Что же является черным металлом? Под словосочетанием черные металлы подразумевают сплав железа, который в своем составе имеет небольшое количество углерода, и других специальных элементов, которые добавляются для получения всех необходимых свойств.

Черный металл – это особые формы желез и других стальных сплавов, такие как:

• углеродистые стали;
• чугун;
• легированные стали;
• инструментальные стали.

Черные металлы обладают магнитными свойствами.

Читать далее →

Для производства проволоки применяют волочильные машины: однократные и многократные, без скольжения и со скольжением. Машины для производства проволоки называют барабанными, если они работают с наматыва­нием проволоки на барабан, или шпульными, если про­волоку наматывают на катушки. Однократные барабан­ные волочильные машины применяют при производстве проволоки диаметром >6 мм. Проволока диаметром <6 мм производится на барабанных машинах многократ­ного волочения. По диаметру готовой проволоки разли­чают машины: толстого волочения (d=Зч-6 мм), сред­него волочения (d=Q,8-r-1,5 мм), тончайшего волочения (d<0,8 мм). По кинематике различают машины со скольжением проволоки относительно поверхности тяго­вых барабанов и без скольжения.

При производстве проволоки диаметром >6 мм при­меняют однократные волочильные машины. Исходной за­готовкой для однократных волочильных машин является горячекатаный прокат диаметром 8—20 мм. Перед воло­чением заготовку подвергают травлению и после остре-

/ 2 J 2 2 2

Рис. 154. Схема многократного волочения

Ния передают на волочильную машину. Заготовку в виде бунта устанавливают на свободно вращающийся конус. Заостренный конец заготовки пропускается через рабо­чий канал волоки и захватывается вытяжными клеща­ми, которыми проволока вытягивается на определенную длину. После намотки двух-трех витков машину оста­навливают, и проволока закрепляется непосредственно на барабане. Протяжку конца заготовки и волочение проволоки осуществляют за счет усилия, развиваемого барабаном. При необходимости дальнейшего уменьше­ния диаметра проволоки производится повторное воло­чение. На машинах многократного волочения (рис. 154) проволока 1 деформируется одновременно в нескольких волоках 2. Сила трения, возникающая между поверх­ностью тягового барабана 3 и проволокой, осуществляет протягивание проволоки через фильеру. Современные волочильные машины имеют индивидуальный привод тя­говых барабанов через коробку скоростей 4. Машина многократного волочения является машиной непрерыв­ного принципа работы, т. е. проволока одновременно де­формируется в нескольких волоках и скорость вращения всех тяговых барабанов связана постоянством секундных объемов металла, скоростью выхода проволоки после каждой волоки.

Постоянство секундных объемов на машинах много­кратного волочения прямоточного типа (рис. 154) обес­печивается подбором рабочего диаметра и числа оборо­тов тяговых барабанов. На машинах многократного во­лочения магазинного типа (рис. 155) частичное рассогла­сование условия постоянства секундных объемов металла компенсируется изменением количества витков прово­локи на смежных тяговых барабанах 2. В зависимости от соотношения скорости выхода проволоки из предыдущей фильеры 1 и скорости входа проволоки в последующую

Фильеру поводковым устройством 3 с промежуточного барабана снимается определенное число витков проволо­ки или добавляется. Как правило, обжатия в волоках подбираются так, чтобы запас проволоки на промежу­точных тяговых барабанах в процессе волочения посто­янно увеличивался. Машины многократного волочения без скольжения являются наиболее распространенными. Во-первых, эти машины обеспечивают широкий сорта­мент по размерам и, во-вторых, проволока на этих ма­шинах получает большую суммарную деформацию за передел благодаря протяжке через большое количество волок (до 15). Например, отечественная машина прямо­точного волочения 7/350 обеспечивает за одну операцию получение проволоки диаметром 2—3,2 мм с суммарным обжатием свыше 80%. Машины, работающие со сколь­жением проволоки относительно поверхности тяговых шкивов, применяются в основном для производства про­волоки диаметром <1 мм.

