Дипломная работа: Анализ проката ОАО "Междуреченский Трубный Завод"

Дипломная работа

На тему:

Анализ проката ОАО "Междуреченский Трубный Завод"

Оглавление

Введение........................................................................................................... 3

1 Описательная часть проекта. 6

1.1 Описание свойств обрабатываемых металлов и сплавов. 6

1.2 ГОСТ и требования, предъявляемые к готовым изделиям. 12

1.3 Описание существующей технологии производства продукции и ее анализ  19

1.4 Выбор новой технологии и ее обоснование. 29

1.5 Описание основного и вспомогательного оборудования. 38

1.6 Брак и меры, применяемые для его устранения. 45

1.7 Инструмент и смазка. 49

2 Расчетная часть проекта. 52

2.1 Расчет прокатного инструмента. 52

2.2 Расчет нормативно технологической карты новой технологии. 61

2.3 Расчет усилия прокатки. 64

Библиография................................................................................................ 67

Введение

В 1934г., 1 апреля был построен Междуреченский Трубный Завод. В это же время введен в эксплуатацию цех фасонных соединений деталей трубопроводов площадью 20тыс.кв. метров и мощностью 22 тыс.тонн продукции в год. А 28 декабря 1942г – введен в эксплуатацию трубопрокатный цех 1. За годы войны завод поставил оборотным предприятиям более 24 мил.метров стальных труб, около 30 тыс.метров стальной ленты, 2,5 млн. снарядных гильз, 9 млн. штук пружин для автоматов. Заводы страны получили более 80 тыс.тонн трубной заготовки, для госпиталей было изготовлено 40 тыс. кроватей. Народному хозяйству было поставлено 162 тыс.тонн чугунных труб. Ныне завод – один из ведущих предприятий трубной промышленности России. Трубы с маркой завода поставляются нефтяникам и газовикам Западной Сибири, Средней Азии и Крайнего Севера, автомобилестроителям ВАЗа, АвтоЗИЛа, ГАЗа, АЗЛК; обеспечивают успешную работу судостроителей и предприятий нефтехимического комплекса; широко используются в промышленно – гражданском строительстве. ОАО “Междуреченский Трубный Завод” – это свет, вода, тепло для жителей города. Широчайший асортимент, высокое качество, оперативность в выполнение заказов, умеренно низкие цены – приоритеты синарских трубников.

В трубоволочильном цехе В-2 холоднодеформированные трубы обычно изготавливают сочетанием холодной прокатки и волочения. При этом на стане холодной прокатки производят значительное уменьшение толщины стенки и диаметра за одну операцию, что сокращает число проходов при волочении. После заключительного волочения трубы подвергают окончательному отжигу и направляют на отделку: предварительную правку на кулачковом прессе, окончательную правку на валковом правильном стане с косым расположением валков и обрезку концов на станках. После осмотра трубы, при необходимости, проходят гидравлические или другие испытания, на их поверхность наносят консервационную смазку и сдают на склад готовой продукции.

В последнее время для успешной конкуренции, по производству продукции из черных металлов, с другими заводами в мире приобретает новое усовершенствованное оборудование. В 2002г., 28 октября – В трубопрокатном цехе 4 запущена в эксплуатацию 5–я линия по нарезке труб нефтеного сортамента. Завод вышел на мировой уровень качества и стал крупнейшим в Европе производителем насоснокомпресорных труб. Запустили линию снятия фоски на экспортном участке цеха Т–4. Заказана новая воздухоразделительная установка для производства особо чистого азота из Одессы. ОАО “Междуреченский Трубный Завод” – это 580 тыс.тонн трубы в год; более 10 тыс. маркопрофилеразмеров, одновременно находящихся в производстве; самые современные в России трубопрокатные станы; уникальное оборудование по производству труб для нефтедобывающей, автомобильной, машиностроительной отрослей; современнах технологий с целым набором средств приборного контроля.

1. Описательная часть проекта

1.1 Описание свойств обрабатываемых металлов и сплавов

Описание свойств стали марки 12Х1МФ.

Вид поставки.

Сортовой прокат – ГОСТ 20072-74; трубная заготовка – ТУ 108.11.653-82, ТУ 108-938-80, ТУ 14-1-1529-93, ТУ 14-1-2560-78; трубы –ТУ 108-754-78, ТУ 14-3-825-79, ТУ 14-3-341-75; лист - ТУ 108-1273-84, ТУ 14-1-686-73, ТУ 14-1-1584-75; прутки –ТУ 14-1-1397-75; поковки –ТУ 108.17.1050-78 .

Назначение.

Трубопроводы, трубы пароперегревателей и коллекторов высокого и сверхвысокого давлениядля работы при температуре 570-585 оС. Сталь теплоустойчевая перлитного класса.

Химический состав. Влияние примесей и добавок на свойства стали.

Массовая доля элементов % , указана в таблице 1.

Таблица 1 - Массовая доля элементов, %

Влияние примесей.

Сера – вызывает в стали- хрупкость при горячей обработке давлением. Красноломкость связана с наличием в стали сульфидов железа FeS, которые входят в состав эвтектики. Температура плавления эвтектики 988˚C, она легкоплавкая и располагается по границам зёрен.

Фосфор – растворяется в феррите, повышая его прочность, но в сильной степени понижает пластичность. Фосфор вызывает хладноломкость стали – снижение ударной вязкости по мере понижения температуры. Фосфор повышает порог хладноломкости стали. Каждый 0,01 процент фосфора повышает порог хладноломкости на 25˚C. Участки, обогащённые фосфором, отличаются повышенной хрупкостью. Содержание фосфора в стали строго ограничивают.

Никель – увеличивает и прочность и пластичность, то есть делает сталь более вязкой. Кроме того добавка никеля увеличивает коррозионную стойкость стали и совместно с хромом делает сталь нержавеющей (окалиностойкой).

Марганец – при содержании более 1 процента является добавкой. Количество добавленного марганца может быть значительным и достигать 12 процентов, чем больше марганца, тем сталь более износостойкая. Красноломкость стали из-за примесей серы устраняет марганец, который связывает серу в сульфиды MnS, при этом образование легкоплавкой эвтектики в стали исключается. Частицы сульфидов MnS располагаются в структуре стали в виде отдельных включений.

Кремний – добавляется в количестве 1-1,5 процента, так как при большем содержании кремния сталь становится хрупкой. Кремний повышает прочность и упругие свойства стали.

Марганец и кремний добавляют в сталь при её выплавке для удаления окислов железа. Они являются раскислителями.

Влияние добавок.

Хром – резко увеличивает прочность и твёрдость стали, а так же её прокаливаемость. Содержание хрома уменьшает красноломкость при увеличенном содержании серы. Хром так же увеличивает износостойкость.

Молибден – увеличивает прочность, твердость и прокаливаемость стали. Но в отличие от других добавок количество резко уменьшается, а действие его такое же. Увеличивает красностойкость, поэтому применяется для изготовления штампов и инструмента.

Ванадий – придает пластичность.

Дополнительные особенности.

Ковка – 1240-7800С(заготовка), 1240-8000С(слиток) .

Способы сварки: РД, РАД, АФ, МП, и КТ. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Ограничено свариваемая.

Обрабатываемость резанием: В нормализованном и отпущеном состоянии при меньше или равно 138 НВ и =470 Н/мм2, Кv=1,5(твердый сплав), Кv=1,35 (быстрорежущая сталь).

Температура критических точек приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Температура критических точек, 0С.

Механические свойства при комнатной температуре в таблице 3.

Таблица 3 - Механические свойства при комнатной температуре.

Режимы термообработки указаны в таблице 4.

Таблица 4 - Режимы термообработки.

Описание свойств стали марки 20.

Вид поставки.

Сортовой прокат – ГОСТ 5949-75; лист толстый – ГОСТ 7350-77; лист двухслойный ГОСТ 10885-85; трубная заготовка - ТУ14-1-1529-93, ТУ14-1-2560-78, ТУ14-1-565-85; трубы – ГОСТ 9940-81, ГОСТ 9941-81, ТУ14-3Р-55-2001, ТУ14-3-1261-84, ТУ 14-3Р-197-2001; трубки (капиллярные) – ГОСТ 14162-79.

Назначение.

После нормализации или без термообработки-крюки кранов, стропы, серьги, башмаки, под моторные рамы, косынки, муфты, цилиндры, вкладыши подшипников и другие неответственные не нагруженные детали. Детали сварных конструкций с большим объемом сварки такие как: трубопроводы, кованые детали ТЭС и АЭС, пароперегреватели, трубные пучки теплообменных аппаратов, коллекторы, корпуса аппаратов и другие детали, работающие при температуре от – 40 до + 450 0С под давлением. После химико-термической обработки -фрикционные диски , поршневые пальцы, кулачковые валики, червяки, шестерни, толкатели и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой прочности сердцевины.

Химический состав. Влияние примесей.

Массовая доля элементов, % по ГОСТ 1050-88 указана в таблице 5.

Таблица 5 - Массовая доля элементов, % по ГОСТ 1050-88

По ОСТ 108.030.113-87, ТУ 14-1-1529-93 и ТУ 14-1-2560-78 содержание серы- не более 0,025 %, фосфора- не более 0,030 %.

Влияние примесей.

Сталь в виде примесей содержит кремний и марганец, серу и фосфор.

Кремний и марганец необходимы в процессе получения стали и после отчистки остаются в ее составе. Марганец – увеличивает прочность и упругость, а также делает сталь износостойкой при повышенном содержании серы.

Содержание серы и фосфора в стали исчисляется сотыми долями процента.

Повышенное содержание серы вызывает красноломкость – это появление хрупкости при нагреве стали до температуры красного каления. Если при этом создавать в стали ударные нагрузки, т.е подвергать ковке, то могут образоваться трещины.

Содержание фосфора даже в сотых долях процента вызывает хладноломкость – это разрушение стали при низких температурах.

Хром – повышает твердость и прочность, способствует более глубокой прокаливаемости стали. При наличии хрома сталь закаляется при более низкой скорости охлаждения (в масле). При этом коробление изделий получается незначительным.

Никель – повышает и прочность и пластичность, то есть сталь становится вязкой. Добавка никеля увеличивает прокаливаемость, но в меньшей степени, чем хром. При содержании в сплаве и никеля и хрома его можно закалять на воздухе.

Титан – повышает твердость стали, за счет того, что делает ее мелкозернистой. Добавка титана увеличивает красностойкость.

Дополнительные особенности.

Ковка – 1280-7500С.

Способы сварки: РД, РАД, АФ, МП, и КТ. Сваривается без ограничений ( кроме химика - термически обработанных деталей).

Обрабатываемость резанием: В горячекатаном состоянии при 126-131 НВ и =460-500 Н/мм2, Кv=1,7(твердый сплав), Кv=1,6(быстрорежущая сталь).

Температура критических точек приведена в таблице 6.

Таблица 6 - Температура критических точек, 0С.

Механические свойства при комнатной температуре в таблице 7.

Таблица 7 - Механические свойства при комнатной температуре.

Режимы термообработки указаны в таблице 8.

Таблица 8 - Режимы термообработки.

1.2 ГОСТ и требования, предъявляемые к готовым изделиям

Трубы стальные бесшовные для паровых котлов и трубопроводов изготавливают по ТУ 14-3р-55, диаметром 38 мм, толщиной стенки 3 мм из стали марки 12Х1МФ.

Требования предъявляющие ТУ 14-3р-55.

