Вариант технологии для мелкосерийного производства труб

Мыльников С. В., Исхаков Р. Ф. (Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, ЗАО НПП «Машпром», Екатеринбург)

На сегодняшний день в металлургической промышленности существуют традиционные процессы производства стальных труб, которые при различных вариациях построения технологического процесса не пригодны для производства труб из цветных металлов и сплавов, ввиду проблемы ограниченного сортамента.

По существующей технологии, трубная заготовка, в виде полунепрерывнолитой заготовки сплошного сечения, прошивается в горизонтальном экструзионном прессе, а затем прессуется для последующей обработки в станах холодной прокатки труб или трубоволочильных станах. Обзор применяемых технологических схем производства холоднодеформированных труб из цветных металлов и сплавов приведен в работе [1].

Для данной технологии требуется проведение промежуточных термообработок для восстановления пластичности. Для большинства сплавов меди необходим промежуточный рекристализационный отжиг после каждого прохода холодной деформации. Для минимального окисления поверхности изделия применяют печи с восстановительной азото-водородной атмосферой, что в свою очередь имеет достаточно высокую стоимость. Также необходимо оборудование для генерации защитной атмосферы, очистку и рециклинг, что в мелкосерийном производстве трудноокупаемо.

Для мелкосерийного производства подойдет новая технология производства труб, которая включает в себя совмещение прессования трубной заготовки на горизонтальном экструзионном прессе с редукционно-растяжной прокаткой. Схема и состав комплекса выглядит следующим образом: 1) полая заготовка под прессование формируется методом намораживания металла на кристаллизатор; 2) слиток подогревается в индукционной печи, затем проходит через термос для выравнивания температуры по сечению; 3) производится прессование в трубную заготовку; 4) после прессования заготовка поступает в редукционно-растяжной стан без дополнительных нагревов; 5) производится ускоренное охлаждение в УКО в противопотоке воды; 6) калибровка размеров трубы в дополнительном волочильном проходе.

Преимущества технологии с точки зрения энергосбережения и экологичности: 1) использование тепла литейного передела для горячей деформации на начальных этапах производства; 2) отсутствие потерь металла на мехобработку и обрези захватом при многократном волочении; 3) отсутствие отжига в защитной атмосфере и кислотных ванн для травления.

В качестве показателей энергоэффективности производства труб по данной технологии приведем сравнение с типовой технологической схемой производства труб [2].

Таблица. Удельный расход энергии

Технологическая операция

Удельный расход энергии, кВт*ч/т

Типовая технология

Предлагаемая технология

Нагревательная печь

508

–

Прошивной пресс литой заготовки

30

–

Индукционный нагрев перед прессованием

610

400

Прессование на горизонтальном экструзионном прессе

42

42

Травление поверхности заготовки

26

–

Редукционно-растяжная прокатка

–

38

Волочение в холодном состоянии

40

5

Итого:

1256

485

Данное сокращение удельных затрат энергии при производстве труб частично решает вопросы энергосбережения, а отсутствие применения опасных и вредных стадий производства с образованием активных отходов, таких так кислотные растворы ванн травления, отходы операций фосфатирования и др., решает вопросы экологического характера.

Литература