Металлургическая и горнорудная промышленность 2010 №2

Подождите немного. Документ загружается.

I l%2 ++30#(7%1* ? ( #.0-.03$- ? /0.,;8+%--.12</2010



121

ТРУБНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

УДК 621.774

Бойко В.В., Кузьменко С.В.

ООО «ИНТЕРПАЙП НИКО ТЬЮБ»

От ЮТЗ до ООО «ИНТЕРПАЙП НИКО ТЬЮБ» - этапы развития

Бойко В.В., Кузьменко С.В., 2010 г.

В связи с 40-летием цеха горячекатаных бесшовных труб Никопольского ЮТЗ приводятся

технические решения для модернизации цеха и оборудования по производству конкурентоспособной

продукции.

Ключевые слова: производство горячекатаных бесшовных труб, модернизация,

конкурентоспособная продукция, трубы нефтяного сортамента

Engineering solutions related to re-equipment of hot-rolled seamless pipe shop for competitive products

manufacture in conjunction with shop`s 40-year-anniversary at Nikopol Yuzhnyy Pipe Plant are presented.

Keywords: hot-rolled seamless tube making, re-equipment, competitive products, oil country tubular

goods

В апреле 2010 г. исполняется 40 лет со дня вво-

да в эксплуатацию цеха по производству горячека-

таных труб на агрегате непрерывной прокатки ТПА

30–102, построенного на производственной пло-

щадке Никопольского Южнотрубного завода (ЮТЗ).

В период создания цех воплотил в себе все новые

технические и конструкторские решения и наработ-

ки, которые были внедрены ведущими про

ектными

и научно-исследовательскими институтами и отече-

ственным машиностроением.

Проектная мощность нового цеха составляла

440 тыс. т труб в год. С вводом нового цеха произ-

водственные мощности ЮТЗ охватывали, практиче-

ски, весь диапазон горячекатаных труб. В короткое

время цех достиг проектной мощности, а затем и пе-

рекрыл ее в 1,5 раза. Уже к к

онцу 1970-х гг. прошло-

го столетия цех производил более 650 тыс. т труб в

год. Продукция цеха, а это были, в основном, трубы

общего назначения, пользовалась высоким спросом

в народном хозяйстве страны, трубы с маркой ЮТЗ

хорошо знали за рубежом.

Первым начальником цеха был Куценко П.И., ко-

торый после вв

ода цеха в эксплуатацию был назна-

чен главным инженером завода. Вместо него началь-

ником цеха был назначен Гринев А.Ф., при котором

коллектив цеха досрочно освоил проектную мощ-

ность. В 1973 г. группа специалистов была отмече-

на Государственной премией в области науки и тех-

ники. Впоследствии при начальнике цеха Сильчен-

ко А.А. про

ектная мощность была значительно пе-

рекрыта.

В июне 2000 г. в результате проведенной ре-

структуризации на базе ЮТЗ был создан «Никополь-

ский завод бесшовных труб «Нико Тьюб», в состав

которого вошли цех отделки геологоразведочных

труб и трубопрокатный цех № 7 с агрегатом непре-

рывной прокатки ТПА 30-102. Главным инвестором

новообразованного ЗАО стала К

орпорация НПИГ

«ИНТЕРПАЙП». Позже, в 2007 г. в результате слия-

ния ЗАО НТК (бывший цех № 2 ЮТЗ) и ЗАО «Нико-

польский завод бесшовных труб «НИКО ТЬЮБ» было

образовано ООО «ИНТЕРПАЙП НИКО ТЬЮБ».

С прих

одом на завод инвестора, в лице Корпора-

ции НПИГ «ИНТЕРПАЙП», на заводе началась мо-

дернизация и оснащение производственных цехов

новым современным оборудованием, которое позво-

лило переориентироваться на выпуск труб по зару-

бежным стандартам, и существенно повысить кон-

курентоспособность производимой продукции. За-

водом был взят курс на повышение качества, улуч-

шение т

оварного вида, расширение номенклатуры

выпускаемых труб. Предприятие стало более гиб-

ким и мобильным в структуре производства и управ-

ления, что позволило ему успешно адаптироваться

к постоянно меняющимся условиям современного

рынка трубной продукции и развивать производство

в условиях жесткой конкуренции.

Дальнейшее расширение номенклатуры труб,

производимых на ТПА 30-102, шло по пути освое-

ния произв

одства труб малых размеров и труб спе-

циального назначения. Освоив промышленное про-

изводство труб малых диаметров (32-38 мм), завод

тем самым осуществил прорыв в области изготовле-

ния горячекатаных труб, ранее изготавливавшихся

только способом холодной прокатки. По своим тех-

ническим характеристикам эти трубы соответству-

ют требованиям отечественных и зарубежных стан-

дартов.

В наст

оящее время в общем объеме выпускаемой

продукции большую долю составляют трубы нефтя-

ного сортамента диаметром до 114,3 мм, производи-

мые по различным стандартам, включая стандарты

ГОСТ 633, ГОСТ 632, API 5CT и API 5L. На сегодня

освоено производство практически всех групп проч-

ности, предусмотренных данными стандартами,

включая изготовление высокопрочных труб классов

P110 и Q125 по стандарту API 5CT, и Х70Q по ст

ан-

дарту API 5L. Заводом освоена и постоянно совер-

шенствуется технология производства коррозионно-

стойких труб по отечественным и зарубежным стан-

дартам. Эта продукция поставляется на внутренний

и внешний рынок.

Освоение производства на ТПА 30-102 труб ма-

лых диаметров позволило заводу и Корпорации сде-

лать серьезную заявку на производство котельных

труб, одного из наиболее в

остребованных на рын-

Производство

I l%2 ++30#(7%1* ? ( #.0-.03$- ? /0.,;8+%--.12</2010



122

ТРУБНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

ке видов трубной продукции. Котельные трубы от-

носятся к одному из самых сложных в производ-

стве видов труб. Высокие требования, предъявля-

емые к качеству поверхности, точности геометри-

ческих размеров, стабильности механических ха-

рактеристик, налагают свои особенности на техно-

логию их производства. В связи с этим Компанией

ИНТЕРПАЙП была принята долгосрочная програм-

ма по те

хническому перевооружению и модерниза-

ции производства, включая ТПА 30-102. С этой це-

лью, на производственных площадях ТПЦ был соз-

дан специализированный участок по обработке го-

рячекатаных бесшовных котельных труб длиной до

24 м., оснащенный современным оборудованием по

обработке и неразрушающему контролю труб.

