гильзы, т.е. чтобы зазор между внутренним диаметром заготовок-гильз и диаметром дорна был бы минимальным и достаточным для его введения. Этот зазор составляет 10-25 мм. Большие величины относятся к большим диаметрам труб (Ф.А.Данилов и др. Горячая прокатка труб. Металлургиздат, 1962, с.294).In pipe-rolling production, a method of rolling pipes on pilgrim mills is known, where the inner diameter of the sleeve blanks is determined by the degree of introduction of the mandrel into the sleeve blanks, i.e. so that the gap between the inner diameter of the blanks-sleeves and the diameter of the mandrel would be minimal and sufficient for its introduction. This gap is 10-25 mm. Larger values refer to large pipe diameters (F.A. Danilov et al. Hot rolling of pipes. Metallurgizdat, 1962, p. 294).

Недостатком данного способа прокатки заготовок-гильз из труднодеформируемых марок стали и сплавов является образование дефектов в виде рванин и посадка заготовок-гильз на дорны (затяжка дорнов в заготовках-гильзах) из-за малых величин зазора между внутренним диаметром заготовок-гильз и дорнов. При малом зазоре, во время деформации, образуется большая контактная поверхность на границе металл - дорн, течение металла по дорну затрудняется с ростом сил трения, в результате более пластичные поверхностные слои металла разрывают слои металла на внутренней поверхности трубы, что также усугубляется и естественным отбором тепла дорном. Кроме того, малое редуцирование по диаметру создает малую овализацию, что приводит к посадке гильз-труб на дорнах по мере их прокатки и остывания (затяжке дорнов), т.е. к прекращению процесса прокатки и, как следствие, к повышенному браку и расходу металла.The disadvantage of this method of rolling blanks-sleeves from hard-deformed grades of steel and alloys is the formation of defects in the form of flaws and the landing of blanks-sleeves on the mandrels (tightening the mandrels in the blanks-sleeves) due to the small gap between the inner diameter of the blanks-sleeves and mandrels. With a small gap, during deformation, a large contact surface forms at the metal – mandrel interface, metal flow along the mandrel is hindered by an increase in friction forces, as a result, more plastic surface metal layers break the metal layers on the inner surface of the pipe, which is also aggravated by natural heat removal Dornom. In addition, a small reduction in diameter creates a small ovalization, which leads to the planting of sleeve tubes on the mandrels as they are rolled and cooled (tightening the mandrels), i.e. to the termination of the rolling process and, as a consequence, to increased marriage and metal consumption.

В трубной промышленности известен способ производства бесшовных горячекатаных передельных труб из слитков ЭШП коррозионно-стойких сталей диаметром 219-325 мм с толщинами стенок от 27 до 32 мм, предназначенных для холодного передела и товарных труб с механической обработкой с последующей шлифовкой с повышенным качеством поверхности из стали марки 08Х18Н10Т размером 219-325 мм с толщинами стенок от 10 до 25 мм (ТУ 14-3Р-197-2001 "Трубы бесшовные из коррозионно-стойких сталей с повышенным качеством поверхности", ТИ 158-Тр.ТБ1-53-2002 "Изготовление бесшовных горячедеформированных труб из коррозионно-стойких марок стали с повышенным качеством поверхности по ТУ 14-ЗР-197-2001"), а также способ производства бесшовных горячекатаных труб номинальным диаметром 289, 341, 393 и 418 мм с толщинами стенок от 25 до 40 мм из слитков ЭШП стали марок 08X18Н10Т и 08Х18Н12Т по ТУ 14-134-334 коррозионно-стойких марок стали для изготовления холоднодеформированных труб (ТУ 14-158-130-2002 "Трубы стальные бесшовные горячедеформированные из коррози-онно-стойких марок стали для изготовления холодно деформированных труб" и ТУ 14-158-129-2002 "Трубы стальные бесшовные горячедеформированные передельные из коррозионно-стойких марок стали для изготовления холоднодеформированных труб для АЭС".In the pipe industry, there is a known method for the production of seamless hot-rolled conversion tubes from ESR ingots of corrosion-resistant steels with a diameter of 219-325 mm with wall thicknesses from 27 to 32 mm, intended for cold processing and commodity pipes with mechanical processing, followed by grinding with improved surface quality of steel 08Kh18N10T grades 219-325 mm in size with wall thicknesses from 10 to 25 mm (TU 14-3R-197-2001 "Seamless pipes from corrosion-resistant steels with increased surface quality", TI 158-Tr. TB1-53-2002 "Production seamless hot deformed pipes made of corrosion-resistant steel grades with high surface quality according to TU 14-ЗР-197-2001 "), as well as a method for the production of seamless hot-rolled pipes with a nominal diameter of 289, 341, 393 and 418 mm with wall thicknesses from 25 to 40 mm from ESHR ingots of steel grades 08X18H10T and 08X18H12T according to TU 14-134-334 of corrosion-resistant steel grades for the manufacture of cold-deformed pipes (TU 14-158-130-2002 "Seamless hot-deformed steel pipes made of corrosion-resistant steel grades for the manufacture of cold-deformed pipes "and TU 14-158-129-2002" Steel pipes suture hot-deformed conversion of corrosion-resistant steel grades for the manufacture of cold-deformed pipes for nuclear power plants. "

