книги из ГПНТБ / Строение и свойства стеклокристаллических материалов на основе горных пород и шлаков (г. Чимкент, 8-10 октября 1974 г.) [сборник статей] 250-летию АН СССР посвящается

Ъивного износа,аналогична и превышает износостойкость углеро­ дистых труб в W 2 раз.

При решении задачи получения износостойких и хиистсйких труб, группой сотрудников ВНИТИ было обращено внимание на новый стеклокристаллический материал - шлакоситалл,благодаря

удачному сочетанию его физико-химических и механических свойств. Освоенная промышленная технология непрерывного проката лис­ тового шлакоситалла /б / и имеющийся многолетний опыт производ­ ства сварных труб из металлического штрипса явились основой создания новой прогрессивной технологии и оборудования для про­ изводства шлакоситалловых труб способом непрерывной формовки.

Успешное решение этой задачи в отдельных этапах было достигнуто при участии НИМАвтоотекло, МХТИ им. Менделеева, МАТИ. Технологический процесс производства шлакоситалловых труб и желобов разрабатывался о использованием стекломассы темно-серого шлакоситалла о учетом технологических возможнос­ тей существовавшей в то время экспериментальной листопрокатной технологической линии листового проката завода "Автостекло".

Провеянными опытно-эксперимеигальными работами реша- 1 лись вопросы получения пластичной ленты веданной ширины, сох­ ранения ев пластичности на весь период формовки и переформова­

чаемой трубной заготовки в процеоое ее формовки. Имеющиеся дани ные по сварке стеклокристаллических материалов указывали не необходимость выбора способа сварки, отличного от уже извест­ ных традиционных опоссбов и источников тепла, использование ко­ торых не дало положительных результатов при оварке стеклокриоталлических материалов. 8то обстоятельство привело к решению применить для сварки необычный, оригинальный иоточник тепла, 1 основанный на иопользовании высокоинтеноивных источников света. Проведенные опыты при сварке о применением такой сва­ рочной уотановки подтвердили возможность получения качествен*

351

рывного производства труб из ленты шлакового стекла, прокаты­ ваемой непосредственно из расплава, будет обеспечено получение шлакооиталловых труб с условным проходом от 65 до 500 мм, тол­ щиной стенки 8+20 мм, длиной 3*6 м. Расчетные эксплуатационные давления получаемых таким способом шлакооиталловых труб соста­ вят от 20 до 7 ати. соответственно названному диапазону диамет­ ра и толщины стенки.

Процесо производства шлакооиталловых труб способом не­ прерывной формовки обладает рядом преимуществ, выгодно отличаю­ щих его от других известных процессов производства стеклянных, кимнелитых и шлакооиталловых труб, например, получаем м»*)ртикальной и горизонтальной вытяжкой из расплава стеклом^V ,

венной структуры материала по всей длине трубы, что позволяет уменьшить толщину стенки, не снижая при этом прочности трубы,

.уменьшить вес погонного метра трубы, что, естественно, облег­

в единой технологической линии обеспечивает получение изделий непосредственно из расплава, .зипуя операции многократного наг­ рева, присущие традиционному опоообу производства металличес­ ких труб;

- действующее согласно новому способу формующее устрой-* ство обэопечивает формование труб и других изделий без усилий протягивания термопластичной ленты через формоватзли, что га­ рантирует стабильности толщины стенки формуемой трубы по всей ее длине и периметру и оох,'.мнение местных участков или сплошных

352

щелевой -перфорацией.

Новый способ непрерывной формовки позволяет получать не только трубы и желоба, но и многие другие виды профилиро­ ванных изделий, как например, крупногабаритные панели, лице­ вая поверхность которых монет иметь разнообразную рельефную фактуру, что придает им нарядный, привлекательный вид. Такие панели «могут эффективно применяться для внутренней и наружной декоративной отделки стен жилых, общественных и промышленных

чу производства из этих материалов труб болеа широкого диапа­ зона размеров.