Выполнена модернизация термических печей

цеха, позволившая производить термическую обра-

бо

тку котельных труб из углеродистых и легирован-

ных марок стали. На ТПА 30-102 была установлена

автоматизированная система управления техноло-

гическим процессом прокатки «CARTA», позволив-

шая осуществлять на основании непрерывного мо-

ниторинга параметров прокатки оперативное управ-

ление процессом и добиваться стабильности геоме-

трических параметров.

Взамен устаревшей линии по порезке, торцов-

ке труб была по

строена высокопроизводительная

современная поточная линия по обработке гото-

вых труб, в составе пилы послойной порезки труб

на заданные длины фирмы «LINZINGER», торцово-

фасочной установки фирмы «REIKA», установки

автоматизированного электромагнитного контроля

труб фирмы «Foerster».

Значительные инвестиции были вложены в осна-

щение цеха современными средствами неразрушаю-

щего контроля продукции, что дало возможность га-

рантировать потребителю соо

тветствие геометриче-

ских размеров и качества изготавливаемой продук-

ции требованиям международных стандартов.

Только за последние несколько лет были приоб-

ретены, смонтированы и введены в эксплуатацию

комплексная система контроля труб «МАС», ультра-

звуковая установка «ROTA 180S», установка нераз-

рушающего контроля «FOERSTER», установки маг-

нитопорошкового и ультразвукового контроля кон-

цов труб.

Учитывая все возрастающие требования по

тре-

бителей к товарному виду продукции, её защите от

коррозии и повреждений в процессе транспортиро-

вания, хранения и эксплуатации, в цехе осуществлен

комплекс мероприятий по созданию соответствую-

щих технологий. С этой целью приобретено импорт-

ное оборудование для нанесения антикоррозионно-

го защитного покрытия на основе водорастворимых

лаков, создан ряд поточных линий для обрабо

тки на-

резных и гладких труб, на которых осуществляются

операции измерения длины и поштучного взвешива-

ния труб, нанесения маркировки, цветной кодиров-

ки, клеймения и покраски готовой продукции.

Продукция, произведенная в цехе, упаковывает-

ся в пакеты правильной 4-х и 6-и гранной формы, а

насосно-компрессорные трубы с муфтами увязыва-

ются в специа

льные пакеты с использованием ложе-

ментов.

Переоснащение цеха современным оборудова-

нием продолжается и в настоящее время, в услови-

ях сложной финансово-экономической обстановки.

Так, в 2009 г. введена в строй современная пила для

порезки заготовки фирмы «LINZINGER», продол-

жаются работы по реконструкции и модернизации

отдела обработки готовых труб.

Сегодня т

рубопрокатный цех с ТПА 30-102 в со-

ставе ООО «ИНТЕРПАЙП НИКО ТЬЮБ» являет-

ся одним из крупнейших производителей горячека-

таных труб размером от 32 до 114,3 мм с толщиной

стенки от 2,5 до 14 мм, а его продукция известна да-

леко за пределами страны. В перспективе у цеха -

дальнейшее повышение качества и расширение со-

ртамента произв

одимых труб, освоение производ-

ства труб со специальными требованиями, в том

числе труб стойких к сероводородной коррозии, по-

вышение конкурентоспособности выпускаемой про-

дукции, более полное удовлетворение запросов по-

требителя.

Сорок лет бога

тейшего опыта работы, творче-

ские усилия коллектива производственников в со-

юзе с наукой, подкрепленные коренным усовершен-

ствованием существующих и новых производств,

позволяют с уверенностью смотреть в будущее.

Поступила 30.11.2009

I l%2 ++30#(7%1* ? ( #.0-.03$- ? /0.,;8+%--.12</2010



123

МЕТИЗНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

УДК 621.778

Должанский А.М. /д.т.н./, Ломов И.Н. /к.т.н./, Ермакова О.С. /к.т.н./, Жадан А.А.

Национальная металлургическая академия Украины

Современные тенденции изменений в метизной отрасли Украины

(взгляд со стороны)

Должанский А.М., Ломов И.Н., Ермакова О.С., Жадан А.А. , 2010 г.

Выполнен анализ современного состояния производства метизной продукции в Украине,

определены тенденции развития отрасли, предложены мероприятия системного реинжиниринга

для повышения ее эффективности и конкурентоспособности. Ил. 2. Библиогр.: 8 назв.

Ключевые слова: метизное производство, эффективность, конкурентоспособность,

реинжиниринг

Current state of hardware manufacture in Ukraine is analyzed, development tendencies of branch are

determined, system re-engineering measures are proposed for efﬁ ciency upgrading and competitive recovery.

Keywords: hardware manufacture, efﬁ ciency, competitiveness, re-engineering

Анализ выпуска метизов

(рис. 1, 2) за последние

годы показал следующее:

- выпуск проволоки и метизов (канаты, крепеж,

гвозди, сетки, электроды и пр.) имеет склонность к

уменьшению и составляет 7-8 % от общих закупок

черного металлопроката [1]. Причиной падения отече-

ственного производства видится комплексное влияние

ряда негативных факторов, описанных ниже, и миро-

вой экономический кризис, начавшийся в 2008 г.;

- объем выпуск

а метизов даже в самый благо-

приятные годы не превышал 60 % от максимальной

мощности оборудования. Использование некоторыми

предприятиями в 2009 г. своих установленных произ-

водственных мощностей менее чем на 30 %, прибли-

жает их к границе убыточности;

- динамика показателя «производство/экспорт/

импорт» отражает факт, что на экспорт постоянно на-

правлялось примерно 40-50 % изготовленной продук-

ции. При эт

ом импорт, составляя 10-20 % от ее выпу-

ска, имел четкую тенденцию к росту до 2008 г.;

- в производстве и экспорте метизов (по данным

Объединения «Укрметиз») около 70 % составляет

проволока, которая практически вся (до 90 %) в даль-

нейшем направляется на изготовление метизов. Здесь

проявляется характерная тенденция производства по-

лупродукта на экспорт.

