способ производства биметаллических износостойких труб для транспортировки сыпучих абразивных материалов и пульп на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами
Классы МПК: | B21B21/00 Ступенчатая прокатка труб |
Автор(ы): | Сафьянов Анатолий Васильевич (RU), Федоров Александр Анатольевич (RU), Тазетдинов Валентин Иреклеевич (RU), Вольберг Исаак Иосифович (RU), Лапин Леонид Игнатьевич (RU), Ненахов Сергей Васильевич (RU), Романцов Игорь Александрович (RU), Головинов Валерий Александрович (RU), Матюшин Александр Юрьевич (RU), Климов Николай Петрович (RU), Никитин Кирилл Николаевич (RU), Гриценко Павел Александрович (RU), Андрюнин Сергей Александрович (RU), Логовиков Валерий Андреевич (RU) |
Патентообладатель(и): | ОАО "Челябинский трубопрокатный завод" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-06-02 публикация патента:
10.03.2006 |
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства биметаллических труб, и может быть использовано при производстве их на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами. Способ включает отливку полых биметаллических заготовок центробежным способом с износостойким слоем, составляющим 50-60% от общей стенки заготовки, нагрев заготовок до температуры пластичности и прокатку биметаллических труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами с вытяжкой не более 9, т.е. 9,0, и с износостойким плакирующим слоем, составляющим не более 50% от общей толщины стенки, при этом прокатку биметаллических труб на пилигримовых станах производят с износостойким плакирующим слоем, составляющим 75-85% от общей толщины стенки, толщину пластичного слоя изменяют в зависимости от геометрических размеров труб и определяют по формуле ti=1,18t, где t - толщина плакирующего слоя биметаллических труб меньшего диаметра размерного ряда, мм; ti - толщина пластичного слоя биметаллических труб, следующего за меньшим диаметром размерного ряда, мм; 1,18 - коэффициент, учитывающий увеличение пластичного слоя с увеличением размерного ряда труб, а коэффициент вытяжки при прокатке биметаллических труб уменьшают с увеличением геометрических размеров труб и определяют по формуле i+1= i(Di/Di+1), где i - коэффициент вытяжки при прокатке труб i-го диаметра размерного ряда биметаллических труб; i+1 - коэффициент вытяжки при прокатке труб i+1 диаметра размерного ряда биметаллических труб; Di - диаметр i-го размерного ряда биметаллических труб, мм; Di+1 - диаметр i+1 размерного ряда биметаллических труб, мм. Изобретение обеспечивает производство качественных длинномерных биметаллических труб до 10-12 метров с увеличенным износостойким слоем в 1,5-2,0 раза, позволяет использовать их для транспортировки абразивных сыпучих материалов в районе вечной мерзлоты и закрыть потребность в данных трубах АК "Алмазы Россия - Саха", что в свою очередь приведет к увеличению срока эксплуатации данных труб от 1,5 до 2,0 раз по сравнению с трубами, прокатанными по существующему способу. 2 з.п. ф-лы.
Формула изобретения
1. Способ производства биметаллических износостойких труб для транспортировки абразивных сыпучих материалов и пульп на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающий отливку полых биметаллических заготовок центробежным способом с износостойким слоем, составляющим 50-60% от общей стенки заготовки, нагрев заготовок до температуры пластичности и прокатку биметаллических труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами с вытяжкой не более 9, т.е. 9,0, и с износостойким плакирующим слоем, составляющим не более 50% от общей толщины стенки, отличающийся тем, что прокатку биметаллических труб на пилигримовых станах производят с износостойким плакирующим слоем, составляющим 75-85% от общей толщины стенки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщину пластичного слоя изменяют в зависимости от геометрических размеров труб и определяют по формуле
ti=1,18t,
где t - толщина плакирующего слоя биметаллических труб меньшего диаметра размерного ряда, мм;
ti - толщина пластичного слоя биметаллических труб, следующего за меньшим диаметром размерного ряда, мм;
1,18 - коэффициент, учитывающий увеличение пластичного слоя с увеличением размерного ряда труб.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что коэффициент вытяжки при прокатке биметаллических труб уменьшают с увеличением геометрических размеров труб и определяют по формуле
i+1= i(Di/Di+1),
где i - коэффициент вытяжки при прокатке труб i-го диаметра размерного ряда биметаллических труб;
i+1 - коэффициент вытяжки при прокатке труб i+1 диаметра размерного ряда биметаллических труб;
Di - диаметр i-го размерного ряда биметаллических труб, мм;
Di+1 - диаметр i+1 размерного ряда биметаллических труб, мм.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства биметаллических труб, и может быть использовано при производстве их на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами.
В практике трубного производства известен способ производства биметаллических труб на пилигримовом стане, включающем нагрев исходных центробежно-литых заготовок и их прокатку на дорнах (М.И.Чепурко, Н.П.Карпенко, А.В.Сафьянов и др. "Технологические основы производства биметаллических труб", Челябинск, "Металл", 1993 г., с.39-47, с.196-211).
Указанный способ применяется для производства биметаллических труб, слои которых имеют близкую пластичность или близкий коэффициент объемного расширения при высоких температурах. Поэтому нагрев в широком интервале температур и разной скорости нагрева металла, а также величины деформации не приводят к разрывам труб при их изготовлении.
Недостатком указанного способа производства биметаллических труб является отсутствие технологических параметров нагрева и допустимых величин деформации для производства труб с композицией углеродистая сталь-инструментальная сталь с содержанием углерода до 2,2%, т.е. имеющая низкую пластичность из-за наличия в структурной составляющей карбидов.