Товарные и передельные горячекатаные трубы диаметром 219-325 мм на ТПА 8-16" прокатываются из сверленых слитков ЭШП размером 400-500×100×1750 мм за одну прошивку на максимальной оправке диаметром 250 мм. При прошивке сверленых слитков ЭШП данного размера стали марки 08Х18Н10Т двигатель прошивного стана работает на пределе. Нагрузка достигает 7,5 кА (предельная 7,0 кА). Трубы, прокатанные из гильз с одной прошивкой, как передельные, так и товарные, из-за наличия дефектов в виде плен и мелких рванин требуют механическую обработку (обточку и расточку). Расходный коэффициент металла превышает 2,0. Прокатка труб диаметром более 325 мм производится с использованием двойной прошивки, а именно товарные трубы размером 402×20 мм из стали 08Х18Н10Т производятся по технологии: сверленые слитки ЭШП размером 570-600×100×1650 мм нагревают до температуры пластичности и прошивают на оправке диаметром 250 мм в гильзы размером 570-600×265вн.×2040-1990 мм, которые садят в печь горячими или после охлаждения и ремонта и нагревают до температуры пластичности, а затем прошивают (раскатывают) в прошивном стане на оправке диаметром 375 мм в гильзы размером 570-600×390вн.×3000-2770 мм, которые подают на пилигримовый стан и прокатывают в передельные трубы размером 420×40 мм в калибре 432 мм за счет сведения валков на 6-8 мм, т.е. уменьшения зазора (шпронта) между валками. Нагрузка на привод валков прошивного стана превышает предельную, т.е. работа производится на грани остановки двигателя. Бывают случаи и отключения двигателя. В этом случае разводят валки прошивного стана и гильзу-ступу выдают из стана и переводят в разряд брака. Расходный коэффициент металла при прокатке передельных труб по данной технологии превышает 2,5. Из вышесказанного видно, что данная технология производства товарных и передельных труб из нержавеющих марок стали трудоемка, энергоемка и металлоемка.Commodity and conversion hot-rolled pipes with a diameter of 219-325 mm on TPA 8-16 "are rolled from ESR drilled ingots with a size of 400-500 × 100 × 1750 mm for one piercing on a maximum mandrel with a diameter of 250 mm. When piercing ESR drilled ingots of this size, 08Kh18N10T steel the piercing mill engine runs to the limit. The load reaches 7.5 kA (maximum 7.0 kA). Pipes rolled from sleeves with one piercing, both converted and salable, due to defects in the form of captives and small flaws require mechanical processing (turning and boring). the metal coefficient exceeds 2.0, rolling of pipes with a diameter of more than 325 mm is carried out using double firmware, namely, commodity pipes of 402 × 20 mm in size made of 08Kh18N10T steel are produced using technology: ESR drilled ingots of 570-600 × 100 × 1650 mm in size are heated to a temperature ductility and stitched on a mandrel with a diameter of 250 mm in sleeves measuring 570-600 × 265 in. × 2040-1990 mm, which are put into the furnace hot or after cooling and repair and heated to a temperature of ductility, and then stitched (rolled) in a piercing mill on a mandrel diameter 375 mm per gil s size 390vn 570-600 ×. × 3000-2770 mm which is fed to the pilger mill and rolled into steel making pipe size 420 × 40 mm in caliber of 432 mm due to information on the roll of 6-8 mm, i.e. reduce the clearance (groove) between the rolls. The load on the drive rolls of the piercing mill exceeds the limit, i.e. work is on the verge of engine shutdown. There are cases and engine shutdowns. In this case, the rolls of the piercing mill are bred and the sleeve-mortar is taken out of the mill and transferred to the category of marriage. The expenditure coefficient of the metal during rolling of conversion pipes using this technology exceeds 2.5. It can be seen from the foregoing that this technology for the production of commodity and conversion pipes from stainless steel grades is laborious, energy intensive and metal intensive.

