Устройство для закалки труб

(51) 4 С 21 08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКАЛКИТРУБ, преимущественно прокатного на-.грева, содержащее коаксиально расположенные по горизонтальной оси кольч цевой наружный и внутренний в виде полого стержня спрейеры, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности геометрических;, размеров труб при обеспечении оптимальных условий дпя закалки, на внут" ренней поверхности наружного спрвйера выполнены выступы.2, Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что выступы размещены в средней части спрейера,3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что выступы размещены на входе и выходе спрейера.Д4. Устройство по п.2, о т л и - Е ч а ю щ е е с я тем, что выступы размещены в верхней и нижней частях спрейера со смещением друг относи- С, тельно друга.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ционными расходами по нагреву изделий под закалку, что значительно удорожает технологию.Более высокие прочностные характеристики и хорошие антикоррозионные свойства материала могут быть получены методом термомеханической обработки иэделий.Наиболее близким по технической сущности является устройство для закалки труб, преимущественно с прокатного нагрева, содержащее коаксиально расположенные по горизонтальной оси кольцевой наружный и внутренний в виде полого стержня спрейеры.Недостатком рассматриваемого устройства является повышенная разностенность труб при раскатке. Это объясняется тем, что используемые наружные спрейера с внутренними диаметрами, рассчитанными исходя из оптимальных условий струйного охлаждения, не могут ограничить в допустимых пределах величины прогиба и колебаний стержней при прокатке труб, возникающие от усилий прокатки и передаваемые через оправку к стержню. Поэтому величины прогиба и колебаний стержней значительно возрастают, что приводит к смещению и перекосу оправок Устройство относится к области термической обработки и может быть использовано для закалки длинномериых труб после проката.Известно устройство для термообработки длинномерных полых изделий, включающее последовательно расположенные проходную термическую печь и спрейерные устройства для наружного и внутреннего охлаждения изделий, связанные механизмами для транспортировки обрабатываемых изделий.Недостатком этого устройства является невозможность получения высоких скоростей охлаждения по всей длине труб и как результат необходимость применения для получения высокой прочности и коррозионной стойкости (например, сопротивления серово- дородному растрескиванию) в качестве материала дорогих легированных ста-. лей, использование которых приводит к большой длителъности последующего отпуска и значительному удорожанию операции термической обработки.Кроме того, использование проходной термической печи связано со значительными капитальными и эксплуатав очаге деформации раскатного стана, а следовательно, к увеличению разностенности труб,Кроме того, устройство ненадежнов работе, поскольку в начальный период подачи стержня с оправкой через проходное сечение спрейера -проводки в валки раскатного стана перемещение стержня осуществляется с .большими затруднениями из-за утыкания стержня в нижнюю линейку раскатного стана.Целью изобретения является повышение точности геометрических размеров труб при обеспечении оптимальныхусловий для закалки.Для достижения поставленной целив устройстве для закалки труб, преимущественно с прокатного нагрева,содержащем коаксиально расположенныепо горизонтальной оси кольцевой наружный и внутренний в виде пологостержня спрейеры, на внутренней поверхности наружного спрейера выполнены выступы,Выступы размещены в верхней и нижней частях спрейера со смещением;друг относительно друга. Выступы размещены на входе и выходе спрейера.Выступы размещены в средней частиспрейера.На фиг,1 приведена схема устройства для закалки труб с прокатного нагрева, выступы расположены со сдвигом выступов в верхней и нижней частях; на фиг.2 - то же, выступы расположены на входе и выходе устройства;на фиг.З - в средней его части.Устройство содержит стан горячейраскатки (на чертеже не показан) свалками 1 и внутренним спрейером, выполненным в виде перфорированного полого стержня 2 с оправкой 3 на егоконце, который коаксиально размещенв кольцевом наружном спрейере 4, имеющем отверстия 5 и сквозные черезкорпус проводки сливные отверстия 6.На внутренней поверхности наружногоспрейера выполнены выступы 7.Нри этом выступы могут быть выполнены на входной .