К сожалению, отсутствует до

стоверная инте-

гральная статистика о соответствующих инвестици-

ях, в частности, в современные наукоемкие техноло-

гии. Можно лишь констатировать, что практически

полностью прекращено сотрудничество метизных

предприятий с отраслевой наукой, имевшее место ра-

нее. В целом, эти данные отражают стойкую мно-

голетнюю тенденцию к снижению эффективности и

конкурентоспособности отечественной метизной от-

расли.

1 При участии генерального директора Объедине-

ния метизных предприятий Украины «Укрметиз»,

д.т.н., профессора Буравлева И.Б.

Цель проведенного анализа состояла в выявлении

причин снижения конкурентоспособности производ-

ства метизов в Украине и выработке предложений

по повышению эффективности этой отрасли. Даль-

нейшие трансформации здесь со времени обретения

Украиной независимости и вплоть до наших дней ха-

рак

теризуется следующими особенностями:

- практически полное прекращение государ-

ственного контроля отрасли как в области поддерж-

ки обеспечения ресурсами, так и в сфере регулирова-

ния рынка;

- децентрализация производства и рост количе-

ства (более 75) предприятий, выпускающих метиз-

ную продукцию и в большинстве своем автономных

относительно Объединения «Укрметиз». В частно-

сти, по данным по

следнего в него на сегодняшний

день входят лишь 12 предприятий;

- значительное расширение сортамента продук-

ции отрасли и специализация отдельных производи-

телей (особенно небольших) [2];

- усиление ориентации на конкретного потребите-

ля, в качестве которого выступают как относительно

крупные заказчики, так и мелкие, вплоть до отдель-

ных торговых точек;

- рост нега

тивного влияния поставщиков катан-

ки, которое снижает стабильность и экономическую

эффективность выполнения заказов метизными пред-

приятиями;

- рост значения конкуренции, поскольку потреби-

тели получили возможность выбора производителя с

приемлемым для них соотношением качества и цены

практически в каждом сегменте производства метиз-

ной продукции (так, например, проволоку обыкно-

венного качества производят около 50 пре

дприятий,

гвозди – более 20 и т.д.);

- низкий уровень инвестиций в новые технологии

и оборудование. Характерным здесь является вложе-

ние средств в морально устаревшее оборудование с

ликвидируемых производств как зарубежных, так и

I l%2 ++30#(7%1* ? ( #.0-.03$- ? /0.,;8+%--.12</2010



124

МЕТИЗНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

770770

880880

710710

450450

352352

368368

290290

224224

9494

136136

148148

5757

100100

200200

300300

400400

500500

600600

700700

800800

900900

10001000

2006

2006 20072007 20082008 20092009

Объ ем тыс. тоннОбъем тыс. тонн

Производство проволоки и метизовПроизводство проволоки и метизов экспортэкспорт импортимпорт

Рис. 2. Динамика показателя «производство/экспорт/им-

порт» метизов в Украине в 2006-2009 гг. (по данным Объе-

динения «Укрметиз»)

431431

551551

492492

514514

592592

478478

334334

640640

820820

730730

770770

880880

710710

450450

12001200

12501250

13001300

14001400

15001500

200200

400400

600600

800800

10001000

12001200

14001400

16001600

2003

2003 20042004 20052005 20062006 20072007 20082008 20092009

Производство проволоки и метизов в Украине с 2003 по 2009 годПроизв одство проволоки и метизов в Украине с 2003 по 2009 год

Объ ем, тыс. тоннОбъ ем, ты с. тонн

производство проволокипроизв одство проволоки производство метизовпроизводство метизов максимальная мощностьмаксимальная мощность

Рис. 1. Производство проволоки и метизов в Украине в

2003-2009 гг. (по данным [2] и Объединения «Укрметиз»)

украинских либо его самостоятельное непрофессио-

нальное изготовление. С 2003 г. проявилась тенден-

ция покупки нового импортного оборудования без не-

обходимой научно-технической экспертизы. Тем са-

мым Украина программируется на техническое и тех-

нологическое отставание от развитых стран;

- практически полное прекращение научно-

технического сотрудничества метизных предприятий

с центрами научных исследований.

Указанные тенденции, на наш взг

ляд, явились

следствием следующих системных проблем:

- низкий уровень контроля качества продукции

и отсутствие сертифицированных систем управле-

ния качеством (например, согласно ДСТУ ISO серии

9000) у большинства производителей. Более полови-

ны предприятий не имеют собственных испытатель-

ных лабораторий и оборудования. Такое положение

неизбежно приводит к ухудшению качества изделий,

в которых метизы испо

льзуются как комплектующие.

В результате, теряются рынки сбыта: часть клиентов

переориентируется на более дорогие и качественные

метизы европейского производства, а менее требова-

тельные все чаще используют дешевые аналоги стран

Юго-Восточной Азии [3];

- отсутствие центров подготовки и переподготов-

ки кадров отрасли;

- отсутствие научного развития метизного произ-

водства, использование устаревших отечественных

энергозатратных и эк

ологически опасных технологий

либо неквалифицированное копирование иностран-

ных аналогов;

- недостаточное использование ресурсов опере-

жающей стандартизации, которая должна приводить

к росту качества, стимулированию собственного про-

изводства и экспорта продукции.

Несмотря на представленные негативные обсто-

ятельства, есть некоторые факторы, которые позво-

ляют надеяться на возрождение позитивных тенден-

ций в отрасли. Можно о

жидать, что малые метизные

предприятия переживут кризис легче, чем крупные,

в связи с их относительно небольшим «хозяйством»

и рыночной маневренностью, в т.ч. в области ассор-

тимента продукции. Некоторые аналитики отмечают,

что, наряду с уменьшением спроса на метизную про-

дукцию и снижением уровня цен, имеет место уси-

ление конкуренции на украинск

ом рынке, что, несо-

мненно, принесет пользу конечному потребителю и

оздоровит метизную отрасль.

