Способ получения полых заготовок

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее - к производству непрерывнолитых полых заготовок. Целью изобретения является повышение качества заготовок за счет обеспечения однородности свойств по длине. Способ получения полых заготовок включает формовку-сварку из ленты тонкостенной трубы, плакирование ее расплавом, прокатку и резку заготовок. При этом производят измерение величины полного давления деформируемого металла на прокатные валки первой клети, сравнение измеренной величины с заданной и изменение значения скорости формовки-сварки пропорционально разности этих величин. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 D 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4601413/02 (22) 24.08.88 (46) 07.12.91. Бюл. М 45 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Ю.И.Блинов, Н.П.Лякишев, Э.А.Ровин— ский, А.M.Äìèòðèåâ и В.B.ßêîâëåâ (53) 621.746.047 (088.8) (56) Ермолаев Н,Ф. Трубопрокатное произ водство.— Металлургиздат, 1953, с. 126-215. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее — к производству непрерывноИзобретение относится к металлургии, а именно к производству непрерывнолитых полых заготовок.

Цель изобретения — повышение качества заготовок за счет обеспечения однородности свойств по длине.

На фиг.1 представлена схема агрегата для производства трубных заготовок; на фиг.2 — блок-схема регулирования привода формовочно-сварочного стана.

Агрегат для получения полых заготовок включает разматыватель 1 рулона, формо вочно-сварочный стан с формовочными клетями 2, приводом 3 формовочных клетей, генератором 4 и трубосварочной машиной

5, футерованную промежуточную емкость 6 с охлаждаемым кристаллизатором 7, индуктором 8 для подогрева расплава 9 и электрической обмоткой 10 для электромагнитного перемешивания расплава 9; насадку 11 с отверстиями для подвода охлажденного газа (воздуха) к внутренней поверхности тонкостенной трубы 12, подводящую к на Ы 1696108 А1 литых полых заготовок. Целью изобретения является повышение качества заготовок за счет обеспечения однородности свойств по длине. Способ получения полых заготовок включает формовку-сварку из ленты тонкостенной трубы, плакирование ее расплавом, прокатку и резку заготовок. При этом производят измерение величины полного давления деформируемого металла на прокатные валки первой клети, сравнение измеренной величины с заданной и изменение значения скорости формовки-сварки пропорционально разности этих величин, 2 ил. садке 11 охлажденный газ или другой охладитель трубу 13, поршень 14, соединенный с насадкой 11, прокатные клети, в первой 15 из которых установлен датчик 16 для измерения полного давления металла на валки при прокатке на оправке 17, стержень 18 которой закреплен на выходной стороне агрегата, например, с помощью перехватывающего устройства (не показано).

Устройство для разрезки заготовок, расположенное после прокатных клетей, система для пополнения промежуточной емкости расплавом и другие известные вспомогательные устройства на фиг.1 и 2 не изображены.

На блок-схеме (фиг.2) позицией 16 обозначен датчик полного давленич металла на валок в первой клети прокатного стана, позицией 19 — уставка базового значения полного давления, позицией 20 — система управления приводом формовочно-свароч-. ного стана, позицией 21 — уставка системы управления приводом и позицией 22 — привод формовочно-сварочного стана.

1696108

Способ осуществляют следующим образом.

Металлическую ленту требуемой ширины, смотанную в рулон, устанавливают в раэматыватель 1, откуда после правки и образования запаса ленты для обеспечения непрерывного процесса сварки тонкостенной трубы (отношение диаметра к толщине стенки 60...120) подают ее в формовочносварочный стан, где и известным способом производят формовку тонкостенной трубы и сварку кромок с помощью высокочастотного генератора 4. Тонкостенную трубу в установившемся процессе получения полых заготовок направляют в установленную соосно с осью формовки-сварки промежуточную футерованную емкость, заполненную расплавом 9 металла. Объем расплава 9, расходуемого в процессе работы, пополняют. Расплав, находящийся в поле действия индуктора, подогревают и в процессе работы непрерывно перемешивают вращающимся электромагнитным полем за счет воздействия на расплав 9 соосно установленной и охватывающей промежуточную емкость обмотки 10. Частоту вращения магнитного поля регулируют, ус анавливая ее такой, чтобы при минимальных энергетических затратах на перемешивание при установленной скорости перемещения трубы через расплав 9 достигалась надлежащая плотность и толщина плакирующего металла без образования утолщений, препятствующих выходу плакированной трубы из кристаллизатора 7. В зоне расположения кристаллизатора 7 тонкостенную трубу охлаждают с ее внутренней поверхности подводимым по трубе 13 охлажденным воздухом или другим дешевым безвредным и безопасным в технологическом отношении охладителем. Интенсивность охлажде. ния регулируют изменением подачи охлажденного газа через насадку 11. Удаление охладителя происходит через внутреннюю полость тонкостенной трубы на входную сторону агрегата. На охлажденном участке тонкостенной трубы перед выходом ее из промежуточной емкости кристаллизуется слой плакируемого металла, заполняющего промежуточную емкость. Наружный диаметр кристаллизованного слоя ограничивается внутренней по верхностьк1 охлаждаемого кристаллизатора 7.

Выходящую иэ кристаллизатора 7 плакированную металлом трубу-заготовку направляют в прокатные клети с многовалковыми калибрами, где, пластически деформируя на оправке 17, обжимают плакированную трубу по диаметру и по стенке, причем качество полученных полых

55 заготовок повышается. Поршень 14, установленный внутри тонкостенной трубы 12, препятствует попаданию охлажденного воздуха в зону горячей пластической деформации и связанному с этим понижению температуры металла и повышению окалинообразования.