по длине трубы поставляют немерной длины от 3 до 12 м;

предельные отклонения по наружному диаметру и толщине стенки труб, не должно превышать (по диаметру 38 +0,3, -0,0 мм; по стенке 4 +10,-2 %);

по требованию потребителя трубы должны изготавливаться по внутреннему диаметру и толщине стенки, а также по наружному и внутреннему диаметру и разнстенности. Предельное отклонение по внутреннему диаметру труб не должны превышать предельных отклонений по наружному диаметру;

овальность и разностенность труб не должны выводить их размеры запредельные отклонения соответственно по наружному диаметру и толщине стенки;

концы труб должны быть обрезаны под прямым углом: при этом косина реза не должна превышать 20;

по требованию потребителя трубы подвергаются дефектоскопии неразрушающими методамию;

окалина с поверхности труб должна быть удалена;

на поверхности допускаются вмятины, продольные риски без острых углов, мелкая рябизна глубиной не более 10 процентов от номинальной толщины стенки, но не более 0,2 мм при D/S>5 и 0,6 при D/S<5. Трубы подвергаются 100 процентной ультразвуковой дефектоскопии на выявление продольных дефектов.

Правила приемки готовых труб.

трубы принимают партиями. Партия должна состоять из труб одного размера, одного режима термообработки. Количество труб в партии устанавливается для горячедеформированных не более 200 шт., для холоднодеформированных и теплодеформированных – не более 400 шт;

проверке наружной и внутренней поверхностей, размеров и дефектоскопии подвергают каждую трубу;

в случае разногласии оценки химического состава для проверки отирают не менее одной трубы от партии;

контроль макроструктуры труб проводят по требованию потребителя.

для испытания на растяжение, ударный изгиб, сплющивание, раздачу, для контроля макроструктуры стали отбирают две трубы от партии, а для гидроиспытания 2% труб, но не менее двух труб от партии.

Методы испытаний.

От каждой отобранной трубы отрезают: для испытаний на растяжение, один образец; для испытаний на твердость, два образца; для испытаний на изгиб, два образца; для испытаний на сплющивание, один образец; для испытаний на раздачу, один образец; для контроля макроструктуры, один образец.

качество поверхности трубы проверяют без применения увеличительных приборов, при необходимости проводят светление или травление поверхности, толщину стенки проверяют с обоих концов трубы;

испытание на растяжение должно проводиться на продольном, коротком пропорциональном образце;

испытания на раздачу проводят оправкой с углом конусности 30˚ до увеличения наружного диаметра труб на 15 процентов.

Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение.

Маркировка, упаковка, транспортирование, хранение и оформление документации - по ГОСТ 10692-80 со следующими дополнениями:

транспортирование продукции проводится транспортом всех видов в соответствие с правилами перевозки грузов действующими на транспорте данного вида. По железным дорогам перевозка осуществляется в зависимости от массы и габоритных размеров в крытых или открытых вагонах. Масса грузового места не должно превышать при механизированной погрузке в открытые транспортные средства 10000 кг, в крытые 1250 кг.

на одном конце трубы диаметром 25 мм и более, толщиной стенки не менее 3 мм, на расстоянии до 1м от одного из концов должны быть отчетливо нанесены: клеймо отдела технического контроля, марка стали и номер партии.

для труб, которым в установленном порядке присвоен государственный Знак качества, ярлык и документ о качестве должны иметь изображение государственного Знака качества, в порядке, установленном Государством.

Трубы для АВТОВАЗа, поставляемые в нагортованном состоянии изготавливают по ТУ 14-161-201, диаметром 8 мм, толщиной стенки 1 мм из стали марки 20.

Требования предъявляющие ТУ 14-161-201 .

по длине трубы должны изготавливаться немерной длины до 12метров;

трубы должны изготавливаться по наружному диаметру и толщине стенки, по требованию потребителя трубы должны изготавливаться по внутреннему диаметру и толщине стенки, а также по наружному и внутреннему диаметру и разнстенности. Предельное отклонение по внутреннему диаметру труб не должны превышать предельных отклонений по наружному диаметру;

овальность и разностенность труб не должны выводить их размеры запредельные отклонения соответственно по наружному диаметру и толщине стенки;

концы труб должны быть обрезаны под прямым углом: при этом косина реза не должна превышать 20. По требованию потребителя на концах труб с толщиной стенки свыше 5мм должна быть фаска для сварки. По согласованию изготовителя с потребителем допускается обрезать трубы из стали марок 10, 20 и 10Г2 плазмотроном с углом фаски по отношению к торцу трубы более 100;

по требованию потребителя трубы должны выдерживать испытание на сплющиваниедо получения между сплющивающими поверхностями растоянияе (Н) в миллиметрах, вычесленного по формуле

H=(1,08S)/(0,08+S/D) ,

где s - номинальная толщина стенки, мм;

Dн - номинальный наружный диаметр, мм;

по требованию потребителя трубы подвергаются дефектоскопии неразрушающими методами;

на поверхности труб не допускаются трещины, плены, рванины, закаты, отслаивающая окисная пленка и ржавчина;

допускаются риски, рябизна, незначительные вмятины, следы зачистки дефектов, следы от стравленной окалины, следы правки если, они не выводят размер трубы за пределы минусового допуска отклонения;

наличие неотслаивающейся тонкой окисной пленки, изменение цвета поверхности, получившееся в результате термицеской обработки или налет меди красного цвета не служит браковочным признаком;

механические свойства должны соответствовать, временное сопротивление разрыву , Н/мм2 равно 539; придел текучести sт, Н/мм2 равно 490; относительное удлинение Y, % 8; число твердости по Бринеллю НВ, не более 111.

Правила приемки готовых труб.

трубы принимают партиями. Партия должна состоять из труб одного размера, одного режима термообработки. Количество труб в партии устанавливается для горячедеформированных не более 200 шт., для холоднодеформированных и теплодеформированных – не более 400 шт;

проверке наружной и внутренней поверхностей, размеров и дефектоскопии подвергают каждую трубу;

в случае разногласии оценки химического состава для проверки отирают не менее одной трубы от партии;

контроль макроструктуры труб проводят по требованию потребителя;

при получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторные испытания на удвоенной выборке, взятой от той же партии труб. Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию;

химический состав стали принимается по документу о качестве изготовления заготовки;

при возникновении какого-либо несоответствия, пакет на участок не принемается и ставится в известном для мастера месте.

Методы испытаний.

От каждой отобранной трубы отрезают:

для испытаний на растяжение, один образец;

для испытаний на твердость, два образца;

для испытаний на ударный загиб, два образца;

для испытаний на сплющивание, один образец, на образцах со стенкой 1 мм и меньше твердость измеряется на внутренней поверхности;

для испытаний на раздачу, один образец;

для испытаний на бортование, один образец;

внутренний диаметр труб контролируют нутрометром индикаторным;

контроль геометрии и качества поверхности;

для контроля макроструктуры, один образец;

толщину стенки проверяют с обоих концов трубы. Обмер трубы по наружному диаметру производят в любом месте, кроме мест зачистки дефектов. Толщину стенки в местах зачистки определяют как разность между фактической толщиной стенки у конца, ближайшего к месту дефекта, и глубиной зачистки по образующей или измерением при помощи ультрозвукового-толщиномера;

допускается обмерять трубы средствами приборного автоматического контроля. Наружную поверхность труб осматривают без применения увеличительных приборов. Внутреннюю поверхность труб диаметром 70 мм и более осматривают с двух сторон при помощи перископа с двухкамерным и более увеличением на длину перископа. При применении дефектоскопии перископирование не проводится;

отбор проб для химического анализа должно производиться по ГОСТ 7565-81;

контроль химического состава осуществляется по методике предприятия-изготовителя труб, а при разногласиях в оценке химического состава - по ГОСТ 22536.0-87, ГОСТ 22536.1-88, ГОСТ 22536.2-87, ГОСТ 22536.3-88, ГОСТ 22536.4-88, ГОСТ 22536.5-87, ГОСТ 22536.6-88, ГОСТ 12344-88, ГОСТ 12345-88, ГОСТ 12346-78, ГОСТ 12347-77, ГОСТ 12348-78, ГОСТ 12349-83, ГОСТ 12350-81, ГОСТ28473-90, ГОСТ 12358-82, ГОСТ 12359-81, ГОСТ 12360-82, ГОСТ 12361-82;

испытание на растяжение должно проводиться на продольном, коротком пропорциональном образце по ГОСТ 10006-80. Скорость испытания до предела текучести- не более 10 мм/мин, за пределом текучести- не более 40 мм/ мин;

допускается контролировать механические свойства труб из сталей всех марок, кроме 15Х5М-у, неразрушающими методами по нормативно-технической документации;

испытание на ударный изгиб проводят на трубах с толщиной стенки более 12 мм по ГОСТ 9454-78.Образцы вырезают из кольца в двух диаметрально противоположных местах ближе к наружной поверхности;

испытание на раздачу должно проводиться по ГОСТ 8694-75;

испытание на сплющивание проводится на трубах диаметром 22 мм и более с толщиной стенки не более 10 мм по ГОСТ 8695-57;

при обнаружении на сплющенных образцах мельчайших надрывов или других мелких дефектов разрушается повторное испытание на сплющивание другого образца, взятого от той же трубы, с предварительным снятием поверхностного слоя (внутреннего и наружного) на глубину не более 0,2 мм для труб диаметром до 108 мм и не более 1 мм для труб диаметром свыше 114 мм;

испытание на твердость должно проводиться по ГОСТ 9012-59 для труб с толщиной стенки не менее 2,5 мм и по ГОСТ 9013-59 для труб с толщиной стенки менее 2,5 мм на обоих концах трубы;

для труб, труб прошедших термическую обработку в проходных печах, твердость контролируют с одного конца;

допускается проводить контроль твердости труб из сталей всех марок, кроме 15Х5М-у, неразрушающими методами по нормативно-технической документации. При разногласиях в оценке качества проверка проводится по ГОСТ 9012-59 и 9013-59;

макроструктуры металла труб проверяют на травленом кольчевом поперечном образце по ГОСТ 10243-75;

контролю макроструктуры подвергают трубы с толщиной стенки 12 мм и более;

гидравлическое испытание труб должно проводиться по ГОСТ 3845-75 с выдержкой их под давлением не менее 10 с;

взамен гидроиспытания изготовителю разрешается проводить контроль каждой трубы неразрушающими методами, обеспечивающими соответствие труб нормам испытательного гидравлического давления;

дефектоскопия труб проводится по методике, утвержденной в установленном порядке;

контроль наружного диаметра труб проводят штангенциркулем типа ЩЦ по ГОСТ 166-89, гладким микрометром типа МК по ГОСТ 6507-90, скобами листовыми по ГОСТ 18362-73, ГОСТ 18363-73, ГОСТ 18364-73;

контроль толщины стенки проводят трубным микрометром типа МТ по ГОСТ 6507-90;

контроль длины труб проводят рулеткой по ГОСТ 7502-80;

контроль кривизны труб проводят поверочной линейкой по ГОСТ 8026-75 и ТУ 2-034-225-87.

Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение.

масса поставляемого пакета не должна превышать 3тн;

диаметр пакета должен быть 300-400мм;

трубы должны быть законсервированны по наружной и внутренней поверхности консервационной смазкой, предохраняющей от корозии на время транспортирования и хранения в сухих закрытых помещениях в течении шести месяцов с момента отгрузки труб;

смазка удаляется промывкой горячим раствором с применением поверхностно-активных веществ(ПАВ);

по требованию потребителя, указанному в заказе, трубы поставляют упакованными в водонепронецаемую бумагу и обрешотку;

транспортирование труб проводится железнодорожными вагонами.

1.3 Описание существующей технологии производства продукции и ее анализ

Трубы для АВТОВАЗа.

Заготовкой для производства труб для АВТОВАЗа поставляемых в нагартованном состоянии размером 8х1 мм служат трубы диаметром 45,0 мм со стенкой 3,5 мм длинной 3000 мм. Эта заготовка подвозится в цех в железнодорожных вагонах из цеха Т-3. Перед запуском в производство заготовка подвергается заковке головов на AVS-40 на диаметр 34,0 мм, длинной 160 мм, затем химической обработке, которая включает в себя травление, омеднение, фосфатирование, нейтрализацию и омыление погружением.