Несколько слов следует сказать о деятельности в

сфере стандартизации и обеспечении производства

новыми научно-техническими разработками. Еже-

годно формируется План национальной стандарти-

зации, куда включаются проекты по разработке соот-

ветствующих стандартов, гармонизированных с меж-

дународными и региональными аналогами. Р

еализа-

цию этих проектов для метизной отрасли осущест-

вляют Технические комитеты Госпотребстандарта

Украины ТК 136 «Крепежные изделия» [3] и – ча-

стично – ТК 4 «Чугун, прокат листовой, прокат со-

ртовой термоупрочненный, изделия для подвижного

состава, металлические изделия, другая продукция из

чугуна и стали». В частности, за период с 2000 г. си-

лами ТК 136 подготовлено около 150 про

ектов гар-

монизированных стандартов и Технических условий

Украины на крепежные изделия и изделия из прово-

локи, выполнено более 10 экспертиз проектов ДСТУ.

Вопросами исследования процессов изготовле-

ния метизной продукции и качественной заготов-

ки для нее, а также – совершенствованием соответ-

ствующих технологических процессов занимаются, в

основном, НМетАУ и ИЧМ НАНУ.

Среди перспективных исследований, о

траженных

в публикациях ученых и производственников, в част-

ности, в журнале «Металлургическая и горнорудная

промышленность», следует отметить труды, посвя-

щенные разработке ресурсо- и энергосберегающих

и экологически безопасных технологий с повышени-

ем деформируемости металла за счет реализации его

знакопеременного нагружения при формоизменене-

нии, повышению стойкости инструмента [4, 5], обо-

снованию и достижению уровня т

ребований к хими-

ческому составу и режимам термомеханической об-

работки заготовки (катанки), обеспечивающих необ-

ходимый комплекс свойств метизной продукции [6],

особенностям деформации катанки и проволоки с по-

верхностными дефектами и получением качествен-

ной продукции [7] и др.

Выполненный обзор позволяет предложить ряд

I l%2 ++30#(7%1* ? ( #.0-.03$- ? /0.,;8+%--.12</2010



125

МЕТИЗНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

некоторых мероприятий для повышения конкурен-

тоспособности метизной отрасли Украины. Прежде

всего, на наш взгляд, необходима государственная

Программа комплексной поддержки и развития ме-

тизной отрасли Украины для решения следующих за-

дач:

- рациональное сочетание государственного регу-

лирования и рыночных механизмов стимулирования

производства;

- поддержка экспансии украинских метизов на за-

рубежные рынки;

- введение обязательной на

учно-технической экс-

пертизы трансфера металлургических, в частности,

метизных технологий, оборудования и материалов

для предприятий всех форм собственности;

- открытие специальных направлений подго-

товки студентов и переподготовки специалистов-

метизников в вузах;

- развитие и централизованное финансирование

работ по опережающей стандартизации с учетом ми-

ровых тенденций потребления метизов;

- законодательное восстановление главенствую-

щей ро

ли Объединения метизных предприятий Укра-

ины «Укрметиз» для реализации им организующей и

координирующей роли в следующих направлениях:

- диверсификация поставщиков катанки;

- разработка и внедрение на предприятиях серти-

фицированных систем управления качеством;

- возобновление связей метизного производства с

отраслевой наукой, для чего в качестве первого шага

целесообразным представляется формирование тема-

тики актуальных на

учно-технических разработок, об-

щих для предприятий отрасли, и воссоздание инно-

вационного фонда для финансирования этих работ с

ежегодными отчислениями метизными предприятия-

ми некоторого (небольшого) процента от их прибыли.

По сути, предложен комплекс мероприятий си-

стемного реинжиниринга метизной отрасли Украи-

ны, который необходим всем заинтересованным сто-

ронам: потребителям продукции, персоналу, акцио-

нерам и в

ладельцам предприятий, государству.

Выводы

Выполнен анализ современного состояния произ-

водства метизной продукции в Украине, определены

тенденции развития отрасли, предложены меропри-

ятия системного реинжиниринга для повышения ее

эффективности и конкурентоспособности.

Библиографический список

1. Электронный ресурс: www

.rosmetiz.ru – Сайт

Ассоциации «РосМетиз».

2. Электронный ресурс: www.ukrstat.gov.ua – Офі-

ційний сайт Державного комітету статистики

України.

3. До

лжанский А.М., Ермакова О.С., Луканова

Л.А. Особенности гармонизации национальных

стандартов на крепежные изделия с международ-

ными и европейскими нормативными докумен-

тами // Металлург. и горноруд. пром-сть. - 2009.

– № 2. – С. 55-57.

4. Метод расчета параметров бесфильерного во-

лочения стальной катанки в роликовом окалино-

ломателе / А.М. Должанский, О.Б. Ломова, О.С.

Ер

макова, И.Н. Ломов // Металлург. и горноруд.

пром-сть. - 2008. - № 2. - С. 53-57.

5. Должанский А.М., Очеретная Н.Н. Деформа-

ция кручением проволоки и ее влияние на про-

цесс волочения // Металлург. и горноруд. пром-

сть. - Сообщ. 1. - 2007. - № 6. - С. 56-59; Сообщ.

2. - 2008. - № 1. - С. 81-84.

6. Разработка селективных требований к химиче-

скому составу и режим

ам термомеханической обра-

ботки катанки / В.В. Парусов, И.Н. Чуйко, О.В. Па-

русов, И.В. Деревянченко, А.Б. Сычков // Метал-

лург. и горноруд. пром-сть. - 2007. - № 6. - С. 70-72.

7. Влияние поверхностных дефектов катанки на

качество проволоки и условия волочения / А.М.

Должанский, В.С. Ковалев, Е.А. Петлеваный,

И.Н. Л

омов, О.Б. Ломова // Металлург. и горно-

руд. пром-сть. - 2007. - № 1. - С. 49-51.

Поступила 02.02.2010

к.т. 0562-46-12-95

056-744-81-66

факс 0562-46-12-95

I l%2 ++30#(7%1* ? ( #.0-.03$- ? /0.,;8+%--.12</2010



126

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМООБРАБОТКА

УДК 669.1:658.5

Узлов И.Г. /д.т.н./

ИЧМ НАНУ

Научные положения и технологические решения

производства и использования эффективной

металлопродукции

Узлов И.Г., 2010 г.

Рассмотрены вопросы коренного повышения качества металлопродукции

и обеспечения ей высокой конкурентной способности на внутреннем и внешнем

рынке, которые являются важнейшими приоритетными направлениями

развития черной металлургии и металлургической науки. Табл. 4.

Ключевые слова: металлопрокат, металлоконструкции,

конкурентоспособность, термомеханическое упрочнение

There are considered the issues of radical enhancement of metal products quality and high competitiveness

in the home and foreign markets, which are the major priorities in development of iron and steel industry and

metallurgical science.