Оправка 17 выполнена водоохлаждае- . мой, поэтому работает в долгонесменяемом режиме. Хвостовик стержня 18 закреплен на выходной стороне агрегата с помощью перехватывающего устройства с подводом охлаждающей жидкости для оправки.

Пример. Металлическую ленту шириной 280 мм, толщиной 1,25 мм, смотанную в рулон, устанавливают в разматыватель 1, откуда после правки и образования запаса ленты для обеспечения непрерывного процесса сварки тонкостенной трубы (отношение диаметра к толщине стенки 60...120) подают ее в формовочно-сварочный стан, где известным способом производят формовку тонкостенной трубы и сварку кромок с помощью высокочастотного устройства 4 со скоростью 12 м/мин. Тонкостенную трубу с наружным диаметром 89,5 мм в установившемся процессе получения полых заготовок направляют в установленную соосно с осью формовки-сварки промежуточную футерованную емкость объемом 0,6 м, заполненную расплавом металла, например малоуглеродистой сталью (0,4 мз). Объем расплава 9, расходуемого в процессе работы, пополняют, Расплав, находящийся в поле действия индуктора (мощность индуктора 250 кВт), подогревают и в процессе работы непрерывно перемешивают вращающимся электромагнитным полем за счет воздействия на расплав 9 соосно установленной и охватывающей промежуточную емкость обмотки 10 с частотой вращения (номинальной) 480 мин . Частоту вращения магнитного поля регулируют, устанавливая ее такой, чтобы при минимальных энергетических затратах на перемешивание при установленной скорости перемещения трубы через расплав 9 достигалась надлежащая плотность и толщина плакирующего металла беэ образования утолщений, препятствующих выходу плакированной трубы из кристаллизатора 7 (толщина плакированной трубы на выходе из кристаллизатора 180 мм).

В зоне расположения кристаллизатора 7 тонкостенную трубу охлаждают с ее внутренней поверхности подводимым по трубе

13 охлажденным воздухом или другим дешевым безвредным и безопасным в технологическом отношении охладителем, Интенсивность охлаждения регулируют изменением подачи охлажденного газа через

1696108

30

40

45 насадку 11. Удаление охладителя происходит через внутреннюю полость тонкостенной трубы на входную сторону агрегата. На охлажденном участке тонкостенной трубы перед выходом ее из промежуточной емкости кристаллизуется слой плакируемого металла, заполняющего промежуточную емкость.. Наружный диаметр кристаллизованного слоя ограничивается внутренней поверхностью охлаждаемого кристаллизатора 7, При пополнении промежуточной емкости 6 расплавленным металлом температура металла в емкости повышается и процесс кристаллизации несколько замедляется. На выходе из кристаллизатора 7 плотность кристаллизованного слоя и его сопротивление пластическому деформированию станут несколько ниже, чем в период перед пополнением промежуточной емкости 6. Изменение плотности и сопротивления пластическому деформированию перед клетью 15 оказывает влияние на датчик 16 полного дЪвления металла на валок первой клети. Новое зна-. чение давленйй, например 4800 кН, автоматически сравнивают с его базовым значением (5000 кН) и по характеру (меньше базового) и величине отклонения формируют управляющий сигнал, который обрабатывают электротехническими приемами, причем обработанный сигнал оказывает воздействие в конечном счете на замедление (или ускорение при фактических значениях давления больше базового) процесса сварки. Поскольку фактическое значение полного давления установилось на 4 ниже базового, пропорционально должна быть изменена скорость вращения валков формовочного стана и, если необходимо, должны корректироваться режимы сварки при пониженной скорости тонкостенной трубы.

В случае повышения фактического значения полного давления, регистрируемого датчиком 16, по сравнению с базовым эначением, соответственно должна быть повышена скорость формовки-сварки. Из емкости 6 будет подаваться в зону пластической деформации менее плотный металл, что приведет систему к состоянию, при котором величина полного давления максимально приближена к базовому.

Выходящую из,кристаллизатора 7 плакированную металлом трубу-заготовку направляют в прокатную клеть 15 с многовалковыми калибрами, где, пластически деформируя на оправке 17, обжимают плакированную трубу по диаметру и по стенке (обжатие 30, давление, металла на валок 5000 кН), причем качество полученных полых заготовок повышается.

Атрегат с укаэанными параметрами имеет часовую производительность свыше

90 т полой заготовки, что достаточно для обеспечения заготовкой крупного трубопрокатного агрегата.

Применение изобретения позволяет обеспечить однородность свойств полых заготовок по их длине и тем самым повысить их качество.

Формула изобретения

Способ получения полых заготовок, включающий формовку-сварку из ленты тонкостенной трубы, заполнение промежуточной емкости подогреваемым расплавом, ввод в промежуточную емкость тонкостенной трубы и кристаллизацию на ней металле, вытягивание плакированной слоем расплава тонкостенной трубы иэ промежуточной емкости, последующую прокатку трубы в валках прокатных клетей с заданной величиной полного давления и резку трубы на заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества заготовок за счет обеспечения однородности свойств по длине, в процессе получения полых заготовок осуществляют изменение скорости формовки-сварки тонкостенной трубы пропорционально разности между измеренной величиной полного давления слоя плакированного расплава на прокатные валки первой клети и ее заданной величиной.

1696108

1696108

Составитель В. Битков

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э.Лончако,ва

Редактор Н. Тупица

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4258 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5