Установка для нанесения покрытий из расплава металла на трубы

 

Изобретение относится к покрытиям металлических материалов путем погружения в расплав, а именно к оборудованию для производства труб, в частности с цинковыми покрытиями. Изобретение позволяет повысить равномерность нанесенного покрытия при одновременном снижении его шероховатости и улучшить внешний вид. Установка включает ванну для расплава, устройство для загрузки и расположенные в ванне шнеки для перемещения и выгрузки труб из расплава на наклонный рольганг, винтовой ролик, барабан, упорную линейку, размещенные над ванной в месте выхода труб тянущие и центрирующие ролики и кольцевое сопло. При этом три первых заходных витка винтового конического ролика выполнены с переменным шагом и высотой витка, соотношение величин шагов этих витков соответственно составляет 1:1,92:0,65, а высота каждого из последующих витков меньше предшествующего в 1,2-1,5 раза, все остальные витки ролика имеют одинаковые шаг и высоту, параметры которых равны параметрам третьего заходного витка, а над заходной частью винтового конического ролика между вторым заходным витком и барабаном установлена с возможностью регулирования по высоте направляющая линейка, рабочий профиль которой обеспечивает постоянство зазора между нею и вершинам витков. Установка также снабжена цепным транспортером с магнитными рычагами и продувочным устройством, рабочая головка которого представляет собой коническое сопло. 3 ил.

Изобретение касается покрытия металлических материалов путем погружения в расплав, а именно относится к оборудованию для производства труб, в частности с цинковыми покрытиями.

Известна установка для нанесения покрытий из расплава металла на трубы, включая кинематически связанные шнеки для загрузки, перемещения и выгрузки труб из расплава на наклонный рольганг, винтовой ролик, установленный на выходе труб из расплава, и барабан, прижимающий трубы к ролику и к погружающим шнекам, выполненным с цилиндрическими и коническими участками, имеющими разный угол конуса и разный шаг витков на цилиндрических участках, причем погружающие шнеки и винтовой ролик установлены под разными углами к горизонтальной плоскости, а верхние образующие их конических участков расположены горизонтально к плоскости выхода труб из расплава (авт.св. СССР 199622, кл. C 23 C 2/00, 1967).

При использовании данной установки невозможно получить равномерное покрытие на трубах (отклонения по толщине составляют 20-40 и более мкм) из-за неравномерной выдачи труб из расплава. Последнее обусловлено остановкой и заклиниванием труб возле прижимного барабана. Кроме того, так как установка не имеет устройств для обдува наружной и продува внутренней поверхности труб, то при выходе труб из расплава металла неравномерность покрытия увеличивается за счет образования наплывов.

Известна также установка для нанесения покрытий из расплава металла на трубы, содержащая ванну для расплава, устройство для загрузки, шнеки для перемещения и выгрузки труб из расплава на наклонный рольганг, винтовой ролик, барабан для прижатия труб к винтовому ролику, упорную линейку, расположенную в ванне, тянущие и центрирующие ролики и кольцевое сопло, расположенные на ванне в месте выхода труб. При этом винтовой ролик имеет одинаковые шаг и высоту [1].

При использовании данной установки невозможно обеспечить четкой поштучной выдачи труб из расплава, так как при перемещении труб в расплаве они упираются в заходную часть винтового ролика и барабан, останавливаются, скапливаются и выдаются неравномерно, заклинивая в тянущих роликах. В результате формируется неравномерное по толщине покрытие, особенно на внутренней поверхности труб. Кроме того, заклинивание и скапливание труб приводит к тому, что в еще незатвердевший на их поверхности цинк вдавливаются оксиды и зола. Это приводит к ухудшению качества покрытия, образованию шероховатости, ухудшению внешнего вида.

Задачей изобретения является создание установки для нанесения покрытий из расплава металла на трубы, обеспечивающей повышение равномерности нанесенного покрытия при одновременном снижении его шероховатости и улучшении внешнего вида.