Вытяжные и направляющие шкивы машин со сколь­жением выполняются ступенчатыми (рис. 156) и враща­ются с постоянной угловой скоростью. Диаметр по сту­пеням шкивов увеличивается по мере уменьшения сече­ния проволоки пропорционально вытяжкам. Практически линейная скорость на ступенях шкивов на 2—3 % боль­ше скорости проволоки. Усилие волочения так же, как и в машинах без скольжения, определяется силой трения на поверхности контакта шкива и проволоки. Процесс волочения проволоки на машинах со скольжением осу­ществляется следующим образом. С размоточного уст-

Рис. 156. Схема волочения со скольжением

Ройства заостренная проволока пропускается через пер­вую фильеру и огибается вокруг натяжного шкива 1 один-два раза и свободно пропускается через волокодер — жатель 3 на направляющий шкив 2. Усилие волочения создается на вытяжном шкиве; направляющий шкив слу­жит для изменения направления волочения. Волочение в следующей фильере 4 происходит на ступени шкива большего диаметра и т. д. На машинах с двумя парами ступенчатых шкивов осуществляется протяжка через большое количество фильер (до 25) с суммарным отно­сительным обжатием до 90 %. При производстве прово­локи волочением применяют отжиг для снятия упрочне­ния металла и восстановления его пластических свойств перед дальнейшим волочением. Часто при производстве тонкой проволоки, еще до получения требуемого диамет­ра, суммарная степень деформации достигает больших значений, что вызывает значительное упрочнение метал­ла и потерю пластичности. Дальнейшее волочение про­волоки возможно только после отжига. Готовую прово­локу подвергают термической обработке для получения заданных свойств по прочности, твердости, удлинению и т. д.

СО ПРИЛОЖЕНИЕ

Химический состав каменных и бурых углей

Химический состав железных руд СССР

Со Технико-экономические показатели доменной плавки (197? г.)

Проектные профили доменных печей СССР, мм

Полезный объем, м3

А X

U

О

Химический состав некоторых марок стали

Химический состав кокса

Основные размеры рабочего пространства мартеновских печей

* В зависимости от интенсивности продувки глубина ванны от уровня порога и высота свода увеличиваются иа 200—700 мм.

** Коэффициент емкости ванны показывает, какую часть объема парал­лелепипеда, образованного произведением длины иа ширину и на глубину ванны, составляет объем ванны.

Продолжение

Тепловой баланс рабочего пространства

30 52

Тепло жидкого чугуна 10,

Экзотермические реак — 8, ции выгорания примесей

Теплота шлакообразо — 0,58 вания

Тепло сгорания топлива 48,75 (смешанного газа)

Физическое тепло возду — 20,93 ха, нагретого в регене­раторах

Физическое тепло газа, 10,92 нагретого в регенераторах

Всего 100,00

20,10 4,77 0,1»

1,05 58,90

15,05

100,00

На нагрев стали На нагрев шлака Испарение влагн из ру­ды известняка Разложение известняка Уносится с продуктами сгорания

Потери в окружающую среду и с. охлаждением водой

Всего

Сопоставление материальных балансов кислородно-конвертерного процесса при верхней и донной продувке

Задано

Получено

О/

/о

Верхняя продувка

Донная продувка

Сравнение тепловых балансов кислородно-конвертерного процесса при верхней и донной продувке

Основные характеристики некоторых прокатных станов

[1] Схематический продольный разрез рабочего пространства до­менной печи.

[2] Себестоимость чугуна. Структура себестоимости чугуна может быть охарактеризована примерно следу­ющими затратами: сырые материалы 54%; кокс и при-