Известным техническим решением является также способ производства горячекатаных передельных труб из стали марки 20Х25Н25ТЮ-Ш размером 325×40 мм для изготовления водоохлаждаемых печных роликов размером 295×22×2750 мм, включающий сверловку и расточку слитков ЭШП размером 480×1600 мм на диаметр 285+5/-0 мм, нагрев их до температуры пластичности, прокатку на пилигримовых станах в трубы размером 325×40 мм на дорнах с повышенной конусностью 246/238 мм с разностью (зазором) между внутренним диаметром расточенных слитков-гильз и максимальным диаметром дорнов, равным 40-45 мм, и коэффициентом вытяжки μ=3,4 (протокол №1031 согласования условий поставки труб из стали марки 20Х25Н25ТЮ-Ш от 14.12.2000 г. и письмо-указание на опытно-промышленную прокатку горячекатаных передельных труб размером 325×40 мм из стали марки 20Х25Н25ТЮ-Ш).A well-known technical solution is also a method for the production of hot-rolled steel tubes from 20Kh25N25TYu-Sh steel with a size of 325 × 40 mm for the manufacture of water-cooled furnace rollers with a size of 295 × 22 × 2750 mm, including drilling and boring of ESR ingots with a size of 480 × 1600 mm and a diameter of 285 + 5 / -0 mm, heating them to a temperature of plasticity, rolling on pilgrim mills into pipes of 325 × 40 mm in size on mandrels with an increased taper of 246/238 mm with a difference (gap) between the inner diameter of the bored shells and the maximum diameter of the mandrels are equal m 40-45 mm, and a drawing coefficient μ = 3.4 (protocol No. 1031 for agreeing on the conditions for the supply of steel pipes 20Kh25N25TYu-Sh dated 12/12/2000 and a letter of instruction for pilot industrial rolling of 325 × 40 hot rolled steel tubes mm from steel grade 20X25H25TYU-Sh).

Недостатком данного способа является использование расточенных слитков-гильз с внутренним диаметром больше диаметра дорна на 40-50 мм, т.к. при меньших зазорах на внутренней поверхности труб образуются дефекты в виде рванин и частые "затяжки" дорнов, даже с повышенной конусностью. Операция расточки слитков с диаметра 100 мм до 285-290 мм трудоемка и приводит к повышенному расходу металла, т.к. при расточке уходит в стружку от 30 до 45% металла. Количество стружки возрастает с ростом диаметра передельных труб, т.е. внутреннего диаметра слитков-гильз, а это в конечном итоге приводит к значительному повышению стоимости готового изделия.The disadvantage of this method is the use of bored ingot sleeves with an inner diameter greater than the diameter of the mandrel by 40-50 mm, because with smaller gaps on the inner surface of the pipes defects are formed in the form of flaws and frequent "tightening" of the mandrels, even with increased taper. The operation of boring ingots from a diameter of 100 mm to 285-290 mm is laborious and leads to increased consumption of metal, because when boring, 30 to 45% of the metal goes into shavings. The amount of chips increases with the diameter of the conversion pipe, i.e. the inner diameter of the ingot shells, and this ultimately leads to a significant increase in the cost of the finished product.

Наиболее близким техническим решением является способ производства горячекатаных передельных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на установках с пилигримовыми станами, включающий сверление слитков ЭШП на диаметр 100±5 мм, нагрев их до температуры пластичности, экспандирование в полые заготовки с вытяжкой μ=1,2-1,8 без подъема по диаметру, обтачивание и растачивание их до удаления ковочных дефектов, нагрев их до температуры пластичности и прокатку на пилигримовых станах с вытяжкой μ≤5,0 или экспандирование сверленых слитков ЭШП в полые заготовки с вытяжкой μ=0,9-1,5 с подъемом по диаметру от 1,05 до 1,4 и прокатку на пилигримовых станах с вытяжкой μ≤5,5 (Патент РФ №2242302 от 20.12.2004, Кл. 7 В21В 21/04, Бюл. №35).The closest technical solution is a method for the production of hot-rolled conversion tubes of large and medium diameters from hard-deformed steel grades and alloys in plants with pilgrim mills, including drilling ESR ingots to a diameter of 100 ± 5 mm, heating them to a ductility temperature, expanding into hollow billets with hood μ = 1.2-1.8 without lifting in diameter, turning and boring them to remove forging defects, heating them to the ductility temperature and rolling on pilgrim mills with hood μ≤5.0 or expan doping of ESR drilled ingots into hollow billets with a hood μ = 0.9-1.5 with a diameter rise of 1.05 to 1.4 and rolling on pilgrim mills with a hood μ≤5.5 (RF Patent No. 2242302 from 20.12. 2004, Cl. 7 B21B 21/04, Bull. No. 35).

