Перекуем мечи на орала
Украина, являясь массовым потребителем металлопродукции из латуни, в том числе прецизионных труб широкого сортамента, значительную их часть продолжает импортировать из Российской Федерации. Уровень существующих технологий и оборудования на ОАО "Артемовский завод по обработке цветных металлов" (АЗОЦМ) – единственном в Украине предприятии, специализирующемся на производстве металлопродукции из латуни общего назначения — не позволяет выпускать прецизионные трубы с тонкими стенками (менее 0,5 мм) из-за особенностей технологии. На сегодняшний день используемые технологические схемы обработки гильз марок Л75 и ЛК 75-0,5 – основного сырья – по ряду показателей являются недостаточно эффективными. Вместе с тем, существуют альтернативные технологии способные существенно сократить экономические издержки процесса и повысить процент выхода годного.
Недочеты известных способов обработки
В последние 10-12 лет наиболее простым и довольно легко реализуемым способом обработки (в условиях трубопрокатного цеха №5 ОАО "Никопольский Пивденнотрубный завод") была холодная деформация корпусного участка гильзы. При таком подходе остается большой процент отходов, требующей дальнейшей переработки: около 50% от общей массы в дальнейшем направляются на переплав в слитки. Стоимость переработки описанной заготовки в трубы размером 16х1 мм превышает в 3,2–5,4 раза стоимость исходной нетрадиционной трубной заготовки (гильзы) и, в результате, изготавливаемые трубы становятся неконкурентоспособными по цене и техническим параметрам. В Российской Федерации также проводятся работы по переработке металлических частей утилизированных артиллерийских боеприпасов, что позволяет получать готовую продукцию по цене на 25–30 % ниже, чем на аналогичную продукцию, изготовленную из катаной заготовки.
Перспективным способом переработки некондиционных гильз (сплющенных, смятых и с другими повреждениями, а также технологических отходов, образующихся при их переработке в трубы), является изготовление непрерывно литой полой или сплошной цилиндрической трубной, а также плоской заготовки, максимально приближающейся по геометрическим размерам к размерам готовой продукции. Расходный коэффициент металла составляет около 1,3. Поэлементно эта технология была апробирована в промышленных условиях в 1994-1995 гг. с участием нескольких предприятий Украины под общей координацией Проблемной лаборатории по обработке цветных металлов давлением Государственного трубного института.
Известны также и другие примеры использования латунных гильз артиллерийских выстрелов: переплав в заготовки или их сплющивание и продажа (в том числе экспорт за пределы Украины). В середине 1990-х гг. проведены опыты в промышленных условиях по изготовлению труб из латуни марки ЛК75-0,5, образцы которых переданы для стендовых испытаний наиболее крупным потребителям Украины. Результаты этих испытаний дали положительные результаты, тем самым подтвердили принципиальную возможность замены дефицитных товарных марок латуни на латунь марки ЛК 75-0,5, что позволило согласовать проект технических условий на трубы.
Альтернативная технология
С целью рационального использования исходного высококачественного оборонного металла, минимизации расхода энергоресурсов, повышения качества готовых труб, снижения себестоимости изготавливаемой продукции, а также улучшения экологической обстановки на предприятиях возникла необходимость в разработке новой технологии производства прецизионных труб из нетрадиционной трубной заготовки (НТЗ).
Группой ученых и инженеров Днепропетровской области разработан и поэлементно апробирован в промышленных условиях новый оригинальный способ переработки НТЗ (гильз артиллерийских выстрелов) в трубы (патент Украины № 18947), который базируется на способах волочения без оправки и на подвижной оправке. Расходный коэффициент металла при этом составляет 1,08. При реализации этого способа значительно улучшаются технико-экономические показатели процесса в результате использования в полном объеме высококачественного металла гильзы. Применение процессов волочения обеспечивает высокую производительность, простоту обслуживания оборудования и изготовления технологического инструмента.
Реализацию этого способа можно осуществить в промышленных условиях на поточной линии, предусматривающей поштучную обработку НТЗ за 3 основных цикла на отдельно расположенных, но технологически связанных агрегатах.
