Состояние и пути развития производства труб в цехе № 3 ПАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ» с трубопрокатным агрегатом 200. Сообщение 1

12/07/2016 11:18am

Автор: Г.Н. Кущинский, В.Ф. Балакин, А.Н. Степаненко, Ю.Д.Угрюмов, Ю.А. Кондратьев.

Категории: трубное производство

Выполнен анализ производства труб по ТПА 200 за весь основной период его эксплуатации и предложены мероприятия по его модернизации и реконструкции.

Посвящается Г.Н. Кущинскому 1

УДК 621.774.3

 

Состояние и пути развития производства труб в цехе № 3 ПАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ» с трубопрокатным агрегатом 200. Сообщение 1

Г.Н. Кущинский, к.т.н., В.Ф. Балакин, д.т.н., А.Н. Степаненко, Ю.Д.Угрюмов, к.т.н., Ю.А. Кондратьев, к.т.н.

 

Введение

В основу работы положен анализ состояния производства труб в цехе № 3 ПАО «Интерпайп НТЗ» за период с 1963 по 2007 годы, выполненный Г.Н. Кущинским.
Авторы настоящей работы постарались в значительной степени сохранить стиль, проведенного им ранее анализа, и дополнили отдельные материалы, касающиеся более позднего периода с 2007 по 2013 годы.
Некоторые материалы, подготовленные Г.Н. Кущинским, были переработаны и изменены с учетом современных тенденций. Вопросы, связанные с направлениями совершенствования всех сторон деятельности цеха, которые были предложены в 2008 году Г.Н. Кущинским, продолжают оставаться актуальными и в настоящее время.
Очевидно, что работа цеха в современных условиях, требует проведения определенных модернизационных и реконструктивных мероприятий. Будущее цеха, вероятно, прежде всего, связано с расширением сортамента как горячекатаных, так и холоднодеформированных труб, повышением эффективности технологических процессов с целью снижения всех видов затрат.
Основные направления совершенствования всех переделов производства труб в цеха были предложены Г.Н. Кущинским с коллегами.
Г.Н. Кущинский, основной период своей профессиональной деятельности, посвятил исследованию и совершенствованию процессов производства труб в цехе № 3. Вместе с коллегами по отраслевой трубной лаборатории (ОТЛ) Днепропетровского металлургического  института (ДМетИ), инженерного центра ДМетИ, а также с сотрудниками ЦЗЛ и ТПЦ № 3 Нижнеднепровского трубопрокатного завода (сейчас ПАО «Интерпап НТЗ»)  почти за 50 лет был проведен значительный комплекс работ, который позволил осуществить поэтапную модернизацию оборудования и обеспечить устойчивую высокопроизводительную работу цеха и прежде всего стана 200.
Значительная роль в организации отраслевой трубной лаборатории  ДМетИ принадлежит В.М. Друяну 2. Благодаря помощи директора Нижнеднепровского трубопрокатного завода А.Т. Есаулова3 на заводе было обеспечено функционирование филиала ОТЛ, который внес значительный вклад в совершенствование технологических процессов производства труб, и прежде всего, в цехе № 3.
Значительное уменьшение внутреннего спроса на трубы для машиностроения    и  прежде всего подшипниковые трубы,  привело к резкому падению производства в цехе № 3. В долгосрочной перспективе ожидать серьезного увеличения спроса на трубы для машиностроения не приходится. Необходимо искать пути расширения сортамента производства труб, в том числе малого диаметра. Этим проблемам посвящена настоящая работа, которая подготовлена на основе исследований  Г. Н. Кущинского, выполненных в 2006-2008 годах.

1.  Особенности производства труб на агрегатах  с трехвалковым раскатным станом

Трубопрокатные агрегаты (ТПА) с трехвалковыми раскатными стенами получили широкое распространение в мире для получения труб с высокой точностью по диаметру и толщине стенки из углеродистых и легированных сталей – прежде всего из стали ШХ-15 для изготовления подката для подшипниковой промышленности. Основным достоинством таких ТПА кроме высокой точности геометрических размеров труб является их высокая маневренность при переходе  с размера на размер прокатываемых труб. Однако эти ТПА характеризуются достаточно узким сортаментом прокатываемых труб (D/S= 4-11), что в современных условиях снижения спроса на толстостенные трубы приводит к недогрузке агрегата 200.

Расширение сортамента труб в сторону увеличения их тонкостенности является  важным фактором получения подката более рациональных размеров для последующей холодной деформации на волочильных станах и станах ХПТ.

Трубопрокатный цех № 3 Нижнеднепровского трубопрокатного завода (НТЗ) (сейчас ПАО «Интерпайп НТЗ») с агрегатом 200 построен по проекту Укргипромеза  и технологическому заданию ВНИТИ (сейчас ГП «НИТИ имени Я.Е. Осады») и пущен в эксплуатацию в декабре 1962 года.