Поставленная задача решается тем, что в установке для нанесения покрытия из расплава металла на трубы, включающей ванну для расплава, устройство для загрузки и расположенные в ванне шнеки для перемещения и выгрузки труб из расплава на наклонный рольганг, винтовой ролик, барабан, упорную линейку, а также размещение над ванной в месте труб тянущие и центрирующие ролики и кольцевое сопло, согласно изобретению три первых заходных витка захадной части винтового конического ролика выполнены с переменным шагом и высотой витка, при этом соотношение величин шагов этих витков соответственно составляет 1: 0,92: 0,65, а высота каждого из последующих витков меньше предшествующего в 1,2-1,5 раза, причем все остальные витки как захадной, так и выходной части ролика имеют одинаковые шаг и высоту, параметры которых равны параметрам третьего заходного витка, а над заходной частью винтового конического ролика между вторым заходным витком и барабаном установлена с возможностью регулирования по высоте направляющая линейка, рабочий профиль которой обеспечивает постоянство зазора между нею и вершинами витков, при этом установка снабжена цепным транспортером с магнитными рычагами и продувочным устройством, рабочая головка которого представляет собой коническое сопло.

Техническим результатом от использования предложенного технического решения является повышение равномерности нанесенного покрытия при одновременном снижении его шероховатости и улучшении внешнего вида.

Это связано с тем, что предложенная конструкция заходной части винтового конического ролика, при котором три первых заходных витка выполнены в соответствии с предложенным соотношением их параметров, в сочетании с направляющей линейкой, установленной над заходной частью винтового конического ролика между вторым заходным витком и барабаном и имеющей рабочей профиль, обеспечивающий постоянство зазора между нею и вершинами витков, исключают остановку, скапливание и неравномерную выдачу труб из расплава, так как благодаря этому обеспечивается четкая подача переднего конца трубы на первый виток заходной части винтового конического ролика, и при повороте его на один оборот труба уверенно задается под направляющую линейку. Далее труба замыкается линейкой на ролике между витками и при встрече с прижимным барабаном витками ролика и конусной частью переднего шнека принудительно задавливается под барабан, чем и исключается задержка труб перед ним. В результате обеспечения стабильной поштучной выдачи труб из ванны с последующим их обдувом при прохождении через кольцевое сопло покрытие на наружной поверхности труб имеет практически равномерную толщину, а после продувки внутренней полости труб с помощью продувочного устройства, размещенного над цепным транспортером, покрытие и на внутренней поверхности становится равномерным. Кроме того, при использовании данной установки, вследствие отсутствия заклинивания и скапливания труб в ванне, не происходит вдавливания оксидов и золы в еще незатвердевший цинк на поверхности труб, благодаря чему снижается шероховатость покрытия и улучшается его внешний вид.

Приведенное соотношение трех первых заходных витков заходной части винтового конического ролика определено в результате математической обработки данных экспериментальных исследований при транспортировке труб внутри ванны в зависимости от условий вхождения труб в заходную часть ролика.

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемой установки; на фиг.2 - то же, в плане: на фиг.3 - схема установки винтового конического ролика и направляющей линейки.

Предлагаемая установка включает ванну для расплава 1, устройство для загрузки, выполненное в виде цепных укладывателей 2, и расположенные в ванне шнеки для перемещения и выгрузки труб из расплава 3 и 4, винтовой конический ролик 5, барабан 6, упорную линейку 7, размещенные над ванной в месте выхода труб тянущие и центрирующие ролики 8 и 9, а также кольцевое обдувочное сопло 10, по оси которого установлен наклонный рольганг 11.

Согласно изобретению три первых заходных витка (I,II,III) заходной части винтового конического ролика 5 выполнены с переменным шагом и высотой, при этом соотношение величин шагов этих витков P₁:P₂:P₃ составляет 1:0,92:0,65 соответственно, а высота h каждого из последующих витков меньше предшествующего в 1,2-1,5 раза. Все остальные витки (III+n) как на заходной, так и на выходной части ролика 5 имеют одинаковые шаг P и высоту h, параметры которых равны параметрам III заходного витка (т.е. P₃ и h₃). Направляющая линейка 12 расположена в ванне для расплава 1 над заходной частью винтового конического ролика 5 между его II заходным витком и барабаном 6, причем линейка 12 имеет возможность регулирования по высоте (для обработки разного сортамента труб), а рабочий профиль ее обеспечивает постоянство зазора между ней и вершинами витков. При этом установка снабжена цепным транспортером 13 с магнитными рычагами 14 и продувочным устройством 15, рабочая головка которого представляет собой коническое сопло. При этом на наклонном рольганге 11 могут быть установлены магнитные ролики 16 и сталкиватель 17.

Установка работает следующим образом.

