Устройство для закалки труб

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКАЛКИ ТРУБ, преимущественно прокатного на-. грева, содержащее коаксиально расположенные по горизонтальной-оси кольгт цевой наружный и внутренний в виде полого стержня спрейеры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности геометрических .о размеров труб при обеспечении оптимальных условий для закалки, на внутренней поверхности наружного спрейера выполнены выступы. 2.Устройство по п,1, отличающееся тем, что выступы размещены в средней части спрейера. 3.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что выступы размещены на входе и выходе спрейера. 4.Устройство по п.2, отли (Л чающееся тем, что выступы размещены в верхней и нижней частях спрейера со смещением друг относительно друга.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) (51) 4 С 21

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3419493/22-02 (22) 07.04.82 (46) 23.01.88. Бюл. У 3 (71) Всесоюзный научно-исследователь ский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (72) В.П.Козинец, В.М.Статников, В.М.Янковский, Г.H.Õåéôåö, 3.И.Ланге, Е.А.Соломадина, Е.Л.Васильев, А.Э.Чихачев, Г.А.Осипов и Т.И.Гаджиев (53) 621 783(088.8) (56) Журнал "Сталь" М 4, 1969, с.345-347.

Авторское свидетельство СССР

В 515803, кл. С 21 D 1/10, 1976. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКАЛКИ

ТРУБ, преимущественно прокатного на-. грева, содержащее коаксиально расположенные по горизонтальной оси коль; цевой наружный и внутренний в виде полого стержня спрейеры, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности геометрических; размеров труб при обеспечении оптимальных условий дпя закалки, на внут" ренней поверхности наружного спрейера выполнены выступы.

2. Устройство по п,l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что выступы размещены в средней части спрейера.

3. Устройство по п.l, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что выступы размещены на входе и выходе спрейера.

Р

4.. Устройство по п.2, о т л и - Е ч а ю щ е е с я тем, что выступы размещены в верхней и нижней частях спрейера со смещением друг относи- С тельно друга.

1127295

Устройство относится к области термической обработки и может быть использовано для закалки длинномериых труб после проката.

Известно устройство для термообработки длинномерных полых изделий, включающее последовательно расположенные проходную термическую печь и спрейерные устройства для наружного и внутреннего охлаждения изделий, связанные механизмами для транспортировки обрабатываемых изделий.

Недостатком этого устройства является невозможность получения высоких скоростей охлаждения по всей длине труб и как результат необходимость применения для получения высокой прочности и коррозионной стойкости (например, сопротивления сероводородному растрескиванию) в качестве материала дорогих легированных ста-. лей, использование которых приводит к большой длителъности последующего отпуска и значительному удорожанию операции термической обработки.

Кроме того, использование проходной термической печи связано со значительными капитальными и эксплуатационными расходами по нагреву изделий под закалку, что значительно удорожает технологию.

Более высокие прочностные характеристики и хорошие антикоррозионные свойства материала могут быть получены методом термомеханической обработки иэделий.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для закалки труб, преимущественно с прокатного нагрева, содержащее коаксиально расположенные по горизонтальной оси кольцевой наружный и внутренний в виде полого стержня спрейеры.

Недостатком рассматриваемого устройства является повышенная разностенность труб при раскатке. Это объясняется тем, что используемые наружные спрейера с внутренними диаметрами, рассчитанными исходя из оптимальных условий струйного охлаждения, не могут ограничить в допустимых пределах величины прогиба и колебаний стержней при прокатке труб, возникающие от усилий прокатки и передаваемые через оправку к стержню. Поэтому величины прогиба и колебаний стержней значительно возрастают, что приводит к смещению и перекосу оправок

55 в очаге деформации раскатного стана, а следовательно, к увеличению разностенности труб.

Кроме того, устройство ненадежно в работе, поскольку в начальный период подачи стержня с оправкой через проходное сечение спрейера— проводки в валки раскатного стана перемещение стержня осуществляется с . большими затруднениями из-за утыкания стержня в нижнюю линейку раскатного стана.

Целью изобретения является повышение точности геометрических размеров труб при обеспечении оптимальных условий для закалки.

Для достижения поставленной цели в устройстве для закалки труб, преимущественно с прокатного нагрева, содержащем коаксиально расположенные по горизонтальной оси кольцевой наружный и внутренний в виде полого стержня спрейеры, на внутренней поверхности наружного спрейера выполнены выступы.

Выступы размещены в верхней и нижней частях спрейера со смещением; друг относительно друга. Выступы размещены на входе и выходе спрейера.

Выступы размещены в средней части спрейера.

На фиг.l приведена схема устройства для закалки труб с прокатного на грева, выступы расположены со сдвигом выступов в верхней и нижней частях; на фиг.2 - то же, выступы расположены на входе и выходе устройства; на фиг.3 — в средней его части.

Устройство содержит стан горячей раскатки (на чертеже.не показан) с валками 1 и внутренним спрейером, выполненным в виде перфорированного полого стержня 2 с оправкой 3 на его конце, который коаксиально размещен в кольцевом наружном спрейере 4, имеющем отверстия 5 и сквозные через корпус проводки сливные отверстия 6.