Keywords: rolled metal products, metal structures, competitive strength, thermomechanical hardening

В обозримом будущем развитие важнейших от-

раслей народного хозяйства (машиностроение, стро-

ительная индустрия, железнодорожный, морской,

газо-нефтепроводный транспорт и др.) непосред-

ственным образом связаны с потреблением больших

объемов металлопродукции. Свыше 80 % этого по-

требления приходится на долю металлопроката из

углеродистых и низколегированных конструкцион-

ных сталей.

Украина, являющаяся крупным производите-

лем широкого сортамента мет

аллопродукции, име-

ет очень высокий показатель металлоемкости наци-

онального дохода – он более чем в два раза превы-

шает показатели индустриально развитых странах.

Так, удельная металлоемкость железнодорожного

подвижного состава Украины выше зарубежного на

50 %, сельскохозяйственных машин и инвентаря к

нему на 30, тракторов на 20, автомобильного транс-

порта на 30 %, строительно-дорожных машин в 2-3

раза. Всле

дствие этого расход топлива и энергии на

единицу полезной работы у отечественной техники в

1,3-1,7 раза выше, чем у зарубежной. При этом срок

службы машин, изготавливаемых в Украине (и в дру-

гих странах СНГ), в 4-10 раз меньше, чем их аналогов

зарубежного производства.

Рассматривая эту проблему, следует указать и на

то, что т

акие показатели массовых видов проката, как

машиностроение и строительство, не готовы в долж-

ной мере к широкому применению листового и сорто-

вого проката повышенной и особенно высокой проч-

ности. Сегодня около 80 % используемого в метал-

локонструкциях металлопроката рассчитывается на

предельную устойчивость элементов, которая прак-

тически не зависит от уровня свойств материала.

Для к

омпенсации низких значений эксплуатаци-

онных характеристик предприятия машиностроения

и строительной индустрии при создании машин, ме-

ханизмов и строительных конструкций применяют

металлические профили и литейные изделия боль-

ших сечений, что увеличивает металлоемкость гото-

вых изделий.

Мировой опыт использования металлопродукции

характеризуется устойчивой тенденцией роста доли

применения высокопрочных сталей в различных от-

раслях наро

дного хозяйства. Так, например, в граж-

данском строительстве Японии за счет использования

высокопрочного проката удалось сократить его рас-

ход почти вдвое в течение 1973-1978 гг. на тот же объ-

ем строительного производства. Масса черных ме-

таллов в среднем во всех легковых автомобилях, вы-

пускаемых заводами Детройта (США), благодаря ис-

пользованию высокопрочных сталей сниж

ена в 1985 г.

на 360 кг на машину в сравнении с таким же показате-

лем в 1978 г. В нашей стране (и др. странах СНГ) так-

же накоплен определенный опыт применения высо-

копрочного стального проката для изготовления ме-

таллических изделий (табл. 1).

Исходя из этих положений, вопросы коренного

повышения качества металлопродукции и обеспече-

ния ей высок

ой конкурентной способности на вну-

треннем и внешнем рынках являются важнейшими

приоритетными направлениями развития черной ме-

таллургии и металлургической науки.

Решение этой задачи определяется, главным об-

разом, существенным повышением уровня физико-

механических свойств и эксплуатационных харак-

теристик стального проката (и в первую очередь его

прочностных свойств) на металлургических пред-

приятиях, а т

акже созданием новых конструкторских

решений и прогрессивных технологий их примене-

ния в строительстве, машиностроении, в угольной

промышленности, на транспорте и др. отраслях, что

позволит существенно снизить металлоемкость изго-

тавливаемых изделий.

В мировой практике разработаны и используют-

I l%2 ++30#(7%1* ? ( #.0-.03$- ? /0.,;8+%--.12</2010



127

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМООБРАБОТКА

ся три основных пути повышения комплекса свойств

(в т.ч. и прочностных характеристик) стали и изделий

из нее:

а) производство металлопродукции из легирован-

ных сталей;

б) применение традиционных процессов тер-

мического упрочнения – закалка после печного или

электрического нагрева и последующий отпуск;

в) термомеханическое упрочнение стального про-

ката с использованием тепла прокатного нагрев

а и

последующий самоотпуск после прерванного охлаж-

дения.

Оценивая эффективность этих способов упрочне-

ния стали, следует учитывать их энерго- и материало-

емкость, а также себестоимость осуществления. При-

менительно к ситуации в черной металлургии Укра-

ины эти положения приобретают очень важное значе-

ние, поскольку мы не располагаем достаточными ре-

сурсами таких де

фицитных легирующих элементов,

как Cr, Ni, V, Mo, Nb, широко используемых для полу-

чения высокопрочных сталей, а также в связи с высо-

кой дороговизной энергетических ресурсов.

Оценивая эти положения, ИЧМ в 1960-е гг. были

начаты научные исследования и технологические

разра ботки по созданию нетрадиционных энерго-

сберегающих процессов уп рочнения массовых ви-

дов проката из углеродистых и низколегиро в

анных

конструкционных сталей в потоке прокатных станов

с ис пользованием тепла прокатного нагрева. Выпол-

ненный комплекс ра бот показал, что в процессе тер-

момеханической обработки стали в результате дефор-

мационной обработки происходит равномерное рас-

пределение элементов по зерну аустенита, сниже-

ние количества вредных примесей, располагающих-

ся в пограничных зонах, создается благоприятная

суб- и дислок

ационная структура. В результате ди-

намической и частично статической рекристаллиза-

ции происходит измельчение аустенитного зерна. По-

следующее за деформацией охлаждение стали с вы-

Таблица 1. Примеры эффективного применения термоупрочненного проката вместо горячекатаного

Наименование изделий

Свойства термоупрочненного

проката, σ

, Н/мм

Эффективность применения

Стрела автокрана КС-2561Д,

грузоподъемностью 6,3 т

Балашихинского завода

600

Экономия металла 30 % (340 вместо

480 кг)

Лонжероны и рама автомобиля МАЗ 650

Повышение циклической прочности в

3-4 раза. Снижение массы на 12 %

Ковш экскаватора Э-302А 600 Экономия металла 40 %

Опоры технологических трубопроводов

(серия 3015-1/77, ип II У

390 Экономия металла 18-20 %

Покрытие одноэтажных пром-зданий из

прокатных профилей типа «М

осква»

390

Повышение несущей способности на

15 %. Обеспечение работы при -65 °С

Подстропильные фермы пролетом 12 м

(расчет ДИСИ, изготовление завода им.