Для применения предлагаемых и других видов труб в тру­ бопроводах немаловажное значение имеет оснащение их соответ­ ствующей запорной арматурой, а также отводами, тройниками и т.п .

Походя из .того, что производство арматуры и соедини­ тельных частей из шлакоситаллоз, по имеющимся у нас данным, еще не освоено, следует считать наиболее целесообразным, до организации производства указанных изделий, длл шлакоситалловых трубопроводов применять фарфоровую арматуру - в одучае транспортировки агрессивных оред или оварную арматуру из би­ металлических труб - в случав транспортировки абразивных сред.

Как известно, производство любого нового вида труб мо­ жет развиватьоя только в том случае, если они конкурентноспоообны по себестоимости и удельным капитальным затратам с тру­ бами, которые они могут заменить о учетом срока службы нового и иаввотного вида труб. Для определения экономической целесо­ образности производства шлакоситалловых труб по разработанной новой технологии нами проведены расчеты сопоставительной себе­ стоимости производства труб биметаллических стальных, труб стальных футерованных гамнелитыми вкладышами, труб шлакоситал­ ловых в стальных оболочках и труб шлаксоиталловых без оболочек. Результаты этих расчетов, выполненные на основе проектных дан­ ных производства указанных видов труб с учетом одинаковой стой­ кости их в условиях абразивного износа^ приведены ниже.

Шлакоситалловые трубы рекомендуется применять в различ­ ных охраоянх народного хозяйства как в напорных, так и само­ течных трубопроводах взамен металлических из углероднотых и высоколегированных сталей, труб биметаллических,'а также труб на различных сплавов и ; сетных металлов. Шлакоситалловые трубы

555

В раде случаев успешно заменят трубы фарфоровые, отекляннке, ’ асбоцементные, гончарные, бетонные, камнелитые, а также трубы из различных плаотмасо.

бов из шлакоситалла Являются гориообогатительные комбинаты, кокоохимичеокие и металлургичеокие заводы МЧИ СССР, предприя- т .я ."Инистеротва цветной металлургии, Минтяжотроя, .Линистеротва леоной и деревообрабатывающей промышленности, шиниотеротва мелиорации и водного хозяйства и др.

Средняя головая потребность в шдикоситалловых трубах до 1980 г. составляет 3147649 тонн или 100836300 метров, а в жело­ бах - 14130 тонн или 587000 метров.

Таким осевом , из оказанного выше можно сделать вывод, что разработанный новый непрерывный процеоо производства шлакоситалловых труб вполне коикурентноопоообный о иавеотными лроцеооаыи производства биметаллических и камнелитых труб.

Выпуск шлакоочталловых труб целесообразно организовать на опытно-промышленной установке производительностью 15 тыояч

опытной установки пооледняя должна иметь две самостоятельные линии, действующие от одной плавильной печи. Одна из линий должна выпускать лиотовой прокат шлакооиталла по уже отрабо­ танной промышленной технологии, а вторая использоваться для отработки промышленной технологии производства шлакооиталловых труб и желобов.

I

1. "Шлакооитазлы", каталог, Ш1СМ УССР, Укрглаве текло, заво. "Автоотек.,0", "Реклама'', Киев, 1969г.

2. Н.П.Пурыгин,В.Е.Федорченко, В.^.Андреев "Исследование нашивания различных отеклокристалличеоких материалов в

354

лоьиях гп'дротранопорта углеобогатительных фабрик". Сб. "Строение и овойства литых изделий из окисных расплавов и процессы их получения',' общество "Знание" УССР, Киев, 1972.

3.М.д.Шеглова, С.И.Максимович, В.А.Ыирлина, Е.А.Дирявка. "Не­ которые свойства шлаковых стекол и шлакоситаллов на основе

Д. Н.М.Павлушкин, С.Т.Сулейманов и др. "Некоторые технологичес­ кие свойства отекол из шлаков фосфорного производства'.' Сб; "Строение и свойстви литых изделий...',' общество "Знание", Киев, Х972г.