Агрегат 200 спроектирован по схеме Ассела с деформацией труб только в системе трех косовалковых станов: прошивного, раскатного и калибровочного. Оборудование агрегата 200 было спроектировано и изготовлено на Электростальском заводе тяжелого машиностроения (сейчас ОАО «ЭЗТМ»). За 50 лет работы благодаря постоянному совершенствованию технологии и оборудования агрегат 200 неизменно обеспечивал выполнение поставленных производственных задач по объему и качеству труб. За эти годы были заменены на более совершенные клети прошивного и калибровочного станов. В настоящее время работает четвертая по счету клеть раскатного стана. Модернизация и реконструкция оборудования проводилась ОАО «ЭЗТМ».

Проектная мощность цеха 186 тыс. тонн труб в год, в том числе 105 тыс. горячекатаных подшипниковых, 42 тыс. холоднокатаных подшипниковых, 9 тыс. холоднотянутых, остальные трубы общего назначения из углеродистых и легированных сталей, была освоена в первом квартале 1984 года по мере ввода в строй новых участков цеха.

Проектный сортамент – горячекатаные трубы Ø 76-203 мм с толщиной стенки 8-45 мм и холоднокатаные диаметром от 41 до 83 мм с толщиной стенки от 4,8 до 14,0 мм из углеродистых и легированных марок сталей.

Основным фактором, ограничивающим получение более тонкостенных труб на агрегате 200 с трехвалковым раскатным станом (D/S>11) является образование «треугольников» на заднем конце трубы в процессе ее раскатки на длинной цилиндрической оправке, которое приводит к срыву процесса раскатки. Это обусловлено значительной величиной поперечной деформации  при окончании раскатки гильзы (при отсутствии жесткого заднего конца), которая определяется такими параметрами раскатки как величина обжатия по толщине стенки (высота гребня валка) а также угла подачи валков раскатного стана.

Поэтому для уменьшения возможности образования «треугольников» при окончании раскатки гильзы необходимо уменьшать величину обжатия по стенке (высоту гребня валка) и величину угла подачи валка, что, однако снижает производительность раскатного стана и всего агрегата.
Ранее на агрегате 200 была внедрена клеть раскатного стана конструкции ЭЗТМ, которая обеспечивала прокатку с переменным углом подачи по длине гильзы. Уменьшение угла подачи в конце процесса раскатки приводило к уменьшению поперечной деформации и увеличению D/S прокатываемых труб до 12,5 без образования «треугольников». Увеличение угла подачи при прокатке остальной части гильзы обеспечивало сохранение достаточно высокой производительности.
Для дальнейшего расширения диапазона прокатываемых труб в сторону увеличения их тонкостенности необходимо было уменьшать величину обжатия по толщине стенки при раскатке.
Этого достичь можно двумя путями: первый – за счет уменьшения обжатия стенки на заднем конце гильзы, второй – за счет перенесения части деформации по стенке на другой стан, например, прошивной или установкой второго раскатного стана.
Рациональным является использование комбинированного метода, когда используется гильза с утоненным задним концом и увеличение калибра при раскате заднего конца трубы, что позволяет увеличить D/S труб и уменьшить обрезь заднего конца трубы.
Уменьшения обжатия стенки на заднем конце гильзы можно достичь двумя путями: увеличением диаметра калибра путем развода одного или нескольких валков раскатного стана, а также за счет предварительного утонения заднего конца гильзы перед раскаткой. Последний метод внедрен на ТПА 200 Волжского трубного завода с участием ОАО «ЭЗТМ».
Одним из методов уменьшения обжатия стенки и увеличения тем самым D/S труб является технология прокатки труб на двух последовательно расположенных трехвалковых станах на одной плавающей оправке. Этот метод был разработан в Днепропетровском металлургическом институте (сейчас НМетАУ) совместно с Укргипромезом  при участии  Г.Н. Кущинского.для реконструкции агрегата 200 Нижнеднепровского трубопрокатного завода. В результате промышленных испытаний было установлено, что снижение деформации по стенке на раскатном стане приводит к увеличению производительности  за счет увеличения углов подачи валков, что особенно актуально при прокатке тонкостенных труб, где минимальное значение угла подачи ограничено потерей устойчивости и даже срывом процесса из-за образования «треугольников».
Однако по разным причинам технология двойной раскатки труб на агрегате 200 не была внедрена в производство.
Развитием технологии двойной раскатки явился способ раскатки труб во второй клети на короткой профильной оправке. Согласно этому способу универсальный агрегат для получения труб с D/S≤40 включает следующий состав оборудования: две кольцевые нагревательные печи, прошивной стан, первый раскатной стан для прокатки на длинной плавающей оправке, второй раскатной стан для прокатки на короткой оправке (или длинной плавающей), подогревательную печь, многоклетьевой калибровочно-редукционный стан и калибровочный стан винтовой прокатки.
В связи с тем, что последние методы являются более затратными, а повышение производительности для агрегатов не является главным фактором их эффективности, технологию двойной раскатки в настоящее время следует считать не перспективной.
Еще одним направлением снижения поперечной деформации  при окончании процесса раскатки является использование специальных линеек, расположенных в межвалковых промежутках. Этот метод на НТЗ был разработан Г.Н. Кущинским и применялся на раскатном стане агрегата 200 ПАО «Интерпайп НТЗ». Он позволил прокатывать трубы с отношением D/S≤15. В тоже время этот метод следует считать вспомогательным, так как линейки в межвалковых промежутках подвергаются значительному износу и требуют частой замены, а также могут ухудшить качество наружной поверхности труб.
Анализ методов расширения диапазона прокатываемых труб на агрегате 200 показывает, что в настоящее время наиболее перспективными для ТПА 200 ПАО «Интерпайп НТЗ»  является метод раскатки труб на универсальном стане как на длинной плавающей, так и на короткой профильной оправках, а также метод уменьшения обжатия стенки  при раскатке заднего конца гильзы за счет увеличения диаметра калибра и предварительной подготовки заднего конца гильзы на прошивном стане.