Бабушкина)

470-780

Повышение несущей способности в

1,35-2,05 раза

сокими скоростями приводит к образованию мелко-

го действи тельного зерна и высокодисперсных про-

дуктов распада аустенита. Такое структурное состо-

яние обеспечивает углеродистым и низколегирован-

ным сталям повышение в 1,5-2,0 раза значений проч-

ности, усталостных характеристик, вязких свойств (в

т.ч. и при низких температурах) и трещиностойкости.

Принципиально новым и высокоэффективным ре-

шением было соз дание проце

сса термомеханической

обработки фасонного проката в потоке непрерывных

станов по технологии прерванной закалки с последу-

ющим самоотпуском, позволившим обеспечить вы-

сокий комплекс свойств металлопроката (табл. 2).

Особо следует отметить получаемую при этом

высокую ударную вязкость, в том числе и при отри-

цательных температурах. Значения ударной вязкости

стали СтЗ и 09Г2 при минус 70 °С и по

сле механи-

ческого старения соответствуют ударной вязкости

стали в улучшен ном состоянии и значительно превы-

шают требования ГОСТ 19881-73 на низколегирован-

ные стали, в том числе и требования самой высо кой

15 категории.

На основе научных и конструкторско-

технологических разрабо ток, выполненных ИЧМ,

определенного решением Минчермета СССР голов-

ной организацией по эт

ой проблеме совместно с дру-

гими организациями и промышленными предприя-

тиями, осуществлена комплексная программа работ

по созданию и промышленному внедре нию техноло-

гических процессов и закалочного оборудования для

термического и термомеханического упрочнения ши-

рокого сортамента сортового, фасонного и листового

проката с использованием прерванной закалки с про-

катного нагрева и по

следующего самоотпуска.

Системные исследования термомеханически

упрочненного прока та класса прочности 46/33 из ста-

ли СтЗсп и СтЗпс показывают ее вы сокую надеж-

ность и хладостойкость. Так, ее критическая темпе-

ратура хрупкого разрушения (по критерию 50 % вяз-

Таблица 2. Механические свойства стали СтЗ и 09Г2 после термомеханического упрочнения

Марка стали Временное сопротивление

разрыву, Н/мм

Предел текучести,

Н/мм

Относительное

удлинение, δ

, %

Ударная вязкость

КСU

–70

, Дж/см

СтЗпс 500-640 400-570 25-20 80-225

09Г2 560-810 450-690 28-16 115-240

I l%2 ++30#(7%1* ? ( #.0-.03$- ? /0.,;8+%--.12</2010



128

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМООБРАБОТКА

кой сос тавляющей) находится на уровне минус 50 °С,

что на 30-45 °С ниже по сравнению с горячекатаной

сталью. Еще более высокие значения этой характери-

стики получены у низколегированных сталей. Высо-

кий комплекс свойств термомеханически упрочнен-

ной стали СтЗсп и СтЗпс позволил осуществить рав-

ноценную замену этой стали в металлических кон-

струкциях горячекатаными низколегированными ст

а-

лями 09Г2, 09Г2С, 1ОГ2С1, 14Г2 и др. класса проч-

ности 46/33.

Исходя из дороговизны и дефицитности (особен-

но для условий Украины) легирующих элементов,

следует по-новому рассматривать вопрос использо-

вания горячекатаных легированных марок стали в

таких высокометаллоемких отраслях, как машино-

строение, строитель ство, транспорт, горнодобываю-

щая промышленность. Как показывает опыт, приме-

нение легир

ующих элементов для изготовления про-

ката массового назначения технически и экономиче-

ски оправдано лишь в случае использования этого ма-

териала в термически упрочненном состоянии. Толь-

ко в этом случае более полно используются потен-

циальные возможности легирующих элементов - по-

вышаются на 30-40 % прочностные свойства, суще-

ственно понижается температура хрупкого разр

уше-

ния, уменьшается склонность к старению. Подтверж-

дение этому могут служить данные табл. 3 (ГОСТ

19281-89).

Оценивая возможности обеспечения высокого

комплекса свойств конструкционных сталей, необхо-

димо учитывать качество производимой стали для из-

готовления широкого сортамента проката. К сожале-

нию, в Украине используются в очень малых масшта-

бах на металлургических предприятиях современные

средства внепе

чной обработки выплавляемой стали

(вакуумирование, осуществление в агрегатах печь-

ковш процессов раскисления и модифицирования и

др. операций), позволяющих коренным образом очи-

стить сталь от вредных примесей и, тем самым, пре-

доставить возможности применения более эффектив-

ной упрочняющей обработки проката.

Разрабатывая проблему термомеханического

упрочнения прока та, необходимо вносить коррективы

в температурно-деформационные режимы прок

атки.

Оснащение металлургических предприятий совре-

менными прокатными станами с высокими скоростя-

ми прокатки приво дит к снижению комплекса свойств

стали вследствие существенного повышения темпера-

туры конца прокатки. Сравнение уровня свойств дву-

Таблица 3. Свойства стального проката в горячекатаном (ГК) и термоупрочненном (ТУ) состояниях

Марка

стали

Состояние

проката

Вид дополни-

тельной обработки

Класс прочности

Механические свойства

Н/мм

KCU, Дж/см

(-40 °С)

10Г2С1 ГК 295 295 430 21 29

14Г2 ГК — 325 325 450 21 39

17Г1С1 ГК — 325 325 450 21 39

10Г2С1 ГК ТУ 390 390 510 19 44

14Г2 ГК ТУ 390 390 510 19 44

17Г1С1 ГК ТУ 375 375 510 20 39

тавровых балок и швеллеров № 16-18 из стали СтЗ,

прокатанных на линейном (низкоскоростном) ста-

не 650 комбината «Азовсталь» и непрерывном (вы-

сокоскоростном) стане 450 Западно-Сибирского МК,

показывает снижение предела текучести от 350 до

270 Н/мм

и временного сопротивления разрыву от

450 до 400 Н/мм

при одновременном снижении вяз-

ких характеристик у проката, изготов ленного при вы-

сокоскоростной прокатке. Это явилось следствием

повышения температуры конца прокатки на 280 °С

на непрерывном стане (1080 °С против 800 °С на ли-

нейном стане).