Первый цикл – вдавливание донной части гильзы, при этом она постепенно превращается в стенку будущей трубы. Второй – многопроходное волочение без оправки с целью выравнивания по наружному диаметру (от донной части до дульца). Третий – выворот донной части гильзы для получения готовой цилиндрической с внутренним конусом трубной заготовки с последующей термообработкой.
Удельный темп переработки одного килограмма гильзы в трубную заготовку составляет для некоторых калибров (мин/кг): 57 / 7; 76 / 7,5; 85 / 2,7; 100 / 2.
Предложенные и апробированные две принципиально отличающиеся сквозные ресурсосберегающие технологии переработки цветного оборонного металла практически дополняют друг друга и составляют единый комплексный ресурсосберегающий технологический процесс.
Первая — переработка НТЗ в трубную заготовку унифицированных размеров и в прецизионные трубы широкого сортамента методами холодной деформации, с применением способов волочения — преследует цель использования высококачественного исходного оборонного металла без применения металлургического передела и, при этом, имеет место накопление определенных объемов технологических отходов марочных составов.
Вторая — с использованием металлургического переплава некондиционных гильз и технологических отходов с последующей непрерывной разливкой трубной заготовки унифицированных размеров, которые затем подвергаются холодной деформации — предусматривает переработку цветного металла практически в любом виде с получением заданного химического состава сплава.
Финишная часть обеих технологий общая, что способствует организации единого производства. Таким образом, возможно создание мобильного мини-завода, оснащенного сквозной ресурсосберегающей технологией.
На пути к мини-заводу
Технологическая цепочка мини-завода предусматривает два основных направления.
Первое – можно организовать производство:
трубных заготовок из НТЗ на машиностроительном предприятии, оснащенном протяжными станками модели 7Б58 и 7Б56;
товарных труб на трубном заводе, дооснастив его специализированным деформационным оборудованием для проталкивания (вдавливания), осаживания, волочения на подвижной оправке и без оправки, а также оборудованием для отделки труб.
При реализации данного способа можно изготавливать трубные заготовки унифицированного размера 25х2 мм и товарные трубы широкого сортамента при условии, что цилиндрическая трубная заготовка с внутренним конусом будет деформироваться на станах холодной прокатки (ХПТ, ХПТР) и волочильных станах без оправки.
Второе – смятые при разукомплектовании снарядов гильзы и технологические отходы, накапливаемые при реализации первого направления, перерабатываются в полую трубную заготовку методом непрерывной разливки для последующей холодной прокатки (или в сплошную заготовку для последующего прессования) в товарные трубы широкого сортамента и горячедеформированную трубную заготовку унифицированных размеров.
Согласно первой и второй схемам можно изготавливать трубную заготовку необходимого унифицированного размера (25х1,0...2,0 мм) для последующей переработки в тонкостенные и капиллярные трубы широкого сортамента.
Предлагаемая поточная линия может быть смонтирована на незначительной производственной площади, например, в цехе холодной деформации труб, оснащенном станами холодной прокатки – ХПТ, ХПТР и волочильными станами или на участке подготовки заготовки подобного цеха.
В целом, производственные мощности, необходимые для переработки НТЗ включают:
I группа: две независимые производственные линии: первая – холодной переработки нетрадиционной трубной заготовки; вторая – переплава отходов и разливки заготовки непрерывным способом (полой и сплошной).
II группа: действующее и новое технологическое оборудование, а именно: станы холодной прокатки труб – модели ХПТ и ХПТР; волочильные станы – для волочения без оправки, на подвижной и закрепленной оправках.
На оборудовании II группы предусматривается дальнейшее деформирование унифицированной трубной заготовки, полученной на оборудовании I группы, в трубы широкого сортамента, в том числе тонкостенные, капиллярные.
Таким образом, можно создать мини-завод по переработке латунных гильз артиллерийских выстрелов (НТЗ) в трубы широкого сортамента для насыщения внутреннего рынка Украины, с целью полного удовлетворения потребности отечественных предприятий, а также экспорта конкурентоспособной продукции. Организация мини-завода для переработки цветного оборонного металла в товарные трубы требует ориентировочно $10,5 млн. при сроках реализации 1,5 года.
