СПОСОБ НОРМАЛИЗАЦИИ ТРУБ В ПРОХОДНЫХ РОЛИКОВЫХ ПЕЧАХ Российский патент 2004 года по МПК C21D1/26 C21D9/08 F27B9/28 

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно, к способу нормализации труб и может быть использовано при производстве хладостойких, газлифтных труб и труб, требующих повышенной ударной вязкости на установке с пилигримовыми станами непосредственно в технологическом потоке.

Известен способ нагрева труб в секционной печи скоростного нагрева, включающий нагрев труб за счет высокой разности температуры между рабочим пространством и нагреваемой трубой и транспортировку ее косорасположенными роликами. Печь состоит из установленных в одну линию отапливаемых камер (секций) и расположенных между ними неотапливаемых тамбуров, в которых находятся транспортирующие ролики. (Расчет нагревательных и термических печей. Справочник. Москва. "Металлургия" 1983 г. с.76).

Недостатком данного способа является невозможность обеспечить контролируемую прокатку, т.е. нагреть трубу до температуры в узком интервале, необходимую для проведения нормализации.

Кроме этого, тамбуры удлиняют печь, что затрудняет их монтаж из-за ограниченности площадей при реконструкции существующих трубопрокатных установок, вызванных увеличением спроса на газлифтные и хладостойкие трубы, требующие дополнительной термообработки.

Известен способ нагрева в проходных печах с роликовым подом, где тамбуры исключены. (В.Л.Гусовский, М.Г.Ладычичев, А.Б.Усачев. Современные нагревательные печи и термические печи. Справочник. "Машиностроение" Москва. 2001 г. с.86-91).

Недостатком способа нагрева в данных печах является необходимость проведения экспериментальных подборок скоростей передвижения трубы в печи в зависимости от каждого нового марко-типоразмера труб и температуры трубы перед печью с целью получения заданной температуры в узком интервале на выходе из печи.

Целью настоящего изобретения является проведение нормализации различных марко-типоразмеров труб в проходных роликовых печах в технологическом потоке без проведения предварительных экспериментальных работ.

Указанная цель достигается тем, что нагрев труб до заданной температуры производят при скорости ее перемещения в печи равной:

где L - длина печи, м;

λ - теплопроводность, ккал/(м.ч.град);

с - теплоемкость, ккал/(кг.град);

ρ - плотность, кг/м³;

S - толщина стенки трубы, м;

D - диаметр трубы, м;

Т_п - максимальная температура в печи, °С;

Т_н - начальная температура трубы перед печью, °С;

Т_к - заданная температура нагрева, °С;

V - скорость перемещения трубы в печи, м/мин. При этом две последние зоны печи имеют температуру, равную заданной температуре нагрева труб.

Предложенный способ нормализации труб в технологическом потоке заключается в том, что можно осуществлять контролируемую прокатку, т.е. нагревать трубу до заданной температуры в узком интервале, устанавливая скорость перемещения трубы в печи в зависимости от ее длины (L), геометрических параметров (S, D), теплопроводности (λ), теплоемкости (с), плотности металла (ρ), температуры трубы перед задачей в печь(Т_н) и максимальной температуры в печи (Т_п). Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ термообработки труб в технологическом потоке отличается тем, что нагрев труб до заданной температуры производят при скорости ее перемещения в проходной роликовой печи, равной

при этом две последние зоны печи имеют температуру, равную заданной температуре нагрева труб. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "Новизна".

Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволили выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия".

Способ был опробован и осуществлен на установке с пилигримовыми станами 8-16 "ОАО "ЧТПЗ".

Между пилигримовым и калибровочным станами была смонтирована роликовая печь, состоящая из 9 секций без тамбуров с 5 зонами нагрева и длиной 19,4 м. Трубы перемещаются по косорасположенным охлаждающимся роликам.

На первых 3-х зонах устанавливалась максимальная температура 1180°С, на 2-х последних 920°С, т.е., температура, до которой должна нагреваться труба из стали 09Г2С и 20ФА. Установка необходимой скорости продвижения трубы в печи позволила ускорить внедрение данной печи в производство.

Учитывая большое количество типоразмеров труб разных марок стали, производимых на ТПА 8-16" ОАО "ЧТПЗ", экспериментальный подбор скоростей на каждом марко-типоразмере потребовал бы больших затрат в сроках внедрения роликовой печи.

В настоящее время на основе предложенного способа термообработки разрабатывается система автоматического управления данной печью.

Изобретение относится к металлургическому производству и может быть использовано при производстве хладостойких, газлифтных труб и труб, требующих повышенной ударной вязкости, на установках с пилигримовыми станами непосредственно в технологическом потоке. Техническим результатом является проведение нормализации различных марко-типоразмеров труб в проходных роликовых печах в технологическом потоке без проведения предварительных экспериментальных работ. Трубы нагревают до заданной температуры при скорости ее перемещения в печи, равной: V=0,03 λL/cρ S(D-S)Т_П-Т_Н//Т_К-Т_Н, где: L - длина печи, м; λ - теплопроводность, ккал/(м.ч.град); с - теплоемкость, ккал/(кг.град); ρ - плотность, кг/м³; S - толщина стенки трубы, м; D - диаметр трубы, м; Т_П - максимальная температура в печи, °С; Т_Н - начальная температура трубы перед печью, °С; Т_К - заданная температура нагрева, °С; V - скорость перемещения трубы в печи, м/мин. При этом две последние зоны печи имеют температуру, равную заданной температуре нагрева трубы. 1 з.п.ф-лы.

1. Способ нормализации труб в проходных роликовых печах, включающий нагрев с температуры не выше 600°С и до температуры структурных превращений, кантовку косорасположенными роликами при перемещении в печи, отличающийся тем, что нагрев трубы до заданной температуры производят при скорости ее перемещения в печи, равной

где L - длина печи, м;

λ - теплопроводность, ккал/(м.ч.град);

с - теплоемкость, ккал/(кг.град);

ρ - плотность, кг/м³;

S - толщина стенки трубы, м;

D - диаметр трубы, м;

Т_П - максимальная температура в печи, °С;

Т_Н - начальная температура трубы перед печью, °С;

Т_К - заданная температура нагрева, °С.