5. А.и.Юоупова, «.А.Абдеев, Г.Ф.Арутанян "Получение труб из шлаков свинцово-цинковой промыаленнозти',' сб."Теория и прак­ тика производства камнэлитых труб',' Алма-Ата, 1972.

6. К.Т.Бондарев, А.Г.ыинеков и др."Промышленное освоение про­ изводства листового шлаг.оситалла и преосованно'1 плитки иа шлакооиталла','сЗ."Илакоситаллы" Изд-зо литературы по стро­ ительству; М., 1970.

З.Ф.ДУДКИН, Г.Н.БОГРЕЦ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОСНОВНИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОДСТВА ШлЛКОСЧТАЛАОВЫХ ТРУБ НЕПРЕРЫВНЫМ

СПОСОБОМ*' Основным направлением технической политики нашего време­

ни является создание высокопроизводительных непрерывных процеооов. Одним из таких процессов является производство шлакоситадловых труб, аелобоз и др. профилированных изделий способом не­ прерывной формовки из прокатываемой термопластичной ленты шла­ кового отекла, технология которого разработана ЗНИТИ при учас­ тии НИИАвтостекло.МАТИ и ЫХТИ. Основой такого процесса олужияа уке освоенная прошв , генная технология непрерывного проката лис­ тового плзкоситалла /1 ,2 /.

Опытные работы по проверке технологии непрерывной формовки.раз■аботке и доводке конструкции технологического оборудова­ ния и определении основных технологических параметров процесоа проводились в 1969 и 1971гг. на экспериментальной линии листо­ вого проката завода "Авторетекло".

Основное внимание при атом бы«.о обращено на оледующие

у г -------- -------------................. ..............

'В проведении работы принимали у<:астие:от МАИ! ;i . И.Опарин,

от мХТИ Г.А.Эллерн.от НИйАвтостекло А.К.Боронцов.А.З.Литвинов.

355

’операции: получение пластичной ленты заданной ширины, фирмовку ленты в трубную „аготонку и сварку шва полученной заготов­ ки.

Были разработаны и испытаны в технологической линии ряд уотройств для получения ленты заданной ширины. Лучшие ре­ зультаты получены о помощью устройства, в котором нижний вал прокатной машины имеет бандаии-кольца, ограничивающие расте­ кание ыидкой стекломаооы по ширине, и кромкорубящих устройств /5 /, установленных по оба стороны прокатываемой ленты в непос­ редственной близости от нижнего прокатного вала. Ванным Преи­ муществом первого из испытываемых устройств является отсутст­ вие обрези. При испытании наблюдалась незначительная посечка

..ройки ленты, причиной которой являлось отсутствие возможнос­ ти создать необходимый тепловой режим режущих органов кромко­ рубящих устройств и бандажных ограничителей. Это затруднение б ло связано с там, что опытные работы проводились не на спе­ циализированном оборудовании, а на частично приспособленной для процесса формовки труб существующей листопрокатной техно­ логической лини... Однако, несмотря на это, полученные резуль-

. тати можно считать удовлетворительными и рекомендовать испытан­ ные устройства для применения в специализированной трубоформо­ вочной линии. Обоазозавшаяся на•подготовленных кромках ленты посечка при оплаьдении их в процессе сварки, естественно, исче­ знет и не окажет отрицательного влияния на качество сварного шва.

Известно, что поддержание температуры ленты шлакового стекла в заданных пределах на всем участке формовки ее в трубную заготовку обеспечивает необходимую пластичность ленты

.и является одним из основных требований.нормального течения процесса, испытания различных устройств для подогрева ленты стекла в период формовки позволяют рекомендовать комбинирован­ ный вагрев открытой части формуемой ленты и наружной поверх­ ности формующих элементов газовыми горелками. Такие средства нагрева позволили обеспечить необходимую температуру формуемой ленты, сохранить ев пластичность на весь период формовки со скоростью 35+75 м/час.