2. Трубопрокатный цех № 3 Нижнеднепровского трубопрокатного завода (ПАО «Интерпайп НТЗ»)

В конце декабря 1962 года цех № 3 Нижнеднепровского трубопрокатного завода был пущен в эксплуатацию.  Проектный сортамент цеха – горячекатаные трубы ø76-203 мм с толщиной стенки 8-45 мм и холоднокатаные трубы – диаметром от 41 до 83 мм с толщиной стенки от 4,8 до 14,0 мм из легированных и углеродистых марок сталей. В 1963 году цех приступил к освоению производства шарикоподшипниковых труб. Внедренная совместно с грузинскими специалистами адаптивная система управления трехвалковым раскатным станом позволила повысить точность прокатываемых труб и уменьшить расход металла. В 1982 году была внедрена новая технология раскатки подшипниковых труб с переменной толщиной стенки, заменены станы ХПТ55 на ХПТ90. В конце декабря 1983 года вошла в строй первая очередь участка (по технологии ВНИТИ) по производству высокоточных труб для корпусов погружных насосов (ПЭНов) и погружных электродвигателей (ПЭДов). Пущенный на участке трубоволочильный стан усилием 250 тонн являлся крупнейшим в Европе. В первом квартале 1984 года была освоена проектная мощность этого участка. Объем выпуска горячекатаных подшипниковых труб в конце восьмидесятых годов ХХ столетия стабильно составлял 95 тыс. тонн в год.
В 1993 году пущена новая (четвертая по счету) клеть трехвалкового раскатного стана конструкции ПО «ЭЗТМ» при участии Г.Н. Кущинского, способствовавшая получению высокоточных труб диаметром 70-203 мм с минимальной толщиной стенки 6-8 мм.  В 1995 году Г.Н. Кущинским с коллегами был разработан процесс раскатки тонкостенных труб увеличенного диаметра на цилиндро-конической оправке и подготовлено техническое задание на реконструкцию раскатного стана для обеспечения раскатки труб на длинной и короткой оправках.
ВНИТИ (ГП НИТИ) совместно с ОАО «СКМЗ» (Краматорск) была разработана и внедрена в производство новая правильная машина РВВ-С-800×4, которая обеспечила правку концов холоднокатаных подшипниковых труб после станов ХПТ.

2.1  Технологический процесс и техническая характеристика оборудования ТПА 200

Производство труб на ТПА 200 осуществляется по следующей технологической схеме:

  • раскрой заготовки;
  • нагрев заготовок в кольцевых печах;
  • прошивка в двухвалковом прошивном стане с направляющими линейками;
  • прокатка на трехвалковом раскатном стане Ассела на длинной оправке;
  • извлечение оправки  на цепном оправкоизвлекателе;
  • подогрев в ПШБ;
  • калибрование на трехвалковом стане винтовой прокатки;
  • охлаждение труб.

Схема расположения оборудования ТПА 200 приведена на рис. 1.

Для прокатки труб используется катаная заготовка диаметром 105-230 мм,  а также непрерывнолитая заготовка, поставляемая ООО «Интерпайп Сталь». Перед раскроем на гидравлическом прессе ломки штанги размечают на требуемую длину и надрезают автогеном вручную на глубину 15-20 мм и протяженностью не менее ½ диаметра. При подготовке к ломке трубной заготовки легких марок сталей (10, 20, St37,  St52 и др.)  диаметром 110-150 мм надрез производится глубиной 30-40 мм с охлаждением разогретой зоны надреза водой.

Техническая характеристика пресса ломки заготовки:

  • производительность, изломов/час - 230;
  • максимальное усилие, т - 600;
  • давление рабочей жидкости, (МПа) - 19,6;
  • длина штанг, м - 2-12;
  • размер (длина) заготовок после ломки, м - 1,2-3,7.