Технологический процесс включает ряд операций: подготовку исходного материала, волочение, термиче­скую обработку, покрытие и отделку. Исходным мате­риалом для производства стальной проволоки является катанка диаметром от 5 до 15 мм в бунтах массой до 600 кг. Перед волочением катанку подвергают травле­нию для удаления окалины с поверхности. Наряду с травлением в кислотных растворах окалину с поверхно­сти катанки удаляют также механическим или электро­химическим способом. При производстве высокопрочной проволоки из сталей типа ЗОХГС, 50ХФ и др. катанку подвергают патентированию. Патентирование заключа­ется в нагреве стали до температуры однофазного со­стояния аустенита, выдержке в соляном растворе при 450—550 0C и охлаждении на воздухе. Сорбитная струк­тура, полученная после патентирования, улучшает меха­нические свойства катанки — повышается пластичность и прочностные характеристики металлов. Силы трения в зоне контакта металла с каналом волоки являются вред­ными, препятствующими повышению эффективности про­цесса. Для уменьшения коэффициента трения поверх­ность катанки подвергают меднению, фосфатированию, желтению, известкованию. Перед подачей в волочильную машину бунты катанки укрупняют на стыкосварочной машине. Перед задачей в волоку конец катанки заостря­ется на острильных станках. Операция острения может проводиться перед задачей в каждую волоку, если воло­чение осуществляется через несколько волок.

Выше были перечислены основные операции техноло­гического процесса производства проволоки волочением. Рассмотрим несколько конкретных схем технологическо­го процесса производства проволоки из наиболее широко применяемых сталей. Более 70 % проволоки производит­ся из низкоуглеродистой стали (0,15% С). Это прово­лока общего назначения, для воздушных линий, берд- ная, полиграфическая и др. Исходным материалом для производства проволоки диаметром 0,8—10 мм из низко­углеродистой стали является катанка диаметром 6— 13 мм. Катанку подвергают травлению и протягивают в зависимости от диаметра проволоки на однократных или многократных машинах. В процессе изготовления тонкой проволоки предусматривается промежуточный отжиг. Готовая проволока может передаваться потребителям отожженной или наклепанной. Проволока для холодной высадки калибруется; полиграфическая и кабельная про­волока проходит операцию цинкования.

Канатная, пружинная и инструментальная проволока производится из средне — и высокоуглеродистых сталей (0,5—1,2% С). Повышенное содержание углерода по­зволяет в результате деформационного упрочнения полу­чать высокий предел прочности (до 30 МПа и более) без заключительной термической обработки. Особенностью производства проволоки из средне — и высокоуглеродис­тых сталей является заключительная регламентирован­ная термическая обработка — закалка и отпуск для про­волоки со специальными свойствами (65Г). Технологиче­ская схема производства проволоки из легированных сталей также отличается операциями термической обра­ботки и некоторыми операциями по обеспечению качест­ва поверхности проволоки. Например, при изготовлении проволоки из инструментальной стали Р18 катанку под­вергают отжигу для снижения прочностных характерис­тик и повышения пластичности. Поверхность готовой про­волоки подвергают шлифовке или полировке.

Работа деформации при волочении определяется в ос­новном двумя составляющими: работой, расходуемой на пластическую деформацию, и работой, затрачиваемой на преодоление сил трения между изделием и поверхностью канала волоки. Работа, затрачиваемая на преодоление сил трения, может составлять 60—80 % общей работы. Повышение величины работы при волочении отрицатель­но влияет на условия эксплуатации волочильных машин. Работа трения переходит в тепловую энергию, в резуль­тате чего повышается температура волоки, тяговых ба­рабанов и самого изделия. Чрезмерный нагрев приводит к повышенному износу волок. Для уменьшения сил тре­ния в зону деформации вводят различные смазки. К смазкам, применяемым при волочении, предъявляются особые требования, вытекающие из условий деформации в волоке. Смазка должна обладать большой поверхност­ной активностью. Сила сцепления смазки с поверхностью металла должна быть такой, чтобы она проникала в зо­ну деформации. Чем больше поверхностная активность смазки, тем больше проникает ее в зону деформации. В зоне деформации смазка испытывает большие давления и нагревается. При указанных условиях смазка не долж­на разрушаться или спекаться.