Наиболее близким техническим решением производства биметаллических труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами является способ производства биметаллических труб, включающем нагрев полых центробежно-литых биметаллических заготовок с содержанием до 2,2% углерода в металле плакирующего слоя до температуры 800-850°С со скоростью 3,3-4,5 град/мин, а далее до температуры пластичности (1180-1200°С со скоростью 2,7-3,3 град/мин и прокатывают (деформируют) в валках пилигримового стана с вытяжкой 9,0 (Патент РФ №2133160, Кл. В 21 в 21/00, Бюл. №20 от 20.07.1999, "Способ производства биметаллических труб" и Н.П.Карпенко, Л.И.Лапин, В.В.Игнатьев. "Производство износостойких труб большого диаметра для транспортировки сыпучих материалов", Сталь, №9, с.48, 1997 г.).
Недостатком указанного способа производства биметаллических труб является то, что биметаллические трубы размером 219×14, 273×14, 325×16, 426×20 и 530×25 мм прокатываются с износостойким (плакирующим) слоем, составляющим не более 50% от общей толщины стенки, без учета варьирования толщины пластичного слоя и коэффициента вытяжки в зависимости от геометрических размеров труб.
Цель настоящего изобретения - производство износостойких, против абразивного износа, биметаллических труб с внутренним (плакирующим) слоем из инструментальной стали с содержанием углерода до 2,2% и с другими композиционными материалами с толщиной плакирующего слоя, составляющего 75-85% от общей толщины стенки трубы, и с варьированием толщины пластичного слоя и коэффициентов вытяжек в зависимости от геометрических размеров труб.
Указанная цель достигается тем, что в способе производства биметаллических износостойких труб для транспортировки сыпучих абразивных материалов и пульп на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающем отливку полых биметаллических заготовок центробежным способом с износостойким слоем, составляющим 50-60% от общей стенки заготовки, нагрев заготовок до температуры пластичности и прокатку биметаллических труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами с вытяжкой не более 9 (9,0) и с износостойким (плакирующим) слоем, составляющим не более 50% от общей толщины стенки, прокатку биметаллических труб на пилигримовых станах производят с износостойким (плакирующим) слоем, составляющим 75-85% от общей толщины стенки, толщину пластичного слоя изменяют в зависимости от геометрических размеров труб и определяют по формуле
ti=1,18t,
где t - толщина плакирующего слоя биметаллических труб меньшего диаметра размерного ряда, мм;
ti - толщина пластичного слоя биметаллических труб, следующего за меньшим диаметром размерного ряда, мм;
1,18 - коэффициент, учитывающий увеличение пластичного слоя с увеличением размерного ряда труб, а коэффициент вытяжки при прокатке биметаллических труб уменьшают с увеличением геометрических размеров труб и определяют по формуле
i+1= i(Di/Di+1),
где i - коэффициент вытяжки при прокатке труб i-го диаметра размерного ряда биметаллических труб;
i+1 - коэффициент вытяжки при прокатке труб i+1 диаметра размерного ряда биметаллических труб;
Di - диаметр i-го размерного ряда биметаллических труб, мм;
Di+1 - диаметр i+1 размерного ряда биметаллических труб, мм.
Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что с целью увеличения срока службы биметаллических труб толщину износостойкого слоя увеличивают в 1,5-2,0 раза, для производства качественных труб по толщине стенки (без дефектов в виде рванин) толщину пластичного слоя изменяют в зависимости от геометрических размеров труб и определяют по формуле
ti=1,18t,
где t - толщина плакирующего слоя биметаллических труб меньшего диаметра размерного ряда, мм;
ti - толщина пластичного слоя биметаллических труб, следующего за меньшим диаметром размерного ряда, мм;
1,18 - коэффициент, учитывающий увеличение пластичного слоя с увеличением размерного ряда труб, а коэффициент вытяжки при прокатке биметаллических труб уменьшают с увеличением геометрических размеров труб и определяют по формуле
i+1= i(Di/Di+1)
где i - коэффициент вытяжки при прокатке труб i-го диаметра размерного ряда биметаллических труб;
i+1 - коэффициент вытяжки при прокатке труб i+1 диаметра размерного ряда биметаллических труб;
Di - диаметр i-го размерного ряда биметаллических труб, мм;
Di+1 - диаметр i+1 размерного ряда биметаллических труб, мм.
Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию "новизна".
Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".
Способ был отработан и осуществлен на трубопрокатной установке с пилигримовыми станами 8-16" ОАО "ЧТПЗ". По данному способу были прокатаны качественные биметаллические трубы из сталей 30+Х12 (в стали X12 содержание углерода 2,0-2,2, марганца 0,15-070, кремния - 0,15-0,35 и хрома 13,0-13,5%) размером 219×16 (3+13), 273×16 (3+13), 325×16 (4+12) и 426×25 (5+20) мм, вместо 219×14 (7+7), 273×14 (7+7), 325×16 (8+8) и 426×20 (10+10) по ТУ 14-3-849-79. В скобках первая цифра означает толщину пластичного слоя (ст.30), а вторая цифра - толщину износостойкого (плакирующего) слоя (ст.Х12).
Использование предложенного способа производства биметаллических труб позволило получить качественные длинномерные трубы (10-12 метров) с увеличенным износостойким слоем в 1,5-2,0 раза для транспортировки абразивных материалов в районе вечной мерзлоты и закрыть потребность в данных трубах АК "Алмазы Россия - Саха", что в свою очередь позволило увеличить срок эксплуатации данных труб от 1,5 до 2,0 раз, по сравнению с трубами, прокатанными по существующему способу.
Класс B21B21/00 Ступенчатая прокатка труб