Особенности строения и качество трубных слитков
Традиционные мартеновские слитки круглой формы, применяемые для производства труб на ТПА с пилигримовым станом, имеют глубокую усадочную рыхлость, а также достаточно большое количество подкорковых пузырей, неметаллических включений и других дефектов сталеплавильного производства. Стали разливают сифонным способом в расширяющиеся книзу изложницы, в основном без прибыльных надставок с отношением высоты к диаметру около 5. Естественно, что такие слитки должны иметь сильно развитую усадочную раковину и подусадочную рыхлость, доходящую до 70% высоты слитка. Кроме того, трубный слиток имеет значительную неоднородность кристаллической структуры как по высоте, так и по сечению, при этом наибольшая доля дефектов приходится на его верхнюю часть. В центральной зоне слитка наблюдается повышенное содержание серы, фосфора, газов и неметаллических включений. Все это способствует образованию плен на внутренней поверхности прошитых гильз. Плены сохраняются и на готовых трубах и являются основной причиной брака и снижения их сортности. Поражение труб пленами резко возрастает при увеличении содержания серы, фосфора, углерода и других неметаллических включений (в основном, сульфидов и оксидов Si, Mn и S) и вредных примесей в металле. Известно, что слитки круглого профиля имеют повышенную склонность к образованию горячих и холодных продольных трещин. По этой причине увеличиваются затраты на ремонт слитков, а брак в некоторых случаях достигает 1,5...2%. Количество горячих трещин на слитках в первую очередь зависит от скорости разливки и температуры разливаемого металла. При скорости разливки выше 0, 25...0,3 м/мин число трещин на слитках резко увеличивается. Поэтому разливка круглых слитков осуществляется сравнительно медленно (0,12...0,2 м/мин), что приводит к снижению жидкотекучести стали и повышению загрязненности слитка неметаллическими включениями. Однако при таких скоростях разливки на зеркале металла, в изложнице, образуется грубая корка оксидов, которая часто затягивается в тело слитка. При этом возникает, так называемый, заворот корочки, который является одной из основных причин дефектов на наружной поверхности трубы. Особенности внутреннего строения и конфигурации слитка предопределяют нестационарность процесса его винтовой прошивки. Причиной этого является наличие осевой полости на участке усадочной раковины и изменение частного обжатия по длине конического слитка. Следствием значительной нестабильности параметров напряженно - деформированного состояния и контактного скольжения является осевое разрушение металла и возникновение внутренних плен. Замена винтовой прошивки прессовой приводит к улучшению схемы напряженно - деформированного состояния. Однако из-за неравномерной структуры слитка получается стакан также с неравномерной структурой по его длине и сечению. В продольном направлении, начиная со второй трети стакана, в середине стенки становится заметной пористость, которая возрастает по мере приближения к его внутренней поверхности. Значительная разностенность, сопровождающая, как правило, этот вид прошивки приводит к сосредоточению полости в более толстой стенке стакана. Наличие усадочной раковины приводит к образованию плен из-за интенсивных сдвиговых деформаций при внедрении пуансона в зону усадочной раковины.