Недостатком данного способа являются дополнительные операции по сверлению слитков ЭШП, нагреву их до температуры пластичности и экспандирование в полые гильзы-заготовки на радиально-ковочных машинах или на прессах с последующим удалением ковочных или прессовых дефектов путем обточки и расточки, что в конечном итоге приводит к значительному повышению стоимости готового изделия.The disadvantage of this method is the additional operations of drilling ESR ingots, heating them to a temperature of plasticity and expansion into hollow blanks on radial forging machines or presses, followed by removal of forging or pressing defects by turning and boring, which ultimately leads to significant increase the cost of the finished product.

Задачей предложенного способа является исключение дорогостоящей операции нагрева сверленых слитков, экспандирования сверленых слитков ЭШП в полые гильзы-заготовки, а самое главное - это снижение расхода металла при сверлении слитков и переделе их в полые гильзы-заготовки, а следовательно, снижение стоимости горячекатаных товарных и передельных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов.The objective of the proposed method is to eliminate the expensive operation of heating the drilled ingots, expanding the ESR drilled ingots into hollow billet blanks, and most importantly, reducing metal consumption when drilling ingots and converting them into hollow billet blanks, and therefore, reducing the cost of hot-rolled commodity and conversion pipes of large and medium diameters from hard-deformed grades of steel and alloys.

Технический результат достигается тем, что в известном способе производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающем отливку слитков электрошлаковым переплавом, нагрев их до температуры пластичности, прошивку в гильзы, прокатку труб среднего диаметра на пилигримовых станах, на установках электрошлакового переплава отливают полые слитки-гильзы с отношением D/S=6,0-7,0, обтачивают их до удаления окалины и дефектов и растачивают в полые заготовки с последующим нагревом и прокаткой, при этом для изготовления труб большого диаметра осуществляют повторный нагрев гильз, с использованием холодного или горячего посада, до температуры пластичности, раскатку в стане косой прокатки в гильзы с утонением стенки и прокатку их в товарные или передельные трубы большого диаметра на пилигримовых станах, в зависимости от марки стали, или осуществляют экспандирование слитков электрошлакового переплава в полые заготовки-гильзы, с подъемом или без подъема по диаметру, обточку до удаления ковочных дефектов и расточку их в заготовки с последующим нагревом до температуры пластичности и прокаткой на пилигримовых станах в горячекатаные товарные или передельные трубы, трубы, прокатанные на пилигримовых станах из полых заготовок электрошлакового переплава с коэффициентами вытяжек μ≥5,0, используют как товарные, а с коэффициентами вытяжек μ<5,0 как передельные, а прокатку труб на пилигримовом стане из полых заготовок электрошлакового переплава ведут донным концом вперед, а из усадочной части формируют пилигримовую головку.The technical result is achieved by the fact that in the known method for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters from hard-to-deform steel grades and alloys in tube-rolling plants with pilgrim mills, which includes casting ingots by electroslag remelting, heating them to a ductility temperature, piercing them into sleeves, rolling medium-diameter pipes into in pilgrim mills, hollow ingot sleeves with a ratio D / S = 6.0-7.0 are cast on electroslag remelting plants, grind them to remove scale and defects and boring They are rolled into hollow billets with subsequent heating and rolling, while for the manufacture of large-diameter pipes, the sleeves are reheated using cold or hot seeding to the ductility temperature, rolled in an oblique rolling mill into sleeves with thinning of the wall and rolled into commodity or conversion pipes of large diameter on pilgrim mills, depending on the grade of steel, or carry out the expansion of ingots of electroslag remelting into hollow billet sleeves, with or without a rise in diameter, turning cu until removal of the forging defects and their boring into billets, followed by heating to a plasticity temperature and rolling on pilgrim mills into hot-rolled commodity or conversion pipes, pipes rolled on pilgrim mills from hollow billets of electroslag remelting with hood coefficients μ≥5.0, are used as commodity ones, and with hood coefficients μ <5.0 as redistribution, and pipes are rolled on a pilgrim mill from hollow billets of electroslag remelting with the bottom end forward, and pilgrims are formed from the shrink part th head.

