Способ охлаждения труб Советский патент 1992 года по МПК C21D9/08 

1

(21)4815425/02 (22) 18.04.90 (46)07.10.92. Бюл. №37

(71)Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности и Си- нарский трубный завод

(72)ВА Усов, Ю.И. Блинов, Л.Д. Колмогор- цева, А.В. Шепелев, Н.Ф. Рыбинский, Ю.В. Бодров, Ю.А. Поповцев, Л.Г. Марченко, Э,Р. Афанасьева, С.Ю. Жукова и А.А. Кривошеева

(56) Заявка ФРГ № 2646620, кл. С 21 D9/08, 1979.

(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРУБ (57) Сущность изобретения: трубы перемещают вдоль продольной их оси и под углом к этой оси встречными потокам подают охладитель. В момент прохождения под одним из потоков торца трубы расход охладителя в нем уменьшается до нуля с одновременным увеличением его во встречном потоке. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для термоупрочнения труб в линиях термоотделов и станов горячей прокатки.

Известны способы охлаждения, в которых охлаждение осуществляется потоками охладителя, расположенными вдоль оси транспортирования изделия.

Однако эти способы не позволяют получить равномерного охлаждения движущейся в потоке трубы из-за попадания воды внутрь трубы через свободный конец.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ охлаждения металлической трубы, включающий перемещение трубы вдоль продольной оси и подачу охладителя под углом к охлаждаемой поверхности трубы встречными потоками охладителя.

Недостатком этого способа, выработанного за прототип, является следующее.

Вода, попадая через передний и задний концы внутрь трубы, повышает неравномерность и снижает стабильность процесса охлаждения.

Целью изобретения является повышение равномерности охлаждения.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе охлаждения, включающем продольное перемещение труб и подачу охладителя под углом к оси перемещения встречными потоками, согласно предлагаемому техническому решению в момент прохождения под встречным потоком торца трубы, расход охладителя в нем уменьшают до нуля с одновременным увеличением его во втором потоке до мак9и- мума.

Предлагаемый способ охлаждения труб содержит следующие существенные отличительные признаки: в момент прохождения под встречным потоком торца трубы расход охладителя в нем уменьшают до нуля с одновременным увеличением его во втором потоке до максимума.

Такое изменение расхода позволяет избежать заливки воды внутрь трубы через торцы при транспортировании труб через

сл

с

VI

О ON О 00

встречные потоки (систему струи), т.к. при прохождении переднего торца трубы охлаждение осуществляется только струями потока, направление которых совпадает с направлением движения трубы через систему струй, а при прохождении заднего торца - только струями системы, направление которых противоположно направлению движения трубы. В этих случаях торцы труб экранируют возможность попадания воды внутрь трубы.

Все эти признаки в совокупности позволяют сделать вывод о соответствии критерию Существенные отличия.

Способ охлаждения труб может быть проиллюстрирован схемой представленной на фиг. 1, где А-А - расход охладителя, направление истечения струй которого совпадает с направлением движения труб, В-В - расход охладителя, направления истечения струй которого противоположно направлению движения труб, 1 - продолжительность подачи охладителя при прохождении переднего конца труб через встречные потоки, 2 - продолжительность подачи охладителя при прохождении тела трубы через встречные потоки, 3 - продолжительность подачи охладителя при прохождении заднего конца через встречные потоки, 4 - продолжительность подачи охладителя в промежутке между охлаждаемыми трубами.

При прохождении переднего конца через систему встречных потоков прекращается подача охладителя (участок 1 фиг, 1), имеющего направление истечения струй навстречу движению трубы, а расход охладителя в струях направление истечения которых совпадает с направлением движения труб, увеличивается до максимума, обеспечивающего получение равнопрочных свойств переднего конца и тела трубы.

При необходимости после выхода переднего конца из зоны действия встречных потоков осуществляется включение встречного потока струй и дальнейшее охлаждение тела трубы осуществляется встречными потоками (участок 2, фиг. 1).

При прохождении заднего конца трубы через систему встречных потоков прекращается подача охладителя, имеющего направление истечения струй, сойпадающее с направлением движения трубы, а расход охладителя в струях, противоположных направлению движения, увеличивается до максимума, обеспечивающего получение равнопрочных свойств металла заднего конца и тела трубы (участок 3, фиг. 1).

Предлагаемый способ охлаждения труб опробован в термоотделе цеха Т-2 Синар- ского трубного завода для организации процесса прерванной закалки насосно-комп- рессорныхтруб диаметром 73x5,5 мм из стали 32Г2С. Для этого в линии

термообработки (фиг. 2) за проходной туннельной печью 1 были установлены в промежутках между транспортирующими роликами 2 четыре спрейера 3, через которые трубы идут на проход. Спрейер 3 состоит из трех камер: в крайних камерах 4 и 5 подачи охладителя вода подается на охлаждаемую поверхность навстречу друг другу. Между камерами 4 и 5 имеется камера 6 вывода охладителя. Камеры 4 и 5 соединены

через запорные клапаны 7 и 8, имеющие дистанционное управление и регулятор давления 9 с трубопроводом 10 подвода охлаждающей воды Клапаны 7 и 8 установлены непосредственно перед сорейерами 3 для

снижения инерционности системы. Регуляторами расхода 9 устанавливается необходимый расход воды на каждый из спрейеров 3. Для избежания забуривания трубы в линии охлаждения установлены приемная воронка 11 и переходники 12. После выхода из линии охлаждения трубы далее транспортируются по рольгангу, закрытому разъемным желобом 13 (существующая конструкция). Фотодатчик 14 фиксирует попадание в

поле его зрения переднего и заднего концов труб. Скорость движения труб через охлаждение устройства 12 м/мин. Расход охладителя на каждый спрейер 80-100 м /ч. Температура трубы до и после охлаждения

соответственно 850± 20, 580± 20°С.