Отсутствие данных о величине вытяжки ленты и уменьшении ее по ширине в зависимости от скорости прокатки обусловили при­ нятие заданной ширины ленты, равной теоретическому периметру трубной заготовки. В ходе опытных работ было замечено, что на­

356

ее максимальной пластичности, т. з, в зоне, непосредственно" примыкающей к меоту выхода.ленты из прокатных валков, и выз^ вана разностью скоростей взлков прокатной машины и рольганга печи отжига. При дальнейшем двидонии ленты и формовке ее в трубную заготовку зятяжка практически на наблюдалась.

Из-за непродолжительности испытаний иерооборудсванной для формовки труб технологической линии определить величины уменьшения ширины ленты по сравнению о заданной не представи­ лось возможным, в связи о чем получена трубная заготовка, рас­ стояние между еходящимиоя кромками которой составило от 15 д«> 50 мм. В дальнейшем при наличии специализированной трубоформо»- вечной линии этот вопрос можно будет решить путем применении'

точников света непосредственно в технологическом процессе формовки труб не проводились по причине сокращения сроков ис­ пользования экспериментальной линии листового проката для исследований трубоформовочного процесса. Для определения тех­ нологических параметров сварки в условиях влияния высоких тсмратур прокатываемой ленты и запыленной зтмооферы цеха опытные работы проводились путем проплавления кромок и плоскости дви­ жущейся тераопластической-ленты в технологической линии про­ изводства листового проката. В этих экспериментах определялся характер плавления шл,ахового стекла, глубина и ,.*на размяг­ чения материала ленты в зависимости от типа источника света, ркороотп движения оплавляемой ленты, местоположения фокуса

3 57

светового потока на ее поверхности и т.д . Опыты велиоь оиотамой о одним источником света. Глубины размягчения ленты при работе с лампой мощноотыо 5 квт не более 2*3 мм, а глубине размягчения при работа о лампой мощностью 10 квт - на вою глу­ бину ленты СЮ мм). Ширина размягченного участка 10*15 мм.

О целью определения механической прочности швы, надеж­ ности сварного соединения, оитал.шэацик шва и околошовкой зо­ ны были проведены опыты по оварне патрубков ив шлакового отек­ ла о последующей их криоталлиэацией. Формовка патрубков осу­ ществлялась вручную о помощью двух полуформ и оправки. Стекдомаооу набирали ложкой из ванной печи и в металлической рамке отливали полосу толщиной 10*13 мм. Выдерживали полосу в рамке, пока она олегка загуотеег, затем ее формовали в цилиндр при непрерывном вращении оправки и сведенные до соприкосновения друг о другим кромки оваривали сфокусированным оветовым пото­ ком. Затем образец уотанавливади на прокатываемую ленту, пос­ тупающую в печь отжига. Криоталдизацию патрубков осуществляли в колпаковых печах по обычному технологичеокоШу режиму, соот­ ветствующему ооотаву шлакового отекла, из которого изготавли­ вались образцы.

Исследования сварного соединения, проведенные шХТИ им. Д,И.Менделеева, показали, что по характеру кристаллизации

шов и околошовная зона практически не отличаются от основной маосы шлакооиталла. Принтом плотноеть обновкой массы илакооиталла ооотавила 2,6692 г/ом3 , а в шве’2,6766 г/ом^. В форми­ ровании отруктуры в шве и образца также на наблюдается трещин, пор. раковин и прочих дефектов. Исследования мехакичоо-

на гчутреннее гидравлическое давление показали» оредняя вели­

358

виде испытаний ооставили в оредноы 515 кг/ом2. Проведенные испытания показывают, что вваренные шлакооиталловые образцы выдерживают большие давления, чей стеклянные трубы такого же оортамента, в 1,5 раза, у них также выше мавоииолыше напря­ жения от изгиба и ожатия - 515 кг/ом2 вместо 320-370 кг/оы2 у отеклянных труб.

