Начало внедрения сварки в доменном производстве относится к 1930 г., когда на Магнитострое был сварен газопровод горячего дутья для воздухонагревателей. В это время на стройке было 12
рабочих-сварщиков и один инженер- сварщик, а уже в 1931 г. число рабочих- сварщиков составило 170, а инженеров- сварщиков 14. Были сварены четыре скруббера, ряд газопроводов и четыре воздухонагревателя.
В 1932 г. в ЦНИИпроектстальконструкция создан проект сварного воздухонагревателя для Криворожского металлургического завода.
В 1935 г. на заводе «Азовсталь» сооружен сварной воздухонагреватель, а в 1941 г. на Урале раньше, чем в США, построена цельносварная доменная печь на древесном угле. К периоду 30-х годов относится также переход на сварку нефтяных трубопроводов. Следует отметить, что первый в нашей стране нефтепровод протяженностью 11 км был спроектирован и построен В. Г. Шуховым в 1884 г. Затем он разработал проект большого нефтепровода Баку—Батуми, но этот проект в царской России не был осуществлен. Почти через полвека Шухов руководит проектированием и строительством больших советских цельносварных нефтепроводов Баку— Батуми (883 км) и Грозный—Туапсе (618 км) [6,20].
В домностроении после длительной дискуссии переход на сварку начался в 1944 г. Противники этого перехода указывали на то, что первая цельносварная доменная печь в США была разобрана из-за недостаточной надежности ее конструкции. Поэтому в ЦНИИпроектстальконструкция были проведены экспериментальные исследования, связанные с определением оптимальной марки стали, рациональной разделкой кромок соединений обечаек встык, выбором эффективной технологии ручной дуговой сварки и др. Конструкцию доменной печи-агрегата долгое время разрабатывали технологи-доменщики и механики без участия инженеров-конструкторов и металлистов. В данном случае последние проявили инициативу, возглавив всестороннее аналитическое и экспериментальное изучение доменной печи как инженерного сооружения.
В конструкции цельносварной доменной печи, представляющей собой трехслойную оболочку, состоящую из стального кожуха, чугунных холодильников и огнеупорной футеровки, выдерживающей внутреннее давление в 1,5—3,5 атм, необходимо было обеспечить полную герметичность и малую деформативность кожуха при воздействии на него высоких температур. Роль сварки в развитии домпостроения явилась решающей, поскольку без сварки было невозможно создавать эффективные конструктивные формы и осуществлять прогресс в технологии выплавки чугуна. Многочисленные случаи хрупких разрушений за рубежом (суда, мосты и резервуары) остро поставили вопрос о выборе марки стали для конструкций доменных печей. Учитывая зарубежный опыт и исследования по выбору марок стали для мостов, проведенные в ИЭС им. Е. О. Патона, в ЦНИИпроектстальконструкция, были проведены экспериментальные исследования марок стали, сварочных материалов и технологии сварки на образцах, полномасштабных узлах и натурных конструкциях [11]. В процессе исследований было разработано и проанализировано 12 вариантов доменных печей, компоновки кожуха, колонн, копра и наклонного моста с различной степенью взаимосвязи. В результате была разработана оптимальная конструктивная форма доменной печи.
-Первая в СССР и Европе цельносварная доменная печь объемом 1033 м3 была возведена в 1948 г. в Запорожье (рис. 11.5). Эта работа в 1949 г. отмечена Государственной премией.
На основе этой конструктивной формы в 1954 г. выпущены типовые проекты цельносварных доменных печей объемом 1386, 1513 и 1719 м3, по которым построены доменные печи как в СССР, так- и за рубежом.
В 1960 г. была запроектирована новая конструктивная форма цельносварной доменной печи объемом 2000 м3, в которой применена сталь повышенной прочности. Новые технические решения, основанные на внедрении механизированной монтажной сварки, в частности электрошлаковой сварки, разработанной в ИЭС им. Е. О. Патона, позволили сократить продолжительность строительства доменных печей и повысить их качество. Объем механизированной сварки составил 70%.
Рис. 11.5. Первая цельносварная доменная печь
В 1964 г. разработана доменная печь объемом 2700 м3 со значительно повышенным давлением у фурм и под колошником. Впервые в мировой практике домностроения полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа была применена при строительстве доменной печи объемом 2700 м3 па Новотульском металлургическом заводе. Затем были созданы доменные печи объемом 3200 м3, которые по своей конструктивной форме являлись лучшими, а их объем представлялся предельным (рис. 11.6).
Одновременно с развитом конструктивных форм развивались методы сварки доменных печей. В СССР впервые в мировой практике домны стали возводить индустриальным методом, при котором строительство превращается в механизированный поточный процесс сборки, сварки и монтажа металлических конструкций. На заводах организовано изготовление с помощью автоматической сварки укрупненных элементов-скорлуп поточным методом с применением роликовых стендов. Применение прогрессивной технологии изготовления конструкций доменных печей позволило выполнить всю заводскую сварку машинным способом. При этом заводское укрупнение позволило 35% сварочных работ выполнять на заводе- изготовптеле [8].
Дальнейшим развитием цельносварного домностроения является разработ
анный ЦНИИпроектстальконструкция и Гипромез проект цельносварной доменной печи объемом 5000 м3 для Криворожского металлургического завода (Н. П. Мельников, В. Я. Миллер,
Г. П. Кондаков, А. И. Косоруков и др.) [8]. В этом проекте предусмотрено использование новых высокопрочных сталей и стали электрошлакового переплава, технологии сварки больших толщин, разработанной ИЭС им. Е. О. Патона, а также новых конструктивных решений. Высокие технологические требования (температура и давление) надежно обеспечиваются высококачественной конструктивной формой и ее сварными соединениями. По своим технпко-экопомпческпм показателям это (самая крупная доменная печь в мире (рис. 11.7). Она олицетворяет достиже- ] ние советской конструкторской мысли и i достижение науки и техники в области i металлостроительства. За годы Советской власти создано 105 цельносварных доменных печей объе- (
мом от 1033 до 5000 м\ Технический с прогресс в области цельносварного домностроения позволил снизить расход металла на 1 т выплавленного чугуна с ,99 до 2,1 кг, увеличить годовую производительность одного агрегата с 1 до г 4,6 млн. т, повысить производительность труда почти в 2 раза.
Рис. 11.6. Цельносварная доменная печь объемом 3200 м3
Рис. 11.6. Цельносварная доменная печь объемом 5000 м3