Трубы набираются в скобы и травятся. Процесс травления производится в 12-13 %-ном растворе серной кислоты (Н2SO4) при температуре 55-75 0С в течение 15-90 минут. Протравленная заготовка промывается в холодной проточной воде погружением. Подогретые трубы лучше подвергаются омеднению, поэтому перед омеднением их опускают в горячую воду. Омеднение производится в 2 %-ном растворе медного купороса (CuSO4 * 5H2O) при цеховой температуре до полного выделения пузырьков воздуха. Затем заготовка промывается горячей водой погружением при температуре 60-80 0С. Фосфатирование проводится в 1 %-ном фосфатном растворе (ZnО ) при температуре 40-60 0С не менее 2 минут. После чего следует нейтрализация в 0,2-0,3 %-ном содовом растворе (Na4CO3) при температуре 40-60 0С до полного выделения пузырьков воздуха. Нейтрализованная, заготовка выдерживается на воздухе в специальном кармане для слива до полного удаления раствора не менее 5 минут и подвергается омылению погружением в 10-13,5%-ном растворе хозяйственного мыла при температуре 40-65 0С в течение 3 минут. Отходы при химической обработке составляют 0,3% от массы трубы.

Обработанные трубы электромостовым краном загружаются на трубоволочильный стан для оправочного волочения, “Shevoler ” усилием 30 тн. Трубы диаметром 45,0 со стенкой 3,5 протягиваются на диаметр 36,0 и стенку 2,7. Длинна труб до волочения 3000 мм, а после волочения –4800 мм. Вытешка при оправочном волочении 1,6. Отходы на настройку стана принемаем 2% от массы трубы.

После оправочного волочения трубы отжигаются. Отжиг труб производится в газовой проходной печи с роликовым подом. Температура в печи колеблется от 9300С до 9900С, трубы перемещаются внутри печи со скоростью 3,7 м/мин, температура металла на выходе из печи составляет 930-960 0С. Нагрев перед следующей деформацией производится с целью снятия наклепа, придания металлу достаточной пластичности, снижение его сопротивления деформации для возможности деформироваться, а также для улучшения качества металла. Отходы при термической обработке составляют 0,3% от массы трубы.

Затем производится обрезка головок на образивно отрезном станке длинной 160 мм. После обрезки длинна трубы составляет 4176 мм, отходы составляют 3,3% от массы трубы.

В процессе термообработки под действием высоких температур трубы искривляются, поэтому трубы подвергают правке на роликовой - правильной машине 20-114, скорость правки 50 м/мин. Отходы при правке составляют 1% от массы трубы.

После правильной машины трубы, электромостовым краном подаются на травильный участок, набираются в скобы и подвергаются химической обработке, которая заключается в травлении, омеднении, нейтрализации и омыление обрызгиванием. Трубы набираются в скобы и травятся. Процесс травления производится в 12-13 %-ном растворе серной кислоты (Н2SO4) при температуре 55-75 0С в течение 15-90 минут. Протравленная заготовка промывается в холодной проточной воде погружением. Далее производится омеднение в 2 %-ном растворе медного купороса (CuSO4 * 5H2O) при цеховой температуре до полного выделения пузырьков воздуха. Затем заготовка промывается горячей водой погружением при температуре 60-80 0С. Промытая заготовка нейтрализуется в 0,2-0,3 %-ном содовом растворе (Na4CO3) при температуре 40-60 0С до полного выделения пузырьков воздуха. Нейтрализованные трубы выдерживаются на воздухе в специальном кармане для слива до полного удаления раствора не менее 5 минут, и подвергается омылению обрызгиванием в 10-13,5%-ном растворе хозяйственного мыла при температуре 40-65 0С. Отходы при химической обработки составляют 0,3% от массы трубы.

Обработанная труба податся на стан ХПТ при помощи электромостового крана. На стане ХПТ-32 происходит холодная прокатка трубы с диаметра 36,0 мм со стенкой 2,7 мм на диаметр 20,0 мм со стенкой 1,05 мм. Длинна заготовки до прокатки 4640мм, после прокатки-20880 мм. При прокатке трубы автоматически режутся летучей пилой на мерные длины. В итоге вместо одной трубы длинной 20880 мм, получается 5 труб длинной 4176 мм. Вытешка при прокатке 4,5. Отходы нанастройку стана 2% от массы трубы.

После прокатки на стане ХПТ трубы электромостовым краном поступают на радиально ковочную машину типа AVS-25, где происходит заковка головок с одной стороны трубы. Диаметр труб 20,0 мм, а диаметр головки-14,0мм. Длинна головок-127мм.

После радиально ковочную машины типа AVS-25 трубы отжигаются. При холодной обработке металл деформируется, происходит изменение структуры. У такого металла увеличивается упругость и предел прочности при растяжении, удлинение уменьшается, причем тем больше, чем была деформация. Такое явление в металле называется наклепом. Сильно наклепанные трубы, имея большие внутренние напряжения, могут произвольно растрескиваться. Наклепанный металл с трудом поддается дальнейшей обработке. Для придания металлу механических свойств путем ликвидации наклепа трубы подвергаются термической обработке. Отжиг труб после прокатки и заковки головок производится в газовой проходной печи с роликовым подом. Температура в печи колеблется от 9300С до 9900С, трубы перемещаются внутри печи со скоростью 3,7 м/мин, температура металла на выходе из печи составляет 930-960 0С. Отходы при термообработке составляют 0,3% от массы трубы.

После термообработки трубы электромостовым краном поступают на травильный участок, набираются в скобы и подвергаются химической обработке, которая заключается в травлении, омеднении, нейтрализации и омыление обрызгиванием. Трубы набираются в скобы и травятся. Процесс травления производится в 12-13 %-ном растворе серной кислоты (Н2SO4) при температуре 55-75 0С в течение 15-90 минут. Протравленная заготовка промывается в холодной проточной воде погружением. Далее производится омеднение в 2 %-ном растворе медного купороса (CuSO4 * 5H2O) при цеховой температуре до полного выделения пузырьков воздуха. Затем заготовка промывается горячей водой погружением при температуре 60-80 0С. Промытая заготовка нейтрализуется в 0,2-0,3 %-ном содовом растворе (Na4CO3) при температуре 40-60 0С до полного выделения пузырьков воздуха. Нейтрализованные трубы выдерживаются на воздухе в специальном кармане для слива до полного удаления раствора не менее 5 минут, и подвергается омылению обрызгиванием в 10-13,5%-ном растворе хозяйственного мыла при температуре 40-65 0С. Отходы при химической обработки составляют 0,3% от массы трубы.

Обработанные трубы электромостовым краном загружаются на трубоволочильный стан для оправочного волочения усилием, “Shevoler ” 30 тн. Трубы диаметром 20,0 со стенкой 1,05 протягиваются на диаметр 16,0 и стенку 0,9. Длинна труб до волочения 4176 мм, а после волочения –6264 мм. Вытешка при оправочном волочении 1,5. Отходы на настройку стана принемаем 2% от массы трубы.

Затем производится обрезка головок на образивно отрезном станке длинной 164 мм. После обрезки длинна трубы составляет 6100 мм, отходы составляют 2,4% от массы трубы.

После обрезки головок трубы электромостовым краном поступают на радиально ковочную машину типа AVS-25, где происходит заковка головок с одной стороны трубы. Диаметр труб 16,0 мм, а диаметр головки-10,0мм. Длинна головок-160мм.

После радиально ковочную машины типа AVS-25 трубы отжигаются. Отжиг труб производится в газовой проходной печи с роликовым подом. Температура в печи колеблется от 9300С до 9900С, трубы перемещаются внутри печи со скоростью 3,7 м/мин, температура металла на выходе из печи составляет 930-960 0С. Отходы при термообработке составляют 0,3% от массы трубы.

После термообработки трубы электромостовым краном поступают на травильный участок, набираются в скобы и подвергаются химической обработке, которая заключается в травлении, омеднении, нейтрализации и омыление обрызгиванием. Трубы набираются в скобы и травятся. Процесс травления производится в 12-13 %-ном растворе серной кислоты (Н2SO4) при температуре 55-75 0С в течение 15-90 минут. Протравленная заготовка промывается в холодной проточной воде погружением. Далее производится омеднение в 2 %-ном растворе медного купороса (CuSO4 * 5H2O) при цеховой температуре до полного выделения пузырьков воздуха. Затем заготовка промывается горячей водой погружением при температуре 60-80 0С. Промытая заготовка нейтрализуется в 0,2-0,3 %-ном содовом растворе (Na4CO3) при температуре 40-60 0С до полного выделения пузырьков воздуха. Нейтрализованные трубы выдерживаются на воздухе в специальном кармане для слива до полного удаления раствора не менее 5 минут, и подвергается омылению обрызгиванием в 10-13,5%-ном растворе хозяйственного мыла при температуре 40-65 0С. Отходы при химической обработки составляют 0,3% от массы трубы.

Обработанные трубы электромостовым краном загружаются на трубоволочильный стан для оправочного волочения усилием 30 тн. Трубы диаметром 16,0 со стенкой 0,9 протягиваются на диаметр 11,0 и стенку 0,95. Длинна труб до волочения 6100 мм, а после волочения –8540 мм. Вытешка при без оправочном волочении 1,4. Отходы на настройку стана принемаем 2% от массы трубы.

Затем производится обрезка головок на образивно отрезном станке длинной 140 мм. После обрезки длинна трубы составляет 8400 мм, отходы составляют 1,5% от массы трубы.

После обрезки головок трубы электромостовым краном поступают на радиально ковочную машину типа AVS-25, где происходит заковка головок с одной стороны трубы. Диаметр труб 11,0 мм, а диаметр головки-7,0мм. Длинна головок-160мм.

После радиально ковочную машины типа AVS-16 трубы отжигаются. Отжиг труб производится в газовой проходной печи с роликовым подом. Температура в печи колеблется от 9300С до 9900С, трубы перемещаются внутри печи со скоростью 3,7 м/мин, температура металла на выходе из печи составляет 930-960 0С. Отходы при термообработке составляют 0,3% от массы трубы.

После термообработки трубы электромостовым краном поступают на травильный участок, набираются в скобы и подвергаются химической обработке, которая заключается в травлении, омеднении, нейтрализации и омыление обрызгиванием. Трубы набираются в скобы и травятся. Процесс травления производится в 12-13 %-ном растворе серной кислоты (Н2SO4) при температуре 55-75 0С в течение 15-90 минут. Протравленная заготовка промывается в холодной проточной воде погружением. Далее производится омеднение в 2 %-ном растворе медного купороса (CuSO4 * 5H2O) при цеховой температуре до полного выделения пузырьков воздуха. Затем заготовка промывается горячей водой погружением при температуре 60-80 0С. Промытая заготовка нейтрализуется в 0,2-0,3 %-ном содовом растворе (Na4CO3) при температуре 40-60 0С до полного выделения пузырьков воздуха. Нейтрализованные трубы выдерживаются на воздухе в специальном кармане для слива до полного удаления раствора не менее 5 минут, и подвергается омылению обрызгиванием в 10-13,5%-ном растворе хозяйственного мыла при температуре 40-65 0С. Отходы при химической обработки составляют 0,3% от массы трубы.

Обработанные трубы электромостовым краном загружаются на трубоволочильный стан для без оправочного волочения усилием 15 тн. Трубы диаметром 11,0 со стенкой 0,95 протягиваются на диаметр 8,0 и стенку 1,0. Длинна труб до волочения 8400 мм, а после волочения –11760 мм. Вытешка при без оправочном волочении 1,4. Отходы на настройку стана принимаем 2% от массы трубы.