Нагрев заготовок перед прошивкой осуществляется в одной или двух однотипных кольцевых печах, отапливаемых природным газом.

 Схема расположения оборудования

 

Рис. 1  Схема расположения оборудования агрегата с трехвалковым раскатным станом:

1 – пресс для ломки заготовки; 2 – кольцевая печь; 3 – машина для загрузки заготовки;
4 – машина для выдачи заготовки; 5 – зацентровщик; 6 – прошивной стан; 7 – трехвалковый раскатной стан;
8 – оправкоизвлекатель; 9 – подогревательная печь с шагающим подом;
10 – калибровочный стан поперечно-винтовой прокатки; 11 – охладительный стол;
12 – ванна для охлаждения оправок; 13 – машина для смазки оправок

 

 

Техническая характеристика печи:

  • наружный диаметр печи  - 21, 2 м;
  • внутренний диаметр  - 9,5 м;
  • ширина пода - 4,5 м;
  • полезная площадь пода - 205 м2;
  • скорость вращения наружного диаметра подины - 4,3 м/мин;
  • производительность печи по проекту - 25-55 т/час.

После выдачи из печи заготовку передают к пневматическому зацентровщику. Глубина лунки должна быть в пределах 20-25 мм. Диаметр лунки на торце должен быть больше диаметра носика оправки.
Существующий зацентровщик из-за ненадежной работы в настоящее время не эксплуатируется. Необходимо предусмотреть установку нового гидравлического зацентровщика.

После зацентровки заготовка поступает на прошивной стан.

Техническая характеристика прошивного стана:

  • тип клети – двухвалковая, с механизацией подъема крышки и барабанной системой изменения углов подачи; тип валков – чашевидные;
  • диаметр прошиваемой заготовки - 100-250 мм;
  • диаметр валков в пережиме - 1100-1035 мм;
  • длина бочки валков - 600 мм;
  • угол раскатки (не регулируемый) - 7 0;
  • угол подачи (регулируемый) - 0-13 0;
  • усилие на валок радиальное, не более - 170 т;
  • -«- осевое, не более - 40 т;
  • ход нажимных винтов барабанов, не более   - 250 мм;
  • мощность электродвигателя - 3860 кВт.

Угол подачи валков выбирают в зависимости от сортамента прокатываемых гильз, согласно таблице 1.

Таблица 1. Выбор углов подачи рабочих валков                                                 

Диаметр прокатываемых гильз, мм

до 90 мм

90-130

130-160

более 160

Угол подачи валков

110

100

9-100

8-90

Обороты валков прошивного стана (под нагрузкой) выбирают из таблицы 2.

Таблица 2. Выбор числа оборотов валков                                                             

Диаметр прокатываемых гильз, мм

70-130

130-160

более 160

Число оборотов валков, об/мин

100-105

90-95

80-90

При прошивке применяют несменяемые полые оправки, непрерывно охлаждаемые водой под давлением. Наружное охлаждение оправки производят во время пауз между прошивками заготовок.
Прошивка осуществляется с занижением оси прошивки на 5 мм относительно оси стана. При такой настройке стана заготовка в процессе прошивки прижимается к нижней линейке, что стабилизирует ее положение. При этом больше изнашивается нижняя линейка, которую легко заменить.
Затем гильза поступает на раскатной стан Ассела.

Техническая характеристика трехвалкового раскатного стана:

  • тип клети – трехвалковая со станиной открытого типа и барабанной системой изменения углов подачи;
  • клеть обеспечивает: возможность изменения угла раскатки; возможность разведения валков в процессе прокатки трубы; возможность высокоточной настройки валков на заданный размер с индикацией его на пульте управления: возможность осевого регулирования валков непосредственно в клети раскатного стана; возможность прокатки тонкостенных труб с применением ограничительных линеек калибра;
  • размеры прокатываемых труб, диаметр - 78-203 мм;

толщина стенки - 7-50 мм;

  • размеры рабочих валков, диаметр - 430, 450, 480 мм;

длина - 375, 450 мм;

  • максимальное радиальное рабочее давление на валок - 150 т;

    осевое давление на валок - 20 т;

  • максимальный крутящий момент - 8 тм;
  • максимальная скорость вращения валков - 300 об/мин.;
  • диапазон регулируемого перемещения валков - 0-2,0 мм;
  • угол раскатки (регулируемый)- -4 0±1 0;
  • угол подачи (регулируемый) - 0-12 0;
  • мощность электродвигателя - 2100 кВт.

