Национальная металлургическая академия Украины. Магистральные, технологические и промышленные газонефтепроводы представляют собой сложные инженерные конструкции

 

Магистральные, технологические и промышленные газонефтепроводы представляют собой сложные инженерные конструкции. Подземная и надземная прокладки трубопроводов, подводные переходы, различные виды электрохимзащиты от коррозии, особенности технологии строительства и конструктивных решений создают целесообразность дифференцировать параметры прочности и долговечности различных участков трубопроводов.

Основными перспективными конструкционными материалами для трубопроводов большого диаметра, предназначенных для транспортировки природного газа под давлением 9,8-11,7 МПа, являются стали категории прочности К65 (Х80), К70 (Х100).

Высокопрочные трубные стали категории прочности Х80, Х100 относятся к низколегированным Si-Mn сталям, категории прочности ≤К60, отличающимся от традиционных кремне-марганцовистых трубных сталей:

- пониженным содержанием углерода и микролегированием сильными карбидообразующими элементами Nb, V, Ti, обеспечивающими в сочетании с термомеханической обработкой высокие прочностные характеристики и сопротивление хрупкому разрушению;

- повышенным содержанием марганца (от 1,6% до 2%), способствующим, при наличии стойких карбидообразующих элементов, торможению распад аустенита по диффузионному механизму и предотвращающим формирование перлитной структуры.

Стали категории прочности Х80, Х100 в отличии от традиционных трубных сталей с феррито-перлитной структурой характеризуются феррито-бейнитной (с содержанием феррита не более 20-30%) или бейнито-мартенситной структурами соответственно.

Анализ мирового опыта производства показывает, что при производстве металлических конструкций ответственного назначения из листового проката толщиной более 30 мм встает проблема дополнительного повышения прочности металла, так как технология контролируемой прокатки не всегда позволяет достичь уровня возрастающих требований к прочностным и пластическим свойствам. В связи с этим, для повышения уровня эксплуатационных свойств толстолистового проката (δ ≥ 30 мм для труб, а для СДТ-толщиной 60-100мм) из малоуглеродистых низколегированных сталей желательно применять обработки, позволяющие получать в металле уже готовых изделий структуры бейнитного типа (феррит + бейнит, бейнит, игольчатый феррит). При производстве металлических конструкций ответственного назначения из листового металла с толщиной свыше 30 мм исходная заготовка подвергается сварке, гибке и другим переделам, приводящим к снижению комплекса эксплуатационных свойств. Это предопределяет проведение обязательной окончательной упрочняющей обработки готовых изделий с целью обеспечения требуемого уровня свойств металла.

ПІДСЕКЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНЕ ПРОЕКТУВАННЯ

ВДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВАТ ТРУБ НА ПІЛІГРІМОВОМУ СТАНІ З ОРГАНІЗАЦІЄЮ ДРУГОГО ГАРЯЧОГО ПЕРЕДІЛУ

Сизов Д. І., керівник проф. Балакін В. Ф.

Національна металургійна академія України

 

Дослідження та вдосконалення процесу пілігрімової прокатки тонкостінних труб великого діаметру з метою створення раціональних калібрувань валків, підвищення їх стійкості, поліпшення якості і розширення сортаменту шляхом організації другого гарячого переділу, є актуальним.

У роботі розглянуті реконструктивні заходи, що полягає у здійснюванні процеса прокатки за лінією центрів на 5-ти кліт'євому калібровочному стані. Поставлена мета досягнення шляхом приєднання блоку оправок у перших двох клітях калібровочного стану. Це дозволяє у 1,8-3 рази збільшити захватну здібність валків та продеформувати стінку на 1-3 разів та збільшити точність прокату труб.

 

ВДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА ТРУБ НА УСТАНОВКАХ З ПІЛІГРІМОВИМИ СТАНАМИ

КовальІ.І., керівник проф. Балакін В. Ф.

Національна металургійна академія України

 

Одним з основних способів виробництва безшовних гарячекатаних труб великого і середнього діаметрів з товщиною стінок від 7 до 100 мм і більш являється прокатка на установках з пілігрімовими станами. Використання безперервно-літих заготовок круглого перерізу забезпечило значні переваги пілігрімового способу виробництва труб.

