Karena keterbatasan kondisi billet dan kapasitas ekstensi mesin penusuk, ukuran dan akurasi pipa kasar setelah perforasi tidak dapat memenuhi kebutuhan pengguna. Pipa kasar tersebut perlu diproses lebih lanjut. Ada banyak metode untuk pemrosesan panas dan pemanjangan pipa baja seamless. Selain ketiga jenis mesin yang telah disebutkan, metode-metode berikut saat ini umum digunakan.
5.4.1 Mesin penggulung pipa otomatis
Mesin penggulung pipa otomatis ditemukan oleh Stephen dari Swiss pada tahun 1903, dan unit pertamanya dibuat pada tahun 1906. Sebelum tahun 1980-an, mesin ini merupakan salah satu metode utama untuk menggulung pipa baja seamless dengan panas. Karena keterbatasan panjang pipa yang digulung, akurasi ketebalan dinding, dll., mesin ini secara bertahap digantikan oleh unit penggulung pipa kontinu; saat ini, unit penggulung pipa otomatis terbaik di negara saya adalah unit 400 di Baotou. Kecuali beberapa unit penggulung pipa otomatis di bekas Uni Soviet dan Eropa Timur yang masih digunakan, sebagian besar unit lainnya telah dibongkar. Mesin penggulung pipa otomatis terdiri dari tiga bagian: mesin utama, meja depan, dan meja belakang. Mesin utama adalah pabrik penggulung longitudinal ireversibel dua rol, yang ditandai dengan sepasang rol balik berputar balik berkecepatan tinggi yang dipasang di belakang rol kerja. Pada saat yang sama, untuk memenuhi kebutuhan pipa baja yang kembali, mekanisme pengangkatan cepat untuk rol kerja atas dan rol balik bawah disediakan. Rol kerja memiliki tipe lubang bundar. Pipa kasar yang dikirim oleh mesin penusuk dan mesin peregangan digulung dalam tipe lubang annular yang terdiri dari tipe lubang bundar dan kepala (kepala kerucut atau kepala bulat). Biasanya, dua lintasan digulung. Setelah setiap lintasan penggulungan, rol kerja atas dan rol pengembali bawah diangkat ke ketinggian tertentu, dan pipa kasar dikirim kembali ke tahap depan oleh rol pengembali, dan kemudian pipa yang digulung dikembalikan ke posisi kerja semula, dan pipa baja diputar 90°, dan kemudian lintasan kedua digulung dalam tipe lubang yang sama. Jumlah deformasi setiap lintasan disesuaikan dengan perbedaan diameter kepala dari dua lintasan. Setelah pipa baja yang digulung dikembalikan ke tahap depan, ia dipindahkan secara horizontal ke mesin perata untuk diratakan. Proses deformasinya juga melalui tiga tahap: perataan, pengurangan diameter, dan pengurangan dinding.
Keunggulan mesin giling pipa otomatis adalah spesifikasi produksinya dapat disesuaikan secara fleksibel. Untuk jenis baja, rentang aplikasinya luas, dan dapat memproduksi baja karbon rendah dan menengah, baja paduan rendah, baja tahan karat, dll.; mesin ini cocok untuk produksi batch kecil dan multivariasi. Kekurangannya adalah kemampuan deformasi yang buruk, dan total perpanjangan dua lintasan hanya kurang dari 2,5; ketebalan dinding tidak rata, dan sering terjadi goresan internal, yang harus dihilangkan dengan mesin perata; panjang pipa kasar pendek, yang memengaruhi peningkatan tingkat hasil. Efisiensi produksi rendah (ritme giling lambat, tetapi ringan).