Перед прокаткой в черновую трубу в гильзу вводят длинную оправку (10,5 м). С целью обеспечения устойчивой работы стана при прокатке тонкостенных труб без образования раструба на заднем конце трубы, используется система автоматического уменьшения угла подачи. Технология прокатки с переменным углом подачи рекомендуется при производстве волочильной заготовки, заготовки для станов ХПТ, заготовки для ПЭН и ПЭД и при производстве тонкостенных подшипниковых труб с  D/S≥11. При прокатке тонкостенных подшипниковых труб с D/S=10-12, передельных труб с D/S до 14, труб с толщиной стенки 6-7 мм – используется регулятор калибра. Основной режим работы регулятора калибра связан с разведением правого или левого (а также одновременно двух) валков на величину 0,1-2,0 мм при прокатке задних концов труб. Ранее для стабильной работы при прокатке труб  с D/S = 15-30 использовался специальный технологический инструмент – линейки с нажимными устройствами и специальными барабанами с валками.
После раскатки гильзы, трубу с оправкой без задержек передают на оправкоизвлекатель.
Техническая характеристика оправкоизвлекателя:

  • диаметр правка стана Асселя – 35-183 мм;
  • длина оправка – 10,5 м;
  • длина вылета оправки из трубы, не менее – 1300 мм;
  • масса оправки, максимальная – 2200 кг;
  • длина труб -4-9 м;
  • максимальное усилие извлечения – 2800 кг;
  • скорость извлечения – 1-2,5 м/с
  • производительность – 240 шт./час;
  • мощность электродвигателя – 180 кВт.

Все трубы после оправкоизвлекателя без задержек направляют в печь промежуточного нагрева с шагающими балками, либо на калибровочный стан.
Техническая характеристика ПШБ:

  • длина рабочего пространства печи – 6,8 м;
  • ширина рабочего пространства печи – 10,0 м;
  • полезная площадь пода – 60 м2;
  • емкость печи (в трубах) – 20 шт.;
  • производительность печи – 20-100 шт./час.

Допускается работа стана 20 без подогрева в ПШБ с соблюдением стабильности темпа прокатки, обеспечивающего необходимую температуру труб после калибровочного стана.
Из ПШБ, а при работе без печи – после извлечения оправки, трубы без задержек передаются на трехвалковый калибровочный стан.
Техническая характеристика калибровочного стана:

  • тип клети – трехвалковая со станиной открытого типа и барабанной системой изменения углов подачи;
  • диаметр прокатываемых труб – 75-203 мм;
  • диаметр рабочих валков – 335, 375 мм;
  • скорость вращения валков, об/мин – 150-300;
  • угол раскатки (нерегулируемый) – 4 0;
  • угол подачи (регулируемый) – 0-14 0; 
  • наибольшее допускаемое радиальное усилие на валок – 40 т;
  • наибольший допускаемый крутящий момент – 2 тм;
  • мощность элетродвигателя – 480 кВт.

Рекомендуемые углы подачи и скорости вращения валков в зависимости от сортамента труб приведены в таблице 3.

Таблица 3. Параметры настройки калибровочного стана                                                      

Диаметр труб, мм

Угол подачи

 

Скорость вращения валков

 

об/мин

сек-1

 

до 100

 

8 0 30' – 9 0

 

240-250

 

4-4,17

100-130

8 0 30' – 9 0

200-230

3,33-3,8

130-160

9 0 – 9 0 30'

170-190

2,83-3,17

160-203

9 0 30' – 10 0

150-170

2,5-2,83

Все трубы после калибровочного стана направляют на охладительный стол, трубы из стали ШХ15 охлаждают под вентиляторами, а с толщиной стенки 12 мм и более дополнительно охлаждают в спреерной установке.
Температура подшипниковых труб после калибровочного стана 870-910 0С, после охлаждения вентиляторами – не выше 630 0С. Скорость охладительных столов должна быть максимальной для обеспечения времени охлаждения труб в пределах 3-4 минут и общей скорости охлаждения не менее 50 0С в минуту.
Трубы, не требующие термической обработки, направляют для правки на правильный стан и далее на обрезку концов.
Трубы, подвергающиеся термообработке, направляются в термоотдел, где они поступают в печи или на промежуточный склад.
На трубах из стали 30ХГС, 38ХИМА, 30ХГСНА, 35ХГСА, 45Х1 и других, т.е. легированных марок стали, поле прохождения охладительных столов  во избежание образования трещин на трубах проводится операция правки на правильном стане в теплом состоянии в потоке без задержки.

