Патент на изобретение №2391156

(54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ГИЛЬЗЫ НА ПРОШИВНОМ СТАНЕ

(57) Реферат:

Изобретение предназначено для снижения расхода металла при производстве цельных горячекатаных труб за счет предотвращения образования на внутренней поверхности гильзы дефектов, вызванных перегревом металла. Способ включает прокатку гильзы на прошивном стане с предварительным нагревом стальных заготовок в кольцевых печах с контролем времени их нахождения в печи и температуры пространства в каждой зоне. Получение гильз без пороков типа “плена”, “внутренняя раковина” и “надрывы” на их внутренней поверхности обеспечивается за счет того, что прокатку ведут при поддержании температуры внутренней поверхности гильзы в заданном диапазоне, регулируя тепловой режим нагрева заготовки. Оптимальный температурный диапазон внутренней поверхности гильзы после ее прокатки на прошивном стане определяется по формуле Т_{г.внутр}=((1300-1350)-С_экв.×165)°С, где Т_{г.внутр} – температура внутренней поверхности гильзы, °С; С_экв – углеродный эквивалент стали.

Изобретение относится к трубопрокатной области и касается, в частности, технологии получения гильз для дальнейшего производства труб. Может быть использовано на прошивных станах.

Известен способ прокатки гильз на прошивном стане (Ф.А.Данилов, А.З.Глейберг, В.Г.Балакин. “Горячая прокатка труб”. М.: Металлургиздат, 1962, с.40-76).

При реализации известного способа прокатки гильзы на прошивном стане осуществляется нагрев заготовки в кольцевых печах с контролем времени их нахождения в печи и температуры пространства в каждой зоне нагревательных устройств.

Недостатком данного способа является отсутствие контроля температуры внутренней зоны гильзы при прокатке.

Температура внутренних слоев гильзы может достигать величины, близкой к температуре солидуса, за счет выделения дополнительного тепла в процессе деформации заготовки. В таком случае происходит перегрев металла, что приводит к появлению дефектов на внутренней поверхности труб типа “надрыв” или “внутренняя раковина”.

Технической задачей изобретения является разработка способа прокатки на прошивном стане гильз в заданном диапазоне температуры ее внутренней поверхности.

Технический результат – снижение расхода металла при производстве цельных горячекатаных труб за счет повышения качества выпускаемой продукции, снижения брака и рекламаций.

Ожидаемый технический результат достигается ведением процесса прокатки гильзы так, что обеспечивается температура внутренней поверхности гильзы после прошивного стана в заданном рабочем диапазоне.

Рабочий диапазон температуры внутренней поверхности гильзы после прошивного стана определяется по формуле

Т_{г.внутр}=((1300-1350)-С_экв×165)°С,

где Т_{г.внутр} – температура внутренней поверхности гильзы, °С;

С_экв – углеродный эквивалент используемой при прокатке стали, вычисляемый по известной формуле (стандарт API 5L, с.21, п.6.1.3.1,b)

С_экв=Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15.

Если температура внутренней поверхности гильз выходит за пределы заданного, производят корректировку теплового режима нагревательных устройств. При превышении заданного температурного диапазона снижают температуру печного пространства и наоборот.

Исследования, проведенные в условиях Открытого Акционерного Общества “Северский трубный завод” при производстве обсадных труб группы прочности “Д”, показали, что при нагреве заготовки по температурному режиму печного пространства в кольцевых нагревательных устройствах: II зона – 1150÷1160°С; III зона – 1260÷1270°С; IV зона – 1280÷1290°С после прошивки заготовки температура внутренней поверхности гильзы составила в среднем 1312°С.

Углеродный эквивалент для стали марки “Д” со средним удельным содержанием химических элементов (С=0.46; Mn=0.77; Cr=0.12; Мо=0; V=0.024; Ni=0.08; Cu=0.11; %) составит:

С_экв=0,46+0,77/6+(0,12+0+0,024)/5+(0,08+0,11)/15=0,63%.

Расчетный диапазон температуры внутренней поверхности гильзы в данном случае будет равен

Т_{г.внутр}=((1300-1350)-0,63×165)=1200÷1250°С.

После снижения температуры печного пространства в нагревательных устройствах во II зоне до 1080÷1090, в III зоне до – 1170÷1200 и в IV зоне до 1240±3°С температура внутри гильзы падает в среднем до 1230°С. При этом качество внутренней поверхности труб значительно повышается.

В указанных температурных соотношениях достигается максимальная эффективность заявленного способа.

Формула изобретения

Способ прокатки гильзы на прошивном стане с нагревом заготовок в кольцевых печах и контролем времени их нахождения в печи и температуры пространства в каждой зоне, отличающийся тем, что прокатку гильзы ведут, регулируя тепловой режим нагрева стальной заготовки таким образом, что температура внутренней поверхности гильзы после прошивного стана составляет
Т_{г.внутр}=((1300-1350)-С_экв·165),
где Т_{г.внутр} – температура внутренней поверхности гильзы, °С;
С_экв – углеродный эквивалент стали, используемой при прокатке заготовки.