Таким образом, проварены в производственных условиях ряд операций технологического процеоса, а именно: получение плас­ тичной ленты заданной ширины, формовка етой ленты в трубную заготовку и оварка шва образцов-патрубков шлакового отекла и определены основные технологические параметры указанных выше

результатах, считаем возможным для производства шлакооиталловых труб непрерывным опоообом формовки предложить оледущую технологическую схему: приготовление шихты, варка доходной отехломаосы, формование ленты заданной ширины, сворачивание ленты в трубную заготовку, оварка полученной эаготогки, калибровка полученной трубы, отжиг трубы, порезка непрерывно форыуеыой трубы на-мерные длины, отделка торцев труб, кристаллизация труб в специальной кристаллизаторе при вращении их вокруг овоей оси, контроль их и окладировение.

Ли т е р а т у р а

1. К,Т.Бондарев, "Стекло в строительстве", "Буд1вельник",

Киев, 1969 г.

2. "Шлакоситаллы", Сборник статей. Издательство литера,уры по строительству, аооква, 1970 г.

3.Г.Н.Богрец, В.Ф.Дудкин "Устройство для резки листового ма­ териала", а.о . It 378375, ШСИ СОЗв 21/02. бюллетень te 19, 1973 г.

4. Патент ФРГ К» 1243340 по кл. 32а, 13/14.

5. И.«4.Павлушкин, Г.Д.Никифоров, Г.Н.Богрец и др. "Исследова­ ние процессов сварки олакооиталловых труб". Сборник "Теория и практика производства, камнелихых труб"", Алма-Аты, 1972 г.

6. И.Б.Шапиро, 2 .Г.Фролова "Стеклянные трубы". Издательство литературы, по строительству. Москва, 1966 г.

359

Е . Г . С Ш Ё Ш О К , М .Ф .РАТНИ К ОВ , Г . Н . Б О Г Р Б Ц , В.Ф,ДУДКИН

ИЗУЧЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА В ТРУБАХ ИЗ ШЦКССИТШОВ

.Интенсификация технологических процеооов в промышленнос­ ти предъявляет с каждым годом вое более жесткие требования к материалу для производства труб, иошальэуеыых для транспорти-

- ровапик различных агрессив1шх жидкостей и газов. Создание механически и термически прочных коррозионностойких' труб про­ должает оставаться од.юй из важнейших задач народного хозяйст­ ва.

Новым перспективным материалом для производства труб рчляетоя -лакооиталл.

Это отзклокриоталличеокий материал о мелкозернистой струк­ турой , обладающий малым удельным весом, повышенной механичес­ кой прочностью, высокой химической устойчивостью, большой твердостью и иэноооустойчивоотью, жаропрочностью, нулевым водопоглощением и высокими диэлектрическими свойствами / I / ,

материалами, взаимозаменяемыми с шлакоситаллом являются глазурованная обычная и кислотоупорная керамика, каменное литье, металлы, некоторые виды полимерных материалов, стекло, гранитные и мраморные изделия.

Для производства шлакооиталлов имеется неограниченная база дешевого сырья: шлаки черной и цветной металлургии, золы ТЭЦ и ГРЭС от сжигания каменного угля, многие горные породы, такие как базальты, граниты, песок, известняк, доломит.

Трубы иа шлакооиталла рекомендуются для применения в строительстве, химической, горнорудной, электротехнической и других отраслях промышленности и сельского хозяйства взамен металлических труб иа углеродистых и высоколегированных ста­ лей, оцинкованных, плакированных различными плаотикани, пок­ рытых лаками и омолами, а также труб из цветных металлов. Такие трубы в ряде олучаев могут успешно заменить трубы отекдянные, асбестоцементные, бетонные, каинелитые.

Особенно эффективно иоаол’ эование шлакооиталловых труб в промышленности для монтажа трубопроводов специального неана- *ения, которые в процессе эксплуатации подвергаются интенсив­

на коррозии и абразивному износу.

Взависимости от условий эксплуатации предполагается

рэготовхааяе трех основных видов шлакооиталловых труб, конст­

360