14

Тема 2 Оборудование для производства исходных трубных заготовок. [ 1 c. 46 – 57; 2. С. 31 – 52; 3. С. 28 - 32 ]

2.1 Характеристика исходных заготовок.

Различные условия, в которых работают трубы и изделия из них предопределяют использование большого количества сталей разных марок и различных сплавов. Анализ структуры себестоимости, например горячекатаных труб, показывает, что стоимость исходного металла составляет 75...85% себестоимости готовых труб. Это обстоятельство накладывает повышенные требования к исходному материалу. С одной стороны металл для труб должен быть, по возможности, более дешевым, а с другой - качество этого металла должно быть достаточно высоким, обеспечивающим минимальную отбраковку труб и высокий выход годного.

Для изготовления бесшовных труб применяют слитки, полученные в мартеновских печах, а также на машинах непрерывного литья заготовок, катаные и кованые заготовки, а также гильзы, полученные центробежнолитым способом (рис.2.1 ).

Рисунок 2.1 Форма слитков сифонной разливки ( 1…4 ) и заготовок: а – литые слитки; б – кованые , сверленные и ободранные заготовки; в – ободранная заготовка, полученная центробежной отливкой.

Характеристика литых трубных заготовок. Для производства бесшовных горячедеформированных труб применяют слитки, полученные в мартеновских печах сифонной разливкой; полые гильзы, полученные сифонной разливкой, а также слитки, полученные по современной технологии с внепечной обработкой стали и непрерывной разливкой ( рис.2.2 ).

Рисунок 2.2 Современная схема получения трубных заготовок.

Слитки по форме круглые, многогранные с конусностью 1,0%, массой (весом) 1,8...3,5 т, с отношением длины к диаметру слитка L_сл / D_сл  4 используются в основном для изготовления бесшовных труб большого диаметра / D _о  140 мм / на агрегатах с пилигримовыми станами. Наиболее эффективно и экономически выгодно использовать непрерывнолитые восьмигранные, круглые и квадратные заготовки: выход годного по заготовке в сравнении с выплавкой в мартеновских печах и разливкой в изложницы увеличивается на 10…12%; повышается выход годного и улучшается качество готовых труб.

В мировой практике использование непрерывнолитых заготовок круглого и квадратного сечения для производства бесшовных труб на всех типах трубопрокатных агрегатов: с непрерывными, трехвалковыми раскатными, с автоматическими и пилигримовыми станами, а также с реечными и трубопрессовыми установками получило наибольшее распространение. Размеры непрерывнолитых трубных загоовок колеблются в широких пределах: для круглых диаметром 200…450 и квадратных со стороной квадрата 180…340 мм.

Применение качественной и дешевой заготовки непрерывной разливки является важным фактором повышения конкурентноспособности бесшовных труб на мировом рынке. Современные технологии и оборудование МНЛЗ позволяют разливать практически весь сортамент трубных сталей, поэтому в технически развитых странах до 95% бесшовных труб производят из непрерывнолитой заготовки. Учитывая мировой опыт по получению высококачественных трубных сталей в 1990 г. на Волжском трубном заводе итальянской фирмой " Италимпьянти" был введен современный электрометаллургический комплекс по производству непрерывнолитых круглых / диаметром 156, 196, 228, 340 и 360 мм / и квадратных / 240 х 240; 300 х 300 и 360 х 360 мм / трубных заготовок, а также заготовок диаметром 400 мм для производства железнодорожных колес ( рис.2.3 )

Рисунок 2.3 Схема технологического процесса и оборудрвания для выплавки и разливки стали круглого и квадратного сечения на Волжском трубном заводе: 1 – скрапной двор; 2 – бункер для добавок; 3 – электродуговая печь; 4 – разливочный ковш; 5 – печь – ковш; 6 – установка вакуумно- кислородного рафинирования ( ВКР ); 6 – УНРС; 8 – холодильник; 9 – оборудование для контроля и обточки заготовок; 10 – транспортировка круглых заготовок; 11 – устройство для контроля качества и огневой зачистки заготовок.

Сравнительные данные по качеству литых заготовок, полученных непрерывной и сифонной разливкой, приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Сравнительная характеристика макроструктуры слитка

сифонной разливки и непрерывнолитого металла.

Характеристика макроструктуры	Слиток сифонной разливки	Металл непрерывной разливки.
Усадочная раковина	Глубокая, открытая в верхней части.	Отсутствует
Глубина распространения усадочной раковины	До 50% высоты слитка	То же вначале разливки.
Протяженность зоны усадочной раковины	До 2 / 3 высоты слитка	100 % высоты слитка
Протяженность зоны замороженных кристаллов	10…15 мм	20…25 мм
Протяженность зоны транскристаллизации	1 / 2 радиуса	Почти до центра.
Средний диаметр зоны равномерных кристаллов.	До 100 мм	30 … 40 мм
Характеристика усадочной рыхлости и центральной пористости	Сильно развитая рыхлость диаметром до 100 … 120 мм в подусадочной зоне и уменьшающаяся к донной части; по оси – прерывистая усадочная пористость.	Y- образная, диаметром 40 …50 мм, участки плотного металла с равномерной травимостью чередуются с участками рассредоточенной рыхлости и осевой пористости.

Результаты контроля качества макроструктуры и технологических свойств заготовок этого же завода, которые показывают достаточно высокое качество внутреннего строения непрерывнолитого металла и возможности получения трубных сталей категорий прочности К52 – К56 для нефте- и газопроводов.

Одним из крупнейших в мире и единственным в России металлургическим комбинатом – производителем высококачественной непрерывнолитой трубной заготовки на базе процесса прямого получения железа " МИДРЕКС" является Оскольский металлургический комбинат, производящий заготовку следующих размеров: D_з = 80…160мм и L_з = 4,5…11,8 м из углеродистых, легированных и шарикоподшипниковых сталей.

Характеристика катаных и кованых трубных заготовок. Катаные и кованые трубные заготовки производят в России из слитков мартеновского производства круглого и квадратного сечений ( табл. 2.2 )

Завершающим этапом в производстве трубной заготовки является ее отделка. Ужесточение требований к качеству трубной заготовки, вызывает ускорение развития методов и средств по ее отделке. Основными технологическими операциями по отделке трубной заготовки являются: правка и снятие фасок на торцах заготовок, неразрушающий контроль внутренних дефектов и дефектов поверхности, зачистка поверхности, контроль геометрических размеров. Все эти технологические операции осуществляют как на участке подготовки заготовки, так и на специализированных участках химической и термической обработки. Расположение оборудования для подготовки исходного металла к производству труб показано на рис.2.4

Рисунок 2.4 Расположение оборудования для подготовки трубной заготовки: 1 – склад заготовки; 2 – оборудование для химической обработки; 3 – оборудование для инспекции заготовки; 4 – оборудование для ремонта заготовок; 5 - оборудование для порезки заготовок; 6 – зацентровка; 7 – окончательная инспекция заготовок.

Таблица 2.2 Размеры трубной заготовки, применяемой на агрегатах