2.2  Производство холоднодеформированных труб

Для производства холоднодеформированных труб в цехе имеется отделение холодной прокатки со станами ХПТ, травильным отделением, проходной печью промежуточной термообработки и отделочным оборудованием. В отделении установлен волочильный стан усилием 1,5 МН для производства труб повышенной точности.
Изготовление холоднокатаных труб на станах ХПТ выполняется в следующей последовательности:

  • горячая прокатка труб-заготовок на ТПА 200 или другом агрегате;
  • термическая обработка труб-заготовок из подшипниковых и легированных марок сталей в проходных печах. Термическая обработка труб-заготовок из углеродистых марок сталей в проходных печах производится при необходимости;
  • отбор проб для контроля структуры и твердости (для подшипниковых сталей);
  • правка на косовалковой машине;
  • отрезка дефектных концов труб;
  • выдувка окалины из внутренней полости труб-заготовок;
  • предварительный осмотр;
  • травление и промывка;
  • контроль качества труб-заготовок с обязательным контролем геометрических размеров в травильном отделении;
  • окончательный контроль качества труб-заготовок и ремонт (при необходимости) путем обрезки дефектных концов или обточки;
  • порезка и вырезка дефектных участков (при необходимости);
  • холодная прокатка;
  • термообработка;
  • правка;
  • обрезка концов;
  • порезка на мерные длины;
  • контроль качества труб ОТК и ремонт (при необходимости);
  • упаковка;
  • консервация;
  • отрезка.

При прокатке труб в два и более проходов технологические операции по термообработке, правке, травлению, промывке и отрезки концов (при необходимости) и прокатке повторяются:
Краткая технологическая характеристика станов ХПТ 90:

  • наружный диаметр трубы-заготовки – 76-102 мм;
  • толщина стенки трубы-заготовки – 8-18 мм;
  • длина – 1,5-5,0 м;
  • наружный диаметр готовой трубы – 36-90 мм;
  • толщина стенки готовой трубы – 3,2-16 мм;
  • максимальное уменьшение наружного диаметра – 35 мм;
  • минимальное уменьшение наружного диаметра – 8 мм;
  • число двойных ходов клети в мин. – 60;
  • линейное смещение (не более) – 38 мм;
  • угол кантовки (поворота), град. – 120+25;
  • диаметр валков – 434 мм;
  • диаметр стержня – 25-78 мм;
  • центральный угол, соответствующий рабочей части калибров, мм – 170,8; 170,0; 183,8.

Холодная правка труб диаметром 30-126 мм осуществляется на восьмивалковой правильной машине РВВ-С-800×4. Правильная машина эксплуатируется как отдельно стоящая и предназначена для правки по всей длине, включая и концевые участки, холоднокатаных подшипниковых труб, а также труб из углеродистых и легированных марок сталей с 45 ≤ δт < 100 кг/мм2.
Техническая характеристика РВВ-С-800×4:

  • диаметр выправляемых труб – 30-126 мм;
  • толщина стенки выправляемых труб – 4-20 мм;
  • минимальная длина выправляемых труб – 3500 мм;
  • скорость правки – 0,2-1,2 м/с;
  • количество валков (все валки приводные) – 8;
  • расстояние между осями валков – 800 мм;
  • длина бочки удлиненных валков – 630 мм;
  • длина бочки обычных валков – 450 мм;
  • наибольший ход верхних валков – 150 мм;
  • ход нижних средних валков:

       вверх – 40 мм;
       вниз – 20 мм;

  • точность перемещения валков – +0,25 мм;
  • точность разворота валков – +0,15 мм.

                                              
На косовалковой правильной машине 7×800 в V пролете подлежат правке готовые и промежуточные трубы после термообработки. Правке на кривошипном прессе КА-104 подлежат холоднокатаные нетермообработанные либо термообработанные и остывшие трубы. Отрезка концов и разрезка труб на мерные заданные длины производится на абразивно-отрезном станке, а снятие с их торца заусенцев на автоматизированной линии бесшпиндельных станков (АЛБТС).
Производство холоднотянутых труб осуществляется на трубоволочильных станах с тяговым усилием 1,5 МН и 2,5 МН.
Последовательность технологических операций при производстве холоднотянутых труб на волочильных станах.
Трубы для гидравлических шахтных стоек:

  • горячая прокатка труб-заготовок по ТПА 200;
  • правка на 7-валковом правильном стане;
  • обрезка дефектных концов;
  • выдувка окалины из внутренней полости трубы;
  • предварительный осмотр;
  • травление и промывка;
  • осмотр и ремонт (при необходимости);
  • контроль качества поверхности;
  • химическая обработка;
  • волочение на стане 1,5 МН или 2,5 МН;
  • правка на правильной машине ОВВ 900×5 либо на кривошипном прессе КА-104;
  • отрезка концов и головок (при необходимости);
  • сдача готовых труб.                                     

 
Трубы холоднотянутые из подшипниковых, углеродистых и легированных марок сталей:

  • горячая прокатка труб-заготовок на ТПА 200 или другом агрегате;
  • термическая обработка в проходных печах заготовок из подшипниковых марок сталей, а также, при необходимости, заготовок из углеродистых и легированных марок сталей;
  • отбор проб для контроля структуры и твердости (для подшипниковых сталей);
  • правка на 7-валковом правильном стане;
  • отрезка дефектных концов труб;
  • выдувка окалины из внутренней полости труб;
  • предварительный осмотр;
  • травление и промывка;
  • осмотр и ремонт (при необходимости), контроль качества поверхности;
  • химическая обработка;
  • волочение;
  • обезжиривание;
  • термическая обработка;
  • правка на правильной машине ОВВ 900×5;
  • порезка, отрезка концов и головок;
  • сдача готовых труб.                                     