На комбинате «Криворожсталъ» опробована де-

формационная об работка арматурной стали при по-

ниженных температурах. Показано, что сниже-

ние температуры к

онца прокатки от 1100 до 850 °С

обеспе чивает при термомеханическом упрочнении

стержневой арматуры класса А500 повышение проч-

ности на 100-150 Н/мм

, рост показателей пластично-

сти в среднем на 20 %, возрастает усталостная долго-

вечность в 1,5 раза.

Выполненными Институтом черной металлургии

и ИЭС им. Е.О. Патона НАНУ исследованиями по-

казано, что термомеханическое упрочнение рядовых

углеродистых и низколегированных марок стали, из-

готовленных по существующим в настоящее время

на металлургических предприятиях Украины про-

цессам производства стали, об

еспечивает требова-

ния Международных стандартов по уровню ударной

вязкости при положительных и отрицательных тем-

пературах на образцах с острым надрезом (в отличие

от требований ГОСТ к образцам с мягким надрезом).

Установлено, что не происходит значительного разу-

прочнения стали при сварке, что сохраняет агрегат-

ную прочность сварных соединений при испытани-

ях на раст

яжение на уровне значений для основного

металла.

Таким образом, термомеханически упрочненные

углеродистые и низколегированные стали являют-

ся вполне конкурентоспособными как по прочности,

так и по вязким характеристикам (в т.ч. по хладостой-

кости) основного металла и сварных соединений. Это

позволяет осуществить сертификацию значительной

части металлопроката массового назначения в пол-

ном соо

тветствии с требованиями Международных и

Национальных зарубежных стандартов.

Исходя из высокой эффективности процессов

термического и термомеханического упрочнения мас-

совых видов проката, в 1980-е гг. в СССР была при-

I l%2 ++30#(7%1* ? ( #.0-.03$- ? /0.,;8+%--.12</2010



129

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМООБРАБОТКА

нята Государственная программа «Металлоемкость»,

предусматривающая выполнение заданий по корен-

ному снижению металлоемкости изделий машино-

строения, строительства, транспортных средств и

обеспечение за счет этого экономии материальных и

энергетических ресурсов, а также получение конку-

рентоспособной металлопродукции и изделий. В раз-

витие этой Программы бывшим Минчерметом СССР

была утверждена разработанная ИЧМ совместно с

другими организациями и пре

дприятиями програм-

ма строительства на металлургических предприяти-

ях установок для термического упрочнения проката

и производства на них высокопрочного проката. Гос-

планом СССР к этой работе были привлечены орга-

низации и предприятия крупнейших металлопотре-

бляющих отраслей.

Разработанные ИЧМ прогрессивные процессы

термического упрочнения железнодорожных колес и

деформационной их обработки позволили построить

новые к

олесопрокатные цехи на Нижнеднепровском

трубопрокатном и Выксунском металлургическом

заводах, которые в настоящий момент осуществляют

поставки этой продукции на железные дороги стран

СНГ и Балтии, а также экспортируют во многие стра-

ны мира.

В итоге выполненного широкого комплекса научно-

исследовательских, проектно-конструкторских и тех-

нологических разработок в 80-е гг. прошлого с

толе-

тия в СССР было осуществлено производство свыше

10 млн. т высокопрочного проката из углеродистых и

низколегированных сталей широкого сортамента.

На ряде крупнейших металлургических пред-

приятий упрочняющей обработке подвергается прак-

тически весь производимый прокат – на комбинате

«Криворожсталь» арматура для железобетонных кон-

струкций, на Западно-Сибирском меткомбинате – ар-

матура и фасонные профили, на к

омбинате «Азов-

сталь» – толстолистовой прокат, на Белорусском и

Молдавском заводах – арматура и катанка.

Учитывая происшедшие в Украине за годы ее не-

зависимости изменения в области востребованности

научно-технического потенциала, осуществленной

полной приватизации предприятий черной металлур-

гии, машиностроения, строительства практически

полностью исчезла система взаимодействия произ-

водителей и потребителей эффективной металлопро-

дукции и об

еспечения ей высокой конкурентной спо-

собности и изготавливаемой из нее готовой металло-

продукции.

Встала задача реализации накопленного огромно-

го и уникального для наших условий опыта научны-

ми организациями другими путями, в частности, пу-

тем использования конкретных заинтересованностей

промышленных предприятий потребителей металло-

продукции – главным образом, сохранившимися го-

сударственными предприятиями.

В перв

ую очередь, ИЧМ организовал творческое

взаимодействие с Укрзалізницею и Нижнеднепров-

ским трубопрокатным заводом по работам, направ-

ленным на создание нового поколения железнодо-

рожных колес применительно к новым условиям их

эксплуатации (повышение до 25-30 т осевой нагруз-

ки, увеличение скорости движения грузовых поездов

до 120 км/ч). Были разработаны новая микролегиро-

ванная колесная ст

аль и эффективные процессы тер-

мического упрочнения колес, обеспечившие повыше-

ние уровня твердости свыше 320 НВ и рост их изно-

состойкости свыше 40 %. Завершается также выпол-

нение работы по созданию высокопрочных локомо-

тивных бандажей.

Научно-техническим советом Укрзалізниці были

приняты решения по поводу создания высокопроч-

ных чугунов с графитной структурно свободной со-

ставляющей в тер

моупрочненном состоянии для

фрикционных деталей тележки, в первую очередь

фрикционного клина. Чугуны с шаровидным графи-

том, упрочненные методом изотермической закал-

ки (аустемперинга), являются серьезным конкурен-

том традиционным легированным сталям благода-

ря их меньшей стоимости, удовлетворительному со-

ответствию их механических характеристик при яв-

ном преимуществе износостойкости. Экономические

преимущества такого решения по

дтверждены миро-

вой практикой.