Информация об авторе: Юрий Стасовский — д.т.н., заместитель начальника управления стратегии развития и координации работы предприятий ГМК Днепропетровской облгосадминистрации. В период с 1969 по 1995 гг. работал в Государственном трубном институте, последние годы – в должности заведующего Проблемной лабораторией по обработке цветных металлов давлением.
Недочеты известных способов обработки
В последние 10-12 лет наиболее простым и довольно легко реализуемым способом обработки (в условиях трубопрокатного цеха №5 ОАО "Никопольский Пивденнотрубный завод") была холодная деформация корпусного участка гильзы. При таком подходе остается большой процент отходов, требующей дальнейшей переработки: около 50% от общей массы в дальнейшем направляются на переплав в слитки. Стоимость переработки описанной заготовки в трубы размером 16х1 мм превышает в 3,2–5,4 раза стоимость исходной нетрадиционной трубной заготовки (гильзы) и, в результате, изготавливаемые трубы становятся неконкурентоспособными по цене и техническим параметрам. В Российской Федерации также проводятся работы по переработке металлических частей утилизированных артиллерийских боеприпасов, что позволяет получать готовую продукцию по цене на 25–30 % ниже, чем на аналогичную продукцию, изготовленную из катаной заготовки.
Перспективным способом переработки некондиционных гильз (сплющенных, смятых и с другими повреждениями, а также технологических отходов, образующихся при их переработке в трубы), является изготовление непрерывно литой полой или сплошной цилиндрической трубной, а также плоской заготовки, максимально приближающейся по геометрическим размерам к размерам готовой продукции. Расходный коэффициент металла составляет около 1,3. Поэлементно эта технология была апробирована в промышленных условиях в 1994-1995 гг. с участием нескольких предприятий Украины под общей координацией Проблемной лаборатории по обработке цветных металлов давлением Государственного трубного института.
Известны также и другие примеры использования латунных гильз артиллерийских выстрелов: переплав в заготовки или их сплющивание и продажа (в том числе экспорт за пределы Украины). В середине 1990-х гг. проведены опыты в промышленных условиях по изготовлению труб из латуни марки ЛК75-0,5, образцы которых переданы для стендовых испытаний наиболее крупным потребителям Украины. Результаты этих испытаний дали положительные результаты, тем самым подтвердили принципиальную возможность замены дефицитных товарных марок латуни на латунь марки ЛК 75-0,5, что позволило согласовать проект технических условий на трубы.
Альтернативная технология
С целью рационального использования исходного высококачественного оборонного металла, минимизации расхода энергоресурсов, повышения качества готовых труб, снижения себестоимости изготавливаемой продукции, а также улучшения экологической обстановки на предприятиях возникла необходимость в разработке новой технологии производства прецизионных труб из нетрадиционной трубной заготовки (НТЗ).
Группой ученых и инженеров Днепропетровской области разработан и поэлементно апробирован в промышленных условиях новый оригинальный способ переработки НТЗ (гильз артиллерийских выстрелов) в трубы (патент Украины № 18947), который базируется на способах волочения без оправки и на подвижной оправке. Расходный коэффициент металла при этом составляет 1,08. При реализации этого способа значительно улучшаются технико-экономические показатели процесса в результате использования в полном объеме высококачественного металла гильзы. Применение процессов волочения обеспечивает высокую производительность, простоту обслуживания оборудования и изготовления технологического инструмента.
Реализацию этого способа можно осуществить в промышленных условиях на поточной линии, предусматривающей поштучную обработку НТЗ за 3 основных цикла на отдельно расположенных, но технологически связанных агрегатах.
Первый цикл – вдавливание донной части гильзы, при этом она постепенно превращается в стенку будущей трубы. Второй – многопроходное волочение без оправки с целью выравнивания по наружному диаметру (от донной части до дульца). Третий – выворот донной части гильзы для получения готовой цилиндрической с внутренним конусом трубной заготовки с последующей термообработкой.