При волочении труб в два и более проходов технологические операции по обезжириванию, термической обработке, правке, порезке, а также волочению повторяются.

Таблица 4. Технические характеристики волочильных станов усилием 1,5 и 2,5 МН      

Параметры

 

Мощность стана

 

1,5 МН

2,5 МН

 

Усилие волочения

 

до 1,5 МН

 

до 2,5 МН

Диаметр готовых труб

80-130 мм

90-160 мм

Толщина стенки готовых труб

7-11,5 мм

8-14 мм

Длина готовых труб

до 10,5 м

до 15 м

Диаметр заготовки

90-141 мм

100-200 мм

Толщина стенки заготовки

9-14 мм

9-15 мм

Скорость волочения

17 м/мин (0,27 м/с)

6-30 м/мин

Усилие гидропроталкивателя

2,45 МН

2,0 МН

Ход каретки проталкивателя

до 1200 мм

-

Мощность двигателя главного привода

500 кВт

1000 кВт

 

3  Работа цеха в 1963-1992 гг. при плановой экономике

Первая труба на стане 200 была прокатана 28 декабря 1962 года и с января 1963 года началась промышленная эксплуатация цеха.
Проектная мощность цеха 186 тыс. тонн труб в год, в том числе 105 тыс. г/к подшипниковых, 42 тыс. х/к подшипниковых, 9 тыс. тн холоднотянутых, остальное – трубы общего назначения из углеродистых и легированных сталей.
Плановый фонд рабочего времени – 6830 ч/год, проектное количество работающих – 1350 человек. Проектный сортамент цеха насчитывал свыше 1000 типоразмеров труб, причем более 80 % из подшипниковых и легированных марок сталей. Для производства труб используется 18 диаметров заготовок и парк длинных оправок раскатного стана, насчитывающий 60 комплектов (по 6-8 оправок в каждом) общим весом около 500 тн.
В таблице 5 приведены усредненные производственные характеристики цеха, который с 1963 года по 1992 год функционировал как элемент подшипниковой промышленности Советского Союза, осуществляя стабильные поставки труб на 28 подшипниковых заводов страны и десятки машиностроительных предприятий, в том числе и на экспорт. Суточная производительность агрегата составляла свыше 750 тонн труб с тремя-пятью и редко семью перенастройками стана на новый типоразмер.

Таблица 5. Технико-экономические показатели ТПЦ № 3            

 

Период сравнения, год

1968

1988

 

Месячный объем, тн/мес

 

16 300

 

16 800

Количество труб, шт./мес

83 500

82 300

Годовой объем, тн/год

196 500

208 000

Численность чел., план/факт

1350/1240

980/870

Фонд оплаты труда, руб./мес

169 000

207 000

Фонд рабочего времени, час/год

6 577

6 548

Средняя зарплата по цеху, руб./мес

139,50

257,00

Средняя зарплата по СССР, руб./мес

107,00

199,79

Для наращивания валовых показателей работы цеха в этот период заменено основное оборудование агрегата 200: в 1974 году установлена быстроходная шестеренная клеть раскатного стана, в 1976 году – новая клеть калибровочного стана, в 1980 году – новый высокопроизводительный прошивной стан с чашевидными валками; за это время заменены станы ХПТ-55 на станы ХПТ-90 для прокатки тяжеловесных труб.
В 1982 году установлен быстроходный оправкоизвлекатель (с усилием 20 тн);  в 1983 году пущен участок для производства прецизионных холоднотянутых труб;  в 1992 году агрегат-200 оснащен трехвалковой раскатной клетью для прокатки тонкостенных труб (D/S = 15-25) в том числе на короткой оправке с регулируемой толщиной станки; модернизирована и установлена в новом месте технологического потока ванна для охлаждения длинных оправок.
На рисунке 2 показано распределение объемов ежегодной отгрузки труб цехом за период с 1970 по 1990 гг.

Отгрузка труб цехом

Рис. 2  Отгрузка труб цехом в 1970-1990 годах

Максимальные отклонения объема производства от среднего (210,2 тыс.т./год) составили +1,6 %, что свидетельствует о высочайшей стабильности функционирования цеха в течение всего периода.
С 1967 года, после выхода цеха на проектную мощность, постепенно снижалось общее количество персонала цеха (с 1290 чел. до 790 чел. в 1993 году),  при этом выработка продукции на 1 рабочего увеличилась с проектных 10 тн до 18 тн/мес.
Обновление оборудования, научное совершенствование технологий и мотивированный труд обеспечили ритмичную и рентабельную работу  на протяжении 30 лет с момента пуска цеха.

