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%.

Screenshot_137

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.

Screenshot_138

Рис. 11.6. Цельносварная доменная печь объемом 3200 м3

Рис. 11.6. Цельносварная доменная печь объемом 3200 м3

Рис. 11.6. Цельносварная доменная печь объемом 5000 м3