Так как трубы сдаются в нагартованном состоянии, т.е без термообработки на готовом размере, то после волочения следует правка, которая включает в себя: предварительную правку на роликовой - правильной машине и окончательную правку на семи валковом - правильном стане. Отходы на настройку оборудования 1% от массы трубы.

Поправленные трубы режутся на готовый размер на образивно отрезном станке, при этом происходит резка концов и образцов. Со стороны головки отрезается 160 мм, а со стороны открытого конца 100 мм, поэтому обрезается 260 мм, а это 2,0% отходов на трубу. Длинна трубы после резки на готовый размер составляет 11500 мм.

Готовые трубы осматриваются в отделе технического контроля на наличие поверхностных дефектов, проверяется соответствие механических свойств требованиям ГОСТа. Определяется суммарная длина труб в партии. Трубы маркируются, консервируются и упаковываются, а затем сдаются на склад готовой продукции. Оформляется сертификат качества, и трубы в железнодорожных вагонах отправляются заказчикам.

В этой технологии производства труб применяется холодная прокатка труб на станах ХПТ-32, безоправочное волочение и оправочное волочение. Оправочное и безоправочное волочение влекут за собой неизбежные геометрические отходы при обрезке головок, но из такой заготовки невозможно получить иначе готовую трубу, так как требуется слишком большее обжатие, которое нельзя получить однопроходным волочением. Дополнительные геометрические отходы и безвозвратные отходы на вспомогательных операциях ( термическая и химическая обработки ) ведут к увеличению заправочного коэффициента и уменьшению выхода годного. Выход годного по массе составляет 76,12, а по заправочному коэффициенту 76,1.

Трубы бесшовные для паровых котлов и трубопроводов.

Заготовкой для производства труб, бесшовные для паровых котлов и трубопроводов поставляемых размером 38х8 мм служат горячекатаные заготовки диаметром 57,0 мм со стенкой 4,0 мм длинной 5000 мм. Эта заготовка подвозится в цех в железнодорожных вагонах из цеха Т-3. Перед запуском в производство заготовка подвергается заковке головов на AVS-40 на диаметр 43,0 мм, длинной 160 мм, затем химической обработке, которая включает в себя травление, омеднение, и омыление погружением.

Травлению трубы подвергаются для удаления окалины и подготовки поверхности труб для нанесения необходимых последующих покрытий. Травление производят в сернокислотных растворах с содержанием серной кислоты 20-25% при температуре 50˚C в течении 15-30 минут. Далее труба поступает на промывку в горячей фильтрованной воде в течении 3-5 минут при температуре воды ни ниже 60˚C.Промытая заготовка проходит омеднение и сушку. Процесс омеднения ведут в растворе, содержащем серной кислоты 20-40 г/л с содержанием медного купороса 15-25г/л в течении 2-3 минут при температуре 20-25˚C. Омеднение производят для снижения сил трения в процессе волочения. Сушка производится в сушильных камерах при температуре 80-120˚C в течении 30-40 минут.Затем заготовка поступает на омыление с погружением в вводно-мыльный раствор. Омыление производят в течении 5-10 минут в растворе содержащем 5-8% хозяйственного мыла (жирность 60%) и около 0,1 % кальцинированной соды при температуре 50-70˚C.

Обработанные трубы электромостовым краном загружаются на трубоволочильный стан для оправочного волочения, “Shevoler ” усилием 30 тн. Трубы диаметром 57,0 со стенкой 4,0 протягиваются на диаметр 45,0 и стенку 2,9. Длинна труб до волочения 5000 мм, а после волочения –8500 мм. Вытешка при оправочном волочении 1,7. Отходы на настройку стана принимаем 2% от массы трубы.

Затем производится обрезка головок на образивно отрезном станке длинной 160 мм. После обрезки длина трубы составляет 8340 мм, отходы составляют 1,9% от массы трубы.

После обрезки головок трубы электромостовым краном поступают на радиально ковочную машину типа AVS-40, где происходит заковка головок с одной стороны трубы. Диаметр труб 45,0 мм, а диаметр головки-36,0мм. Длинна головок-160мм.

После заковки головок трубы отжигаются. Отжиг труб производится в газовой проходной печи с роликовым подом. Температура в печи колеблется от 9300С до 9900С, трубы перемещаются внутри печи со скоростью 3,6 м/мин, температура металла на выходе из печи составляет 930-960 0С. Нагрев перед следующей деформацией производится с целью снятия наклепа, придания металлу достаточной пластичности, снижение его сопротивления деформации для возможности деформироваться, а также для улучшения качества металла. Отходы при термической обработке составляют 0,3% от массы трубы.

Затем заготовка поступает на химическую обработку, которая включает в себя травление, омеднение, и омыление погружением.Травление производят в сернокислотных растворах с содержанием серной кислоты 20-25% при температуре 50˚C в течении 15-30 минут. Далее труба поступает на промывку в горячей фильтрованной воде в течении 3-5 минут при температуре воды ни ниже 60˚C.Промытая заготовка проходит омеднение и сушку. Процесс омеднения ведут в растворе, содержащем серной кислоты 20-40 г/л с содержанием медного купороса 15-25г/л в течении 2-3 минут при температуре 20-25˚C. Омеднение производят для снижения сил трения в процессе волочения. Сушка производится в сушильных камерах при температуре 80-120˚C в течении 30-40 минут.Затем заготовка поступает на омыление с погружением в вводно-мыльный раствор. Омыление производят в течении 5-10 минут в растворе содержащем 5-8% хозяйственного мыла (жирность 60%) и около 0,1 % кальцинированной соды при температуре 50-70˚C.

Обработанные трубы электромостовым краном загружаются на трубоволочильный стан для без оправочного волоченияусилием 15 тн. Трубы диаметром 45,0 со стенкой 2,9 протягиваются на диаметр38,0 и стенку 3,0. Длинна труб до волочения 8340 мм, а после волочения –10008 мм. Вытешка при оправочном волочении 1,2. Отходы на настройку стана принемаем 2% от массы трубы.

Далее производят безжиривание. Обезжиривающий раствор содержит NaOH 30-45%, NaNO3 20-60%, Na2B4O7 1,5-2,0%, сода 0-30%.

После обезжиривания трубы поступают на термообработку, в печь с защитной атмосферой при температуре 960˚C. Печь с защитной атмосферой применяют для того, чтобы поверхность труб была чистой, без окалины. Состав защитной атмосферы: водород- 4-6%, оксид углерода- не более 0,5%, углекислый газ- не более 0,2%, кислород- не более 0,005%, азот- остальное.

В процессе термообработки под действием высоких температур трубы искривляются, поэтому трубы подвергают правке на валковом- правильном стане 20-114, скорость правки: минимальная 0,67м/сек; максимальная 2,68 м/сек. Отходы при правке составляют 1% от массы трубы.

Поправленные трубы режутся на готовый размер на образивно отрезном станке, при этом происходит резка концов и образцов. Со стороны головки отрезается 160 мм, а со стороны открытого конца 48 мм, поэтому обрезается 208 мм, а это 2,1% отходов на трубу. Длинна трубы после резки на готовый размер составляет 9800 мм.

Готовые трубы осматриваются в отделе технического контроля на наличие поверхностных дефектов, проверяется соответствие механических свойств требованиям ГОСТа. Определяется суммарная длина труб в партии. Трубы маркируются, консервируются и упаковываются, а затем сдаются на склад готовой продукции. Оформляется сертификат качества, и трубы в железнодорожных вагонах отправляются заказчикам.

1.4 Выбор новой технологии и ее обоснование

Новая технология выбирается с учетом недостатков существующей технологии.

Трубы для АВТОВАЗа.

В выбранной новой технологии, заготовкой для производства труб поставляемых в нагартованном состоянии размером 8х1 мм служат трубы диаметром 45,0 мм со стенкой 3,5 мм длинной 3000 мм. Эта заготовка подвозится в цех в железнодорожных вагонах из цеха Т-3. Перед запуском в производство заготовка подвергается заковке головов на AVS-40 на диаметр 34,0 мм, длинной 160 мм, затем химической обработке, которая включает в себя травление, омеднение, фосфатирование, нейтрализацию и омыление погружением.

Трубы набираются в скобы и травятся. Процесс травления производится в 12-13 %-ном растворе серной кислоты (Н2SO4) при температуре 55-75 0С в течение 15-90 минут. Протравленная заготовка промывается в холодной проточной воде погружением. Подогретые трубы лучше подвергаются омеднению, поэтому перед омеднением их опускают в горячую воду. Омеднение производится в 2 %-ном растворе медного купороса (CuSO4 * 5H2O) при цеховой температуре до полного выделения пузырьков воздуха. Затем заготовка промывается горячей водой погружением при температуре 60-80 0С. Фосфатирование проводится в 1 %-ном фосфатном растворе (ZnО ) при температуре 40-60 0С не менее 2 минут. После чего следует нейтрализация в 0,2-0,3 %-ном содовом растворе (Na4CO3) при температуре 40-60 0С до полного выделения пузырьков воздуха. Нейтрализованная, заготовка выдерживается на воздухе в специальном кармане для слива до полного удаления раствора не менее 5 минут и подвергается омылению погружением в 10-13,5%-ном растворе хозяйственного мыла при температуре 40-65 0С в течение 3 минут. Отходы при химической обработке составляют 0,3% от массы трубы.

Обработанные трубы электромостовым краном загружаются на трубоволочильный стан для оправочного волочения, “Shevoler ” усилием 30 тн. Трубы диаметром 45,0 со стенкой 3,5 протягиваются на диаметр 36,0 и стенку 2,4. Длинна труб до волочения 3000 мм, а после волочения –5400 мм. Вытешка при оправочном волочении 1,8. Отходы на настройку стана принимаем 2% от массы трубы.

После оправочного волочения трубы отжигаются. Отжиг труб производится в газовой проходной печи с роликовым подом. Температура в печи колеблется от 9300С до 9900С, трубы перемещаются внутри печи со скоростью 3,7 м/мин, температура металла на выходе из печи составляет 930-960 0С. Нагрев перед следующей деформацией производится с целью снятия наклепа, придания металлу достаточной пластичности, снижение его сопротивления деформации для возможности деформироваться, а также для улучшения качества металла. Отходы при термической обработке составляют 0,3% от массы трубы.

Затем производится обрезка головок на образивно отрезном станке длиной 160 мм. После обрезки длина трубы составляет 5240 мм, отходы составляют 2,9% от массы трубы.

В процессе термообработки под действием высоких температур трубы искривляются, поэтому трубы подвергают правке на роликовой - правильной машине 20-114, скорость правки 50 м/мин. Отходы при правке составляют 1% от массы трубы.

После правильной машины трубы, электромостовым краном подаются на травильный участок, набираются в скобы и подвергаются химической обработке, которая заключается в травлении, омеднении, нейтрализации и омыление обрызгиванием. Трубы набираются в скобы и травятся. Процесс травления производится в 12-13 %-ном растворе серной кислоты (Н2SO4) при температуре 55-75 0С в течение 15-90 минут. Протравленная заготовка промывается в холодной проточной воде погружением. Далее производится омеднение в 2 %-ном растворе медного купороса (CuSO4 * 5H2O) при цеховой температуре до полного выделения пузырьков воздуха. Затем заготовка промывается горячей водой погружением при температуре 60-80 0С. Промытая заготовка нейтрализуется в 0,2-0,3 %-ном содовом растворе (Na4CO3) при температуре 40-60 0С до полного выделения пузырьков воздуха. Нейтрализованные трубы выдерживаются на воздухе в специальном кармане для слива до полного удаления раствора не менее 5 минут, и подвергается омылению обрызгиванием в 10-13,5%-ном растворе хозяйственного мыла при температуре 40-65 0С. Отходы при химической обработки составляют 0,3% от массы трубы.