Полые слитки-гильзы обтачивают и растачивают в заготовки с удалением литейной окалины и микротрещин на глубину 1,8-2,8 и 2,4-3,2 мм, в зависимости от размеров слитков-гильз и содержания легирующих элементов. Готовые заготовки нагревают до температуры пластичности (в зависимости от марки стали) и подают на пилигримовые станы для прокатки. Трубы, прокатанные на пилигримовых станах из полых заготовок с коэффициентом вытяжки μ≥5,0, т.е. имеющие более мелкую кристаллическую структуру, используют как передельные и товарные по ГОСТ 9940, а трубы с коэффициентом вытяжки μ<5,0 можно использовать как передельные для перекатки на станах ХПТ по ГОСТ 9941. Прокат труб на пилигримовом стане производят донным концом вперед, а из усадочной части формируют пилигримовую головку.Hollow ingots-sleeves are turned and bored into blanks with removal of casting scale and microcracks to a depth of 1.8-2.8 and 2.4-3.2 mm, depending on the dimensions of the ingots-sleeves and the content of alloying elements. Finished billets are heated to ductility temperature (depending on the steel grade) and fed to pilgrim mills for rolling. Pipes rolled on pilgrim mills from hollow billets with a drawing coefficient μ≥5.0, i.e. having a finer crystalline structure, they are used as conversion and commodity in accordance with GOST 9940, and pipes with a drawing coefficient μ <5.0 can be used as conversion for rolling on HPT mills in accordance with GOST 9941. Pipes are rolled on the pilgrim mill with the bottom end forward, and from the shrink part forms a pilgrim head.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что на установках электрошлакового переплава отливают полые слитки-гильзы с отношением D/S=6,0-7,0, обтачивают их до удаления окалины и дефектов и растачивают в полые заготовки с последующим нагревом и прокаткой, при этом для изготовления труб большого диаметра осуществляют повторный нагрев гильз, с использованием холодного или горячего посада, до температуры пластичности, раскатку в стане косой прокатки в гильзы с утонением стенки и прокатку их в товарные или передельные трубы большого диаметра на пилигримовых станах, в зависимости от марки стали, или осуществляют экспандирование слитков электрошлакового переплава в полые заготовки-гильзы, с подъемом или без подъема по диаметру, обточку до удаления ковочных дефектов и расточку их в заготовки с последующим нагревом до температуры пластичности и прокаткой на пилигримовых станах в горячекатаные товарные или передельные трубы, трубы, прокатанные на пилигримовых станах из полых заготовок электрошлакового переплава с коэффициентами вытяжек μ≥5,0, используют как товарные, а с коэффициентами вытяжек μ<5,0 как передельные, а прокатку труб на пилигримовом стане из полых заготовок электрошлакового переплава ведут донным концом вперед, а из усадочной части формируют пилигримовую головку. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that hollow ingots with sleeves with a ratio of D / S = 6.0-7.0 are cast on electroslag remelting plants, grind them to remove scale and defects and are bored into hollow billets with subsequent heating and rolling, while for the manufacture of pipes of large diameter re-heating of the sleeves, using cold or hot pellet, to the temperature of plasticity, rolling in the mill oblique rolling in the sleeves with drown walls and rolling them into large-diameter commodity or conversion pipes on pilgrim mills, depending on the steel grade, or they expand the electroslag remelting ingots into hollow shell billets, with or without raising in diameter, turning them to remove forging defects and boring them into billets, followed by heating to a plasticity temperature and rolling on pilgrim mills into hot-rolled commodity or conversion pipes, pipes rolled on pilgrim mills from hollow billets of electroslag about remelting with hood coefficients μ≥5.0, they are used as commodity ones, and with hood coefficients μ <5.0 as converting ones, and pipes are rolled on a pilgrim mill from hollow billets of electroslag remelting with the bottom end forward, and a pilgrim head is formed from the shrink part . These differences allow us to conclude that the criterion of "inventive step".

