Краткое изложение методов производства бесшовных стальных труб

(1) Автоматическое производство трубопроката

Один из способов производства бесшовных стальных труб. Производственное оборудование состоит из прошивной машины, автоматической трубопрокатной машины, правильной машины, калибровочной машины и редукционной машины. Процесс производства показан на рисунке.

(2) Непрерывное производство трубопроката

Производственное оборудование состоит из прошивной машины, машины непрерывной прокатки труб и машины для уменьшения натяжения. После того как круглая заготовка штампуется в черновую трубу, вставляют оправку и непрерывно прокатывают ее на двухвалковом стане с 7-9 осями роликов, расположенными под углом 90 градусов друг к другу. После прокатки оправка вытягивается и после повторного нагрева снижается натяжение. Его можно свернуть в стальную трубу длиной до 165 метров. Установка непрерывной прокатки труб диаметром 140 мм имеет годовую производительность от 400 000 до 600 000 тонн, что в 2-4 раза больше, чем у автоматической установки прокатки труб. Характеристики этой установки заключаются в том, что она подходит для производства стальных труб наружным диаметром менее 168 мм, требует больших инвестиций в оборудование, большой установленной мощности, оправки длиной до 30 м, а также сложной обработки и производства. Появившийся в конце 1970-х годов ограниченный дорновой стан непрерывного производства труб (МПМ) заставлял оправку двигаться со скоростью меньшей, чем скорость стальной трубы при прокатке, что улучшало условия течения металла и позволяло использовать короткие оправки для прокатки длинных труб. трубы и стальные трубы большого диаметра.

(3) Циклическое трубопрокатное производство

В качестве сырья используются стальные слитки полигональной и круглой формы или непрерывнолитые заготовки. После нагрева их перфорируют под давлением воды на чашеобразные заготовки, а затем прокатывают в шероховатые трубы на двухвалковой наклонной прокатно-вытяжной машине. Затем на трубопрокатном стане циклического действия с отверстиями и канавками переменного диаметра валки вращаются на один круг, чтобы раскатать отрезок стальной трубы. Циклические трубные станы также называются трубчатыми станами Пильгера. Циклическое трубопрокатное производство использует в качестве сырья стальные слитки и подходит для прокатки толстостенных стальных труб большого диаметра и труб переменного сечения.

(4) Производство трехвалкового трубопроката

В основном он используется для производства толстостенных труб с высокой точностью размеров. Точность толщины стенок труб, изготовленных этим методом, достигает ±5 %, что примерно в два раза превышает точность труб, изготовленных другими методами. В 1960-х годах этот метод получил быстрое развитие благодаря изобретению нового трехвалкового стана косой прокатки (названного прокатным станом «Трансваль»). Новый прокатный стан отличается быстрым вращением входной поворотной рамы для изменения угла прокатки при прокатке в хвостовую часть, тем самым предотвращая образование хвостовой части треугольника, и расширяя соотношение наружного диаметра к толщине стенки изделия с 12 до 35. Он может не только производить тонкостенные трубы, но и повышать производственную мощность.

(5) Производство верхней части трубы

Традиционный метод состоит в том, чтобы вытянуть квадратную заготовку в черновую трубу чашеобразной формы посредством гидравлической перфорации и наклонной прокатки, вставить длинную оправку в нижнюю часть чашки черновой трубы с помощью толкателя и последовательно пропустить через ряд роликовых форм с постепенно уменьшая отверстия и прорези свернуть в трубу. Этот метод производства требует меньших инвестиций в оборудование и позволяет использовать заготовки непрерывной разливки. Он может производить очень большие и очень толстые трубы диаметром до 1070 мм и толщиной стенки до 200 мм, но эффективность производства низкая, толщина стенок относительно толстая, а длина труб относительно короткая. После появления нового процесса CPE трубную заготовку перфорируют путем наклонной прокатки с образованием шероховатой трубы, а затем после закрытия трубу удлиняют путем верхней прокатки. Это устраняет некоторые недостатки традиционного метода и становится методом с большей экономической выгодой при производстве бесшовных труб.

(6) Производство экструдированных труб

Сначала очищенную круглую заготовку перфорируют или расширяют, затем нагревают индукционным нагревом или нагревом в соляной ванне, на внутреннюю поверхность наносят смазку и подают в экструдер. Металл выдавливается в трубку через кольцевой зазор между отверстием матрицы и стержнем. В основном он используется для производства труб из жаропрочных сплавов с низкой пластичностью, труб специальной формы и композитных труб, труб из цветных металлов и т. д. Этот метод имеет широкий диапазон производства, но низкую производительность. В последние годы благодаря усовершенствованию материалов форм, смазочных материалов, скорости экструзии и т. д. также получило развитие производство экструдированных труб.

