Обоснование процесса производства бесшовной трубы диаметром 88,9×12,5 в условиях редукционно-растяжного стана

   - установки  контроля вихревыми токами №1  и №2;

   - установки  для продувки внутренней поверхности  труб №1 и №2;

   - маркировочные  машины №1 и №2;

   - накопительные  столы;

   - промежуточный  склад;

   - станок  для обработки торцов;

   - маркировочная  машина;

   - кабина  покраски;

   - установка  пакетирования;

   - установка  взвешивания и навешивания ярлыков;

   - участок  отгрузки и хранения.

   Подготовка  и ремонт технологической оснастки (прокатных валков, оправок, привалковой арматуры) производится на участке ремонта технологического оборудования (УРТО).

   Схема расположения основного технологического оборудования участка горячей прокатки труб представлена в приложении.

   Все трубопрокатные станы участка оснащены локальными системами автоматического планирования и регулирования технологического процесса и управления технологическими агрегатами и механизмами. 

   1.2.1 Сортамент труб 

   Геометрические  размеры, классификация по группам назначения и стандарты, которым должны соответствовать трубы, указаны в таблице 1. 

   Таблица 1

Группа  назначения	Наружный  диаметр, мм	Толщина стенки, мм	НД
1	2	3	4
1 Для подшипниковой промышленности	31,1 –  139,5	4,1 –  20,6	ГОСТ 800-78
2 Для машиностроения	21,3 –  168,3	2,3 –  25,0	ГОСТ 8731-74    ГОСТ 23270-89    ГОСТ 8732-78    DIN EN 10297-1    DIN 1629    DIN 1630
1	2	3	4
3 Для котлов и теплообменников	32,0 –  168,3	2,5 –  19,0	ГОСТ 8732-78    ISO 1129    DIN EN 10216
4 Для нефтяной и газовой промышленности	51,0 –  168,3	4,0 –  9,2	ГОСТ 550-75    ISO 3183    DIN EN 10216    API 5L

 
 
 

   1.2.2 Описание технологического процесса 

   Исходным  материалом для трубопрокатного  комплекса являются горячекатаные  круглые заготовки наружным диаметром 140 и 160 мм и максимальной длиной 9600 мм.

   Непрерывнолитые заготовки наружным диаметром 200 мм (максимальная длина также 9600 мм) в сочетании с горячекатаными круглыми заготовками наружным диаметром 140 мм можно использовать для повышения производительности и улучшения выхода годного. Заготовки поступают со склада.

   В пилах  для резки заготовок исходный материал режется до длины макс. 4.200 мм и подается в кольцевую  печь.

   После нагрева до необходимой температуры  заготовка транспортируется к прошивному стану.

   На  выходе прошивного стана в полую  заготовку с помощью азота подается противоокисляющий порошок, полая заготовка затем транспортируется к прокатной линии PQF^®.

   Ввод  оправки в полую заготовку  осуществляется внутри линии в оси  прокатного стана PQF^®. Система циркуляции оправок предусмотрена для охлаждения оправок и их смазки графитом.

   На  входной стороне непрерывного раскатного стана PQF^® предусмотрена система гидросбива окалины с внешней стороны гильзы.

   Труба прокатывается на 4-клетевом стане PQF^® с клетью обжатия полой заготовок.

   Клеть обжатия полой заготовки, размещенная перед первой клетью PQF^®, предназначена для калибровки наружного диаметра полой заготовки и уменьшения зазора между полой заготовкой и оправкой.

   Процесс PQF^® основан на принципе непрерывной прокатки в серии 3-валковых клетей на оправке, которая движется с постоянной скоростью по всей стадии прокатки.

   Скорость  движения оправки рассчитывается по схеме деформации, она ниже скорости выхода гильзы из первой клети. Поэтому материал движется быстрее оправки и силы трения между материалом и оправкой направлены в направлении прокатки. Минимизация поперечного потока в направлении очага деформации и снятие трубы с оправки в линии позволяет использовать очень небольшое межклетьевое расстояние.

   Оптимальный поток материала позволяет осуществлять прокатку на повышенной скорости.

   Прямо в линии со станом PQF^® установлен извлекательно-калибровочный стан, состоящий из 3 клетей, соответственно 3-валкового типа, предназначенных для снятия гильзы с оправки.

   После прокатки оправка отводится, снимается  посредством ротационных кронштейнов и подается в систему циркуляции оправок.  

   После выхода из извлекательно-калибровочного стана гильза на поперечном транспортере направляется в подогревательную индукционную печь.

   Чистовая  прокатка нагретой гильзы выполняется на редукционно-растяжном стане, оснащенном системой автоматизации «Carta^®» для прокатки труб с оптимизированными установочными данными.

   Труба, выходящая из редукционно-растяжного стана, охлаждается на холодильнике с шагающими балками. В пилах пакетной резки труба режется на мерные длины.

   В предчистовой линии трубы проходят через правильную машину, систему испытания вихревыми токами и машину маркировки труб. 

   В соответствии с требуемыми стандартами трубы  проходят необходимую Линию отделки.  