Сравнение заявляемого решения (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 патентоспособности "изобретательский уровень".Comparison of the proposed solution (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 solution from the prototype, which corresponds to the patentability "inventive step".

Способ опробован на трубопрокатной установке с пилигримовыми станами 8-16" ОАО "ЧТПЗ". В производство было задано 4 слитка-гильзы ЭШП размером 540×80×2500 мм стали марки 06ХН28МДТ, отлитых на опытной установке ЭШП ОАО "ЗМЗ" (Златоустовский металлургический завод), и 4 слитка данной марки стали размером 540×1750 мм. Данные по прокатке товарных (ГОСТ 9940) и передельных (ГОСТ 9941) труб размером 377×15 и 377×40 мм на ТПА 8-16" с пилигримовыми станами из стали марки 06ХН28МДТ по существующей и предлагаемой технологиям приведены в таблице. Из таблицы видно, что по существующей технологии два слитка размером 540×1750 мм просверлили на диаметр 100 мм, а затем на радиально-ковочной машине раскатали (расковали) в полые заготовки-гильзы размером 540×100×2800 мм. Гильзы-заготовки обтачивались и растачивались с удалением концевых участков в полые заготовки размером 520x80x2600 мм. Заготовки нагревались в методических печах до температуры пластичности и прокатывались на пилигримовом стане в передельные трубы размером 377×40 мм с коэффициентом вытяжки 2,61. Расходный коэффициент металла по данной технологии (слиток ЭШП - заготовка-гильза - заготовка - передельная труба) составил 1,844. Два слитка размером 540х 1750 мм были просверлены на диаметр 100 мм, а затем расточены до диаметра 380 мм. Расточенные слитки-заготовки нагревались в методических печах до температуры пластичности и прокатывались на пилигримовом стане в передельные трубы размером 377×40 мм с коэффициентом вытяжки 2,73. Расходный коэффициент металла по данной технологии (слиток - полая заготовка - передельная труба) составил 2,828. По предлагаемой технологии полые слитки-гильзы ЭШП размером 540×80×2500 мм растачивали и обтачивали в полые заготовки размером 536×75×2400 мм (Δ=2,0, a Δ₁=3,0 мм). Две полые заготовки были нагреты до температуры пластичности и прокатаны на пилигримовом стане в передельные трубы размером 377×40 мм донным концом вперед с коэффициентом вытяжки 2,57, а из усадочной части сформировали пилигримовую головку. Расходный коэффициент металла по данным трубам (полый слиток - полая заготовка - передельная труба) составил 1,378. Две другие полые заготовки были нагреты до температуры пластичности и прокатаны на пилигримовом стане в товарные трубы (ГОСТ 9940) размером 377×15 мм донным концом вперед с коэффициентом вытяжки 6,37. Расходный коэффициент металла по данным трубам (полый слиток - полая заготовка - товарная труба) составил 1,291.The method was tested on a pipe-rolling installation with 8-16 pilgrim mills of ChTPZ OJSC. Four ESH ingots 540 × 80 × 2500 mm in size 06KHN28MDT steel cast at the experimental installation of EShP of ZMZ OJSC (Zlatoust Metallurgical Plant) were set into production. ), and 4 ingots of this steel grade 540 × 1750 mm in size. Data on rolling commodity (GOST 9940) and conversion (GOST 9941) pipes 377 × 15 and 377 × 40 mm in diameter on TPA 8-16 "with pilgrim mills made of steel 06XH28MDT according to the existing and proposed technologies are given in the table. The table shows that according to the existing technology, two ingots with a size of 540 × 1750 mm were drilled to a diameter of 100 mm, and then rolled (unzipped) into hollow shell blanks measuring 540 × 100 × 2800 mm on a radial forging machine. The blanks were machined and bored with the removal of the end sections into hollow blanks measuring 520x80x2600 mm. The billets were heated in methodological furnaces to the temperature of plasticity and rolled in a pilgrim mill into 377 × 40 mm conversion tubes with a drawing coefficient of 2.61. The expenditure coefficient of the metal according to this technology (ESR ingot - billet-sleeve - billet - conversion pipe) amounted to 1.844. Two ingots measuring 540x1750 mm were drilled to a diameter of 100 mm, and then bored to a diameter of 380 mm. Bored ingot billets were heated in methodological furnaces to the ductility temperature and rolled on a pilgrim mill into 377 × 40 mm conversion tubes with a drawing ratio of 2.73. The expenditure coefficient of the metal according to this technology (ingot - hollow billet - conversion pipe) amounted to 2.828. According to the proposed technology, hollow ingots-shells of ESRs with a size of 540 × 80 × 2500 mm were bored and turned into hollow billets with a size of 536 × 75 × 2400 mm (Δ = 2.0, a Δ ₁ = 3.0 mm). Two hollow billets were heated to the temperature of plasticity and rolled on a pilgrim mill to 377 × 40 mm pig tubes with the bottom end forward with a draw ratio of 2.57, and a pilgrim head was formed from the shrink part. The expenditure coefficient of the metal for these pipes (hollow ingot - hollow billet - conversion pipe) was 1.378. The other two hollow billets were heated to the temperature of plasticity and rolled on a pilgrim mill in commodity pipes (GOST 9940) measuring 377 × 15 mm with the bottom end forward with a draw ratio of 6.37. The expenditure coefficient of metal for these pipes (hollow ingot - hollow billet - commodity pipe) amounted to 1.291.

