Способ охлаждения прокатного инструмента Советский патент 1992 года по МПК B21B27/06 B21B19/04 

.., Изобретение относится -к трубопрркат-: ному производству и мажет быть использовано как способ охлаждения прм горячей

прокатке труб-.- :. ;.;:;:-

Известен способ охлаждения .в.элков, сбчета ющий - одновременно жидкостное- и тазовое охлаждения, в котором бхлаждаЮ-, щим жидким компонентом является йода, а газом - воздух,. . . :/.:-{

Недостатками известного способа явля- ютсй невйсокзя стойкость прокатного инструмента и низкое качество изделия. .....

Наиболее близким к предлагаемому яв- ляется способ охлаждения инструмента газожидкостной смесью, в которой в качестве охлаждающего жидкостного компонента используют воду, а в качестве газа - воздух;-- : . Данный способ охлаждения хотя и обеспечивает более равномерное охлаждение поверхности инструмента, однако на егопр- верхности не образуется устойчивого тер- моизносостойкого оксидного слоя, и склонность к налипанию материала заготовки на инструмент сохраняется, в следст- вие этого стойкость инструмента низкая, а качество поверхности изделий невысокое.

Целью изобретения является повыше- ни износостойкости прокатного инструмента и повышение качества поверхности изделия за счет многократного образования ; термостойкого оксидного слоя на поверхности инструмента.

..Поставленная цель достигается тем, что в известном способе охлаждения прокатного инструмента стана горячей прокатки, включающем подачу на поверхность инструмента охлаждающего средства в виде газоводяной смеси, в качестве газового компонента газоводяной смеси используют кислород в количестве 10-30% обьема смеси, который (кислород) добавляют в воду с момента нагрева инструмента более 200°С. Кроме того, с целью экономии кислорода подачу охлаждающего средства производят чередованием подачи смеси с

кислородом и без него с периодичностью 5-10 циклов прокатки.

Способ осуществляют следующим образом.

8 начале цикл прокатки, когда температура инструмента близка к температуре окружающей среды, охлаждение инструмента осуществляют охлаждающей водой без под ачи кислорода, Через 2-3 с после начала прокатки включают подачу кислорода, например, как в спреерные устройства, так и в систему охлаждения оправки, так как этого времени достаточно, ч тобы рабочая поверхность инструмента либо локальные ее участки разогрелись до температуры более 200°С при температуре нагретого металла 1150-1200°С. После окончания прокатки подачу кислорода в системе водоохлажде- ния оправки прекращают, а в спреерных устройствах продолжают еще 4-5 с. За этот период поверхность как оправки, так и линеек охлаждается смесью охлаждающей воды и кислорода, а температура инструмента снижается до 200°С и ниже. Спустя 4-5 с подгчу кислорода в спреерные устройства прекращают, и дальнейшее охлаждение инструмента, вплоть до следующего цикла прокатки с опозданием на 2-3 с, осуществляют водой. При прокатке каждой новой заготовки последовательность охлаждения повторяют.

Для случаев прокатки на сменной оправке охлаждение инструмента осуществляют через спреерные устройства.

В предлагаемом способе процесс образования разграничительного оксидного слоя происходит неоднократно, после прокатки каждой заготовки. Многократное формирование оксидного слоя на поверхности инструмента происходит взамен частично или полностью разрушенного слоя при прошивке предыдущей заготовки. В предлагаемом способе для образования оксидного слоя используется эффект разогрева инструмента от контакта и трения с прокатываемым металлом, являющимся в области горячей обработки металла отрицательным.

Предлагаемый способ охлаждения прокатного инструмента опробован при изготовлении труб размером 89x14 мм из углеродистой стали и стали ШХ-15 на трубопрокатном агрегате 50-200 ВТЗ, в состав которого входят прошивной, 3-вэлковый раскатной, редукционный и калибровочный станы.

Предварительно нагретую до 1150°С заготовку задают в закрытый калибр прошивного стана, образованный валками, линейками И оправкой и прошивают в гильзу размером 115x24 мм.

Для сравнения проведена прокатка труб аналогичных размеров и марок сталей по прототипу.

Эффективность способа охлаждения оценивали по качеству поверхности труб, стойкости прокатного инструмента и величине осевой скорости прошивки. Качество труб оценивали по количеству забракованных труб с дефектами на их поверхности, стойкость инструмента - по среднему количеству труб, прокатанных на каждом из комплектов оправок и линеек.

Сравнительные результаты прокаток по предлагаемому способу и прототипу приве- деиы в таблице.

Предлагаемый способ охлаждения прокатного инструмента в сравнении с прототипом позволяет увеличить стойкость линеек в 1,8 раза, оправок в 1,4 раза; увеличить качество труб, уменьшить количество брака на 0,65-0,9%; увеличить осевую скорость прокатки на 7%,

В предлагаемом способе для достижения повышения стойкости инструмента, производительности стана и качества труб используется эффект разогрева инструмента, являющийся в горячей прокатке отрицательным.

Реализация предлагаемого способа сравнительно проста, не требует установки дорогостоящего дополнительного оборудования и устройстг, способ может быть внедрен помимо трубопрокатного производства также в прессовании ковке и других обла- стях горячей обработки металлов.

Предлагаемый способ охлаждения прокатного инструмента предполагается внедрить на ТПА-50-200 ВТЗ и 140-1 ПНТЗ.

40

Формула изобретения

1. Способ охлаждения прокатного инструмента стана горячей прокатки, включающий подачу на поверхность инструмента

газоводяной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента и повышения качества поверхности изделия за счет многократного образования термостойкого оксидного слоя

на поверхности инструмента, в качестве газового компонента газоводяной смеси используют кислород в количестве 10-30% объема смеси, который добавляют в воду с момента нагрева инструмента более 200°С.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, мто, с целью экономии кислорода, подачу охлаждающего средства производят чередованием подачи смеси с кислородом и без него с периодичностью 5-10 циклов прокатки,

Сравнительные данные по износостойкости оправок и пинееи, осевой скорости гпххювя н к,- ества трув, прокатанних с использованием прототип н ппеллзгаеиого способа охлаждения инструмента

Использование : трубопрокатное производство, как. способ охлаждения при горячей прокатке труб. Сущность изобретения: на поверхность ЦнЪтруй1е1нт|;:п р/ 1а10т 6йа;чалаворх,ззатбм:гзЗ&вб№ Ш Ы&ъ В каче-: стве газового коШ;рШ м:та используют кислород в количестве 10-30% от рбьема смеси, Охлаждающун5 срёйу мрж но пода- вать поочерадао: смё6ь;с кислородом м без последнего с пёрйЬди чйрстьй 5-10 циклов прокатки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. ., .;.;,.

W

-зт- w- w inr

ТО

тг

520

Щ- MI

W

5Я5 402

да

365

дат

Ґ5tT

15о

395

Ж

345 Ж

250

W

218 13Г

228 ТГГ

В числителе приаедены зиэчени- согласно способу-прототмпу; знгмемэтеле - согласно предлагаемому .

№0,72

Т577Г

Й, 7 6,78

3,72 0,79 0.7 О5

°, 73

ТтУ

1,0

If

Всего проката по 3000,0 т труб, к тем числе 1000 г с использованием предлагаемого способя охпэядэ- ния инструкенгэ

1,0