Обработанная труба податся на стан ХПТ при помощи электромостового крана. На стане ХПТ-32 происходит холодная прокатка трубы с диаметра 36,0 мм со стенкой 2,4 мм на диаметр 20,0 мм со стенкой 0,85 мм. Длинна заготовки до прокатки 5240мм, после прокатки-26200 мм. При прокатке трубы автоматически режутся летучей пилой на мерные длины. В итоге вместо одной трубы длинной 26200 мм, получается 5 труб длинной 5135 мм. Вытешка при прокатке 4,9. Отходы нанастройку стана 2% от массы трубы.

После прокатки на стане ХПТ трубы электромостовым краном поступают на радиально ковочную машину типа AVS-25, где происходит заковка головок с одной стороны трубы. Диаметр труб 20,0 мм, а диаметр головки-14,0мм. Длинна головок-127мм.

После радиально ковочную машины типа AVS-25 трубы отжигаются. При холодной обработке металл деформируется, происходит изменение структуры. У такого металла увеличивается упругость и предел прочности при растяжении, удлинение уменьшается, причем тем больше, чем была деформация. Такое явление в металле называется наклепом. Сильно наклепанные трубы, имея большие внутренние напряжения, могут произвольно растрескиваться. Наклепанный металл с трудом поддается дальнейшей обработке. Для придания металлу механических свойств путем ликвидации наклепа трубы подвергаются термической обработке. Отжиг труб после прокатки и заковки головок производится в газовой проходной печи с роликовым подом. Температура в печи колеблется от 9300С до 9900С, трубы перемещаются внутри печи со скоростью 3,7 м/мин, температура металла на выходе из печи составляет 930-960 0С. Отходы при термообработке составляют 0,3% от массы трубы.

После термообработки трубы электромостовым краном поступают на травильный участок, набираются в скобы и подвергаются химической обработке, которая заключается в травлении, омеднении, нейтрализации и омыление обрызгиванием. Трубы набираются в скобы и травятся. Процесс травления производится в 12-13 %-ном растворе серной кислоты (Н2SO4) при температуре 55-75 0С в течение 15-90 минут. Протравленная заготовка промывается в холодной проточной воде погружением. Далее производится омеднение в 2 %-ном растворе медного купороса (CuSO4 * 5H2O) при цеховой температуре до полного выделения пузырьков воздуха. Затем заготовка промывается горячей водой погружением при температуре 60-80 0С. Промытая заготовка нейтрализуется в 0,2-0,3 %-ном содовом растворе (Na4CO3) при температуре 40-60 0С до полного выделения пузырьков воздуха. Нейтрализованные трубы выдерживаются на воздухе в специальном кармане для слива до полного удаления раствора не менее 5 минут, и подвергается омылению обрызгиванием в 10-13,5%-ном растворе хозяйственного мыла при температуре 40-65 0С. Отходы при химической обработки составляют 0,3% от массы трубы.

Обработанные трубы электромостовым краном загружаются на трубоволочильный стан для без оправочного волочения усилием 15 тн. Трубы диаметром 20,0 со стенкой 0,85 протягиваются на диаметр 16,0 и стенку 0,9. Длинна труб до волочения 5135 мм, а после волочения –6162 мм. Вытешка при без оправочном волочении 1,2. Отходы на настройку стана принемаем 2% от массы трубы.

После волочения трубы электромостовым краном поступают на радиально ковочную машину типа AVS-25, где происходит подбивка головок с одной стороны трубы. Диаметр труб 16,0 мм, а диаметр головки-10,0мм. Длинна головок-127мм.

После радиально ковочную машины типа AVS-25 трубы отжигаются. Отжиг труб производится в газовой проходной печи с роликовым подом. Температура в печи колеблется от 9300С до 9900С, трубы перемещаются внутри печи со скоростью 3,7 м/мин, температура металла на выходе из печи составляет 930-960 0С. Отходы при термообработке составляют 0,3% от массы трубы.

После термообработки трубы электромостовым краном поступают на травильный участок, набираются в скобы и подвергаются химической обработке, которая заключается в травлении, омеднении, нейтрализации и омыление обрызгиванием. Трубы набираются в скобы и травятся. Процесс травления производится в 12-13 %-ном растворе серной кислоты (Н2SO4) при температуре 55-75 0С в течение 15-90 минут. Протравленная заготовка промывается в холодной проточной воде погружением. Далее производится омеднение в 2 %-ном растворе медного купороса (CuSO4 * 5H2O) при цеховой температуре до полного выделения пузырьков воздуха. Затем заготовка промывается горячей водой погружением при температуре 60-80 0С. Промытая заготовка нейтрализуется в 0,2-0,3 %-ном содовом растворе (Na4CO3) при температуре 40-60 0С до полного выделения пузырьков воздуха. Нейтрализованные трубы выдерживаются на воздухе в специальном кармане для слива до полного удаления раствора не менее 5 минут, и подвергается омылению обрызгиванием в 10-13,5%-ном растворе хозяйственного мыла при температуре 40-65 0С. Отходы при химической обработки составляют 0,3% от массы трубы.

Обработанные трубы электромостовым краном загружаются на трубоволочильный стан для без оправочного волочения усилием 15 тн. Трубы диаметром 16,0 со стенкой 0,9 протягиваются на диаметр 11,0 и стенку 0,95. Длинна труб до волочения 6162 мм, а после волочения –8627 мм. Вытешка при без оправочном волочении 1,4. Отходы на настройку стана принемаем 2% от массы трубы.

Затем производится обрезка головок на образивно отрезном станке длинной 127 мм. После обрезки длинна трубы составляет 8500 мм, отходы составляют 1,5% от массы трубы.

После обрезки головок трубы электромостовым краном поступают на радиально ковочную машину типа AVS-25, где происходит заковка головок с одной стороны трубы. Диаметр труб 11,0 мм, а диаметр головки-7,0мм. Длинна головок-160мм.

После радиально ковочную машины типа AVS-25 трубы отжигаются. Отжиг труб производится в газовой проходной печи с роликовым подом. Температура в печи колеблется от 9300С до 9900С, трубы перемещаются внутри печи со скоростью 3,7 м/мин, температура металла на выходе из печи составляет 930-960 0С. Отходы при термообработке составляют 0,3% от массы трубы.

После термообработки трубы электромостовым краном поступают на травильный участок, набираются в скобы и подвергаются химической обработке, которая заключается в травлении, омеднении, нейтрализации и омыление обрызгиванием. Трубы набираются в скобы и травятся. Процесс травления производится в 12-13 %-ном растворе серной кислоты (Н2SO4) при температуре 55-75 0С в течение 15-90 минут. Протравленная заготовка промывается в холодной проточной воде погружением. Далее производится омеднение в 2 %-ном растворе медного купороса (CuSO4 * 5H2O) при цеховой температуре до полного выделения пузырьков воздуха. Затем заготовка промывается горячей водой погружением при температуре 60-80 0С. Промытая заготовка нейтрализуется в 0,2-0,3 %-ном содовом растворе (Na4CO3) при температуре 40-60 0С до полного выделения пузырьков воздуха. Нейтрализованные трубы выдерживаются на воздухе в специальном кармане для слива до полного удаления раствора не менее 5 минут, и подвергается омылению обрызгиванием в 10-13,5%-ном растворе хозяйственного мыла при температуре 40-65 0С. Отходы при химической обработки составляют 0,3% от массы трубы.

Обработанные трубы электромостовым краном загружаются на трубоволочильный стан для без оправочного волочения усилием 15 тн. Трубы диаметром 11,0 со стенкой 0,95 протягиваются на диаметр 8,0 и стенку 1,0. Длинна труб до волочения 8500 мм, а после волочения –11560 мм. Вытешка при без оправочном волочении 1,36. Отходы на настройку стана принемаем 2% от массы трубы.

Так-как трубы сдаются в нагартованном состоянии, т.е без термообработки на готовом размере, то после волочения следует правка, которая включает в себя: предварительную правку на роликовой - правильной машине и окончательную правку на семи валковом - правильном стане. Отходы на настройку оборудования 1% от массы трубы.

Поправленные трубы режутся на готовый размер на образивно отрезном станке, при этом происходит резка концов и образцов. Со стороны головки отрезается 160 мм, а со стороны открытого конца 100 мм, поэтому обрезается 260 мм, а это 2,0% отходов на трубу. Длинна трубы после резки на готовый размер составляет 11300 мм.

Готовые трубы осматриваются в отделе технического контроля на наличие поверхностных дефектов, проверяется соответствие механических свойств требованиям ГОСТа. Определяется суммарная длина труб в партии. Трубы маркируются, консервируются и упаковываются, а затем сдаются на склад готовой продукции. Оформляется сертификат качества, и трубы в железнодорожных вагонах отправляются заказчикам.

Новая технология выбрана с целью замены старой, т.к. с помощю новой технологии можно пропустить несколько операций, которые влияют на отходы по настройке оборудотания, снизить себестоймость готовой трубы. В новой технологии по сравнению со старой увеличен выход годного, а именно по массе 78,903 и 76,12 соответственно, по заправочному коэффициенту 78,902 и 76,1 соответственно.

Трубы бесшовные для паровых котлов и трубопроводов.

Заготовкой для производства труб, бесшовные для паровых котлов и трубопроводов поставляемых размером 38х8 мм служат горячекатаные заготовки диаметром 48,0 мм со стенкой 4,0 мм длинной 5000 мм. Эта заготовка подвозится в цех в железнодорожных вагонах из цеха Т-3. Перед запуском в производство заготовка подвергается заковке головов на AVS-40 на диаметр 36,0 мм, длинной 160 мм, затем химической обработке, которая включает в себя травление, омеднение, и омыление погружением.

Травлению трубы подвергаются для удаления окалины и подготовки поверхности труб для нанесения необходимых последующих покрытий. Травление производят в сернокислотных растворах с содержанием серной кислоты 20-25% при температуре 50˚C в течении 15-30 минут. Далее труба поступает на промывку в горячей фильтрованной воде в течении 3-5 минут при температуре воды ни ниже 60˚C.Промытая заготовка проходит омеднение и сушку. Процесс омеднения ведут в растворе, содержащем серной кислоты 20-40 г/л с содержанием медного купороса 15-25г/л в течении 2-3 минут при температуре 20-25˚C. Омеднение производят для снижения сил трения в процессе волочения. Сушка производится в сушильных камерах при температуре 80-120˚C в течении 30-40 минут.Затем заготовка поступает на омыление с погружением в вводно-мыльный раствор. Омыление производят в течении 5-10 минут в растворе содержащем 5-8% хозяйственного мыла (жирность 60%) и около 0,1 % кальцинированной соды при температуре 50-70˚C.

Обработанные трубы электромостовым краном загружаются на трубоволочильный стан для оправочного волочения, “Shevoler ” усилием 30 тн. Трубы диаметром 48,0 со стенкой 4,0 протягиваются на диаметр 38,0 и стенку 3,0. Длинна труб до волочения 5000 мм, а после волочения –8500 мм. Вытешка при оправочном волочении 1,7. Отходы на настройку стана принемаем 2% от массы трубы.

Далее производят безжиривание. Обезжиривающий раствор содержит NaOH 30-45%, NaNO3 20-60%, Na2B4O7 1,5-2,0%, сода 0-30%.

После обезжиривания трубы поступают на термообработку, в печь с защитной атмосферой при температуре 960˚C. Печь с защитной атмосферой применяют для того, чтобы поверхность труб была чистой, без окалины. Состав защитной атмосферы: водород- 4-6%, оксид углерода- не более 0,5%, углекислый газ- не более 0,2%, кислород- не более 0,005%, азот- остальное.