Нині для процесу пілігрімової прокатки труб із зливка характерні високий коефіцієнт витрати металу (до 1,3), відносна невисока якість початкового мартенівського зливка.

Перспективним є перехід при виробництві труб в ТПЦ- 4 ВАТ "ІНТЕРПАЙП НТЗ" на безперервнолиту заготовку. У роботі розглянуто ряд технологічних рішень що дозволяють понизити витрату металу та інструменту при одночасному поліпшенні якості прокатуваних труб.

 

АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА ХОЛОДНОДЕФОРМОВАНИХ ТРУБ, РОЗРОБКА МЕТОДИКИ І КОМП'ЮТЕРНОЇ ПРОГРАМИ РОЗРАХУНКУ ТЕХНОЛОГИЧНИХ КАРТ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА АБО ПРОЕКТУВАННЯ ДІЛЯНОК БЕЗОПРАВОЧНОГО ВОЛОЧІННЯ

Кащенко Н.А., керівник доц.Соловйова І.А.

Національна металургійна академія України

У науковій роботі проаналізована технологія і устаткування для виробництва холоднодеформованих труб методом безоправочного волочіння і виконання усіх проміжних технологічних операцій. Проаналізовані опубліковані в технічній літературі методики розрахунку технологічних карт виробництва, внесені доповнення у відомі методики, які включають розрахунки маршрутів волочіння, витратних коефіцієнтів металу при виконанні проміжних операцій, вибір устаткування для виконання цих операцій на підставі висунених критеріїв при проектуванні або з того, що мається в наявності при виробництві, розрахунки маси та кратності різання труб. Розроблені алгоритм і комп'ютерна програма розрахунку технологічних карт виробництва труб безоправочним волочінням. Усі технологічні розрахунки енергосилових параметрів волочіння, маршрутів і технологічних карт представлені в єдиному програмному комплексі.

 

АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА ХОЛОДНОДЕФОРМОВАНИХ ТРУБ, РОЗРОБКА МЕТОДИКИ І КОМП'ЮТЕРНОЇ ПРОГРАМИ РОЗРАХУНКУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ КАРТ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА АБО ПРОЕКТУВАННЯ

ДІЛЯНОК ХПТ

Голуб В. А., керівник доц. Соловйова І.А.

Національна металургійна академія України

У науковій роботі проаналізована технологія і устаткування для виробництва холоднодеформованих труб методом холодной прокатки на станах ХПТ і виконання усіх проміжних технологічних операцій. Проаналізовані опубліковані в технічній літературі методики розрахунку технологічних карт виробництва, внесені доповнення у відомі методики, які включають розрахунки маршрутів, витратних коефіцієнтів металу при виконанні проміжних операцій, вибір устаткування для виконання цих операцій на підставі висунених критеріїв при проектуванні або з того, що мається в наявності при виробництві, розрахунки маси та кратності різання труб. Розроблені алгоритм і комп'ютерна програма розрахунку технологічних карт.

 

ВИБІР МЕТОДИКИ І РОЗРОБКА ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

РОЗРАХУНКІВ СИЛИ ШТАМПУВАННЯ НА УСТАТКУВАННІ КПЦ

Чумбарева І.В., керівник доц.Соловйова І.А.

Національна металургійна академія України

У науковій роботі проаналізована технологія виробництва залізничних колес в умовах КПЦ "Интерпай НТЗ".

Проведений аналіз і виявлені причини виникнення браку в КПЦ за допомогою діаграм Паретто за даними КПЦ. Встановлені можливі методи усунення браку.

Вироблений порівняльний аналіз фактичної сили штампування згідно різним методикам.

Розроблений алгоритм і програмне забезпечення для розрахунків сили штампування на основних пресах КПЦ з метою пониження навантаження і підвищення точності штампування.

ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА КРУГЛИХ ЗАГОТОВОК З ВУГЛЕЦЕВОЇ СТАЛІ В СКЛАДІ ЛИВАРНО-ПРОКАТНИХ МОДУЛІВ

Підгорна П.О., керівник доц. Алпаєв М.Є.

Національна металургійна академія України

 

На підставі аналізу літературних даних встановлено доцільність використання МБЛЗ і створення ливарно-прокатних комплексів. Розглянуто технологію виробництва заготовок з вуглецевої сталі Афіпського електрометалургійного сталепрокатного заводу, в тому числі виплавка сталі в ДСП, доведення сталі на УКП і розливання сталі на МБЛЗ.

Виконана оцінка технології прокатного цеху з виробництва та термообробки арматурної сталі, а також розрахунки параметрів прокатки, розглянуто способи прокатки й калібрування круглої сталі на ЛПК. Кращі результати показала система овал-ребровий овал, яка забезпечує стійкий режим прокатки при натягу, оскільки між клітями чистової групи відсутня кантівка прокатної смуги. Розроблено програмне забезпечення з метою прискорення виконання розрахунків при проектуванні технології.

Коефіцієнти витяжки по системі овал-ребровий овал невеликі, зазвичай не перевершують 1,4-1,45, однак такі витяжки цілком достатні в чистовій групі безперервного стану. Розглянуто головні економічні показники використання технології ЛПК, розроблений проект виробництва продукції в середовищі програми MSProject.

АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОКАТКИ НА СТАНІ 550 З МЕТОЮ ЗМЕНШЕННЯ ЕНЕРГОВИТРАТ

Устинов М. В., керівник доц.Алпаєв М.Є.

Національна металургійна академія України

В роботі проаналізовані технологічні особливості прокатки на стані 550 ПАО «Євраз ‑ ДМЗ ім. Петровского». Основні технологічні витрати мають місце на ділянці нагрівальних печей, в лінії стану, при передачі підкату із кліті в кліть та з лінії на лінію, при обрізі передніх та задніх кінців, при розділенні прокату на мірні довжини.

Проаналізовані шляхи вдосконалення технології сортової прокатки по матеріалам науково-технічної літератури. Розрахунок оптимальної калібровки профілів є одним із способів, що дозволяє поліпшити режим плющення, понизити перепад температур по довжині і контуру профілю, зменшити енергозатрати, знос валків і устаткування, величину обрізі, підвищити продуктивність стану і якість готового прокату.

Розроблена калібровка економічного кутового профілю 75х75х8, виконаний розрахунок калібрування інструменту, визначені основні технологічні параметри прокатки в сімох фланцевих калібрах.

Приведені розрахунки показали ефективність розробок проекту при прокатці кутка 75х75х8 мм, можливе впровадження яких дозволило б зменшити обрізь на 0,06м на кожній штуці, і таким чином зменшити витрати початкової заготівки на 2,8 кг/т, при цьому витратний коефіцієнт зміниться з 1,05 т/т до 1,047т/т.

ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА ЛИСТА НА ЛИВАРНО-ПРОКАТНИХ МОДУЛЯХ І РОЗРОБКА ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЇЇ ПРОЕКТУВАННЯ

Темченко О. О., керівник доц.Алпаєв М.Є.

Національна металургійна академія України

 

Розглянуті основні причини створення ЛПМ з виробництва листового прокату, внески в розвиток цієї технології багатьма відомими світовими підприємствами та приклади застосування ливарно-прокатних комплексів. Наведені приклади застосованих систем та способи рішення питань інтеграції ливарно-прокатних модулів в налагоджені схеми виробництва.

Як приклади для аналізу технології в основній частині приведені дві схеми обладнання: ЛПМ підприємства «Виксунський металургійний завод» та ЛПМ заводу «Арведі» та ЛПК на підприємстві «Виксунський металургійний завод». Виконане порівняння обох розглянутих технологій, приведені їх переваги та недоліки, складена таблиця порівняння характеристик розглянутих ЛПМ.

На основі розглянутих даних розроблене програмне забезпечення для проектування окремих етапів технології, виконаний розрахунки в програмі MathCAD, а за результатами складена таблиця прокатки. Виконані креслення валків чотирьохвалкової кліті, використаної в прокатній частині модуля.

