Способ получения полых заготовок Советский патент 1991 года по МПК B22D11/00 

Изобретение 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 элект- . рической обмоткой 10 для электромагнитного перемешивания расплава 97 насадку 11 с отверстиями для подвода охлажденного газа (воздуха) к внутренней поверхности тонкостенной трубы 12, подводящую к насадке 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 давления металла на валок в первой клети прокатного стана, позицией 19 - уставка базового значения полного давления, позицией 20 - система управления приводом формовочно-сварочного стана, позицией 21 - уставка системы управления приводом и позицией 22 - привод формовочно-сварочного стана.

О

о

Os

о

00

Способ осуществляют следующим образом.

Металлическую ленту.требуемой ширины, смотанную в рулон, устанавливают в разматыватель 1, откуда после правки и об- разования запаса ленты для обеспечения непрерывного процесса сварки тонкостенной трубы (отношение диаметра к толщине стенки 60...120) подают ее в формовочно- сварочный 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 со- осно 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, 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 без образования утолщений, препятствующих выходу плакированной трубы из кристаллизатора 7. В зоне расположения кристаллизатора 7 тонкостенную трубу охлаждают с ее внутренней поверхности под- водимым по трубе 13 охлажденным воздухом или другим дешевым безвредным и безопасным в технологическом отношении охладителем. Интенсивность охлаждения регулируют изменением подачи охлажденного газа через насадку 11. Удаление охладителя происходит через внутрен- нюю полость тонкостенной трубы на входную сторону агрегата. На охлажденном участке тонкостенной трубы перед выходом ее из промежуточной емкости кристаллизуется слой плакируемого металла, заполняю- щего промежуточную емкость. Наружный диаметр кристаллизованного слоя ограничивается внутренней поверхностью, охлаждаемого кристаллизатора 7.

Выходящую из кристаллизатора 7 пла- кироваиную 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

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 м3, заполненную расплавом металла, например малоуглеродистой сталью (0,4 м3). 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 без 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

насадку 11. Удаление охладителя происходит через внутреннюю полость тонкостенной трубы на входную сторону агрегата. На охлажденном участке тонкостенной трубы перед выходом ее из промежуточной емко- сти кристаллизуется слой плакируемого металла, заполняющего промежуточную емкость. Наружный диаметр кристаллизованного слоя ограничивается внутренней поверхностью охлаждаемого кристаллиза- тора 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 давления металла на валок первой клети. Новое значение давлений, например 4800 кН.автома- тически 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 значением, соответственно должна быть повы- шена 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 валокбООО кН), причем качество полученных полых заготовок повышается.

Агрегат с указанными 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 из 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 фор- мовки-сварки тонкостенной трубы пропорционально разности между измеренной величиной полного давления слоя плакированного расплава на прокатные валки первой клети и ее заданной величиной.

21

®

19

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.

.Ј