18.06.2018
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
- Зиновьев А.В., Колпашников А.И. Технология обработки давлением цветных металлов и сплавов / А.В. Зиновьев, А.И. Колпашников, П.И. Полухин и др. – М.: Металлургия, 1992. – 512 с.
- Хензель, А. Оптимизация расхода энергии в процессах деформации / А. Хензель, Т. Шпитгель, М. Шпитгель и др. – М.: Металлургия, 1985. – 184 с.