5.4.2 Mesin penggiling tabung Accu-Roll
Pabrik pipa Accu-Roll dimulai di Yantai, Chengdu, dan tempat-tempat lain di negara saya pada awal 1990-an. Pabrik ini sangat populer pada saat itu dan memiliki momentum untuk menggantikan unit penggulungan miring dan penggulungan kontinu lainnya. Namun, setelah uji praktis, ditemukan bahwa panjang pipa mentah yang pendek yang digulungnya membatasi produksi pipa 3 kali panjang dengan beberapa spesifikasi, dan tanda spiral yang dalam pada permukaan pipa mentah saat menggulung pipa berdinding tipis memengaruhi kualitas penampilan pipa baja. Sejauh ini, pabrik ini hanya bertahan di negara saya, terutama baru-baru ini beberapa perusahaan swasta telah membangun sejumlah pabrik pipa Accu-Roll kecil. Sejauh ini, belum ada laporan tentang pembangunan pabrik pipa jenis ini di luar negeri. Jenis mesin ini tidak cocok untuk produksi pipa baja seamless berdiameter besar dan sedang. Ini adalah pabrik penggulungan miring mandrel panjang horizontal dua rol dengan pelat pemandu aktif.
Struktur pabrik mempunyai karakteristik sebagai berikut:
Kedua rol tersebut berbentuk kerucut. Seperti mesin penusuk rol tirus, mesin ini memiliki sudut pemasukan dan sudut penggulungan, sehingga diameter rol secara bertahap meningkat seiring arah penggulungan, yang membantu mengurangi geseran, mendorong perpanjangan longitudinal logam, dan mengurangi deformasi torsional tambahan.
Dua cakram pemandu aktif berdiameter besar digunakan.
Mode operasi mandrel terbatas diadopsi.
Tipe rol tanpa bahu rol diadopsi. Dilaporkan bahwa hal ini mengatasi masalah ASSEL yang mengurangi jumlah reduksi dinding pada bagian bahu rol, sehingga mengurangi masa pakai rol dan efek keseragaman dinding, sehingga meningkatkan akurasi ketebalan dinding pipa kasar.
5.4.3 Mesin Jacking Pipa Jacking Pipa
Metode jacking pipa untuk memproduksi pipa baja seamless diusulkan oleh Heinrich Erhard dari Jerman pada awal tahun 1892. Proses penusukan pada unit jacking pipa awal dibagi menjadi dua, yaitu metode penusukan hidrolik. Metode ini menggunakan mesin pres hidrolik vertikal untuk menekan baja batangan yang telah ditempatkan di dalam cetakan ke dalam pipa kasar berdasar mangkuk, kemudian menggunakan derek untuk mengeluarkan pipa kasar, meletakkannya, dan menempatkan pipa kasar berbentuk mangkuk pada mandrel panjang. Mandrel didorong agar pipa kasar berbentuk mangkuk melewati serangkaian lubang annular dengan diameter yang semakin mengecil secara bergantian untuk menghasilkan reduksi diameter, reduksi dinding, dan ekstensi. Kekuatan deformasi terpusat di ujung batang jacking. Setelah jacking, batang jacking perlu dilepas dan dasar mangkuk dipotong. Karakteristiknya antara lain produktivitas rendah, ketebalan dinding yang tidak merata, dan L/D pipa baja yang terbatas. Saat ini, hanya metode ini yang digunakan untuk memproduksi pipa baja seamless berdiameter besar (400-1400m). Metode lain disebut metode CPE, yang menggunakan metode penggulungan miring dan perforasi untuk menghasilkan pipa kasar, dan metode penyusutan salah satu ujung pipa kasar menghasilkan pipa kasar untuk mesin dongkrak. Hal ini dapat meningkatkan produksi dan kualitas produk, serta memulihkan vitalitas produksi pipa baja seamless berdiameter kecil melalui proses dongkrak.
Keuntungan metode jacking adalah:
1) Investasi rendah, peralatan dan alat sederhana, dan biaya produksi rendah.
2) Ekstensi unit dongkrak cukup besar, mencapai 10-17. Oleh karena itu, jumlah peralatan dan perkakas yang dibutuhkan untuk menggulung produk serupa dengan metode dongkrak bisa lebih sedikit.
3) Berbagai macam variasi dan spesifikasi.
Kerugiannya adalah akurasi ketebalan dinding tidak tinggi, dan cacat goresan rentan terjadi pada permukaan dalam dan luar.
