НОВАЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ НЕПРЕРЫВНОЙ СОВМЕЩЕННОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ И ТРУБОПРОКАТНЫЙ СТАН НССП ДЛЯ ЕЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Новая технологическая схема производства труб предполагает применение катаной или непрерывнолитой заготовки, сохранение известных технологий подготовки металла к прокатке и прошивке заготовок сплошного сечения в полые толстостенные гильзы (возможно применение центробежнолитых полых гильз), а также операций охлаждения, порезки и отделки труб.

Принципиально отличительной является технология прокатки готовых труб широкого сортамента в одном стане НССП с удерживаемой оправкой из гильз с использованием только предварительного нагрева трубной заготовки. В НССП раскатку трубы по толщине стенки в группах калибров на оправке неоднократно чередуют с редуцированием. При этом повышенная продольная концевая разно стенность (утолщенные концы), являющаяся результатом редуцирования с натяжением, или внутренняя граненность на трубах после редуцирования толстостенных труб раскатываются в последующей группе калибров на оправке. В результате обеспечивается высокое качество труб с полем допуска по толщине стенки ±5,0—8,0 % (в зависимости от сортамента), прокатка труб без дополнительного подогрева и с минимальным коэффициентом расхода металла.

Впервые в технологии производства бес . шовных труб непрерывный стан совмещенной прокатки согласно технологии НСПТ работает как ступень, совмещающая в непрерывном режиме работы раскатку и чистовую прокатку труб с полем допуска по толщине стенки ниже значений, указанных в действующих нормах.

Чередование деформации трубы по толщине стенки и по диаметру в одном стане НССП способствует увеличению пластичности и

снижению сопротивления деформации прокатываемого металла. Это допускает ббльшую степень его обжатия в калибрах стана, позволяет использовать эффект термоупрочнения при контролируемой и регулируемой прокатке труб, что повысит их прочностные свойства, хладостойкость, длительную прочность и др. Высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) может успешно использоваться при прокатке труб в НССП, являясь одним из эффективных способов улучшения комплекса механических и эксплуатационных свойств не только углеродистых, но и нержавеющих сталей (прочности, пластичности, коррозионной стойкости, износостойкости).

Использование контролируемой прокатки труб в НССП дает возможность получения более высоких групп прочности (JI, М) углеродистых ' и легированных сталей. Кроме того, непрерывный стан совмещенной прокатки может быть применен для прокатки труб из чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ), используя в качестве исходной заготовки центробежнолитые полые гильзы. В связи с вышеизложенным, виды обработки, которые могут быть успешно реализованы в стане НССП, обеспечивают новому процессу НСПТ неоспоримые преимущества технологического и экономического характера.

Наши рабты [1] позволяют утвердительно судить о технологической осуществимости нового процесса непрерывной прокатки труб и подтвержджают высокую выгоду использования технологии НСПТ со станом НССП при проведении технического перевооружения действующих и строительстве новых агрегатов; обеспечивается возможность рационального изготовления труб различных размеров и из материалов, пользующихся спросом на рынке. На ос новании результатов, проведенных во ВНИТИ теоретических исследований и экспериментального моделирования на лабораторном стане особенностей нового процесса, определены рекомендации для проектирования типоразмерного ряда агрегатов: НССП—60, НССП80,

НССП—110, НССП—140, НССП—170, ориентированных на уникальное и массовое производство труб из углеродистых и легированных сталей в обобщенном диапазоне размеров: наружный диаметр 25—168 мм, толщина стенки 2,5— 25,0 мм.

Применение НССП в составе трубопрокатного агрегата по сравнению с известными технологическими схемами позволяет достичь следующих преимуществ [2]: один нагрев заготовки—гильзы позволяет осуществить прокатку труб необходимого широкого сортамента агрегата в одном стане НССП; относительно низкие расходы на инвестиции и производственные издержки; экономится в год более 50млн.кВт*ч электроэнергии (при годовом объеме производства агрегата 300 тыс.т труб) за счет исключения печи дополнительного нагрева черновых труб; значительно сокращается длина технологической линии (примерно на 60—100 м) и связанные с этим капитальные затраты на строительство цеха; все прокатное оборудование располагается в одном пролете цеха; уменьшается расход металла на 20—40 кг/т за счет исключения образования утолщенных концов труб; является наиболее эффективным по критерию "максимум прибыли", обеспечивает наибольшую экономию металла, а для производства труб диаметром 95—159 мм с отношением диаметра к толщине стенки менее 10 — является приоритетным; обеспечивается высокое качество труб и возможность осуществления в НССП процесса контролируемой прокатки с целью получения заданной структуры металла труб и повышения их потребительских свойств; экономится до 10% общей суммы функциональных затрат на изготовление труб за счет исключения дополнительного нагрева труб; уменьшается приблизительно на 20—25 % загрязнение воздушного и водного бассейнов за счет снижения количества окалины и угара металла; уменьшается тепло и газовыделения в рабочую зону цеха.

На основе этих преимуществ разработан проект принципиально нового оборудования технологической линии с опытнопромышленным непрерывным станом совмещенной прокатки НССПЛ 2560.

Высокая научнотехническая значимость разработок авторов гарантируется индивидуальной оценкой эффективности создания опытнопромышленного стана НССП—Л 25—60, не имеющего аналогов. Ведутся работы по освоению новой технологии и приемов управления процессом контролируемой прокатки в НССП, в том числе изготовления малотоннажных партий специальных видов стальных и чугунных из ЧШГ труб с ужесточенными допусками по наружному (внутреннему) диаметру и толщине стенки, с заданной неравномерностью по толщине стенки в сечении и по длине и др. Авторы считают возможным предложить новую технологию и высокое качество в новой концепции осуществления необходимой деформации гильзы по толщине стенки и по диаметру до прокатки готовой трубы в одном стане НССП без дополнительного нагрева раската для совместного сотрудничества в исследовании и реализации прогрессивного процесса. Экономические преимущества в сочетании с технологическим и техническим "ноухау" дают уверенность в том, что наши партнеры будут располагать одной из самых современных технологий.

Новая технология НСПТ и конструкция стана НССП не имеют аналогов в мировой практике трубного производства и защищены авторскими свидетельствами и патентами Великобритании, США, Франции и Японии.

Потребность рынка в заводах (цехах) по производству труб с относительно небольшими инвестициями и производственными затратами будут удовлетворены благодаря проектированию и строительству новых производственных линий с небольшим числом технологических ступеней, приспособленных к условиям региональных рынков.

При создании небольших производственных мощностей, можно полностью отказаться от разделения технологических ступеней "раскатки" и "чистовой прокатки", а также исключить необходимый при традиционных технологиях дополнительный нагрев черновых труб, применяя ресурсосберегающую технологию непрерывной совмещенной прокатки труб.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 4, Москва 1994