В процессе термообработки под действием высоких температур трубы искривляются, поэтому трубы подвергают правке на валковом- правильном стане 20-114, скорость правки: минимальная 0,67м/сек; максимальная 2,68 м/сек. Отходы при правке составляют 1% от массы трубы.

Поправленные трубы режутся на готовый размер на образивно отрезном станке, при этом происходит резка концов и образцов. Со стороны головки отрезается 160 мм, а со стороны открытого конца 40 мм, поэтому обрезается 200 мм, а это 2,3% отходов на трубу. Длинна трубы после резки на готовый размер составляет 8300 мм.

Готовые трубы осматриваются в отделе технического контроля на наличие поверхностных дефектов, проверяется соответствие механических свойств требованиям ГОСТа. Определяется суммарная длина труб в партии. Трубы маркируются, консервируются и упаковываются, а затем сдаются на склад готовой продукции. Оформляется сертификат качества, и трубы в железнодорожных вагонах отправляются заказчикам.

Новая технология выбрана с целью замены старой, т.к. с помощю новой технологии можно пропустить несколько операций, которые влияют на отходы по настройке оборудотания, снизить себестоймость готовой трубы. В новой технологии по сравнению со старой увеличен выход годного, а именно по массе 94,48 и 90,10 соответственно, по заправочному коэффициенту 94,40 и 90,09 соответственно.

1.5 Описание основного и вспомогательного оборудования

Прокатный стан ХПТ-32.

Назначение.

Стан ХПТ предназначен для прокатки бесшовных или сварных труб в холодном или подогретом состоянии из углеродистых и легированных сталей, а также из цветных металлов и сплавов с временным сопротивлением до 100 кг/мм2.

Техническая характеристика.

диаметр валка, 300мм;

диаметр ведущих шестерен, 400мм;

ход валков, 452мм;

угол разворота валков, 1990;

длинна хода клети, соответствующая подаче,60;

длинна хода клети, соответствующая повороту,70;

мощность электродвигателя главного привода постоянного тока, 72кВт;

расход эмульсии на стан, 120 л/мин;

число двойных ходов клети в минуту, мах-120, мин-80.

Волочильный стан усилием 15тн.

Назначение.

Волочильный стан усилием 15тн-это стан без оправочного волочения. В процессе волочения на этом стане происходит уменьшение диаметра и некоторое увеличение стенки.

Техническая характеристика.

сила волочения, 15тс;

диаметр готовой трубы, 20-60 мм;

длинна волочения, 15м;

расчетная скорость волочения, 0,75 м/с;

мощность электродвигателя главного привода постоянного тока, 150 кВт;

длинна, 38м;

ширина, 5м.

Трубоволочильный стан “Shevalier” усилием волочения 30 тонн.

Назначение.

Волочение полых профилей (труб) с уменьшением толщины стенки осуществляется через волочильный канал, образованный волокой и оправкой, которая может иметь различную конструкцию и схему закрепления. Волочение труб из концевых длинномерных заготовок осуществляют на станах прямолинейного волочения. По характеру и циклу работы стану прямолинейного волочения можно разделить на периодические, полунепрерывные и непрерывные. Станы прямолинейного волочения периодического действия наиболее распространены в трубных цехах. Волокодержатель оборудован устройством, обеспечивающим смазку волок во время волочения и центровку волок по оси волочения.

Техническая характеристика стана.

усилие волочения 30 тонн;

полезная длина волочения 16 м;

скорость волочения при усилии волочения30 тонн - 8÷60 м/мин;

возможный предел бесступенчатого регулирования скорости посредством агрегата Вард-Леонарда 0-60 м/мин;

нарастание скорости волочения от 8 м/мин до 60 м/мин происходит на расстоянии 1/8 длины протягиваемой трубы в 16 метров;

скорость возврата тележки 180 м/мин;

максимальный наружный диаметр трубной заготовки 75 мм;

минимальный наружный диаметр трубной заготовки 30 мм;

максимальный наружный диаметр готовой трубы 70 мм;

минимальный наружный диаметр готовой трубы 25 мм;

временное сопротивление материала труб 80 кг/мм²;

мощность главного привода 400 л.с;

производительность стана:

при волочении одной трубы 1000 м/час;

при волочении двух труб 1950 м/час;

при волочении трёх труб 2800 м/час;

Заковочная машина AVS-40 и AVS-25.

Назначение.

Такие машины предназначены для заострения концов труб как в холодном, так и в горячем состоянии. Такие машины обеспечивают заковку головок круглого и складчатого профиля с максимальной степенью деформации до 43%. При комплектации машин AVS загрузочно-разгрузочными механизмами достигается полная автоматизация процесса, что позволяет встраивать этот агрегат в автоматические линии.

Техническая характеристика AVS-40.

усилие деформации, 4х400кН;

число ходов в минуту 710;

максимальный диаметр заготовки при круглой головке, 90 мм;

максимальный диаметр заготовки при головке складчатого профиля, 120 мм;

максимальный диаметр головки, 60 мм;

мощность приводного двигателя станка при 150 об/мин, 22 кВт;

скорость подачи, 0-100мм/с.

Техническая характеристика AVS-25.

усилие деформации, 4х250кН;

число ходов в минуту 800;

максимальный диаметр заготовки при круглой головке, 75мм;

максимальный диаметр заготовки при головке складчатого профиля, 100 мм;

максимальный диаметр головки, 50 мм;

мощность приводного двигателя станка при 150 об/мин, 15кВт;

скорость подачи, 0-70мм/с.

Трубоправильная машина с косо расположенными роликами 20-114.

Назначение.

Много роликовая трубоправильная машина предназначена для предворительной правки, в холодном состоянии, труб из углеродистых и легированных сталей и цветных металлов.

Техническая характеристика.

диаметр выправляемых труб – 20-114 мм;

длина выправляемых труб – минимум 2000мм;

максимальная кривизна трубы на один метр длины – 7-5 мм;

количество валков(роликов) – 9;

скорость правки – 10-100 м/мин;

скорость перемещения верхних и нижнего среднего валков – 0,16 мм/сек;

длина стана – 6640 мм;

ширина стана – 2690 мм;

высота стана – 2275 мм;

масса стана – 12000 кг.

Электропечь с рольганговым подом.

Назначение.

Электропечь с рольганговым подом предназначена для термообработки длинномерных труб из жаропрочных, углеродистых и нержавеющих сталей.

Техническая характеристика.

мощность – 400 кВт;

напряжение сети – 380 В;

число электрических зон – 8;

число тепловых зон – 1;

частота эл.сети – 50 Гц;

рабочая температура печи мах 9300С, мин 990 0С;

атмосфера печи – воздух;

время разогрева до рабочей температуры – 11 часов;

удельный расход электроэнергии – 0,4 кВт*ч/кг;

производительность – 800 кг/час;

возможная скорость транспортирования – 0,2-8 м/мин;

количество тепла выделяемого в цех – 95000 Ккал/час;

допускаемая нагрузка на 1 погонный метр пода – 100 кг;

расчетная скорость транспортировки труб –3,7м/мин;

длина обрабатываемой трубы – 2-7 м;

ширина ряда – до 600 мм;

ширина печи – 4100 мм;

длина печи – 15000 мм;

высота печи – 3000 мм;

вес печи – 61000 кг.

Отрезной станок 6МП-328.

Назначение.

Отрезной станок марки 6МП-328 предназначен для резки труб абразивными кругами без охлаждения.Все узлы станка монтируются на станине. Вращение абразивного круга осуществляется от асинхронного двигателя посредством клиноременной передачи. В качестве режущего инструмента применяются специальные высокоскоростные круги, рассчитанные на скорость вращения - 80 и 50 м/сек. Подача шпиндельной головки осуществляется вручную, зажим трубы – педалью. Для снятия заусенцев используется зенкер, входящий в комплектацию станка.

Техническая характеристика.

диаметр труб подвергаемых резке – 5-60 мм;

толщина стенки труб подвергаемых резке – 0,2-7 мм;

диаметр абразивного диска – 250-300 мм;

толщина абразивного диска – 3 мм;

скорость вращения круга 50-80 м/сек.

Печь с защитной атмосферой.

Назначение.

Термическая проходная печь с роликовым и радиационными трубами и предназначена для термообработки углеродистых и легированных труб в среде азотно-защитного газа.

Техническая характеристика.

сортамент обрабатываемых труб:

диаметр от 14 до 89 мм,

толщина стенки 1÷7 мм,

длина до 14 м;

производительность печи до 4 тн;

топливом для печи является природный газ с теплотворной способностью Qn=7900 ккал/м³;

расход природного газа составляет 220м³/час.

Для осуществления процесса без окислительной термообработки применяется проходная печь, она оборудована следующими основными системами и элементами: радиационные трубы тип РНУ=200 в количестве 22 шт, газопровод природного газа низкого давления для горения и пламени завесы на выходе и входе, азотопровод низкого давления, воздухопровод подачи воздуха к горелкам радиационных труб от вентиляторов ВР-12 системы дымоудаления с дымососом ДН-12, система КИПиА, вытяжной вентиляции.

Режим термообработки труб: нагрев 750-720˚C по металлу с последующим охлаждением в камере охлаждения.

Радиационные трубы располагаются над и под роликовым подом. Транспортирование труб через печь осуществляется по роликам в количестве 142 шт. Цапфы роликов водоохлаждаемые. Шаг роликов составляет 348 мм.

Газовые затворы служат для поддержания положительного давления А.З.Г на уровне роликов.

Стан семивалковый правильный для труб диаметром 20-114 мм.

Назначение.

Предназначен для окончательной правки труб.

Техническая характеристика.

сортамент правящихся труб:

минимальный диаметр 20 мм,

максимальный диаметр 114 мм,

минимальная толщина стени 1 мм,

максимальная толщина стенки 10 мм,

предел текучести материала 34 кг/мм².

скорость правки труб:

минимальная 0,67 м/сек,

максимальная 2,68 м/сек,

скорость правки при максимальном профиле труб 1 м/сек.

механизм перемещения траверс:

электродвигатель АОС-42-6 N=1,7 кВт, n=860 об/мин,

скорость перемещения траверс 5,35 мм/мин.

валки:

диаметр 220 мм,

длина бочки 330 мм,

диаметр шейки валка 105 мм,

угол поворота валков 24-30˚,

общее передаточное число механизма поворота 56.

указатель хода траверс:

каждое деление для большой стрелки соответствует перемещению траверсы на 10 мм,

каждое деление для малой стрелки соответствует перемещению траверсы на 1 мм.

габаритные размеры стана:

длина 9500 мм,

ширина 3500 мм,

высота 2625 мм,

вес 27693,4 кг.

1.6 Брак и меры, применяемые для его устранения

Брак и меры, применяемые для его устранения на станах ХПТ а также нарушение процесса прокатки.

Виды несоответствия качества продукции требованиям НД, их причины и способы устранения приведены в таблице 5.

Таблица 5- Виды несоответствия качества продукции требованиям НД, их причины и способы устранения.

Броски труб. Приводят к перегрузке узлов стана, браку труб и являются следствием: неисправности РПМ, выработки гайки или винта подачи, некачественной химической обработки заготовки, обжатия заготовки на цилиндрической части оправки.

Стыкование труб (врезание торцов заготовки). Приводит к перегрузке стана и является следствием: не перпендикулярности торца заготовки и повышенной кривизны, поперечного смещения заготовки из-за недостаточного диаметра стержня, затрудненного схода трубы с оправки.

Растрескивание концов трубы является следствием: несоответствие конусности оправки калибровке, увеличенной развалки ручья, неудовлетворительных механических свойств металла заготовки.

Брак и меры, применяемые для его устранения на станах, без оправочного и оправочного волочения

При настройке волочильного стана должна быть обеспечена минимальная кривизна протягиваемых труб. При отсутствии сферического волокодержателя регулировка кривизны производится контролем за отсутствием перекоса колец, путем поворота колец вокруг своей оси в гнездах волокодержателя, установкой прокладок в системе люнет-стойка-волокодержатель.

