ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ №42-012-05

Данная работа является результатом выполнения технологической разработки.

Техническая задача данного способа - обеспечение возможности изготовления бесшовных горячекатаных труб из чугуна с шаровидным графитом. Решение технической задачи достигается тем, что в способе производства бесшовных горячекатаных труб, включающем отливку полой заготовки с заданным отношением наружного и внутреннего диаметров и прокатку нагретой до определенной температуры полой заготовки на трубопрокатном стане.

Полую заготовку отливают центробежным литьем из чугуна с шаровидным графитом с отношением наружного диаметра к внутреннему от 1,05:1 до 1,7:1. Отлитую и охлажденную заготовку нагревают со скоростью не более 70 ⁰ С/мин до температуры 830-950 ⁰С, при которой выдерживают в течение 1-5 часов. После чего охлаждают до температуры 690-730 ⁰ С со скоростью 2-10 ⁰С и затем с произвольной скоростью до цеховой температуры, перед задачей заготовки в трубопрокатный стан ее нагревают и горячую прокатку ведут при температуре 730 - 1100 ⁰С.

Полую заготовку отливают центробежным литьем из чугуна с шаровидным графитом, содержащего по массе помимо железа 2,5-3,2% углерода, 1,5-2,5% кремния, 0,02-0,05% магния, менее 0,01% серы и до 0,1 % фосфора. По окончании прокатки готовое изделие выдерживают при конечной температуре прокатки, но не более 950 ⁰С и не менее 720 ⁰С, в течение 24 часов, после чего охлаждают до цеховой температуры.

Замедленное охлаждение со скоростью 2-10 ⁰С/мин от температуры 830-950 ⁰С до температуры 690 - 730 ⁰С полностью исключает возможность появления термических трещин при производстве толстостенных труб. Выдержка при температуре 720-950 ⁰С горячекатаных труб из чугуна с шаровидным графитом повышает их пластичность.

Экспериментально установлено, что при скорости нагрева свыше 70 ⁰С/мин в центробежно-литой заготовке не исключено образование трещин и в горячекатаной трубе формируется неравномерная микроструктура.

При нагреве заготовки до температуры ниже 830 ⁰С или продолжительности выдержки менее 1 часа имеет место резкое ухудшение технологической пластичности заготовки в процессе ее горячей прокатки, что приводит к возникновению трещин и разрушению труб. Увеличение температуры нагрева более 950 ⁰С или времени выдержки более 5 часов приводит к формированию крупнозернистой структуры чугуна с шаровидным графитом, ослаблению межзеренных связей и потере технологической пластичности при последующей горячей прокатке.

При увеличении скорости замедленного охлаждения более 10 ⁰ С/мин или температуры его окончания выше 730 ⁰ С не исключается полностью возможность возникновения в заготовке термических трещин. Уменьшение скорости охлаждения менее 2 ⁰С/мин или температуры его окончания ниже 690 ⁰С не улучшает качества труб из чугуна с шаровидным графитом, а лишь удлиняет производственный цикл.

Использование данного изобретения позволит расширить сортамент труб из чугуна с шаровидным графитом, которые в сравнении со стальными обладают более высокой стойкостью к усталостным нагрузкам.