Таким образом, из таблицы видно, что по предлагаемому способу производства горячекатаных передельных (ГОСТ 9941) размером 377×40 мм и товарных (ГОСТ 9940) труб размером 377×15 мм из стали марки 06ХН28МДТ на трубопрокатной установке 8-16" ОАО "ЧТПЗ" из полых слитков-гильз, с последующей механической обработкой в заготовки, получено снижение расхода металла с 2,828 (1,844) до 1,378 (или ≈ в 1,3 и 2,0 раза) при производстве передельных труб и до 1,291 при производстве товарных труб.Thus, the table shows that according to the proposed method for the production of hot-rolled conversion (GOST 9941) size 377 × 40 mm and commodity (GOST 9940) pipes size 377 × 15 mm from steel grade 06KHN28MDT on a tube-rolling installation 8-16 "OAO" ChTPZ " from hollow ingots-sleeves, followed by mechanical processing into billets, a decrease in metal consumption from 2.828 (1.844) to 1.378 (or ≈ 1.3 and 2.0 times) in the manufacture of conversion pipes and up to 1.291 in the production of commodity pipes was obtained.

Использование предлагаемого способа производства горячекатаных товарных и передельных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами позволит значительно снизить расход металла за счет исключения операции расточки слитков ЭШП в слитки-гильзы или исключения операции экспандирования с последующей обточкой и расточкой в полые заготовки, снизить вероятность образования дефектов в виде плен и рванин за счет механической обработки полых слитков-гильз ЭШП в полые заготовки, снизить нагрузки на привод пилигримовых станов за счет оптимальных деформационных параметров, а следовательно, значительно снизить стоимость производства труб из дорогостоящих труднодеформируемых марок стали и сплавов на ТПА с пилигримовыми станами.Using the proposed method for the production of hot-rolled 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 will significantly reduce metal consumption by eliminating the operation of boring ESR ingots into ingots-sleeves or by eliminating the operation of expansion with subsequent turning and boring into hollow billets, to reduce the likelihood of defects in the form of captives and flaws due to the machining of hollow ingots ESR into hollow billets, to reduce the load on the drive of pilgrim mills due to optimal deformation parameters, and therefore, significantly reduce the cost of production of pipes from expensive hardly deformable steel grades and alloys on TPA with pilgrim mills.

