Технологический процесс.
Чаще всего производство горячедеформированных труб осуществляется с помощью трубопрокатного оборудования с непрерывным станом и состоит из следующих основных этапов:
- первоначальный нагрев заготовки
- прошивка заготовки в гильзу
- прокатка гильз в трубы на стане
- первое извлечение оправок из черновой трубы
- вторичный нагрев трубы перед редуцированием
- прокатка труб на редукционном стане
- охлаждение готовой продукции.
1. Нагрев заготовки.
Для нагрева заготовки в цехе используется печь с шагающим подом (ПШП)
В цеху заготовки для изготовления труб прибывают в виде штанг, а перед тем как будут приняты к производству проходят оценку по нескольким факторам и взвешиваются. На шагающий под нагревательной печи заготовки подаются со склада с помощью мостового крана. Мощность работы печи настраивается с учетом темпа проката. При укладке металла необходимо четкое соблюдение схем укладки, что контролируется посадчиком металла. Далее заготовка подается в печь, но в зависимости от используемой марки стали и типоразмера трубы посадчиком проводятся операции по отбору заготовок, с учетом нижеперечисленных требований:
- если длина заготовки находится в пределах от 5,5 до 8 метров, то плавки разделяют смещением первых двух штанг по ширине печи, а различные марки стали отделяются смещением четырех первых штанг по ширине печи;
- если заготовка более 8 метров, то отбор и запуск в печь происходит с интервалом в 8-10 шагов, с учетом уже загруженных в ПШП и полученных заготовок. Эти операции находятся под контролем нагревальщика металла ПШП.
Если в печи идет одновременный нагрев заготовок из разных марок стали, то время нагрева выбирается в соответствии с самым тугоплавким металлом.
После прохождения печи нагретые заготовки подаются на рольганг внутренней выгрузки, а с него на механическую линию по горячей резке. Если скорость резки недостаточно высока, то возможно подстуживание заготовки, в связи с этим сделан реверсивный механизм возврат заготовки обратно в печь для подгрева.
Во время работы возможна горячая остановка печи. Горячей остановкой печи считается остановка без отключения подачи природного газа. При горячих остановках подвижные балки печи устанавливаются на уровне неподвижных. Окна загрузки и выгрузки закрываются. Коэффициент расхода воздуха с помощью задатчика "топливо-воздух" снижается с 1,1-1,2 до 1,0:-1,1. Давление в печи на уровне пода становится положительным. При остановках стана: до 15 минут - температуру по зонам устанавливают на нижнем пределе, и "отшагивают" металл на два шага; от 15 минут до 30 минут - температуру в зонах III, IV, V снижают на 20-40?С, в зонах I, II на 30-60?С от нижнего предела; свыше 30 минут - температуру по всем зонам уменьшают на 50-150 градусов по сравнению с нижним пределом в зависимости от продолжительности простоя.
Заготовки "отшагивают" назад на 10 шагов. При продолжительности простоя от 2-х до 5 часов необходимо освобождать от заготовок IV и V зоны печи. Заготовки из зон I и II выгружают в карман. Выгрузку металла осуществляет посадчик металла с ПУ-1. Температуру в V и IV зонах снижают до 1000-1050 градусов. При остановках более 5 часов вся печь освобождается от металла. Подъем температуры осуществляют ступенчато на 20-30 градусов, при скорости подъема температуры 1,5-2,5 град./мин. При увеличении времени нагрева металла из-за низкого темпа проката, температуру в I, II, III зонах понижают на 60 градусов, 40 градусов, 20 градусов соответственно от нижнего предела, а температуру в зонах IV, V на нижних пределах.
2. Раскрой заготовки на мерные длины
После нагрева заготовка попадает на линию горячей резки заготовки. В состав оборудования линии горячей резки входят сами ножницы для резки заготовки, передвижной упор, транспортный рольганг, защитный экран для предохранения оборудования от теплового излучения из окна выгрузки печи с шагающим подом. После нагрева штанги и выдачи ее, она проходит через термостат, доходи до передвижного упора и разрезается на заготовки необходимой длины. После производства реза передвижной упор поднимается с помощью пневмоцилиндра, заготовка транспортируется по рольгангу. После ее прохода за упор он опускается в рабочее положение и цикл реза продолжается.
3. Прокатка на ТПА
3.1. Прошивка
Мерная заготовка рольгангом за ножницами передается к зацентровщику. Зацентрованная заготовка выбрасывателем передается на решетку перед прошивным станом, по которой скатывается к задержнику и при готовности выходной стороны передается в желоб, который закрывается крышкой. С помощью вталкивателя, при поднятом упоре заготовка задается в зону деформации. В зоне деформации осуществляется прошивка заготовки на оправке, удерживаемой стержнем. Стержень упирается в стакан упорной головки упорно-регулировочного механизма, открытие которой не допускает замок. Продольный изгиб стержня от осевых усилий, возникающих при прокатке, предотвращается закрытыми центрователями, оси которых параллельны оси стержня.
