Способ получения крутоизогнутых отводов



Способ получения крутоизогнутых отводов
Способ получения крутоизогнутых отводов
Способ получения крутоизогнутых отводов

 


Владельцы патента RU 2503515:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ПРОИЗВОДСТВЕННО-КОММЕРЧЕСКАЯ ФИРМА "СИБМЕТАЛЛ-ОМСК" (RU)

Изобретение относится к литью крутоизогнутых отводов с использованием электрошлаковой технологии. Трубный отвод формируют электрошлаковым переплавом полого расходуемого электрода, диаметр которого соответствует диаметру трубного отвода. Электрошлаковый металл накапливают в кольцевом пространстве между составным внешним и внутренним кристаллизатором. Формирование трубного отвода осуществляют за несколько операций, каждая из которых включает установку очередной секции составного внешнего кристаллизатора после заполнения шлаком кольцевого пространства между внутренним кристаллизатором и предыдущей секцией составного внешнего кристаллизатора. Перемещение кристаллизаторов после установки очередной секции внешнего кристаллизатора осуществляют встречно, при этом внутренний кристаллизатор перемещают вертикально вверх внутри полого расходуемого электрода, а внешний составной - опускают по заданному радиусу трубного отвода вниз до достижения жидким металлом краев очередной секции. Изобретение позволяет получать трубные отводы любой толщины из металла, обладающего высокой свариваемостью, за счет использования электрошлакового литья. 3 ил.

 

Изобретение относится к производству крутоизогнутых отводов с использованием электрошлаковой технологии.

Известен способ изготовления крутоизогнутых отводов, включающий протяжку трубной заготовки по рогообразному сердечнику в криволинейную заготовку с размером по диаметру, равным диаметру отвода, и догиб криволинейной заготовки в штампе до размеров отвода (А.И. Гальперин, Машины и оборудование для гнутья труб, М.: Машиностроение, 1967, стр.143-153), патент РФ №2247163).

Недостатком способа являются большие деформации кольцевого растяжения металла трубной заготовки в процессе протяжки по рогообразному сердечнику, большой расход металла, низкое качество детали, высокая трудоемкость изготовления.

Известен способ электрошлакового переплава (ЭШП), реализуемый установкой по патенту RU №2247163, МПК B23K 25/00 и заключающийся в переплаве расходуемого электрода под слоем шлака с одновременной кристаллизацией оплавленного металла.

Указанный способ и установка для его осуществления могут быть использованы для электрошлаковой наплавки труб, но не позволяют получать трубы непрерывной вытяжки и крутоизогнутые отводы труб.

Наиболее близким к заявляемому является способ полунепрерывного вертикального литья труб, по которому жидкий металл подают из литниковой системы в кольцевое пространство между наружным и внутренним кристаллизаторами. После формирования трубы заданной длины поступление жидкого металла в кольцевое пространство между наружным и внутренним кристаллизаторами прекращают и извлекают трубу. Для устранения зависания затвердевающей корочки используют возвратно-поступательное движение кристаллизатора вдоль оси отливки, встряхивание или вибрацию (Ефимов В.А. - Специальные способы литья, с.557-561 (справочник, 1991 г.).

Недостатком данного способа является то, что толщина стенки отливаемых труб ограничена и составляет 7-30 мм. Недостатком способа являются также узкие функциональные возможности, а именно: невозможность изготовления крутоизогнутых отводов труб.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей способа, а именно, обеспечение изготовления толстостенных крутоизогнутых отводов труб.

Указанный технический результат достигается тем, что трубную заготовку формируют кристаллизацией жидкого металла, который подают в кольцевое пространство между внешним и внутренним кристаллизатором с одновременным перемещением последних, согласно заявляемому изобретению, осуществляют электрошлаковый переплав полого расходуемого электрода, диаметр которого соответствует диаметру трубного отвода, формирование трубного отвода осуществляют за несколько операций, каждой из которых предшествует установка очередной секции составного внешнего кристаллизатора, перемещение кристаллизаторов после установки очередной секции внешнего кристаллизатора осуществляют встречно: внутренний кристаллизатор перемещают вертикально вверх внутри полого расходуемого электрода, а внешний составной - опускают по заданному радиусу трубного отвода вниз до достижения жидким металлом краев очередной секции.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана схема установки для осуществления способа на начальной стадии формирования трубного отвода электрошлаковым переплавом расходуемого электрода; на фиг.2 - то же после установки второй секции составного внешнего кристаллизатора; на фиг.3 - одна из завершающих стадий формирования трубного отвода заявляемым способом.

Способ осуществляется следующим образом.

На стол 1 гидравлического манипулятора устанавливают затравку 2 в виде кольца, диаметр которого соответствует диаметру изготавливаемого отвода. Внутрь кольца опускают внутренний охлаждаемый кристаллизатор 3. Затем на стол 1 гидравлического манипулятора устанавливают первую секцию 4а внешнего кристаллизатора 4. На полый расходуемый электрод 5 подают напряжение, и он начинает опускаться вниз. После касания электрода затравки по нему начинает протекать ток за счет, которого происходит его плавление.