В роботі розроблено проект виробництва смуги в рулоні із застосуванням технології ЛПК за допомогою програми MSProject та виконаний економічний аналіз.

 

УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА В СОРТОВИХ ЛИВАРНО-ПРОКАТНИХ МОДУЛЯХ З ЗАСТОСУВАННЯМ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВПЛИВУ НА РІДКИЙ МЕТАЛ

Хорошилова Ю.О., керівник доц.Алпаєв М.Є.

Національна металургійна академія України

На підставі аналізу літературних даних установлена доцільність використання МБЛЗ і створення ливарно-прокатних модулів, виконаний аналіз технології виробництва сортової металопродукції в умовах ЛПМ. Розглянуто системи електромагнітного перемішування, застосовувані на МБЛЗ і ті фізичні процеси, на які впливає ЕМП.

Розроблено програмне забезпечення для розрахунків параметрів трифазного статора при проектуванні електромагнітного перемішування рідкої сталі в кристалізаторі. Програма дозволяє виконувати аналіз впливу на ці параметри діаметру зливка, лінійної швидкості обертання рідкого металу, товщини твердої зовнішньої оболонки злитку, а також висоти рідкої ванни в зоні кристалізатора при проектуванні технології.

Наведений аналіз технології і устаткування Афіпського електрометалургійного сталепрокатного заводу при виробництві сортового прокату із вуглецевих і легованих марок сталі. Вивчено об'ємно-планувальні рішення прокатного цеху й показники роботи комплексу дрібносортного стана 350. Виконано розрахунки калібрування квадратної сталі (с = 25 мм) при прокатці на лінійному дрібносортному стані 350.

 

ПОЄДНАНИЙ ПРОЦЕС БЕЗПЕРЕРВНОГО РОЗЛИВАННЯ СТАЛІ

З|із| ПРОКАТКОЮ ДЛЯ ВАТ «ЗАПОРІЖСТАЛЬ»

Вовк Ю.В., керівник доц. Терещенко В.С.

Національна металургійна академія України

Проаналізований стан сталеплавильного виробництва на комбінаті «Запоріжсталь» і визначені напрями його модернізації для отримання сталевої заготовки (в результаті безперервного розливання), максимально наближеної до геометричних розмірів готової продукції (до листа певної товщини). У виборі ливарно-прокатного агрегату за основу брався розмірний сортамент слябів, що будуть відливатися для нового прокатного цеху: товщина – 50 ÷70 мм; ширина – 1000÷1800 мм.

Представлені результати аналізу споживання енергії при виробництві тонкого листа за різними технологічними схемами, конструктивні і технологічні особливості тонкослябових МБЛЗ у складі ливарно-прокатних модулів.

Запропонований варіант ливарно-прокатного агрегату, що якнайповніше відповідає заданим умовам з технологічних міркувань і розмірного сортаменту.

 

ДЕФОРМУВАННЯ НЕПРЕРИВНОЛИТИХ СЛЯБІВ У ДВОФАЗНОМУ

СТАНІ НА ЛИВАРНО-ПРОКАТНИХ АГРЕГАТАХ

Воловик В.С., керівник доц.Терещенко В.С.

Національна металургійна академія України

 

Розглянуті технологічні особливості деформації безперервнолитих слябів у кінці твердіння з метою підвищення їх якості. Завдання роботи по реалізації методу «м'якого» обтискання безперервнолитої заготовки полягало у визначенні: місця докладання зусилля обтискання; закону прикладання обтискання; способу докладання зусилля обтискання до поверхні заготовки. В зв’язку з цим виконаний аналіз впливу хімічного складу і температури сталі, що розливається, швидкості розливання, режимів вторинного охолодження і перерізу заготовки на параметри «м'якого» обтискання.

Визначено, що значне зниження осьової пористості і підвищення однорідності внутрішньої структури заготовки досягається при мінімальному коливанні параметрів безперервного розливання і забезпеченні мінімального їх відхилення в зоні обтискання.