5.4.4 Pipa baja ekstrusi
Metode ekstrusi mengacu pada metode penempatan billet logam dalam wadah "tertutup" yang terdiri dari silinder ekstrusi, cetakan ekstrusi, dan batang ekstrusi. Batang ekstrusi kemudian memberikan tekanan untuk memaksa logam mengalir keluar dari lubang cetakan ekstrusi sehingga menghasilkan pembentukan logam-plastik. Metode ini merupakan metode manufaktur pipa baja seamless yang telah lama dikenal. Berdasarkan hubungan antara arah gaya batang ekstrusi dan arah aliran logam, metode ekstrusi dapat dibagi menjadi dua jenis: ekstrusi positif dan ekstrusi balik. Arah gaya ekstrusi positif sesuai dengan arah aliran logam, sedangkan ekstrusi balik berlawanan arah. Ekstrusi terbalik mempunyai beberapa keunggulan, yaitu gaya ekstrusi kecil, rasio ekstrusi besar, kecepatan ekstrusi cepat, suhu ekstrusi lebih rendah, kondisi ekstrusi lebih baik, ekstrusi isotermal/isobarik/kecepatan konstan mudah dicapai, kinerja struktur produk dan akurasi dimensi lebih baik, berkurangnya kelebihan tekanan logam di akhir ekstrusi, dan meningkatnya laju pemulihan logam. Akan tetapi, pengoperasiannya relatif tidak praktis, dan ukuran penampang produk dibatasi oleh ukuran batang ekstrusi.
Penerapan teknologi ekstrusi logam dalam industri memiliki sejarah lebih dari 100 tahun, tetapi penggunaan teknologi ekstrusi panas dalam produksi baja secara bertahap berkembang setelah "Seshi" menemukan pelumas ekstrusi kaca pada tahun 1941. Secara khusus, pengembangan pemanasan non-oksidatif, teknologi ekstrusi kecepatan tinggi, bahan cetakan, dan teknologi pengurangan tegangan telah membuat produksi ekstrusi panas pipa baja seamless lebih ekonomis dan masuk akal, sangat meningkatkan output dan kualitas, dan semakin memperluas jangkauan varietas, sehingga menarik perhatian berbagai negara.
Saat ini, kisaran produk pipa baja yang diproduksi melalui ekstrusi umumnya: diameter luar: 18,4~340mm, ketebalan dinding minimum dapat mencapai 2mm, panjang sekitar 15m, dan pipa berdiameter kecil dapat menghasilkan pipa baja sepanjang 60m. Kapasitas ekstruder umumnya 2000~4000 ton, dan maksimum 12000 ton.
Dibandingkan dengan metode penggulungan panas lainnya, produksi pipa baja mulus yang diekstrusi memiliki keuntungan sebagai berikut:
Langkah pemrosesan yang lebih sedikit, yang dapat menghemat investasi dengan hasil yang sama.
Karena logam yang diekstrusi berada dalam keadaan tegangan tekan tiga dimensi, ia dapat menghasilkan material yang sulit atau tidak mungkin digulung dan ditempa, seperti paduan berbahan dasar nikel.
Karena besarnya deformasi logam selama ekstrusi (rasio ekstrusi besar), dan deformasi lengkap selesai dalam waktu yang sangat singkat, produk memiliki struktur yang seragam dan kinerja yang baik.
Ada beberapa cacat pada permukaan internal dan eksternal, dan akurasi dimensi geometrisnya tinggi.
Organisasi produksi fleksibel dan cocok untuk produksi skala kecil dan multivariasi.
Dapat memproduksi pipa dan pipa komposit bimetalik dengan bagian yang kompleks.
Kerugiannya adalah:
1) Persyaratan tinggi untuk pelumas dan pemanas, yang meningkatkan biaya produksi.
2) Selain umur pakai alat yang rendah, konsumsi besar, dan harga tinggi.
3) Tingkat hasil rendah, sehingga mengurangi daya saing produk.