Угол подачи охладителя к охлаждаемой поверхности при охлаждении по предлагаемому способу - 45°.

Работает линия охлаждения следующим образом.

При подходе трубы к выходу из печи 1 включаются клапаны 7 и 8 и осуществляется подача охладителя в камеры 4 и 5, спрейеров 3. При пересечении переднего конца

движущейся трубы поля зрения фотодатчика 14 подаются сигналы на запорные клапаны 8 и происходит отключение подачи охладителя в камерах 5 спрейеров 3 с задержкой времени, индивидуальной для каждого

спрейера, Задержки времени выбираются из расчета, что конец трубы за это время дойдет до конца первых по ходу трубы камер охлаждения 4 каждого спрейера 3. Запорные клапаны 8 отключают подачу волы в

камеры 5 на время, необходимое для прохождения торцом трубы камер 6 и 5. После чего клапаны 8 включаются, вода на охлаждение подается в обе камеры 4 и 5 спрейеров 3 и осуществляется охлаждение тела трубы. При появлении в поле зрения фотодатчика 14 заднего конца трубы подаются

сигналы с индивидуальными задержками времени на запорные клапаны 7 каждого спрейера 3 и производится отключение подачи охладителя в камеры 4. Задержка времени для включения запорного клапана 7 каждого спрейера 3 выбирается из расчета, чтобы задний торец трубы дошел за это время до начала камер 4 каждого спрейера 3. Запорные клапаны 7 отключают подачу воды в камеры 4 на время, необходимое для прохождения торцом трубы камер 4 и б после чего клапаны 7 включаются. При пересечении передним концом следующей трубы поля зрения фотодатчика 14 цикл отключения - включения клапанов 7 и 8 повто- ряется аналогично вышеописанному. Эффективность способа охлаждения труб в сравнении с прототипом оценивалась по равномерности охлаждения, которые определялись по разбросу прочностных свойств по периметру трубы в шести точках и разбросу прочностных свойств по периметру между средней частью и концами трубы.

В таблице приведены результаты сравнительных испытаний предлагаемого способа охлаждения труб и способа охлаждения по прототипу.

Из таблицы видно, что при охлаждении по предлагаемому способу разброс прочностных свойств по периметру составил по & 25-37 Н/мм2, со 2 24-35 Н /мм2,65 1,8- 2,3%, по длине От 50-58 Н/мм2, Оо,2 42-54 Н/мм2, 5s 3,2-3,5%. При охлаждении по прототипу минимальный разброс прочностных свойств по периметру в средней части трубы составил по От 65-90 Н/мм2, оо,2 38-42 Н/мм2, 05 3,8-4,5%, по длине От

Результаты сравнительных испытаний охлаждения труб по предлагаемому способу и способу-прототипу

прототипу

880-9ZO 520-885

590;632 582-620

в числителе результаты исНыУания плоских образцов с необработанными поверхностями, е знаменателе образцов диам. 3,0 мм

4,70

5

0

5

0

5

68-85 Н/мм2, о&,2 67-88 Н/мм2, 65 4.9%.

Таким образом, при охлаждении по предлагаемому способу разброс прочностных свойств по периметру снижается по fft на 40-53 Н/мм2, оо,2 7-14 Н/мм2, по (5s 2,0-2,2%, по длине От 18-27 Н/мм2, Ob,2 25-34 Н/мм2, & 14-15%.

Таким образом, охлаждение по предлагаемому способу в сравнении с прототипом позволяет повысить равномерность охлаждения: разброс прочностных свойств по периметру и длине. Способ для охлаждения труб будет внедряться в цехах Т-2 и Т-1А Синарского трубного завода для организации процесса прерванной закалки труб в линиях прокатных станов ТПА-140 и ТПА- 80 и термоотдела..

Предполагаемый экономический эффект от внедрения составит 400 тыс. руб. за счет организации выпуска насосно-комп- рессорных труб групп прочности К и Е в линии стана взамен группы прочности Д.

Формула изобретения

Способ охлаждения труб, включающий их продольное перемещение и подачу охладителя под углом к оси перемещения парами встречных друг относительно друга потоков, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности охлаждения путем исключения попадания охладителя в момент прохождения каждого из торцов трубы встречного из пары потоков, расход охладителя в нем уменьшают до нуля с одновременным увеличением расхода охладителя во втором из пары потоков до максимума.

895;9§3 8чо-9о5

896-98) 5 iOr§07

liijjrlW

12,8-17,7

XI:

х,

Г

Z

см

г

ыг;:;- Г r .-vo ov ei

L. lЈ

M