(7) Производство прокатных труб с направляющими пластинами

Это называется методом Дизеля. После перфорации необработанную трубу с длинным стержнем прокатывают в тонкостенную трубу на трубопрокатном стане с направляющими пластинами. Прокатный стан аналогичен двухвалковой прошивной машине для косой прокатки, за исключением того, что фиксированная направляющая пластина заменена активной направляющей пластиной. Поскольку она производится с длинной оправкой, внутренняя стенка трубы гладкая и не имеет царапин; однако стоимость инструмента высока, а регулировка сложна. В основном его применяют для производства труб из углеродистой стали общего назначения с наружным диаметром менее 150 мм. В настоящее время он мало используется и не имеет больших перспектив развития.

(8) Производство прядильных труб

Плоскую пластину или полую заготовку выкручивают на прядильной машине один или несколько раз, чтобы получить тонкостенную трубу. Труба обладает высокой точностью, хорошими механическими свойствами и широким диапазоном размеров, но эффективность производства низкая. В основном он используется для производства труб из цветных металлов, но также все чаще используется для производства стальных труб. Помимо производства бытовой техники, емкостей для химикатов и деталей машин, фильерные трубы в основном используются в военной промышленности.

(9) Производство труб холодной прокатки и волочения.

Применяется для производства тонкостенных, прецизионных труб и труб специальной формы малого диаметра. Особенностью производства является многотехнологический циклический процесс. Удлинение может достигать 6-8 при холодной прокатке на стане циклической холодной прокатки. В 1960-е годы оно начало развиваться в направлении высокоскоростной, многопоточной, длинноходовой и длиннотрубной заготовки. Кроме того, были разработаны небольшие валковые станы холодной прокатки. В основном он используется для производства ультратонких прецизионных труб с толщиной стенок менее 1 мм. Оборудование для холодной прокатки сложное, обработка инструментов затруднена, а изменения в ассортименте и спецификациях не являются гибкими. Обычно используется комбинированный процесс холодной прокатки и холодного волочения, то есть сначала используется холодная прокатка для уменьшения стенки для получения большой деформации, а затем холодная вытяжка для получения различных характеристик.

Оборудование для производства бесшовных стальных труб: процесс прошивки двухвалковой косой прокаткой, обычно используемый прошивными станками. Заготовку круглой трубы прошивают и прокатывают в полую толстостенную трубу (шероховатую трубу), при этом оси двух роликов образуют угол наклона с линией прокатки. За последние годы угол наклона увеличился с 6° до 12°, до 13° до 17°, что ускоряет скорость пробивки. При производстве стальных труб диаметром более 250 мм применяется вторичная прошивка для уменьшения толщины стенки черновой трубы. Новые процессы, такие как прошивка с помощью активных вращающихся направляющих дисков, прошивка с обратной тягой, осевая разгрузка и сварка с циркулирующей верхней частью, также внесли определенные изменения, тем самым улучшив процесс прошивки и улучшив качество необработанных труб.

Автоматическая трубопрокатная машина: скатывает толстостенные необработанные трубы в тонкостенные необработанные трубы. Обычно после 2–3 проходов готовую толщину стенки раскатывают до общего удлинения примерно от 1,8 до 2,2. С 1970-х годов использование роликов с одним пазом, двухстанков-тандемов, двухканальной следящей прокатки и технологий сферической головки позволило повысить эффективность производства и реализовать механизацию трубопрокатки.

Правильная машина: Конструкция аналогична прошивной машине. Целью выравнивания является устранение внутренних и внешних дефектов поверхности, овальности черновой трубы и уменьшение неравномерности толщины поперечной стенки. В последние годы была внедрена трехвалковая правильная машина для повышения эффективности деформации и выравнивания правильной машины.

Калибровочная машина: состоит из 3–12 рамок, а редукционный стан состоит из 12–24 рамок со степенью обжатия от 3 до 28%. Редукционная мельница, появившаяся в 1950-х годах, контролирует толщину стенки с соответствующим натяжением, одновременно регулируя скорость роликов и уменьшая диаметр. В новом редукционном стане обычно используется трехвалковый тип с 18-28 рамами, с максимальной степенью обжатия 80%, степенью обжатия стенок 44% и скоростью на выходе 18 мм в секунду. Редуктор натяжения имеет недостаток, заключающийся в утолщении на обоих концах, который можно устранить с помощью «внезапного электрического управления на головном и хвостовом концах» или уменьшения микронатяжения.

Автоматическая трубопрокатная установка: обычно используемые серии имеют четыре типа наружных диаметров: 100 мм, 140 мм, 250 мм и 400 мм, что позволяет производить стальные трубы с внешним диаметром от 17 до 426 мм. Агрегат отличается достижением основной деформации на перфораторе, гибким изменением технических характеристик, широким спектром разновидностей продукции. В связи с развитием технологии непрерывного проката труб агрегаты диаметром менее 140 мм больше не производятся.