Удельный темп переработки одного килограмма гильзы в трубную заготовку составляет для некоторых калибров (мин/кг): 57 / 7; 76 / 7,5; 85 / 2,7; 100 / 2.
Предложенные и апробированные две принципиально отличающиеся сквозные ресурсосберегающие технологии переработки цветного оборонного металла практически дополняют друг друга и составляют единый комплексный ресурсосберегающий технологический процесс.
Первая — переработка НТЗ в трубную заготовку унифицированных размеров и в прецизионные трубы широкого сортамента методами холодной деформации, с применением способов волочения — преследует цель использования высококачественного исходного оборонного металла без применения металлургического передела и, при этом, имеет место накопление определенных объемов технологических отходов марочных составов.
Вторая — с использованием металлургического переплава некондиционных гильз и технологических отходов с последующей непрерывной разливкой трубной заготовки унифицированных размеров, которые затем подвергаются холодной деформации — предусматривает переработку цветного металла практически в любом виде с получением заданного химического состава сплава.
Финишная часть обеих технологий общая, что способствует организации единого производства. Таким образом, возможно создание мобильного мини-завода, оснащенного сквозной ресурсосберегающей технологией.
На пути к мини-заводу
Технологическая цепочка мини-завода предусматривает два основных направления.
Первое – можно организовать производство:
трубных заготовок из НТЗ на машиностроительном предприятии, оснащенном протяжными станками модели 7Б58 и 7Б56;
товарных труб на трубном заводе, дооснастив его специализированным деформационным оборудованием для проталкивания (вдавливания), осаживания, волочения на подвижной оправке и без оправки, а также оборудованием для отделки труб.
При реализации данного способа можно изготавливать трубные заготовки унифицированного размера 25х2 мм и товарные трубы широкого сортамента при условии, что цилиндрическая трубная заготовка с внутренним конусом будет деформироваться на станах холодной прокатки (ХПТ, ХПТР) и волочильных станах без оправки.
Второе – смятые при разукомплектовании снарядов гильзы и технологические отходы, накапливаемые при реализации первого направления, перерабатываются в полую трубную заготовку методом непрерывной разливки для последующей холодной прокатки (или в сплошную заготовку для последующего прессования) в товарные трубы широкого сортамента и горячедеформированную трубную заготовку унифицированных размеров.
Согласно первой и второй схемам можно изготавливать трубную заготовку необходимого унифицированного размера (25х1,0...2,0 мм) для последующей переработки в тонкостенные и капиллярные трубы широкого сортамента.
Предлагаемая поточная линия может быть смонтирована на незначительной производственной площади, например, в цехе холодной деформации труб, оснащенном станами холодной прокатки – ХПТ, ХПТР и волочильными станами или на участке подготовки заготовки подобного цеха.
В целом, производственные мощности, необходимые для переработки НТЗ включают:
I группа: две независимые производственные линии: первая – холодной переработки нетрадиционной трубной заготовки; вторая – переплава отходов и разливки заготовки непрерывным способом (полой и сплошной).
II группа: действующее и новое технологическое оборудование, а именно: станы холодной прокатки труб – модели ХПТ и ХПТР; волочильные станы – для волочения без оправки, на подвижной и закрепленной оправках.
На оборудовании II группы предусматривается дальнейшее деформирование унифицированной трубной заготовки, полученной на оборудовании I группы, в трубы широкого сортамента, в том числе тонкостенные, капиллярные.
Таким образом, можно создать мини-завод по переработке латунных гильз артиллерийских выстрелов (НТЗ) в трубы широкого сортамента для насыщения внутреннего рынка Украины, с целью полного удовлетворения потребности отечественных предприятий, а также экспорта конкурентоспособной продукции. Организация мини-завода для переработки цветного оборонного металла в товарные трубы требует ориентировочно $10,5 млн. при сроках реализации 1,5 года.
Информация об авторе: Юрий Стасовский — д.т.н., заместитель начальника управления стратегии развития и координации работы предприятий ГМК Днепропетровской облгосадминистрации. В период с 1969 по 1995 гг. работал в Государственном трубном институте, последние годы – в должности заведующего Проблемной лабораторией по обработке цветных металлов давлением.