Оплавленный металл проходит через шлак в кольцевом пространстве между внешним и внутренним кристаллизаторами и кристаллизуется на затравке 2.

По мере кристаллизации оплавленного металла и заполнения кольцевого пространства между кристаллизаторами 3 и 4, стол 1 гидравлического манипулятора опускается по радиусу изготавливаемого отвода. При этом вследствие усадки кристаллизующегося металла, возникает сила, выталкивающая вверх внутренний кристаллизатор. Таким образом, внешний и внутренний кристаллизаторы движутся встречно.

Когда шлак с металлом достигнет верхнего уровня первой секции 4а внешнего кристаллизатора 4, устанавливают следующую секцию 4б внешнего кристаллизатора 4. При достижении шлаком и металлом краев второй секции 4б внешнего кристаллизатора, вновь устанавливают следующую секцию внешнего кристаллизатора 4с и цикл повторяется. Так продолжается до вытяжки полного размера отвода 6. Количество устанавливаемых секций зависит от длины отвода.

При достижении заданных размеров отвода полый расходуемый электрод 5 поднимают на 500-600 мм вверх, отключают источник напряжения, дают изготовленной заготовке остыть до температуры 60-40°C, разбирают посекционно внешний кристаллизатор 4, откручивают затравку 2 от стола 1 и извлекают отвод 6 вместе с затравкой 2.

Пример осуществления способа.

Изготавливали отвод Do=430 мм с толщиной стенки Bо=35 мм, средним радиусом изгиба отвода Rcp=600 мм. Отвод предназначался для магистрального трубопровода.

На столе гидравлического манипулятора закрепляют затравку (кольцевую заготовку) с размерами: Dзатр.=430 мм, толщина стенки Bзатр.=35 мм , высота Hзатр.=50 мм.

Во внутреннее кольцевое пространство затравки опускают внутренний кристаллизатор на глубину, равную примерно половине высоты затравки - 25 мм. Диаметр внутреннего кристаллизатора при этом выбирают по формуле D-2В-z, где D - диаметр затравки, B - толщина стенки затравки, z - необходимый зазор. В данном случае 430 мм - 2×35 мм - 5 мм = 355 мм.

Устанавливают на стол гидравлического манипулятора первую секцию внешнего кристаллизатора с обеспечением зазора между расходуемым электродом и внешним кристаллизатором.

При среднем радиусе изгиба изготавливаемого отвода Rсp.=600 мм и его диаметре D=430 мм, максимальный радиус изгиба отвода составит R1=815 мм, а минимальный - R2=385 мм. В связи с этим образующая высота (максимальный радиус изгиба отвода) наружной и внутренней стенок (минимальный радиус изгиба отвода) внешнего кристаллизатора должна быть разной. Высота наружной стенки каждой секции внешнего кристаллизатора определяется по формуле Lн=2πR1/4n, а высота внутренней стенки внешнего кристаллизатора определяется по формуле Lв=2πR2/4n, где R1, R2 - внешний и внутренний радиус изгиба отвода соответственно; n - количество секций внешнего кристаллизатора.

При n=6 получаем: Lн=214 мм; Lв=101 мм.

После установки первой секции внешнего кристаллизатора на полый расходуемый электрод подают напряжение, за счет которого происходит его плавление.

Оплавленный металл проходит через шлак в кольцевом пространстве между внешним и внутренним кристаллизаторами и кристаллизуется на затравке.

При этом по мере оплавления расходуемого электрода и кристаллизации электрошлакового металла, внутренний кристаллизатор поднимается на 5-8 мм. По команде, поступающей с блока управления, гидравлический манипулятор опускает внешний кристаллизатор на эту же величину (5-8 мм) по заданному радиусу трубного отвода.

Когда шлак с металлом достигнет верхнего уровня первой секции внешнего кристаллизатора, устанавливают следующую секцию внешнего кристаллизатора. При достижении шлаком и металлом краев второй секции внешнего кристаллизатора, вновь устанавливают следующую секцию и цикл повторяется. Так продолжается до вытяжки полного размера отвода.

Вытяжка крутоизогнутых трубных отводов непрерывным способом электрошлакового переплава позволяет обеспечить их высокие физические и механические свойства, изготавливать отводы практически любой толщины.

С другой стороны, метод ЭШП позволяет получить металл, обладающий высокой свариваемостью, что является необходимым качеством трубных отводов. Процесс непрерывной вытяжки отводов позволяет значительно расширить номенклатуру марок стали, из которых можно получать отводы.