Различают следующие виды смазок при обработке металлов давлением: металлические, твердые, конси­стентные, масла, водные смазочно-охлаждающие жидко­сти, газообразные. При волочении стали применяют металлические, твердые, консистентные и водные смазоч — но-охлаждающие жидкости. Примером применения ме­таллической смазки является меднение, цинкование, кад- мирование стали перед волочением, чем увеличивают по­верхностную активность применяемой смазки и улучшают условия трения. К твердым смазкам относится каль­циевое мыло, мыльный порошок, парафин. Консистент­ные смазки представляют собой смеси животных, расти­тельных и минеральных масел с загустителями. В ка­честве загустителей используют мыло, церезин и др. Твердые и консистентные смазки применяют на машинах толстого и грубого волочения. При волочении проволр — ки диаметром <3 мм в качестве смазки используют вод­ные смазочно-охлаждающие жидкости (эмульсии). Ши­роко применяют водные эмульсии масел и мыла, чистого мыла, олеиновой кислоты с. кальцинированной содой.

Для повышения поверхностной активности в эмульсию вводится сера, хлор и др. Эмульсия на проволоку и в зо­ну деформации подается насосом, установленным у каж­дой машины, или от централизованной станции.

Волоки делают из стали, твердых сплавов и техниче­ских алмазов. По конструкции волоки бывают цельны­ми, составными и роликовыми. Стальные волоки (доски) применяют при волочении крупных изделий: труб диа­метром 16—300 мм и прутков диаметром 16—100 мм. Волоки делают из инструментальных сталей У8—У12 и сталей, легированных хромом,—Х12, 40Х5Т и др. Исход­ной заготовкой для изготовления стальных волок явля­ется горячекатаный прокат в виде круга или толстого листа. Конусный канал волоки выполняют на металлоре­жущих станках. После закалки и отпуска на требуемую твердость поверхности рабочий конус волоки шлифуется и полируется. Твердость поверхности после закалки должна быть не меньше HRC 60.

Твердосплавные волоки производят на основе карби­да вольфрама, имеющего большую твердость. Для соединения карбида вольфрама (порошок) в монолитное твердое тело используют кобальт. Применяют следующие твердые сплавы: при волочении проволоки ВК2—ВК6; при волочении труб и прутков ВК8—BKl 5. Буквенные обозначения и цифры в обозначении твердых сплавов — указывают: В — карбид вольфрама, К — кобальт; циф­ра— содержание кобальта в процентах. Чем меньше ко­бальта, тем выше твердость материала волоки и меньше механическая прочность. Заготовки для волок получают холодным прессованием порошкообразной смеси карбида вольфрама и кобальта в специальных матрицах. Спрес­сованная заготовка подвергается сушке при температуре ~ IOO0C в течение 24 ч и спеканию при 1350—1500°С, После спекания заготовка волоки приобретает твердость в пределах HRC 85—90 и достаточную механическую прочность. Для увеличения жесткости и прочности воло­ку запрессовывают в оправку или закрепляют в оправке пайкой медью. Рабочий канал твердосплавных волок шлифуется на специальных станках нитью, иглой и по­лируется. Для шлифования рабочего канала больших волок применяют шлифовальные круги. Полирование производится различными пастами с алмазной пылью. Волоки из природных или синтетических алмазов приме­няют при волочении проволоки диаметром <1 мм. Обра­ботку канала волоки производят при помощи алмазных зерен или порошка. Алмазные волоки закрепляют в уг­лублении оправки бронзовыми кольцевыми элементами.

Волочение металлов применяют при производстве проволоки, прутков, изделий сложного сечения, труб. Проволока, имеющая небольшую площадь поперечного сечения и большую длину, может быть получена только волочением. При производстве прутков холодное воло­чение обеспечивает большую точность размеров и высо­кую чистоту поверхности. Волочение с небольшой сте­пенью деформации для придания прутковым изделиям повышенной точности размеров сечения называется ка­либровкой. Волочение труб применяют для уменьшения диаметра и толщины стенки. Сущность процесса волоче­ния заключается в следующем (рис. 153). Передний ко­нец заготовки 1 заостряют, вставляют в коническое от­верстие волоки 2, имеющей выходное сечение меньше сечения заготовки. Приложением усилия P протягива­ют заготовку через волоку. При этом площадь сечения заготовки уменьшается, а длина увеличивается. Степень деформации при волочении ограничивается прочностью переднего конца изделия, к которому прикладывается тянущее усилие, называемое усилием волочения. При напряжении в переднем конце изделия, превышающем предел упругости, возможен обрыв. Относительное об­жатие при волочении равно е= [F0—FK)/F0 100%, где

F0, Fk —¦ площадь попереч­ного сечения изделия до и после волочения.

При волочении проволо­ки из заготовки круглого сечения относительное об­жатие рассчитывают по фор­муле, %: е = [1— {djd0) 2]Х X ЮО, где d0, dK — диаметр заготовки до и после воло­чения.

Вытяжка заготовки определяется отношением площа­дей поперечного сечения заготовки до и после волочения или отношением длин X=F0IFk=Ik/Io, где I0, Ik — длина заготовки до и после волочения.

Так же как и при прокатке, относительное обжатие и вытяжка взаимосвязаны отношением Я= 1/(1—е). Основным коэффициентом деформации считают относи­тельное обжатие, по которому оценивают эффективность процесса. При волочении проволоки суммарное относи­тельное обжатие за один передел может достигать 90 % и более. Наибольшее частное относительное обжатие, как уже говорилось выше, ограничивается уровнем на­пряжения растяжения в сечении переднего конца заго­товки, к которому приложено усилие волочения. Усилие волочения зависит от большого числа факторов: от со­противления металла деформации, которое в свою оче­редь зависит от химического состава стали и состояния металла (температура, наклеп). Чем больше степень частного относительного обжатия, тем больше усилие волочения. Усилие волочения возрастает при увеличении коэффициента трения по площади контакта металла и инструмента. Сложное влияние на усилие волочения ока­зывает форма продольного профиля конусного отверстия, через которое протягивается металл.

Рис. 153. Схема канала волоки

По длине сечения канал можно разделить на участки (см. рис. 153): входная воронка I, рабочий конус II, ка­либрующий поясок III; выходная воронка IV. Обжатие заготовки в радиальном направлении происходит в ра­бочем конусе. Усилие волочения Pu = aFK, где о—напря­жение в переднем конпе полосы, МН/м2; Fk — площадь. поперечного сечения, м2.

Электросварные трубы можно разделить по диамет­ру на три группы: 6—114, 114—529, 529—2000 мм. Тру­бы диаметром от 6 до 529 мм производят контактной электросваркой, диаметром >529 мм — электродуговой

Рис. 152. Схема производства труб методом продольной гибки заготовки с последующей сваркой

Сваркой с расплавляемым электродом. Рассмотрим технологический процесс образования продольной гиб­кой трубы из рулонной полосовой или листовой стали (рис. 152). Оборудование агрегата расположено в по­точной линии, и процесс является непрерывным. Полоса (лист) в рулонах поступает на разматыватель 1. Конец полосы отгибается специальным устройством, и полоса задается в правильную машину 2. Концы полосы обреза­ются на гильотинных ножницах 3. Конец предыдущего рулона сваривается встык с началом последующего. На­плывы металла в месте сварки (грат) срезаются грато — снимателем, смонтированным в стыкосварочной маши­не 4, транспортировка полосы обеспечивается тянущими роликами 5. Для обеспечения непрерывности процесса предусмотрены петлевые устройства 6, из которых поло­са выбирается во время сварки концов рулонов. Перед задачей в формовочный стан 8 кромки полосы обреза­ются на дисковых ножницах 7 для получения постоян­ной ширины. Процесс формовки трубы из полосы заключается в последовательном пластическом изгибе полосы в холодном состоянии. Валки многоклетьевого непрерывного формовочного стана производят последо­вательный изгиб полосы. Сформованная труба посту­пает на сварочную машину 9. После сварки и удаления грата труба охлаждается и поступает в калибровочный стан 10. Калиброванная по диаметру труба режется дис­ковой пилой 11 на мерные длины и передается на от­делку, где трубы правят, торцуют, подвергают гидроис­пытаниям. Технологическая схема производства (см. рис. 152) предусматривает возможность получения тру б большого диапазона по диаметру. Например, агрегат 20-102 для получения труб сваркой сопротивлением обес­печивает производство труб диаметром от 20 до 102 мм. Разрезанные на мерные длины дисковой пилой трубы на агрегате 20-102 поступают в нагревательную печь. После нагрева трубные заготовки поступают для дальнейшей прокатки в редукционный и калибровочный станы. Ниже приведен расход металла А (т), электроэнергии Б (МДж), условного топлива В (ГДж), валков Г (кг) и воды Д (м3) на 1 т труб:

Установки:

С автоматическим станом. с непрерывным станом. . для печной сварки труб. для электродуговон сварки с расходуемым электродом (спиральный шов) ….

Исходным материалом для производства сварных труб служат полосы толщиной 2,6—8,5, шириной 172:— 457 мм в рулонах массой до 4 т. Рулоны полосы со скла-

Рис. 151. Схема производства труб методом непрерывной печной сварки

Да подаются в пролет стана (рис. 151) к разматывателю 1. На разматывателе конец полосы отгибается и задает­ся в роликоправильную машину 2. В линии стана уста­новлены ножницы 3 для обрезки концов полосы и стыко — сварочная машина 4. Сваркой заднего конца предыдущей полосы с передним концом последующей получают бес­конечную ленту. Между стыкосварочной машиной и проходной нагревательной печью 6 предусмотрен нако­питель ленты 5, который обеспечивает непрерывность работы линии во время сварки очередных полос. Форми­рование трубы из полосы производят на непрерывных валковых станах. Непрерывный формовочно-сварочный стан 7 состоит из шести рабочих клетей с вертикальным и горизонтальным расположением валков диаметром 350 мм. На бочке валков выполнены ручьи, образующие круглые калибры. В первой рабочей клети полоса свер­тывается без соприкосновения кромок. В проходной на­гревательной печи полоса нагревается до 1300—1350 °С. При выходе из печи кромки полосы обдуваются сжатым воздухом и в результате реакции окисления разогрева­ются до 1380—1450 °С. Перед соприкосновением кромок и собственно сваркой сжатием вторично подают сжатый воздух и повышают температуру кромок до 1500— 1520 0C и сплавляют их. Во второй клети кромки приво­дят в соприкосновение и после сжатия сваривают.

В последующих четырех клетях формовочно-свароч — ного стана осуществляется обжатие трубы по диаметру. В редукционном стане 9 производится дальнейшее об­жатие (40—65 %) трубы по диаметру с большим натя­жением, что позволяет одновременно с уменьшением диаметра трубы уменьшить толщину стенки на 10— 20%- В состав редукционного стана входят четырна­дцать рабочих клетей с горизонтальным и вертикальным расположением рабочих валков. Окончательная прокат­ка трубы осуществляется в трехклетьевом калибровоч­ном стане 10. В двух клетях с горизонтальным располо­жением рабочих валков и одной клети с вертикальным расположением валков производится прокатка с неболь­шим обжатием для получения точных размеров по диа­метру. Перед прокаткой в редукционном и калибровоч­ном станах труба проходит душирующие установки 8 и охлаждается перед редуцированием до IlOO0C и перед калибровкой до 900 0C для получения необходимых меха­нических свойств. По выходе из калибровочного стана труба разрезается летучей пилой на мерные длины. Раз­резанные на мерные длины (8 м) трубы направляются на охлаждение и отделку. Отделка труб осуществляется в четырех поточных линиях, на которых трубы торцуют­ся, на трубонарезных станках нарезается резьба на кон­цах и производится гидроиспытание на прочность. Ниже приведены данные, характеризующие часовую произво­дительность непрерывных станов печной сварки труб в зависимости от диаметра готовой трубы.

Номинальный внутренний дна — j

Метр труб, дюйм………………………. —

2

Толщина стенкн, мм. . . .2,75 Производительность, т/ч. . 25

Номинальный внутренний диаметр трубы, дюйм… 2

Толщина стенкн, мм…. 3,9 Производительность, т/ч. . 45

Трубы высокого качества по поверхности, размерам и механическим свойствам получают холодной прокат­кой на специальных станах и волочением. Перед холод­ной прокаткой трубную заготовку подвергают контролю, а заготовки из специальных сталей — отжигу. В даль­нейшем заготовку подвергают травлению, промывке. Остатки кислоты нейтрализуются в растворе щелочи, и заготовки просушиваются. Поверхность заготовки перед прокаткой фосфатируется или омедняется для улучше­ния условий деформации. Промасленные трубные заго­товки поступают на стан холодной прокатки. Рабочую клеть стана холодной прокатки выполняют подвижной. В клети на подшипниках горизонтально смонтированы два валка, на которых нарезаны ручьи переменного ра­диуса и ширины. При синхронном вращении валков в разные стороны образуется круглый калибр переменного сечения, т. е. калибр будет уменьшаться или увеличи­ваться в зависимости от угла поворота валков. В зоне деформации устанавливается коническая оправка. При движении рабочей клети навстречу трубной заготовке между валками образуется круглый калибр большого диаметра, через который свободно проходит трубная за­готовка. При изменении направления движения рабочей клети валки обкатываются по трубе и производят обжа­тие. На стане холодной прокатки осуществляют значи­тельное уменьшение толщины стенки и диаметра за одну операцию. При необходимости дальнейшего уменьшения толщины стенки и диаметра трубы подвергают повторной прокатке. Перед повторной прокаткой трубы отжигают, травят, омедняют и промывают. Готовые трубы посту­пают в отделение отделки.

331

Производство сварных труб. Исходным материалом при производстве сварных труб является полоса (штрипс) или лист. Стальная труба получается в результате плас­тического изгиба полосы или листа и последующей сварки. Труба образуется при изгибе полосы или листа в продольном направлении или сворачиванием в винто-

?1*

Вую спираль. Кромки свернутой в трубу полосы или листа свариваются под давлением (печная сварка) и электросваркой.

Основная масса бесшовных труб получается прокат­кой на автоматических трубопрокатных станах. Исход­ным материалом для прокатки труб на автоматическом стане является заготовка круглого сечения диаметром 70—350 мм. Схема производства труб на автоматическом стане включает две основные операции: прошивку заго­товки в толстостенную гильзу и прокатку гильзы на автоматическом ртане (рис. 149). Зона деформации при прокатке на автоматическом стане образуется калибром и оправкой. Зазор между калибром и оправкой опреде­ляет толщину стенки трубы. Оправка вставляется в ка­либр, задний конец оправки длиной 11 м удерживается в станине. Прокатка производится в несколько пропус­ков с поворотом оправки вместе с трубой на 90° после каждого пропуска. В конце каждого пропуска труба 2 полностью выходит из валков рабочей клети 3 и оказы­вается на оправке 1. При поднятом верхнем валке рабо-

Риц. 149. Последовательность прокатки трубы на автоматическом стане:

Л —захват трубной заготовки валками; б — прокатка трубы; в — окончание прокатки; г — возврат трубы для повторной прокатки

Чей клети труба роликами 4 возвращается на переднюю сторону рабочей клети, и процесс прокатки повторяется.

Ролики обратной подачи 4 работают синхронно с валками 3 рабочей клети. При прокатке трубы нижний ролик опускается, и труба свободно проходит на оправ­ку. После окончания прокатки, когда труба полностью оказывается на оправке, нижний ролик поднимается и прижимает трубу к верхнему ролику, вследствие чего труба возвращается на переднюю сторону рабочей клети для повторной прокатки. Трубная заготовка после авто­матического стана поступает на обкатные станы. Про­катка на обкатном стане производится в клетях с конус­ными валками. Прокатка труб ведется на пробке, укреп­ленной на стержне. Труба получает поступательное движение и одновременно вращается вокруг своей оси. На обкатном стане устраняется овальность и разностен — ность трубы. Обкатные станы устанавливаются после автоматических и выполняют операцию калибровки пе­ред окончательной прокаткой труб.

Окончательная прокатка (калибровка) труб произво­дится на непрерывном семиклетьевом стане горячей про­катки с чередующимися двухвалковыми клетями с гори­зонтальным и вертикальным расположением валков.

Готовые трубы диаметром 60—430 и толщиной стен­ки 3—60 мм поступают на холодильник. В дальнейшем трубы правятся на правильных машинах с геликоидаль­ными роликами, проходят холодную калибровку по диа­метру. В отделении отделки труб производится нарезка резьбы, навинчиваются соединительные муфты, осущест­вляются контроль и упаковка,

§ 3. Производство труб на непрерывном стане

Непрерывные трубопрокатные станы обеспечивают большую производительность, технологические операции на стане полностью механизированы и автоматизирова­ны. Повышенная по сравнению с другими станами про­изводительность непрерывного стана определяется не­большой продолжительностью процесса прокатки толсто­стенной гильзы в трубу. Непрерывный семиклетьевой стан включает чередующиеся рабочие клети с горизон­тальным и вертикальным расположением валков. Про­катка на непрерывном стане производится с применени­ем длинной оправки, которая проходит на всю длину трубы и движется вместе с нею. После прокатки оправка извлекается из трубы на специальной машине. После из­влечения оправки охлаждаются, обмазываются графито­вой смазкой и используются повторно.

329

Непрерывные трубопрокатные станы прокатывают трубы одного диаметра. На редукционных станах из труб-, ной заготовки, получаемой на непрерывном трубопро­катном стане, прокатывают трубы различной толщины стенки и различного диаметра. Прокатка на редукционных станах производится в круглых калибрах без оправки. Круглый калибр образуется двумя, тремя, четырьмя валками. В результате радиального обжатия в калибрах уменьшается диаметр трубы, а создав между смежными клетями натяжение, добиваются и уменьшения толщины стенки. Рассмотрим технологическую схему прокатки труб с непрерывным трубопрокатным станом 30-102 (рис. 150). В состав цеха входят следующие станы: про­шивной 1, непрерывный девятиклетьевой 2, одиннадца — тиклетьевой непрерывный калибровочный 3 и девятнад — цатиклетьевой редукционный 4. Калибровочный и редукционной станы различаются числом клетей и воз­можностью значительного уменьшения толщины стенки

21—398.

Трубы в результате создания большого межклетевого натяжения до 0,8—0,9 от. Исходная круглая заготовка диаметром 140 мм и длиной 9—12 м краном загружается на приемные решетки 5. Для нагрева заготовок до темпе­ратуры 1200—1250 0C установлены две секционные печи

Рис. 150. Технологическая схема прокатки труб с непрерывным трубо­прокатным станом 30-102

6, к которым заготовка транспортируется рольгангами 7, передача заготовки поперек цеха осуществляется шлеп — перами 8. Нагретые заготовки разрезаются на мерные длины и передаются на прошивной стан /. Прошивка заготовки производится на оправке. Гильзы диаметром 136 и толщиной стенки 14—19,5 мм передаются на не­прерывный девятиклетьевой трубопрокатный стан 2. Прокатка на непрерывном стане производится на оправ­ках различного диаметра в калибрах. Из последней ра­бочей клети получают черновые трубы диаметром 108 мм, толщиной стенки 3—7,5 мм, длиной 20,5 м. По­сле удаления оправки и обрезки концов черновые трубы прокатывают на калибровочном стане 3 или передаются на редукционный стан 4.

Перед окончательной прокаткой трубы подогревают в индукционных печах до температуры 900—950 °С. Из последней рабочей клети калибровочного стана выходит труба диаметром 60—102 и толщиной 3,0—7,5 мм со ско­ростью 1,7—2,9 м/с. На выходе редукционного стана получается труба диаметром 30—73 с толщиной стенки 1,75—6,0 мм. Скорость выхода трубы из редукционного стана равна 6—12 м/с. Трубы в горячем состоянии ре­жутся летучими ножницами или пилой на куски длиной до 24 м и поступают на холодильник. Остывшие трубы передаются в пролет отделки, где правятся на правиль­ных машинах с геликоидальными роликами, разрезают­ся на длины от 6 до 12 м, подвергаются испытаниям, промасливаются и упаковываются. Годовая производи­тельность цеха с непрерывным трубопрокатным станом 30—102 равна ~400 тыс. т.