5.4.5 Mesin penggiling tabung siklus (Pilger tube mill) penggilingan tabung
Pabrik pipa siklus mulai diproduksi secara industri pada tahun 1990. Ini adalah pabrik pipa ganda dengan rangka tunggal. Terdapat lubang penampang variabel pada rol. Kedua rol berputar berlawanan arah, dan pipa kasar dimasukkan ke arah yang berlawanan dengan rol. Rol berputar satu putaran dan mendorong pipa kasar keluar sehingga diameter pipa kasar berkurang, dinding pipa mengecil, dan pipa kasar dihaluskan di dalam lubang untuk menyelesaikan penggulungan sebagian pipa kasar. Kemudian pipa kasar dimasukkan lagi untuk digulung. Pipa kasar perlu diputar bolak-balik di dalam lubang berkali-kali untuk menyelesaikan seluruh proses penggulungan, sehingga disebut pabrik pipa periodik, juga dikenal sebagai pabrik pipa Pilger. Pipa diproses secara periodik oleh lubang rol penampang variabel, dan operasi pengumpanan dan rotasi material pipa digabungkan untuk membuat dinding pipa mengalami beberapa deformasi kumulatif guna memperoleh pengurangan dan pemanjangan dinding yang lebih besar.
Karakteristik metode produksi ini adalah:
1) Lebih cocok untuk produksi tabung berdinding tebal, dan ketebalan dindingnya bisa mencapai 60-120mm;
2) Kisaran jenis baja olahan relatif luas. Karena metode deformasinya merupakan kombinasi penempaan dan penggulungan, baja ini dapat menghasilkan pipa dengan plastisitas rendah dan logam yang sulit dideformasi, serta sifat mekanis pipa baja tersebut sangat baik.
3) Panjang tabung baja gulung besar, hingga 35m.
4) Produktivitas pabrik penggilingan rendah, umumnya 60-80%, sehingga outputnya rendah; oleh karena itu, mesin penusuk perlu dilengkapi dengan dua pabrik penggilingan tabung periodik untuk menyeimbangkan.
5) Ekor tidak dapat diproses, sehingga mengakibatkan kerugian pemotongan yang besar dan tingkat hasil yang rendah.
6) Kualitas permukaan buruk dan ketebalan dinding tidak rata.
7) Konsumsi alat besar, umumnya 9-35kg/t.
5.4.6 Ekspansi panas pipa baja
Diameter luar maksimum pipa baja jadi yang diproduksi oleh unit pipa baja seamless canai panas adalah kurang dari 530 mm untuk unit penggulung pipa otomatis; kurang dari 460 mm untuk unit penggulung pipa kontinu; dan kurang dari 660 mm untuk tiang pancang besar. Jika dibutuhkan pipa baja berdiameter lebih besar, selain metode dongkrak dan metode ekstrusi, metode ekspansi panas pipa baja dapat digunakan. Metode ini saat ini dapat menghasilkan pipa berdinding tipis dengan diameter luar maksimum 1500 mm untuk pipa baja seamless.
Terdapat tiga metode ekspansi panas pipa baja: penggulungan miring, penarikan, dan pendorongan. Ketiga metode ini dimulai pada tahun 1930-an. Penggulungan miring dan penarikan memerlukan pemanasan seluruh pipa baja sebelum proses deformasi dapat dilakukan, sedangkan metode pendorongan tidak memerlukan pemanasan seluruh pipa baja.
Mesin ekspansi rol miring:
Alur proses ekspansi rol miring adalah sebagai berikut: material pipa yang dipanaskan diangkut ke mesin ekspansi rol miring untuk diekspansi. Mesin ekspansi rol miring terdiri dari dua rol dengan bentuk yang sama. Sumbu kedua rol membentuk sudut 30° terhadap garis rol, dan kedua rol digerakkan oleh motor secara terpisah untuk berputar ke arah yang sama. Sumbat berpartisipasi dalam deformasi di zona deformasi ekspansi, dan pipa baja bergerak spiral di zona deformasi. Dinding pipa digulung oleh rol dan sumbat sehingga diameter ekspansi membesar dan ketebalan dinding menipis. Gaya aksial sumbat ditanggung oleh batang pendorong, yang dapat ditempatkan di sisi saluran masuk atau dipasang di sisi saluran keluar.