Возможные сбои волочения, их причины и способы устранения приведены в таблице 6. Брак на оправочном и без оправочном волочении один и тот же.

Таблица 6- Брак и меры, применяемые для его устранения.

Брак и меры, применяемые для его устранения на станах правильного типа.

Виды несоответствия, их причины и способы устранения приведены в таблице 7.

Таблица 7- Брак и меры, применяемые для его устранения.

Брак и меры, применяемые для его устранения на стане МП-65(Обрезной стан).

Основные виды брака, причины возникновения и способы устранения приведены в Таблице 8.

Таблица 8- Основные виды брака, причины возникновения и способы устранения

1.7 Инструмент и смазка

Мыльный раствор.

Для приготовления мыльного раствора необходимой концентрации рассчитанное количество мыла растворяется в воде острым паром в отдельном баке. После растворения мыла добавляется расчетное колличество буры(Na2B4O7). Для оправочного и без оправочного волочения 10 кг на 1м3 раствора.

Растворенное мыло с бурой перекацивается в рабочую ванну, затем доливается вода до рабочего уровня, тщательно перемешивается и производится отбор пробы на анализ.

Ежедневно проводится анализ раствора на присутствие свободной щелочи, процент мыла и буры.

Корректирование мыльного раствора производится путем добавления концентрированного раствора содержащего расчетное колличество мыла и буры, и 10% водного раствора, 10% едкого натра, водный раствор едкого натра готовится в отдельной емкости из расчета 1 кг едкого натра на 10 л воды. Приготовленный 10% раствор едкого натра добавляется непосредственно в ванну в количестве от 10 до 40л на ванну.

Очистка мыльной ванны от загрязнения должна производиться раз в месяц согласно графику очистки ванн для омыления труб в один из ремонтных дней. При этом мульный раствор перекачивается в другую ванну. Перекачивается раствор не раньше чем по истечению 15-20 мин после извлечения последнего пакета труб из ванны. После очистки ванны раствор вновь перекачивается в мыльную ванну, доводится концентрированным раствором мула и водой до рабочего уровня и концентрации.

На каждый недостающии % мыла добавить 16,5 кг твердого хозяйственного мыла или 25 кг жидкого мыла на 1 м3 раствора.

Удаление технологической смазки.

Обезжириванию подвергаются трубы перед печью с защитной отмосферой, нагортованные трубы и трубы после теплой прокатки перед отжигом.

Операция обезжиривание должна обеспечивать полное снятие смазки с наружной и внутренней поверхности труб.

Трубы с внутренним диаметром 15мм после волочения на готовый размер принимают на операцию обезжиривания только с обрезанными головками.

Нанесение технологической смазки.

Омыление погружением.

Омылению погружением подвергаются трубы всех марок стали для оправочного волочения на стане “Shevalier”, перед прокаткой на стане ХПТ, толстостенные трубы со стенкой S>=5мм и трубы из стали марки 20ЮЧ для без оправочного волочения.

Омыление погружением производится путем опускания пакета до дна ванны и выдержкой до полного выделения пузырьков воздуха.

После омыления производят полный слив раствора над ванной.

При омылении труб для оправочного волочения длинной более 8 метров пакет погружается под углом 150 незабитыми концами вверх. Для предотвращения и удоления воздушных пробок задний конец пакета в процессе обработки приподнимают на угол не менее 300.

Омыление обрызгиванием.

Омылению обрызгиванием подвергаются трубы для без оправочного волочения и трубы в масленном виде.

Перед омылением обрызгиванием, дла исключения попадания в мыльный раствор остатков кислого раствора, трубы выдерживаются в специальном кармане под углом 450 до полного стекания раствора.

Омыление обрызгиванием производится на козлах из брандспойта.

Смазка для теплой прокатки.

Операция нанесения смазки для теплой прокатки производится только в кипяшем растворе смазки. При отсутствие кипяшего раствора намазку производить запрещается.

Нанесение смазки производитсь в кипящей ванне намазки не менее чем 3-х кратным погружением пакета труб в ванну(прокачка). После прокатки пакет труб выдерживается в смазке до прекращения выделения воздуха из внутренней полости трубы, а затем извлекается из ванны и выдерживается над ванной в наклонном положении до полного стекания остатков смазки.

2. Расчетная часть проекта

2.1 Расчет прокатного инструмента

Дано: Заготовка диаметром 36 мм и стенкой 2,4 мм , труба диаметром 20 мм и стенкой 0,85 мм , длинна хода клети 452 мм , диаметр ведущей шестерни 400 мм , угол разворота рабочего валка 1990 , угол зева подачи 70, угол зева поворота 60, радиус шестерни 200 мм.

Расчет гребня ручья.

Определяем длину рабочего участка

Lраб=(ПDш (а-gd-gb))360 ,

где Dш – диаметр ведущей шестерни, мм;

а – угол разворота рабочего валка ,в 0;

gd, gb – углы зева подачи и поворота соответственно, мм.

Lраб=(3,14400(199-7-6)) 360=648,9 мм

Толщина стенки заготовки с учетом плюсового допуска

S=2,4+0,3=2,7 мм

Толщина стенки готовой трубы с учетом минусового допуска

S1=0,85-0,15=0,7 мм

Диаметр пережима оправки

dk=Dk-2S1 ,

где Dk – диаметр готовой трубы, мм;

S1 – толщина стенки готовой трубы с учетом минусового допуска, мм.

dk=20-20,7=18,6 мм

Величену редуцирования принимаем равной Dред=5 мм, следовательно

Sред=(0,70,8) DредSo/Do.

Толщину стенки заготовки после редуцирования So=2,7+0,3=3 мм

Врезультате сумарная вытешка по сетке

=So/S1 ,

где So – толщину стенки заготовки после редуцирования, мм;

S1 - толщина стенки готовой трубы с учетом минусового допуска, мм.

=3/0,7=4,29 мм

Общая вытешка при прокатке

=(So (Do-So))/(S1 (D1-S1))

=(3 (36-3))/(0,7  (20-0,7))=7,33 мм

На основании полученного значения =7,33 мм и условно принятой длинны обжимной зоны lo=292,4 мм, определим величину подачи пользуясь формулой

ng=(3lo)/(t(+1))

вытешка 5, ng=5, =7,33 мм, то

t=(3292,4)/(25 (7,33+1))=11,21мм

Определим зоны по длине ручья калибров.

длина зоны редуцирования

lред=Dред/(2tgред-2tgред)

lред=5/(2tg0,1-2tg0,005) =52,63 мм

длина зоны предотделочной

lп=П1t

lп=1,311,217,33=106,75 мм

величина зоны калибровки

lк=П2t

lк=2,411,217,33=197,08 мм

Расчетная длина обжимной зоны

lo=LРаб-lп-lк-lр

lo=648,9 -52,63-106,75-197,08=292,47мм

Длина рабочей конической части оправки

Lопр=lo+lп+lр

Lопр=292,47+92,71+52,63=542,11 мм

Принимаем конусность оправки 2tgB=0,005, находим диаметр ее цилиндрической части

dц=dК+2tgB  Lопр

dц= 18,6 +0,005542,11 =21,31 мм

Вытешка по сетки в контрольных сечениях обжимной зоны находят по номограмме. По оси ординат находят точку соответствующая суммарной вытяжки по стенке =2,6, в наше случае, известным методом находим

=1,=1,4,=1,9,=2,4,=2,8,=3,2,=3,3,=3,55.

Толщина стенки в контрольных сечениях

Sx=So/Sxc

=3,00мм,=2,14 мм,=1,58 мм,=1,25 мм,=1,07 мм,=0,94 мм,=0,91 мм,=0,85 мм,=0,07 мм.

Диаметр оправоки в контрольных сечениях

dx=dk+2tgB lX ,

где lX-растояние от пережима dk, до контрольного сечения d8=18,6 мм

lx=Lo/7

lx=292,4/7=41,77мм

d7=18,6 +0,005106,75 =19,13мм

d6=18,6 +0,005(106,75 +41,77)=19,34 мм

d5=18,6 +0,005(106,75 +41,772)=19,55 мм

d4=18,6 +0,005(106,75 +41,773)=19,76 мм

d3=18,6 +0,005(106,75 +41,774)=19,97 мм

d2=18,6 +0,005(106,75 +41,775)=20,18 мм

d1=18,6 +0,005(106,75 +41,776)=20,39 мм

d0=18,6 +0,005(106,75 +41,777+52,63)=20,86 мм

Длина ручья в контрольных сечениях

Dx=dn+2Sx

D1o=36,00 мм

Do=20,86 +23,00=26,86 мм

D1=20,39 +22,14=24,67 мм

D2=20,18 +21,58=23,34 мм

D3=19,97 +21,25=22,47 мм

D4=19,76 +21,07=21,90 мм

D5=19,55 +20,94=21,43 мм

D6=19,34 +20,91=21,16 мм

D7=19,13+20,85=20,82 мм

D8=18,6 +20,70=20,00 мм

Расчет ширины ручья.

Вытешка по площади поперечного сечения рабочего конуса в контрольных сечениях

=(So(Do-So))/(S1(D1-S1))

1

(2,7(36-2,7))/(3(26,86-3))=1,26

(3(36-3))/(2,14 (24,67-2,14))=2,05

(3(36-3))/(1,58 (23,34-1,58))=2,88

(3(36-3))/(1,25 (22,47-1,25))=3,73

(3(36-3))/(1,07 (21,90-1,07))=4,44

(3(36-3))/(0,94 (21,43-0,94))=5,15

(3(36-3))/(0,91 (21,16-0,91))=5,38

(3(36-3))/(0,85 (20,82-0,85))=5,86

(3(36-3))/(0,7 (20,00-0,7))=7,33

Конусность ручья калибра в контрольных сечениях

2tg=(DX-DX+1)/lX ,

где lX-длинна участка между контрольными сечениями

2tg1=(26,86-24,67)/41,77 =0,0523

2tg2=(24,67-23,34)/ 41,77 =0,0320

2tg3=(23,34-22,47)/ 41,77 =0,0207

2tg4=(22,47-21,09)/ 41,77 =0,0135

2tg5=(21,09-21,43)/ 41,77 =0,0114

2tg6=(21,43-21,16)/ 41,77 =0,0064

2tg7=(21,16-20,82)/ 41,77 =0,0081

2tg8=(20,82-20,00)/ 41,77 =0,0077

Величина развалки в контрольных сечениях определяется по формуле

ВХ=bt2tg,

где b-коэффициент учитывающий вынужденное уширение металла и износ. При коэффициенте b=1,1 подача за ход

2 мм

1,5 мм

1,111,212,050,0523=1,32 мм

1,111,212,880,0320=1,14 мм

1,111,213,730,0207=0,95 мм

1,111,214,440,0135=0,74 мм

1,111,215,150,0114=0,73 мм

1,111,215,380,0064=0,42 мм

1,111,215,860,0081=0,58 мм

1,111,217,330,0077=0,7 мм

Ширина ручья в контрольных сечениях

Вх=Dx+Bx

B10=36,00+2=38,00 мм

B0=26,86+1,5=28,36 мм

B1=24,67+1,32 =26,00 мм

B2=23,34+1,14 =24,47 мм

B3=22,47+0,95=23,42 мм

B4=21,90+0,74 =22,64 мм

B5=21,43+0,73 =22,15 мм

B6=21,16+0,42 =21,58 мм

B7=20,82+0,58 =21,41 мм

B8=20,00+0,7 =20,07 мм

Окончательный диаметр ручья Dр в контрольных сечениях с учетом минусового допуска на диаметр готовой трубы (0,3мм) и припуска на упругость деформации(0,5мм)

Dр=Dx-0,3-0,5

D1рo=36 мм

Dр0=26,86-0,3-0,5=26,06 мм

Dр1=24,67-0,3-0,5=23,87 мм

Dр2=23,34-0,3-0,5=22,54 мм

Dр3=22,47-0,3-0,5=21,67 мм

Dр4=21,9-0,3-0,5=21,1 мм

Dр5=21,43-0,3-0,5=20,63 мм

Dр6=21,16-0,3-0,5=20,36 мм

Dр7=20,84-0,3-0,5=20,02 мм

Dр8=20,00-0,3-0,5=19,20 мм

Окончательно ширина ручья в контрольных сечениях с учетом минусового допуска, на диаметрготовой трубы 0,3мм

BР=ВХ-0,3

В1р0=38,00 мм

BР0=56,06-0,3=28,06 мм

BР1=54,28-0,3=25,70 мм

BР2=51,86-0,3=24,17 мм

BР3=50,07-0,3=23,12 мм

BР4=49,32-0,3=22,34 мм

BР5=48,53-0,3=21,85 мм

BР6=47,38-0,3=21,28 мм

BР7=46,84-0,3=21,11 мм

BР8=45,72-0,3=20,40 мм

Расчет копира

Длинна участка капира соответствует зонам ручья

l.k=lзоны/0,01Rш ,

где Rш радиус ведущей шестерни для стана ХПТ 32, Rш=200 мм.