В рабочем положении ролики сводятся вокруг стержня пневмоцилиндром через систему рычагов. По мере приближения переднего торца гильзы ролики центрователей последовательно разводятся. После окончания прошивки заготовки, пневмоцилиндром сводятся первые ролики, которые перемещают гильзу от валков для возможности захвата рычагами перехватчика стержня, за-тем откидывается замок и передняя головка, сводятся выдающие ролики и гильза на повышенной скорости выдается на повышенной скорости выдается за упорную головку на рольганг за прошивным станом.
3.2. Раскатка
После прошивки гильза по рольгангу транспортируется до передвижного упора. Далее гильза перемещается цепным транспортером на входную сторону непрерывного стана.
После транспортера гильза по наклонной решетке скатывается к дозатору, задерживающему гильзу пред входной стороной непрерывного стана. Под направляющими наклонной решетки расположен карман для сбора бракованных гильз. С наклонной решетки гильза сбрасывается в приемный желоб непрерывного стана с прижимами. В это время в гильзу при помощи одной пары фрикционных роликов вводится длинная оправка. По достижении передним концом оправки переднего торца гильзы прижим гильзы отпускается, на гильзу сводятся две пары тянущих роликов и гильза с оправкой задается в непрерывный стан. При этом скорость вращения тянущих роликов оправки и тянущих роликов гильзы рассчитана таким образом, чтобы в момент захвата гильзы первой клетью непрерывного стана выдвижение оправки из гильзы составляло 2,5-3,0 м. В связи с этим, линейная скорость тянущих роликов оправок должна быть в 2,25-2,5 раза выше линейной скорости тянущих роликов гильзы.
Прокатанные трубы с оправками попеременно передаются на ось одного из оправкоизвлекателей. Головка оправки проходит через люнет извлекателя и захватывается вставкой захвата, а труба в кольцо люнета. При движении цепи оправка выходит из трубы и попадает на цепной транспортер, который передает ее на сдвоенный рольганг, транспортирующий оправки от обоих извлекателей в ванну для охлаждения и смазки.
После извлечения оправки черновая труба поступает на пилы для обрезки заднего разлохмаченного конца.
3.3. Редуцирование
Далее труба транспортируется к индукционным нагревателям, через которые она передается с помощью шести пар тянущих роликов. Индукционный подогрев перед редукционным станом.
После индукционного нагрева трубы задаются в редукционный стан, имеющий двадцать четыре трехвалковые клети. В редукционном стане количество работающих клетей определяется в зависимости размеров прокатываемых труб (от 5 до 24 клетей), причем исключаются клети, начиная с 22 в сторону уменьшения номеров клетей. Клети 23 и 24 участвуют во всех программах прокатки.
Во время прокатки валки непрерывно охлаждаются водой. При перемещении труб по охладительному столу в каждом звене его должно находиться не более одной трубы.
При прокатке передельных горячедеформированных труб, предназначенных для изготовления насосно-компрессорных труб группы прочности "К" из стали марки 37Г2С после редукционного стана осуществляется ускоренное регулируемое охлаждение труб в спрейерах.
Скорость прохождения труб через спрейера должна быть стабилизирована со скоростью редукционного стана. Контроль за стабилизацией скоростей осуществляет оператор согласно эксплуатационной инструкции.
После редуцирования трубы поступают на реечный охладительный стол с шагающими балками где они охлаждаются.
За охладительным столом трубы собираются в однослойные пакеты для обрези концов и порезки на мерные длины на пилах холодной резки.
Готовые трубы поступают на стол осмотра ОТК, после осмотра трубы увязывают в пакеты и отправляют на склад готовой продукции.
4. Контроль геометрии и качества поверхности готовых труб
Стандартом предусмотрен выпуск труб обычной и повышенной точности. Наружный диаметр и толщина стенки труб не должны превышать предельных отклонений. Овальность и разностенность труб не должны выводить размер труб за предельные отклонения по диаметру и толщине стенки.
Кривизна любого участка трубы на 1м длины не должна превышать 1,5мм - для труб с толщиной стенки до 20 мм; 2мм - для труб с толщиной стенки свыше 20 мм. Горячедеформированные трубы могут поставляться по внутреннему диаметру и по толщине стенки, а также по наружному и внутреннему диаметру и по разностенности.
Наружные и внутренние поверхности трубы ГОСТ 8732 должны быть без плен, рванин, закатов, трещин, глубоких рисок. Допускается удаление дефектов путём местной зачистки, сплошной или местной шлифовки, расточки и обточки при условии, что величина расточки, обточки или сплошной шлифовки не выводит диаметр и толщину стенки за пределы минусовых отклонений. По требованию потребителей трубы поставляются термообработанными с очищенной от окалины поверхностью. Ужесточённые допуски по диаметру и толщине стенки устанавливаются в специальных сортаментных стандартах и ТУ на трубы высокой точности (прецизионные трубы), либо в тех же сортаментных стандартах, в которых приведены допуски по трубам обычной и высокой точности.
Технология изготовления металлопроката горячедеформированным или иначе горячекатанным способом подразумевает и выпуск такого изделия как горячекатанный лист, этапы производства которого отличаются только спецификой масс и размеров изделий. А продажа заводами горячекатанного листа осуществляется не только крупным металлобазам, но и небольшим строительным компаниям.