Ekspansi dengan rolling miring dapat menghasilkan pipa baja dengan ketebalan dinding 6 hingga 30 mm dan diameter luar maksimum 710 mm. Kelemahannya adalah terdapatnya bekas spiral pada permukaan dalam dan luar pipa baja, yang mengurangi kualitas permukaan. Oleh karena itu, mesin leveling dan mesin sizing harus dipasang. Mesin ekspansi jenis ini memiliki peralatan yang besar, biaya investasi yang tinggi, dan keterbatasan varietas tertentu, sehingga tidak dapat menghasilkan pipa berdinding tebal.
Mesin ekspansi gambar:
Ekspansi penarikan merupakan metode produksi dengan kapasitas produksi rendah, namun masih digunakan karena peralatan dan prosesnya sederhana serta pengoperasian mekanisnya yang mudah. Mesin ekspansi penarikan dapat digunakan untuk ekspansi penarikan dingin maupun ekspansi penarikan panas. Ketika jumlah ekspansi tidak besar dan sifat fisik dan mekanik serta akurasi dimensi pipa baja perlu ditingkatkan, ekspansi penarikan dingin dapat digunakan. Alur proses ekspansi penarikan panas pipa baja meliputi pemanasan material pipa, ekspansi ujung pipa, ekspansi dan penarikan, pelurusan, pemotongan kepala dan ekor, serta inspeksi. Laju ekspansi setiap pemanasan adalah 60-70%, dan diameter maksimum pipa baja 750 mm dapat diproduksi.
Prinsip kerja utama dari penarikan ekspansi panas adalah: melalui sekelompok (umumnya 1-4) colokan dengan diameter yang meningkat secara bertahap, masukkan dan lewati seluruh panjang lubang bagian dalam pipa baja, sehingga diameter pipa baja mengembang, ketebalan dinding menipis, dan panjangnya sedikit diperpendek.
Peralatan utama mesin ekspansi gambar adalah sumbat ekspansi, sumbat ekspansi, dan batang ejektor. Keunggulannya antara lain peralatan sederhana, pengoperasian yang mudah, dan kemudahan penguasaan; beragam pilihan dan spesifikasi produk, serta dapat digunakan untuk memproduksi pipa baja persegi panjang dan bentuk khusus lainnya. Kekurangannya antara lain siklus produksi yang panjang, produktivitas rendah, dan konsumsi alat serta logam yang tinggi.
Ekspander tipe dorong: Prinsip kerja ekspander tipe dorong adalah menempatkan pipa baja mentah di dalam kumparan induksi frekuensi menengah. Setelah pemanasan induksi frekuensi menengah, piston silinder hidrolik atau kepala pendorong winch bergerak mendorong ujung pipa baja sehingga baja melewati batang inti kerucut yang terpasang secara aksial dari kepala pipa secara berurutan untuk mencapai tujuan ekspansi; ketika ujung pipa baja didorong ke dalam batang inti, pipa baja baru yang akan diproses ditambahkan di belakangnya, dan kepala pendorong kembali untuk terus mendorong ujung pipa baja baru. Kepala pipa baja baru mendorong ujung pipa baja sebelumnya melalui batang inti, sehingga menyelesaikan ekspansi pipa baja. Karena hanya pipa baja pada bagian yang dideformasi yang dipanaskan, pipa baja yang dideformasi mudah ditekuk, dan ketebalan dinding serta panjang pipa yang diekspansi terbatas. Keunggulan ekspander pendorong adalah tingkat pemulihan logam yang tinggi, peralatan sederhana, dan konsumsi energi yang rendah. Kerugiannya adalah konsistensi kinerja pipa baja dalam arah panjang agak buruk dan efisiensi produksi rendah.
Waktu posting: 31-Okt-2024