Длины участков:

редуцирования

lР.К=52,63/0,01200=26,32 мм

обжимной

lO.K=292,47/0,01200=146,23 мм

lO.X= lO.K/7

lO.X=146,23 /7=20,89 мм

предотделочный

lП.К=106,75/0,01200=53,38 мм

калибровочный

lK.K=197,08/0,01200=98,54 мм

Рабочая длина копира

Lраб.к= lK.K + lП.К + lO.K + lР.К

Lраб.к=26,32+146,23+53,38+98,54=324,47 мм

Общая длина копира

Lобщ.к=Lход/(0,01Rш)

Lобщ.к=452/(0,01200)=226,00 мм

Длина холостых участков копира

Lхол.к=( Lраб.к- Lобщ.к)/2

Lхол.к=(324,47-226,00)/2=49,233 мм

Вертикальные размеры копира

hx=hx+1+(Dp-Dp-1)/2

h8=15мм

h7=15+(20,02-19,20)/2=15,41 мм

h6=15,41+(20,36-20,02)/2=15,58 мм

h5=15,69+(20,63-20,36)/2=15,71 мм

h4=15,98+(21,10-20,63)/2=15,95мм

h3=16,47+(21,67-21,10)/2=16,23 мм

h2=16,96+(22,54-21,67)/2=16,67 мм

h1=17,43+(23,87-22,54)/2=17,34 мм

h0=18,33+(26,06-23,87)/2=18,43мм

h10=19,78+(36,00-26,06)/2=23,40 мм

Проверка

По ручью копира

(D1рo- Dр8)/2=(36-19,2)/2=8,40 мм

По копиру

h10- h8=23,40-15=8,40 мм

2.2 Расчет нормативно технологической карты новой технологии

Пусть заготовка длинной 5000 мм поступает в цех, плотность стали 12Х1МФ 7,8 гр/см3. Отходы на настройку оборудования (холодной прокатки труб, волочильные станы) принимаем 2% от массы трубы. Отходы при химической обработки составляют 0,3% от массы трубы. Отходы на настройку оборудования (провильного стана) 1% от массы трубы. Отходы при термической обработке составляют 0,3% от массы трубы. Отходы при резке в меру составляют 2,3%.

Вытяжки при операциях

=(So(Do-So))/(S1(D1-S1)),

где So и S1 – стенка трубы до операции и после операции соответственно, мм;

Do и D1– диаметр трубы до операции и после операции соответственно, мм.

волочение в=(4,0(48,0-4,0))/(3,0(38,0-3,0))=1,7

Длина по операциям

Так как размер заготовки принимаем 5000 мм, то L1=5000 мм, а следовательно и L1=L2=L3=L4=5000 мм тоже, т.к никаких операций по удлинению и обрезанию нет.

L5= L4в ,

где в – вытяшка при волочении.

L5=50001,7=8500 мм

L5=L6=L7=L8=8500мм, т.к также никаких операций по удлинению и обрезанию нет.

L9= L8-200 мм ,

где 200 мм – длинна обрезаемая на операции “резка на мерные длины”, а именно 160 мм со стороны головки и 40 мм со стороны заднего конца.

L9=8500-200=8300 мм

L9=L10=L11=8300мм, т.к также никаких операций по удлинению и обрезанию нет.

Таким образом получили 1 готовое изделие длинной 8300 мм.

Масса заготовки

mзаг=Vзаг/1000 кг,

где  - плотность труб из стали 12Х1МФ, гр/см3;

Vзаг – обьем трубы, см3.

Vзаг=V2-V1 ,

где V2 и V1 – объемы с диаметром 48,0 мм и 40,0 мм соответственно, см3.

V1,2=(пD21,2/4)  L1 ,

где D1,2 – внутренний и наружный диаметры трубы соответственно, см.

V1=(3,1415924,02/4) 500=6283,185 см3

V2=(3,1415924,82/4) 500=9047,787 см3

Vзаг=9047,787-6283,185 =2764,6 см3

mзаг=2764,6 7,8/1000=21,56 кг

Масса по операциям

mx=mx-1-( mx-1Z/100) ,

где Z – отходы на операции, %.

mзаг=m1=m2=21,56 кг

m3=21,56 -(21,56 0,3/100)=21,5 кг

m4=21,5 -(21,5 2/100)=21,13 кг

m4=m5=m6=21,13 кг

m7=21,13 -(21,131/100)=20,84 кг

m8=20,84 -(20,84 2,3/100)=20,37 кг

m8=m9=m10=m11=20,37 кг

Заправочный коэффициент по операциям

Кз.п(х)=1000(100/(100-(Е%отх(х)+ Е%отх(х-1))) ,

где Е%отх(х) и Е%отх(х-1) – отходы на последущей и пред идущей операциях соответственно,%.

Кз.п 11= Кз.п 10= Кз.п 9=1000

Кз.п 8=1000(100/(100-2,3))=1023,5

Кз.п 7=1000(100/(100-3,3))=1034,13

Кз.п 6=Кз.п 5=1034,13

Кз.п 4= 1000(100/(100-5,3))=1056

Кз.п 3=1000(100/(100-5,6))=1059,3

Кз.п 1= Кз.п 2= Кз.п 3=1095,3

Выход годного

по массе

ВГ=m11/m1100%

ВГ=20,37/21,56100%=94,48

по заправочному коэффициенту

ВГ= Кз.п 1/ Кз.п 1100%

ВГ=1000/1095,3 100%=94,40

Нормативно технологические карты по новым и старым технологиям приведены в приложении.

2.3 Расчет усилия прокатки

На стане ХПТ-32 по калибровке 36х2,4 – 20х0,85 прокатывают трубы из стали 20 с производительностью А=250 м/час. Размеры ручья колибров. Число ходов клети n=120 двойных ходов в минуту. Коэффициент использования стана К=0,85 , l – длинна участка между контрольными сечениями 41,77,0 – радиус бочки валка равен 150 мм, з – коэффициент формы при двухвалковой схеме стана равно 1,26-1,30, b2,4,7 – придел прочности равен 60 кг/мм2, 62 кг/мм2, 64 кг/мм2 .

Определяем величину линейного смещения металла mмЕ и подачу за один двойной ход клети:

mмЕ=(А1000)/(Кn60)

mмЕ=(2501000)/(0,8512060)=250000/6120=40,8 мм

m=40,8/((36-2,4)2,4)/((20-0,85)0,85)=40,8/4,9=8,33 мм

Обжатие стенки трубы в сечении 2, будит равно:

t2= mмx(tg1-2 - 2tg)

tg1-2=(D1-D2)/2l1-2 ,

где D1 и D2 – глубины ручья, мм;

l– длинна участка между контрольными сечениями, мм.

tg1-2=(26,06-23,87)/241,77=2,19/83,54=0,026

мx=(D3-t3)t3/(D2-t2)t2 ,

где t2 и t3 – толщина стенки, мм.

мx=((36-3,0)3,0) /(23,87-1,58)1,58=2,81

Тогда t2=8,332,81(0,026-0,002)=0,56 мм.

При прямом ходе клети

tпр2=0,7t2

tпр2=0,70,56=0,392 мм,

а при обратном

tоб2=t2-tпр2

tоб2= 0,56-0,392=0,168 мм.

Радиус валка по гребню ручья в сечении 2 будет равен:

2=0-D2/2

2=150-23,87/2=138,07 мм.

Горизонтатьная проекция контактной поверхности находится по выражению

Fконт=зDx(2 xtx)0,5+3,90bDx(0,3930-Dx/6)10-4

для прямого хода клети

FКпр=(1,323,87(2138,070,392)0,5+3,906023,8710-

-4)(0,393150-23,87/6)=328,44+57,35=385,79 мм2

для обратного хода клети

FКобр=(1,323,87(2138,070,168)0,5+3,906023,8710-

-4)(0,393150-23,87/6)=211,56+57,35=268,91 мм2

Коэффициент трения f=0,05.

Радиус ведущей шестерни у стана ХПТ-32 ш=200 мм.

Тогда среднее удельное давление при прямом ходе клети будет

ср=b(n+f(tзаг/tx-1)x/ш((2xtпр2)/tx)0,5) ,

где n - коэффициент, учитывающий влияние среднего главного напряжения, равен 1,02-1,08.

ср=60*(1,05+0,05(3,0/1,58-1)*138,07/200*((2*138,07*0,392)/1,58)*

*0,5)=60*(1,05+0,045*0,69*8,28)=60*1,31=78,4 кг/мм2

при обратном ходе клети

1ср=b(n+(2,0-2,5)f(tзаг/tx-1)ш/x((2xtоб2)/tx)0,5)

1ср=60(1,05+2,20,05(3,0/1,58-1)200/138,07((2138,07*

*0,168)/1,58)0,5)=60(1,05+0,04621,455,4)=601,41=84,6 кг/мм2

Полное давление металла на валки определяется по формуле

Р=рсрFк ,

при прямом ходе

Рпр=78,4385,79=30245,9 кг

при обратном ходе

Роб=84,6268,91=22749,8 кг

Аналогичным образом расчитываем давление металла на валки в 4 и 7 сечениях, результаты занесены в таблицу 9.

Таблица 9 – Значение полного давления металла на валки.

Библиография

1 Холодная прокатка труб / Кофф З.А., Соловейчик Б.М., Гришпун М.И. – С.: Металлургиздат, 1962. – 425с.

2 Холодная прокатка стальных труб / Розов Н.В. – М.: Металлургия, 1977. – 183с.

3 Марочник сталей – М.: Машиностроение, 2003. – 547с.

4 Производство труб / Розов Н.В.– М.: Металлургия, 1974. – 598с.

5 Трубное производство / Виноградов А.Г.– М.: Металлургия, 1981. – 344с.

6 Оборудование и технология подготовки концов труб к волочению / А.М.Антимонов,А.А.Лаптев–М.:Металлургия,1984.–36с.

7 Оборудование для волочения труб / З.И.Перчиков –М.:Металлургия,1977.–192с.

8 Волочение труб на самоустанавливающейся оправке / М.Б.Биск, В.В.Швейкин–М.:Металлургия,1963.–128с.

9 Холодная прокатка труб / В.А.Станкевеч, А.П.Усенко, А.А.Павлов–М.:Металлургия,1982.– 256с.

10 Производство труб из цветных металлов/ Ю.Ф.Шевакин, А.М.Рытиков, Ф.С.Сейдалиев–М.:Металлургия,1963.–356с.