Производство стальных канатов
Изготовление стальных канатов – это сложный и высокотехнологичный процесс, разделяемый на два основных этапа: производство высокоуглеродистой стальной проволоки и производство стальных канатов. В России среди изготовителей стальных канатов представлены три основных игрока, поделивших между собой весь рынок сбыта. Это ОАО «Магнитогорский метизно-калибровочный завод», входящий в группу ОАО «ММК»; ОАО «Белорецкий металлургический комбинат», входящий в группу ПАО «МЕЧЕЛ» и предприятия группы ПАО «Северсталь-метиз» (Череповецкий, Орловский, Волгоградские заводы и несколько зарубежных заводов).
1. Производство заготовки
Очень важно для всех изготовителей стальных канатов наличие собственной сырьевой базы в виде металлургического комплекса и прокатных станов. Заготовка диаметром от 5.5 до 8,0мм марок стали Ст50-в виде бунтов катанки Ст80 поступает на склады метизных предприятий, после чего подаётся на травильные участки для снятия окалины с поверхности, промывки и нанесения подсмазочного слоя.
2. Производство канатной проволоки
Следующий этап – производство канатной проволоки. Технические требования к канатной проволоке заложены в ГОСТе 7372-79. Упрощённо можно выделить две технологические схемы: на волочильных барабанных станах накопительного типа и прямоточных волочильных станах.
Многократные станы накопительного типа до конца прошлого века составляли подавляющее большинство на российских метизных заводах, поэтому и сейчас являются основной базой для изготовления канатной проволоки.
Принципиальная технологическая схема:
- Подготовка поверхности.
- Протяжка на станах грубого волочения.
- Термообработка.
- Протяжка на станах среднего волочения.
- Термообработка (для проволоки тонких диаметров).
- Протяжка на станах тонкого волочения (для проволоки тонких диаметров).
Термообработка высокоуглеродистой проволоки называется патентированием и заключается в быстром нагреве заготовки до температур 800-900°С и последующим безокислительным замедленным охлаждением (как правило, в селитровом растворе или расплавленном свинце), что придаёт заготовке сорбитизированную структуру. Процесс волочения совместно с термообработкой обеспечивает на выходе получение требуемых механических свойств. Идеальным считается сочетание высоких пластических свойств (испытания на перегибы и кручение) с высоким значением временного сопротивления разрыву с минимальными разбегами по результатам испытаний.
В последние 20 лет российские метизные заводы начали активное перевооружение волочильного оборудования, закупая современные прямоточные волочильные станы (в основном немецких и итальянских производителей). Прямоточные станы за счёт большой кратности (количества протяжек), скорости волочения и подобранных усилий обжатия позволяют обеспечивать сорбитизированную структуру заготовки, исключая операцию грубого волочения и патентирования. Гораздо большая производительность в сочетании с высоким качеством проволоки и исключением операций волочения и патентирования делают прямоточные станы более востребованными по сравнению со станами накопительного типа, тем более что моральный и физический износ последних значительно затрудняет стабильность работы и обеспечение необходимых качественных характеристик.
Оцинкованную проволоку получают путём нанесения цинкового покрытия на заготовку на термоцинковальных агрегатах и последующим волочением на волочильных станах на готовый размер. Покрытие групп «Ж» и «ОЖ» получают нанесением цинка на цинковальных агрегатах на готовый размер. Толщина покрытия регулируется наклоном проволоки при выходе из ванны цинкования и подбором обдиров, снимающих излишки цинка с поверхности проволоки.
3. Получение каната из проволоки
Готовая проволока на катушках или мотках подаётся на склады канатных цехов, а затем проходит три основных передела до получения готового каната:
-
Намотка проволоки на катушки.
Согласно выданного задания происходит подбор необходимой (по диаметру, марке, назначению, временному сопротивлению на разрыв, покрытию и количеству) канатной проволоки и производится её намотка на зарядные катушки прядевьющих машин. Намотка происходит на одноголовочных или многоголовочных перемоточных станках. Каждая катушка с проволокой испытывается, маркируется и передаётся на прядевьющую машину. Диаметр зарядной катушки зависит от типа прядевьющей машины и составляет от 100мм. до 600мм.
-
Изготовление прядей.
Канатная проволока, намотанная на катушки, загружается в каретки прядевьющих машин (как правило, сигарного типа) и подаётся через пропускную систему машин в узел свивки, в котором происходит формирование пряди с заданным диаметром и шагом свивки. Перед свивочными плашками проволоки при помощи распределительного шаблона распределяют по количеству и концетрическим слоям согласно требуемой конструкции каната. В конус свивки происходит подача канатной смазки для обеспечения смазки всех проволок пряди по сечению. Затем прядь проходит через несколько секций рихтовальных роликов, расположенных в разных плоскостях. Рихтовка снимает снятие остаточных напряжений и обеспечивает прямолинейность и нераскручиваемость прядей. Далее двушкивное вытяжное устройство вытягивает прядь из прядевьющей машины и наконец прядь наматывается на катушку в приёмном устройстве. При достижении заданной длины прядь отрезается, отбирается образец на испытание, катушка маркируется и подаётся на канатовьющую машину. Все проволоки в пряди стыкуются при помощи стыковой электросварки или вяжутся узлом (для проволок диаметром 0,55мм и меньше).
-
Изготовление каната
Канатные машины делятся на машины сигарного типа и машины корзиночного типа. На высокопроизводительных сигарных машинах производят канаты средних и тонких диаметров. На корзиночных машинах производят канаты больших диаметров (от 32,0мм и выше). Современные корзиночные машины оснащаются функциями подкрутки катушек во время работы машины и системой контроля натяжения прядей, что очень важно для получения высокого качества каната. Перед узлом свивки пряди каната проходят через преформирующее устройство, в котором прядям придается определённое изогнутое положение, обеспечивающее нераскручиваемость каната и его структурную плотность. Далее канат, для обеспечения прямолинейности, проходит через секции рихтовочного устройства, попадает на двушкивное вытяжное устройство, проходит через ванну с канатной смазкой и подаётся на деревянный барабан, вращаемый в приёмном устройстве. В последнем происходит плотная рядная намотка и, по достижении заданной длины, производится отрезка конца каната, его упаковка и снятие с канатовьющей машины. С верхнего конца каната берётся образец и, после проведённых испытаний, на канат выписывается сертификат выдаётся маркировочная бирка и канат сдаётся на склад.