На внутренней поверхности наружного спрейера выполнены выступы 7.

При этом выступы могут быть выполнены на входной .или выходной стороне наружного охлаждающего устройства в средней его части, либо со сдвигом выступов в верхней и нижней частях устройства. Сечения сливных отверстий 6, расположенных около выступов 7, увеличены для обеспечения полного удал ения отра бо таиной в оды.

1127295

Предлагаемое устройство работает следующим образом, Перед раскаткой стержень 2 перемещается через наружный спрейер 4 в сторону валков 1 раскатного стана.

При этом передняя часть стержня 2 благодаря наличию выступов 7 на внутренней поверхности наружного спрейера легко ориентируется по оси прокатки IQ или достаточно близко к ней, так как не происходит неблагоприятных толчков наконечника стержня о нижнюю ли— нейку раскатного стана. Стержень без прогиба подается к валкам раскатного 15 стана.

Захват обрабатываемой. трубы 8 валками 1 раскатного стана производится после установки стержня 2 с оправкой 3 строго по оси прокатки. В про- 20 цессе раскатки переднего конца трубы по мере выхода его из очага деформации на трубу подаются струи охлаждающей воды; на наружную поверхность трубы - через отверстие сопла 5, а 25 на внутреннюю — через перфорацию полого стержня 2. При этом колебания стержня относительно продольной оси ограничены наличием кольцевых высту-

;пов 7 на внутренней части спрейера 2 30 настолько, что смещение, перекос и колебание оправки Э в очаге деформации не приводят к образованию на трубах разностенности выше допустимой, Охлаждающая вода в виде струйупо 35 ступающая через сопла 5, после контакта с наружной поверхностью трубы выливается из рабочего пространства наружного спрейера через сквозные сливные отверстия 6. Благодаря тому, 40 что в зоне пережима 7 спрейера сливные отверстия 6 выполнены увеличенными, охлаждающая вода (по мере окончания контакта с поверхностью трубы) своевременно сливается и не заполня- 45 ет проходного сечения наружного спрей.. ,ера, что способствует поддержанию не" обходимого струйного омывания наружной поверхности трубы с высокими коэффипиентами теплоотдачи, обеспечиваю- 50 щими соответственно необходимые высокие скорости охлаждения трубы. Раскатка заканчивается при выходе заднего конца из наружного спрейера.

Благодаря тому, что выступы 7 вы55 полнены на сменяемых частях наружного спрейера 4, они легко могут быть заменены новыми в случае недопустимой выработки внутренней стенки в результате трения ее в местах выступов с вращающимся стержнем 2.

Из предлагаемых схем размещения выступов 7 на внутренней части наружного спрейера наиболее целесообразной является схема размещения со сдвигом их в верхней и нижней частях (фиг.1). В этом случае проходное сечение спрейера зауживается минимально, что наиболее благоприятно для условий охлаждения трубы при закалке, а часть наружного спрейера, являющаяся опорой для стержня, увеличивается по длине, что способствует его более устойчивому положению при вращении, уменьшение колебаний и прогибов стержня и соответственно уменьшению разностенности обрабатываемых труб, Закалка труб на обоих устройствах осуществлялась сразу же после раскатки при температуре в процессе раскатки 950-980 С. При таких же условиях была обработана партия труб в количестве 30 шт на устройстве, представляющем собой реконструкцию известного, с применением предлагаемого технического решения.

Наружный спрейер состоял из 4-х секций. Сменяемая часть спрейера с выступами сечения (в соотношении

1:0,8) была помещена между 111 и 17 секциями его. Сливные отверстия около выступа были увеличены в том же соотношении.

При обработке труб с использованием известного и предлагаемого устройства прочностные характеристики были одинаковыми, Обмеры геометрических параметров труб после обработки показали, что в случае использования известного устройства разностенность труб находилась в пределах 17-26Х, а в случае применения предлагаемого устройства 12-18, т.е. разностен-: ность снизилась в среднем на 30Х.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает получение труб с повышенной точностью геометрических размеров при раскатке их, совмещенной с термомеханической обработкой за счет уменьшения разностенности труб в результате создания условий устойчивой работы стержня, благодаря выполнению на внутренней поверхности наружного спрейера выступов.

1127295

1 42<б1-ds

Ра>.2

dg> Ch=dg

ФигХ

Тираж 544 Подписное

8ННННН Заказ 738

Произв-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Повышение точности достигается за счет того, что отклонения стержня от оси прокатки во время обработки трубы ограничены выступами внутри наруж5 ного спрейера и поэтому перемещение, перекос и колебания оправок при раскатке находятся в допустимых пределах.

Повышение точности геометрических 10 размеров этих труб, т.е. снижение раз ностенности в среднем на 30% (17+26 :2-. 12+18 :2,00 () 7 2 ) ° 2 х пр Водит к снижению фактической средней толщины стенки высокопрочных труб на 0,2"

0 25 мм (что подтверждено экспериментально), а следовательно, плотность (вес) погонного метра трубы соответственно снижается и из одной тонны металла будет прокатано большее количество метров труб.

Таким образом, ожидаемый экономи-, ческий эффект определяется в резуль тате разницы в выпуске труб с обычной точностью и повышенной..