Так, по данным «Дженерал Моторс», изготовле-

ние традиционных изделий из чугунов с бейнитной

матрицей демонстрирует экономию энергетических

затрат на 50 %. По сведениям фирмы «Фиат», стой-

кость технологического инструмента при механичес-

кой обработке возрастает на 100-900 % и т.д. Поэтому,

например, корпорация «Линкольн» только за 10 лет

увеличила объем выпуска машиностроительных де-

алей из этого класса материалов в 18 раз.

С учетом этих положений ИЧМ совместно с Кре-

менчугским сталелитейным заводом разработаны хи-

мический состав и параметры упрочняющей термо-

обработки высокоизносостойких чугунных фрикци-

онных клиньев.

При участии Укрзалізниці было создано в Укра-

ине предприятие «А. Стаки-Рейл» в Малине (Жито-

мирская обл.), гд

е уже работает промышленная ли-

ния термических агрегатов «Дж. Л. Бэкер Ко.», ко-

торое производит фрикционные элементы тележки.

Нами совместно с ведущими специалистами этого

предприятия разработаны, согласованы и утвержде-

ны в 2006 г. Технические условия Украины на указан-

ный вид продукции (ТУ У 27.1-23365425-604:2006).

В соответствии с решением Министерства транс-

порта и связи У

краины создана «Комплексна програ-

ма «Оновлення залізничного рухомого складу Украї-

ни на 2008-2020 роки» и в Укрзалізниці начаты рабо-

ты по созданию грузовых вагонов нового поколения,

предназначенные для эксплуатации с повышенными

осевыми нагрузками и увеличенными скоростями

движения грузовых поездов. Для этой цели необхо-

димы новые высокопрочные марки стали с использо-

ванием сырьевых ре

сурсов Украины.

С учетом этих положений ИЧМ начаты работы

по созданию высокопрочного листового, сортового и

фасонного проката с использованием сталей, микро-

I l%2 ++30#(7%1* ? ( #.0-.03$- ? /0.,;8+%--.12</2010



130

МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМООБРАБОТКА

легированных нетрадиционными ферросплавами и

лигатурами (например, азотсодержащей лигатурой,

разработанной проф. Рабиновичем А.В., НМетАУ). В

результате получен в термически упрочненном состо-

янии высокий комплекс прочностных и вязких харак-

теристик (табл. 4).

Приведенные выше данные могут быть также ре-

ализованы при создании эффективной металлопро-

дукции и в строительной индустрии для изготовле-

ния металлоконструкций с пониж

енной металлоем-

костью для мостостроения, а также для металличес-

ких каркасов для высотного строительства. Высоко-

прочная металлопродукция позволяет, наряду с эко-

номией металла для ее изготовления, существенно

снизить стоимость довольно материалоемких фунда-

ментов под них.

Таким образом, в связи с ликвидацией системы

централизованного планирования вопросов создания

объектов новой техники и их ре

ализации на предпри-

ятиях различных отраслей единственно реальным пу-

тем продуктивной работы в этих вопросах является,

Таблица 4. Свойства сталей для вагоностроения

Марки стали σ

, Н/мм

, %

КCU, Дж/см

+20 °С -20 °С -40 °С -70 °С

09Г2Д 295 21,0 98,0 - 29,0 -

10ХСНД 390 18,0 - - 34,0 29,0

Новая сталь 550-600 21,0 - - - 75,0-85,0

как показал опыт Института черной металлургии, пе-

реход на создание межотраслевых целевых научно-

технических программ с участием, кроме научных

учреждений, конкретных предприятий, заинтересо-

ванных в получении новой более эффективной про-

дукции и предприятий – ее изготовителей.

При этом коренным образом необходимо повы-

сить роль Министерства промышленной политики

Украины как представителя государственных инте-

ре

сов, организатора и координатора важнейших раз-

работок, направленных на создание в Украине но-

вых конкурентоспособных видов металлопродукции

с учетом особенностей наших производственных воз-

можностей и наличия сырьевых ресурсов. Минпром-

политики Украины, которому подконтрольны основ-

ные отрасли (черная металлургия, машиностроение

и др.) обязано подключить к этим работам органи-

зации и предприятия других о

траслей – Министер-

ства транспорта и связи Украины, Госстроя Украины,

а также самостоятельные фирмы и различные объе-

динения.

Поступила 26.11.2009

УДК 621.771.23

Ткаченко Ф.К. /д.т.н./, Ткаченко І.Ф. /д.т.н./

Приазовський державний технічний університет

Ганошенко І.В. /к.т.н./, Володарський В.В.,

Носоченко О.О./к.т.н./, Ткаченко К.І.

ВАТ «МК «Азовсталь»

Стан та перспективи підвищення якості товстолистового

прокату високоміцних зварювальних сталей

в умовах ВАТ «МК «Азовсталь»

Наведен короткий огляд головних результатів та перспектив досліджень, що направлені на

підвищення якості товстолистового прокату високоміцних зварюваних сталей і ефективності

його виробництва та термічного зміцнення. Іл. 5. Табл. 1. Бібліогр.: 7 назв.

Ключові слова: якість товстолистового прокату, зварювальні сталі, термічне зміцнення,

термообробка листового прокату

A short review of basic results and prospects of investigations related to quality enhancement of high-

strength welding steel hot-rolled plate, efﬁ ciency of its production and heat strengthening is presented.

Keywords: hot-rolled plate quality, welding steel, heat strengthening, heat treatment of sheet products

Производство

Ткаченко Ф.К., Ткаченко І.Ф., Ганошенко І.В., Володарський В.В., Носоченко О.О., Ткаченко К.І., 2010 г.

В сучасних умовах найбільш сприятливий комп-

лекс механічних, експлуатаційних і технологічних

властивостей, в поєднанні зі зниженою вартістю, ма-

ють конструкційні сталі, що входять до групи висо-

коміцних зварюваних сталей (ВЗС). Ці сталі в своїй

більшості є комплексно-легованими і мікролегова-

ними та постачаються у вигляді термічно зміцненого

листового прокату. Аналіз досвіду виробництв

а і екс-

плуатації прокату ВЗС показав, однак, що великі по-

тенційні можливості цих сталей в наш час не реалізу-

ються повністю у зв'язку з існуванням низки невирі-

шених проблем: переважно емпіричний характер тех-

нологічних розробок з виробництва і зміцнення ста-

лей, обумовлений низькою ефективністю методів, що

використовуються для аналізу і прогноз

ування їхніх

експлуатаційних властивостей виходячи з умов ви-