   машиностроительные и подшипниковые трубы

   пакетирование, взвешивание и маркировка 

   котельные трубы

 

      снятие фасок, гидроиспытание, неразрушающий контроль

   пакетирование, взвешивание и маркировка

   нефтепромысловые  и газовые трубы

   термообработка

   снятие  фасок, гидроиспытание, неразрушающий контроль

   пакетирование, взвешивание и маркировка 

    1.2.3 Прошивка 

   Процесс прошивки является первым важным этапом обеспечения допуска по толщине  стенки. Компания «SMS-Meer» разработала  в последние годы так называемый косовалковый прошивной стан, позволяющий прокатывать продукцию высшего качества, обеспечивать большое расширение полой заготовки и обрабатывать самые высококачественные марки стали.

   Нагретая  заготовка, находящаяся во входном  желобе прошивного стана, гидравлическим толкателем подается к рабочим валкам и направляется трубчатой направляющей, в то время как прошивные диски Дишера направляют прокатываемый материал. В процессе поперечно-винтовой прокатки сплошная круглая заготовка по прошивной оправке раскатывается в полую заготовку. На выходной стороне полая заготовка направляется 3-роликовыми направляющими. Первая 3-роликовая направляющая, размещенная вблизи прокатной клети улучшает направление стержни оправки и центрирует полую заготовку.

   Хорошая концентричность прошиваемых заготовок имеет важное значение для допусков конечной трубы. Оправка заменяется для обеспечения повышенного срока службы, вследствие чего издержки на инструмент понижаются, и подается в автоматическую систему смены оправки. Станина стана выполнена в виде запатентованной конструкции. 
 

   1.2.4 Раскатка на непрерывном раскатном стане PQF^® 

   Процесс PQF^® основан на принципе непрерывной прокатки в серии четырех 3-валковых клетей на цилиндрической оправке, которая двигается с постоянной скоростью по всей фазе прокатки.

   Благодаря 3-валковой конструкции клетей обеспечивается минимальная разница в окружной скорости между основанием калибра  и боковой стороной валка, а также  повышенная устойчивость оправки в проходе. 3-валковая геометрия позволяет регулировать очаг деформации в широком диапазоне с использованием той же оправки без существенных отклонений по допускам.

   Установка валков осуществляется гидравлическими  устройствами, что позволяет производить полный контроль над процессом и регулирование толщины стенки во время прокатки с целью достижения  высокой точности геометрических размеров.

 

1.2.5 Редукционно-растяжной стан 

   Для обеспечения  возможности прокатывать полный диапазон размеров в соответствии с таблицей 1 применяется 28-клетевой редукционно-растяжной стан.

   Диаметр валков в редукционно-растяжном  стане составляет 450 и 330 мм. Прокатные клети могут обрабатывать гильзы максимальным диаметром в 175 мм. 

Исходные  заготовки 

   В качестве исходного материала необходимы круглые заготовки диаметром 200, 160 и 140 мм.

   Заготовки поступают в кратных длинах, необходимых  для трубопрокатного стана. 

   Требования  к качеству исходных заготовок 

   Настоящие требования к подаче заготовок применяются  к поставляемым горячекатаным и/или непрерывнолитым круглым заготовкам из углеродистых и легированных марок стали. 

   - Размеры, допуски 

   Диаметр: 200 / 160 / 140 мм 

   Допуск  по наружному диаметру:  ± 1,4%

   (по  номинальному размеру) 

   Овальность  должна быть ниже: 2 % 

   Расчет  овальности:

   (Dмакс  -  Dмин)

   ----------------------    < 2%

   Dмакс 

   Отклонение по

   конечной  поверхности: 3,0°

   (макс. 5 мм от перпендикулярности) 
 
 
 

   - Условия подачи 

   Заготовки должны подаваться к трубопрокатному  стану без внутренних и поверхностных дефектов, которые могут оказать влияние на качество бесшовных труб, напр.: 

   • дефекты поверхности заготовок: макс. допустимая глубина 0,5 мм

         Более крупные дефекты должны быть зачищены с избежанием острых кромок. Глубина  шлифовки, однако, не должна превышать 1,4 % диаметра заготовок. Устранение дефектов путем сварки неприемлемо.

   • Заготовки должны быть свободны от флокенов и от усадочных раковин.  

   • Кривизна заготовок не должна превышать 2,5 мм/м. 

   • Заготовки должны заказываться в однократных или многократных длинах согласно требованиям для трубопрокатного стана. Допуск не должен превышать 1 % длины. 
 

   - Металлургические требования 

   Если  не предписан иной химический состав заготовок, последний не должен превышать нижеследующие предельные значения: 

         P + S <   0.045 %

         O2 <   40 млн.-1

         N2 <   100 млн.-1

         H2 <   4 млн.-1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.3 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВКИ

   Литая заготовка.

   Загрузка  металлошихты осуществляется с помощью специальных корзин в два приема – завалка (основная) и подвалка. Схема шихтовки корзин должна соответствовать ТИ 840-К-02-96 «Загрузка ломом, взвешивание и транспортировка завалочных корзин».

   Далее начинается расплавление металлошихты.

   Включение печи производится только при исправном  состоянии печи, охлаждающих устройств, механического, гидравлического и электрического оборудования. Расплавление шихты производится в автоматическом режиме. После проплавления колодцев и расхода 3500 кВтч электроэнергии в печь присаживают известь в количестве 1,5-2,5 т со скоростью 150-200 кг/мин, после расхода 7000-10000 кВтч присаживают кокс фракции 25-40 мм в количестве до 400 кг разовыми порциями до 30 кг.