4  Работа цеха в 1994-2013 гг. в рыночных условиях

Сегодня в ТПЦ-3 функционируют три разнородных производства труб. Производство горячекатаных труб на ТПА-200 с трехвалковым станом; сортамент:

  • углеродистые трубы – 332 типоразмера, 12 марок стали;
  • легированные – 286 типоразмеров, 32 марки стали;
  • подшипниковые – 670 типоразмеров, 5 марок стали.                                    

Производство холоднокатаных труб на волочильных станах «150» и «250»; сортамент:

  • холоднотянутые трубы – 38 типоразмеров, 7 марок стали, 29 длин труб-корпусов.                                        

В таблице 6 приведены характеристики работы цеха, как производителя товаров на рынке трубной продукции.

Таблица 6. Технико-экономические показатели ТПЦ № 3  

 

Период сравнения, год

1996

2006

 

Месячный объем, тн/мес

 

4 500

 

4 800

Количество труб, шт./мес

23 800

22 200

Годовой объем, тн/год

54 000

57 670

Численность чел., план/факт

650/612

519/466

Фонд оплаты труда, грн./мес

197 000

679 800

Фонд рабочего времени, час/год

3889

5203

Средняя зарплата по цеху, грн./мес

322

1458

Средняя зарплата по Украине, грн./мес

164

928

На рисунке 3 показано распределение объемов ежегодной отгрузки труб цехом за период с 1994 по 2007 гг.

Отгрузка труб цехом 

Рис. 3 Отгрузка труб цехом в 1994-2006 годах

Отгрузка труб за 2007-2013 гг.:

  • 2007 – 61121 тн;
  • 2008 – 58912 тн;
  • 2009 – 20707 тн;
  • 2010 – 37043 тн;
  • 2011 – 44271 тн;
  • 2012 – 41611 тн;
  • 2013 – 35725 тн.                                            

Нестабильность объемов производства, с размахом отклонений от среднего  – 14 % + 9 %  наглядно  отражает  нестабильность  процессов  в  экономике  Украины за этот же период.
Начиная с 2003 года по 2006, наблюдается относительное постоянство выпуска продукции.
По состоянию на 01.01.2007 года в цехе выведено оборудование  из эксплуатации как изношенное и неподлежащее ремонту (например, зацентровщик, обточные станки) и оборудование, не имеющее экономической целесообразности  его дальнейшего использования (кольцевая печь, подогревательная ПШБ, три печи сфероидизирующего отжига труб и др.).
На трех конвейерных линиях одновременно работают 92 рабочих-трубопрокатчика и 17 крановщиц. Работоспособность кранов и технологического оборудования поддерживают в течение смены дежурные электрики – 11 чел.  и дежурный персонал службы механика – 14 чел. Для того, чтобы изготовить на каждой конвейерной линии хотя бы одну трубу, мало расставить 134 человека, – необходимо иметь в достатке технологический инструмент (36 чел. РИМа), необходимо десятилетиями поддерживать жизнедеятельность цеха в режиме рентабельности (45 чел. ИТР).
Такая конвейерная технологическая система, обеспечивая высокий уровень производительности, принципиально не позволяет отстранить хотя бы одного человека от выполняемой операции без ущерба для ритмичной  и слаженной работы всей технологической цепочки.
На основании анализа 50-летнего опыта эксплуатации технологий найдено предельно минимальное количество производственного персонала для безостановочной, непрерывной и конвейерной работы цеха – 134 чел./смену без учета работников РИМа, ИТР и хозперсонала.
Сокращение персонала ниже предельного уровня ведет к хроническому перенапряжению труда оставшихся работников, накоплению недовольства условиями труда и разрушает саму идею командной работы.

 

 

1 Кущинский Георгий Николаевич (06.07.1939-14.12.2011) известный ученый  и специалист трубного производства, кандидат технических наук, старший научный сотрудник ДМетИ, зам. начальника цеха № 3 ПАО «Интерпайп НТЗ»

Друян Владимир Михайлович  (19.06.1932-22.04.2004) - известный ученый, заведующий кафедрой технологического проектирования Национальной металлургической академии Украины,  доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники Украины.

3 Есаулов Александр Трофимович (02.10.1924 – 27.05.1995) -  выдающийся организатор металлургической промышленности СССР и УССР, директор Нижнеднепровского трубопрокатного завода (1969-1986), Лауреат Государственной премии СССР, Депутат Верховного Совета УССР.


Презентация

Контакты

 

 

Контакты

НАШІ КОНТАКТИ:

[email protected]

[email protected]

м. Дніпро

тел. +38 (056) 794-36-74, +38 (056) 794-36-75

моб. +38 (050) 320 69 72

ISSN 20760507

Керівник проекту - Гриньов Володимир Анатолійович

Партнеры