Таблица
Данные по прокатке товарных (ГОСТ 9940) и передельных (ГОСТ 9941) труб размером 377×15 и 377×40 мм на ТПА 8-16" с пилигримовыми станами из стали марки 06ХН28МДТ по существующей и предлагаемой технологиямTable
Data on rolling of commodity (GOST 9940) and conversion (GOST 9941) pipes 377 × 15 and 377 × 40 mm in size on TPA 8-16 "with pilgrim mills made of 06KHN28MDT steel according to the existing and proposed technologies Вид технологииType of technology Вид трубType of pipes Марка сталиsteel grade Колич. полых загот.-гильз и слитков-гильзKolich. hollow blanks.-shells and ingots-shells Размер исходных слитков и слитков-гильз ЭШПThe size of the original ingots and ingots-shells ESR Вес исходных слитков и слитков-гильз ЭШПThe weight of the original ingots and ingots-shells ESR Размеры полых заготовокDimensions of hollow workpieces Значения величин Δ, Δ₁ и LThe values of Δ, Δ ₁ and L Размер трубPipe size Коэфф. вытяжки на пилигр. станеCoeff. hoods for the pilgrim. become Сдано трубPipes handed over Расход, коэфф. металлаConsumption, coefficient metal шт.PC. МмMm кгkg ммmm ммmm ммmm μμ м/кгm / kg -- СушествующаяExistent ПередельныеConverting   22 540×1750540 × 1750 62906290 520×80×2600520 × 80 × 2600 Δ=10
Δ₁=10
L=L₁=100Δ = 10
Δ ₁ = 10
L = L ₁ = 100 377×40377 × 40 2,612.61 10,2 341110.2 3411 1,8441,844 06ХН28МДТ06XH28MDT 22 540×1750540 × 1750 62906290 540×80×1750540 × 80 × 1750 -- 377×40377 × 40 2,732.73 6,65 22246.65 2224 2,8282,828 ПредлагаемаяProposed ПередельныеConverting   22 540×80×2500540 × 80 × 2500 45644564 536×75×2400536 × 75 × 2400 Δ=2,0
Δ₁=3,0
L=100Δ = 2.0
Δ ₁ = 3.0
L = 100 377×40377 × 40 2,572,57 9,9 33119.9 3311 1,3781,378 ТоварныеCommodity   22 540×80×2500540 × 80 × 2500 45644564 536×75×2400536 × 75 × 2400 Δ=2,0
Δ₁=3,0
L=100Δ = 2.0
Δ ₁ = 3.0
L = 100 377×15377 × 15 6,376.37 28,4 353528.4 3535 1,2911,291

Claims (3)

1. Способ производства горячекатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающий отливку слитков электрошлаковым переплавом, нагрев их до температуры пластичности, прошивку в гильзы, прокатку труб среднего диаметра на пилигримовых станах, отличающийся тем, что на установках электрошлакового переплава отливают полые слитки-гильзы с отношением D/S=6,0-7,0, обтачивают их до удаления окалины и дефектов и растачивают в полые заготовки с последующим нагревом и прокаткой, при этом для изготовления труб большего диаметра осуществляют повторный нагрев гильз с использованием холодного или горячего посада до температуры пластичности, раскатку в стане косой прокатки в гильзы с утонением стенки и прокатку их в товарные или передельные трубы большого диаметра на пилигримовых станах в зависимости от марки стали, или осуществляют экспандирование слитков электрошлакового переплава в полые заготовки-гильзы с подъемом или без подъема по диаметру, обточку до удаления ковочных дефектов и расточку их в заготовки с последующим нагревом до температуры пластичности и прокаткой на пилигримовых станах в горячекатаные товарные или передельные трубы.1. A method for the production of hot-rolled pipes of large and medium diameters from hard-to-deform grades of steel and alloys in tube-rolling plants with pilgrim mills, including casting ingots by electroslag remelting, heating them to a plasticity temperature, piercing them into sleeves, rolling medium-diameter pipes on pilgrim mills, characterized in that hollow ingots with sleeves with a ratio of D / S = 6.0-7.0 are cast in electroslag remelting plants, grind them to remove scale and defects and are bored into hollow billets afterwards heating and rolling, while for the manufacture of pipes of larger diameter, re-heating the sleeves using cold or hot plating to a plasticity temperature, rolling them in an oblique rolling mill into sleeves with thinning the walls and rolling them into large-size or conversion tubes of large diameter on pilgrim mills in depending on the steel grade, or they carry out the expansion of electroslag remelting ingots into hollow shell billets with or without diameter rise, turning to remove forging defects and astochku them in the preform, followed by heating to a temperature ductility and rolling by pilger mills in the steel making or hot rolled product pipe. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что трубы, прокатанные на пилигримовых станах из полых заготовок электрошлакового переплава с коэффициентами вытяжек μ≥5,0, используют как товарные, а с коэффициентами вытяжек μ<5,0 как передельные.2. The method according to claim 1, characterized in that the pipes rolled on pilgrim mills from hollow billets of electroslag remelting with hood coefficients μ≥5.0 are used as commodity ones, and with hood coefficients μ <5.0 as redistribution. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что прокатку труб на пилигримовом стане из полых заготовок электрошлакового переплава ведут донным концом вперед, а из усадочной части формируют пилигримовую головку.3. The method according to claim 1, characterized in that the pipes are rolled on a pilgrim mill from hollow billets of electroslag remelting with the bottom end forward, and a pilgrim head is formed from the shrink part.