Труба 18 загружается в ванну для расплава 1 с помощью цепных укладывателей 2 на заход шнеков 3 и 4 до соприкосновения с упорной линейкой 7 и винтовым коническим роликом 5 под углом, передним концом вниз для выхода воздуха. При повороте шнеков 3 и 4 на полоборота, а ролика 5 на один оборот (так как шнеки имеют навивку двухзаходную, а ролик - однозаходную) труба 18 попадает под направляющую линейку 12, замыкается между витками ролика 5 линейкой 12, что обеспечивает четкую и принудительную задачу трубы 18 под барабан 6. За счет разности шага навивок на шнеках 3 и 4 и ролика 5 и разных углов расположения шнеков 3 и 4 и ролика 5 труба 18 при движении в ванне с расплавом 1 меняет угол наклона и при выходе подается передним концом вверх для стока металла. Труба 18, попав на горизонтальную часть шнека 3, ролика 5 и под барабан 6, получает, кроме поперечного движения, осевое. Поперечное движение трубы 18 прекращается, как только она попадает под тянущие ролики 8. В момент захвата трубы 18 тянущими роликами 8 и центрирующими роликами 9 она освобождается от прижимного усилия барабана 6. Далее труба 18 тянущими и центрирующими роликами 8 и 9 проходит через кольцевое обдувочное сопло 10 на магнитные ролики 16 до конца наклонного рольганга 11. Затем труба 18 автоматически сбрасывается сталкивателем 17 на цепной транспортер 13. После чего труба 18, попадая на ось продувки, автоматически поднимается над цепным транспортером 13 магнитными рычагами 14 и задается в продувочное устройство 15, продувается с помощью кольцевого сопла и опускается рычагами 14 обратно на постоянно движущийся цепной транспортер 13.

При проведении сравнительных испытаний предложенной установки и установки по прототипу при нанесении цинкового покрытия на трубы сортамента: Ду= I'', толщина стенки 3 мм, длина 8000 мм был использован винтовой конический ролик, имеющий на заходной части витки со следующими параметрами: P₁=200 мм, P₂= 120 мм, h₁=160 мм, h₂=110 мм, h₃=90 мм, остальные витки которого имели параметры: P₁= P и h₃=h_n, где n - все остальные последующие витки винтового конического ролика, а рабочий профиль направляющей линейки представлял собой конус и зазор между ее профилем и вершинами витков составлял 8 мм. Продувка внутренней полости труб осуществлялась сжатым воздухом давлением 0,4 МПа с помощью сопла диаметром 24 мм. При этом было установлено, что толщина покрытия на наружной и внутренней поверхностях труб, полученного при использовании предложенной установки, составляла 56-60 мкм, т.е. покрытие было равномерным по толщине, тогда, как покрытие, полученное при использовании установки по прототипу, было неравномерным (его толщина колебалась от 30 до 85 мкм). Также на предложенной установке полученное покрытие было гладким и имело внешний вид, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 3262-75 и DIN 2444, в то время как покрытие, полученное на установке по прототипу, было шороховатым и значительно худшего внешнего вида.

Кроме того, были проведены дополнительные испытания по цинкованию труб на предложенной установке с использованием разных винтовых роликов, имеющих разные параметры трех первых заходных витков их заходной части. При этом было установлено, что стабильная поштучная выдача труб из ванны соблюдается при предложенном соотношении параметров этих витков.

Таким образом, применение предложенной установки позволяет значительно повысить покрытия на трубах, снизить его шероховатость и улучшить внешний вид.

Формула изобретения

Установка для нанесения покрытий из расплава металла на трубы, включающая ванну для расплава, устройство для загрузки и расположенные в ванне шнеки для перемещения и выгрузки труб из расплава на наклонный рольганг, винтовой ролик, барабан, упорную линейку, а также размещенные над ванной в месте выхода труб тянущие и центрирующие ролики и кольцевое сопло, отличающаяся тем, что три первых заходных витка заходной части винтового конического ролика выполнены с переменными шагом и высотой витка, при этом отношение величин шагов этих витков соответственно составляет 1, 0,92, 0,65, а высота каждого из последующих витков меньше предшествующего в 1,2 - 1,5 раза, причем все остальные витки как заходной, так и выходной части ролика имеют одинаковые шаг и высоту, параметры которых равны параметрам третьего заходного витка, а над заходной частью винтового конического ролика между вторым заходным витком и барабаном установлена с возможностью регулирования по высоте направляющая линейка, рабочий профиль которой обеспечивает постоянство зазора между нею и вершинами витков, при этом установка снабжена цепным транспортером с магнитными рычагами и продувочным устройством, рабочая головка которого представляет собой коническое сопло.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3