Способ получения крутоизогнутых отводов, включающий формирование трубной заготовки кристаллизацией жидкого металла, который подают в кольцевое пространство между внешним и внутренним кристаллизаторами с одновременным перемещением последних, отличающийся тем, что осуществляют электрошлаковый переплав полого расходуемого электрода, диаметр которого соответствует диаметру трубного отвода, получение которого осуществляют за несколько операций, каждой из которых предшествует установка очередной секции составного внешнего кристаллизатора, причем перемещение кристаллизаторов после установки очередной секции внешнего кристаллизатора осуществляют встречно, при этом внутренний кристаллизатор перемещают вертикально вверх внутри полого расходуемого электрода, а внешний составной кристаллизатор опускают по заданному радиусу трубного отвода вниз до достижения жидким металлом краев очередной секции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве расходуемого электрода для выплавления слитка. Датчики уровня шлаковой ванны размещают в стенке кристаллизатора, а переплав осуществляют с использованием дополнительного источника питания и двух затравок для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, размещенных горизонтально напротив друг друга в стенке кристаллизатора вблизи торцов расходуемых электродов, при этом дополнительный источник питания включают параллельно относительно упомянутого источника питания с образованием двух независимых электрических контуров, каждый из которых включает один из расходуемых электродов, шлаковую ванну, размещенные в поддоне затравки и затравки для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, причем в период приплавления размещенных в поддоне затравок к нижней части выплавляемого слитка отключают электрический контур между шлаковой ванной и затравками для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, а при получении сигнала от датчиков уровня шлаковой ванны о наличии разбаланса в скоростях плавления расходуемых электродов увеличивают скорость плавления электрода с меньшим заглублением в шлаковую ванну при одновременном уменьшении скорости плавления электрода с большим заглублением до устранения разбаланса.

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве расходуемого электрода для выплавления слитка. Датчики уровня шлаковой ванны размещают в стенке кристаллизатора, а переплав осуществляют с использованием дополнительного источника питания и двух затравок для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, размещенных горизонтально напротив друг друга в стенке кристаллизатора вблизи торцов расходуемых электродов, при этом дополнительный источник питания включают параллельно относительно упомянутого источника питания с образованием двух независимых электрических контуров, каждый из которых включает один из расходуемых электродов, шлаковую ванну, размещенные в поддоне затравки и затравки для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, причем в период приплавления размещенных в поддоне затравок к нижней части выплавляемого слитка отключают электрический контур между шлаковой ванной и затравками для обогрева периферийной зоны шлаковой ванны, а при получении сигнала от датчиков уровня шлаковой ванны о наличии разбаланса в скоростях плавления расходуемых электродов увеличивают скорость плавления электрода с меньшим заглублением в шлаковую ванну при одновременном уменьшении скорости плавления электрода с большим заглублением до устранения разбаланса.

Изобретение относится к области спецэлектрометаллургии и может быть использовано при конструировании электрошлаковой печи для выплавки слитков. .

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов. .

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к электрошлаковому переплаву металлосодержащих отходов. .

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, а именно к электрошлаковому переплаву стали. .

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к области специальной электрометаллургии, а именно к производству биметаллических слитков с использованием электрошлаковой технологии.

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, в частности к печам электрошлакового переплава металлосодержащих отходов с применением нерасходуемых электродов.
Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может быть использовано при изготовлении слитка стали электрошлаковым переплавом расходуемого электрода. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к штампам для формообразования полых деталей из трубных заготовок, и может быть использовано в области машиностроения при производстве изделий типа тройников, переходников, крутоизогнутых патрубков.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к формообразованию полых изделий с отводами из трубных заготовок. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для формовки крутоизогнутых патрубков переменного сечения, в частности к ракетной технике для изготовления газовода камер сгорания жидкостных ракетных двигателей.

Изобретение относится к области обработки давлением листовых заготовок и может быть использовано для изготовления коротких труб с продольным сварным швом, служащих элементами колен трубопроводов или отводами, привариваемыми к емкостям различной формы.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к получению цилиндрических патрубков с наклонной стыковой областью. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности может быть использовано для получения разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется при изготовлении круговых конических патрубков с наклонным срезом. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении деталей из трубных заготовок методом холодной штамповки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности для получения разверток цилиндрических патрубков с наклонным срезом. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении трубных шпилек, преимущественно из однородных материалов, для U-образных теплообменных аппаратов.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована при изготовлении металлических патрубков для трубопроводов. Способ изготовления патрубка включает выполнение предварительного отверстия в заготовке путем черновой резки заготовки с двух направлений вращающимся режущим инструментом, причем указанное отверстие имеет неполный съем припуска на поверхности отверстия со стороны, соответствующей внутренней стороне гиба углового патрубка как готового изделия. Осуществляют чистовую обработку по диаметру внутренней поверхности предварительного отверстия с одной торцевой стороны посредством дисковой фрезы с дугообразной режущей кромкой и наружным диаметром меньше диаметра обработанного начисто отверстия, и чистовую обработку по диаметру внутренней поверхности указанного отверстия с другой торцевой стороны путем введения в него дисковой фрезы с другой торцевой стороны и ее кругового перемещения вдоль поверхности отверстия, подлежащей чистовой обработке, в процессе вращения дисковой фрезы. Приведены варианты конструктивного выполнения угловых патрубков, полученных указанным способом. Обеспечивается изготовление патрубка, плавно изогнутого вдоль оси и не имеющего ненужной толщины. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх