Способ охлаждения труб

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5l)5 С 21 О 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР "1 Ц p ci

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

fq

2 ° (21) 4815425/02 (22) 18.04.90 (46) 07,10.92. Бюл. Q 37 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности и Синарский трубный завод (72) В.А. Усов, Ю.И. Блинов, Л.Д. Колмогорцева, А.В. Шепелев, Н.Ф. Рыбинский, Ю.В, Бодров, Ю.А, Поповцев, Л.Г. Марченко, Э.P. Афанасьева, С.Ю. Жукова и А.А. Кривошеева (56) Заявка ФРГ % 2646620, кл. С 21 0 9/08, 1979, Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для термоупрочнения труб в линиях термоотделов и станов горячей йрокатки.

Известны способы охлаждения, в которых охлаждение осуществляется потоками охладителя, расположенными вдоль оси транспортирования изделия.

Однако эти способы не позволяют получить равномерного охлаждения движущейся в потоке трубы из-за попадания воды внутрь трубы через свободный конец.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ охлаждения металлической трубы, включающий перемещение трубы вдоль продольной оси и подачу охладителя под углом к охлаждаемой поверхности трубы встречными потоками охладителя.

Недостатком этого способа, выработанного за прототип, является следующее.

Вода, попадая через передний и задний концы внутрь трубы, повышает нерав(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРУБ (57) Сущность изобретения: трубы перемещают вдоль продольной их оси и под углом к этой оси встречными потокам подают охладитель. В момент прохождения под одним из потоков торца трубы расход охладителя в нем уменьшается до нуля с одновременным увеличением его во встречном потоке. 2 ил., 1 табл, номерность и снижает стабильность процесса охлаждения.

Целью изобретения является повыше- (J) ние равномерности охлаждения.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе охлаждения, включающем продольное перемещение труб и подачу охладителя под углом к оси .перемещения встречными потоками, согласно предлагаемому техническому реше- 4 нию в момент прохОждения под встречным 01 потоком торца трубы, расход охладителя в 0 нем уменьшают до нуля с одновременным К ) увеличением его во втором потоке до макси- QQ мума.

Предлагаемый способ охлаждения труб содержитследующиесущественные отличительные признаки: в момент прохождения под встречным потоком торца трубы расход охладителя в нем уменьшают до нуля с одновременным увеличением его во втором потоке до максимума.

Такое изменение расхода позволяет избежать заливки воды внутрь трубы через торцы при транспортировании труб через

1766981

e,„„:., внутрь трубы. встречные потоки (систему струи), т.к. при прохождении переднего торца трубы охлаждение осуществляется только струями потока, направление которых совпадает с направлением движения трубы через систему струй, а при прохождении заднего торца — только струями системы, направление которых противоположно направлению движения трубы. В этих случаях торцы труб экранируют возможность попадания воды

Все эти признаки в совокупйости позволяют сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия".

Способ охлаждения труб может быть проиллюстрирован схемой представленной на фиг. 1, где А — А — расход охладителя, направление истечения струй которого совпадает с направлением движения труб,  — В— расход охладителя, направления истечения струй которого противоположно направлению движения труб, 1 — продолжительность подачи охладителя при прохождейии переднего конца труб через встречные потоки, 2 — продолжительность подачи охладителя при прохождении тела трубы через встреч- ные потоки, 3 — продолжительность подачи охладителя при прохождении заднего конца через встречные потоки, 4 — продолжительность подачи охладителя в промежутке между охлаждаемыми трубами.

При прохождении переднего конца через систему встречных потоков прекращается подача охладителя (участок 1 фиг, 1), 1 имеющего направление истечения струй навстречу движению трубы, а расход охлади-. теля в струях направление истечения которых совпадает с направлением движе-! ".: ния труб, увеличивается до максимума, обеспечивающего получение равнопрочных

), свойств переднего конца и тела трубы.

При необходимости после вйхода переднего конца из зоны действия встречных потоков осуществляется включение встречного потока струй и дальнейшее охлаждение тела трубы осуществляется встречными потоками (участок 2, фиг, 1).

При прохождении заднего конца трубы через систему встречных потоков прекращается подача охладителя, имеющего направление истечения струй, совпадающее с направлением движения трубы, а расход охладителя в струях, противоположных направлению движения, увеличивается до максимума, обеспечивающего получение равнопрочных свойств металла заднего конца и тела трубы (участок 3, фиг, 1), Предла;аемый способ охлажденйя труб опробован в термоотделе цеха Т-2 Синар-: ского трубного завода для организации и ро- цесса прерванной закалки насосно-компрессорнйх труб диаметром 73х5,5 мм из стали 32Г2С. Для этого в линии

5 термообработки (фиг. 2) за проходной туннельной печью 1 были установлены в промежутках между транспортирующими роликами 2 четыре спрейера 3, через которые трубы идут на проход. Спрейер 3 состо10 ит из трех камер; в крайних камерах 4 и 5 подачи охладителя вода подается на охлаждаемую поверхйость навстречу друг другу, Между камерами 4 и 5 имеется камера 6 вывода охладителя. Камеры 4 и 5 соединены

15 через запорные клапаны 7 и 8, имеющие дистанционное управление и ретулятор давления 9 с трубопроводом 10 подвода охлаждающей воды, Клапаны 7 и 8 установлены непосредственно перед сцрейерами 3 для

20 снижения инерционности системы. Регуляторами расхода 9 устанавливается необходимый расход воды на каждый из спрейеров

3. Для избежания забуривания трубы в линии охлаждения установлены приемная во25 ронка 11 и переходники 12. После выхода из линии охлаждения трубы далее транспортируются по рольгангу, закрытому разъемным желобом 13 (существующая конструкция).

Фотодатчик 14 фиксирует попадание в

30 поле его зрения переднего и заднего концов труб. Скорость движения труб через охлаждение устройства 12 м/мин. Расход охлазди теля на каждый спрейер 80-100 м /ч.

Температура трубы до и после охлаждения

35 соответственно 850 20, 580й20 С.

Угол подачи охладителя к охлаждаемой поверхности при охлаждении по предлагаемому способу — 45О.

Работает линия охлаждения следую40 щим образом.

При подходе трубы к выходу из печи 1 . включаются клапаны 7 и 8 ы осуществляется подача охладителя в камеры 4 и 5, спрейеров 3. При пересечении переднего конца 45 движущейся трубы поля зрения фотодатчика 14 подаются сигналы на запорные клапаны 8 и происходит отключение подачи охладителя в камерах 5 спрейеров 3 с задержкой времени, индивидуальной для каждого

50 спрейера, Задержки времени выбираются из расчета, что конец трубы за это время дойдет до конца первых по ходу трубы камер охлаждения 4 каждого спрейера 3. 3апорные клапаны 8 отключают подачу волы в

55 камеры 5 на время, необходимое для прохождения торцом трубы камер 6 и 5. После чего клапаны 8 включаются, вода на охлаждение подается в обе камеры 4 и 5 спрейеров 3 и осуществляется охлаждение тела трубы, При появлении в поле зрения фотодатчика 14 заднего конца трубы подаются

1766981 6 сигналы с индивидуальными задержками времени на запорные клапаны 7 каждого спрейера 3 и производится отключение подачи охладителя в камеры 4. Задержка вре- 5 мени для включения запорного клапана 7 каждого спрейера 3 выбирается из расчета, чтобы задний торец трубы дошел за это время до начала камер 4 каждого спрейера 3.

Запорные клапаны 7 отключают подачу во- 10 ды в камеры 4 на время, необходимое для прохождения торцом трубы камер 4 и 6 после чего клапаны 7 включаются. При пересечении передним концом следующей трубы поля зрения фотодатчика 14 цикл от- 15 ключения — включения клапанов 7 и 8 повторяется аналогично вышеописанному.

Эффективность способа охлаждения труб в сравнении с прототипом оценивалась по равномерности охлаждения, которые опре- 20 делялись по разбросу прочностных свойств по периметру трубы в шести точках и разбросу прочностных свойств по периметру между средней частью и концами трубы.

В таблице приведены результаты срав- 25 нительных испытаний предлагаемого способа охлаждения труб и способа охлаждения по прототипу.

Из таблицы видно, что при охлаждении по предлагаемому способу разброс прочно- 30 стных свойств по периметру составил по о, 25-37 Н/мм2, оо,2 24 — 35 Нlмм,д 1,8—

2,3%, по длине с 50-58 Й/мм, Oo,242 — 54

Н/мм2, д5 3,2 — 3,5%. При охлаждении по прототипу минимальный разброс прочно- 35 стных свойств по периметру в средней части. трубы составил по сгт 65 — 90 Н/мм, Oo,г .

38 — 42 Н/мм2, д5 3,8-4,5%, по длине с/т

Результаты сравнительных испытаний охлаждения труб по предлагаемому способу и способу-прототип

Способ охлаждения

По длине

3, Ф 6,Н/ммг т >H/ммг ох H/ììã

Предлагаемый

12 3-16 8 895-983

1 г

13,2-17,0 840-.908:

896-984

40 90!

11 6-16 3

«-1 - -г

12,8-17>7

88О 29700

820-885

590-632

582-620

1lo прототипу

Г» > плоских образцов с необработанными по верхностями, s знав числителе результаты исйытания менатепе образцов диам. 3,0 мм

68 — 85 Н/мм, Оо,2 67-88 Н/мм, Bs 4,7—

4,9%.

Таким образом, при охлаждении по предлагаемому способу разброс прочностных свойств по периметру снижается по сгг на 40 — 53 Нlмм, (7o,2 7-14 Н/мм2, по д5 2,0 — 2,2%, по длине сгт 18-27 Н/мм, ao,225 — 34 Н/мм2, д5 14-15%.

Таким образом, охлаждение по предлагаемому способу в сравнении с прототипом позволяет повысить равномерность охлаждения: разброс прочностных свойств по периметру и длине. Способ для охлаждения труб будет внедряться в цехах Т вЂ” 2 и Т вЂ” 1А

Синарского трубного завода для организации процесса прерванной закалки труб в линиях прокатных станов ТПА — 140 и ТПА80 и термоотдела..

Предполагаемый экономический эффект от внедрения составит 400 тыс. руб. за счет организации выпуска насосно-компрессорных труб групп прочности К и Е в линии стана взамен группы прочности Д.

Формула изобретения

Способ охлаждения труб, включающий их продольное перемещение и подачу охладителя под углом к оси перемещения парами встречных друг относительно друга потоков, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности охлаждения путем исключения. попадания охладителя в момент прохождения каждого из торцов трубы встречного из пары потоков, расход охладителя в нем уменьшают до нуля с одновременным увеличенйем расхода охладителя во втором из пары потоков до максимума.

1766981

Гт"н

Составитель В. Усов

Техред М.Моргентал

Редактор

КоРРектоР 3. Салко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 у 1

Заказ 3523 Тираж 341 Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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