или выходной стороненаружного охлаждающего устройства всредней его части, либо со сдвигомвыступов в верхней и нижней частяхустройства. Сечения сливных отверстий 6, расположенных около выступов 7,увеличены для обеспечения полногоудаления отработанной воды.Предлагаемое устройство работаетследующим образом,Перед раскаткой стержень 2 перемещается через наружный спрейер 4 всторону валков 1 раскатного стана.При этом передняя часть стержня 2 благодаря наличию выступов 7 на внутренней поверхности наружного спрейералегко ориентируется по оси прокатки 1 Оили достаточно близко к ней, так какне происходит неблагоприятных толчков наконечника стержня о нижнюю ли -нейку раскатного стана. Стержень безпрогиба подается к валкам раскатного 15стана.Захват обрабатываемой. трубы 8 валками 1 раскатного стана производитсяпосле установки стержня 2 с оправкой 3 строго по оси прокатки. В процессе раскатки переднего конца трубыпо мере выхода его из очага деформации на трубу подаются струи охлаждающей воды; на наружную поверхностьтрубы - через отверстие сопла 5, а 25на внутреннюю - через перфорацию полого стержня 2. При этом колебаниястержня относительно продольной осиограничены наличием кольцевых вь;сту";дов 7 на внутренней части спрейера 2 30настолько, что смещение, перекос иколебание оправки Э в очаге деформации не приводят к образованию на тру.бах разностенности вьппе допустимой,Охлаждающая вода в виде струй,по"ступающая .через сопла 5, после контакта с наружной поверхностью трубывыливается из рабочего пространстванаружного спрейера через сквозныесливные отверстия 6. Благодаря тому, 40что в зоне пережима 7 спрейера сливные отверстия 6 выполнены увеличенными, охлаждающая вода (по мере окончания контакта с поверхностью трубы)своевременно сливается и не заполняет проходного сечения наружного спрей,ера, что способствует поддержанию не"обходимого струйного омывания наружной поверхности трубы с высокими коэфиентами теплоотдачи, обеспечивающими соответственно необходимые высокие скорости охлаждения трубы. Раскатка заканчивается при выходе заднего конца из наружного спрейера.Благодаря тому, что выступы 7 вы55 полнены на сменяемых частях наружного спрейера 4, они легко могут быть заменены новыми в случае недопустимой выработки внутренней стенки в результате трения ее в местах выступовс вращающимся стержнем 2.Из предлагаемых схем размещениявыступов 7 на внутренней части наружного спрейера наиболее целесообразной является схема размещения сосдвигом их в верхней и нижней частяхфиг.1). В этом случае проходное сечение спрейера зауживается минимально, что наиболее благоприятно дляусловий охлаждения трубы при закалке,а часть наружного спрейера, являющаяся опорой для стержня, увеличивается по длине, что способствует егоболее устойчивому положению при вращении, уменьшение колебаний и прогибов стержня и соответственно уменьшению разностенности обрабатываемыхтруб,Закалка труб на обоих устройствахосуществлялась сразу же после раскатки при температуре в процессе раскатки 950-980 С. При таких же условияхбыла обработана партия труб в количестве 30 шт на устройстве, представляющем собой реконструкцию известного, с применением предлагаемого технического решения.Наружный спрейер состоял из 4-хсекций. Сменяемая часть спрейера свыступами сечения (в соотношении1:0,8) была помещена между 111 и 1 Чсекциями его. Сливные отверстия около выступа были увеличены в том жесоотношении. При обработке труб с использованием известного и предлагаемого устройства прочностные характеристики были одинаковыми, Обмеры геометрических параметров труб после обработки показали, что в случае использования известного устройства разностенность труб находилась в пределах 17-263, а в случае применения предлагаемого устройства 12-187, т.е. разностен-: ность снизилась в среднем на ЗОЖ.Использование предлагаемого устройства обеспечивает получение труб с повьппенной точностью геометрических размеров при раскатке их, совмещенной стермомеханической обработкой за счет уменьшения разностенносгти труб в результате создания условий устойчивой работы стержня, благодаря выполнению на внутренней поверхности наружного спрейера выступов.Повышение точности достигается за счет того, что отклонения стержня от оси прокатки во время обработки трубы ограничены выступами внутри наруж 5 ного спрейера и поэтому перемещение, перекос и колебания оправок при раскатке находятся в допустимых пределах.Повышение точности геометрических 10 размеров этих труб, т.е. снижение разностенности в среднем на 307 (17+26:2-12+18;2(17+26)2 хо приводит Произв-полигр. пр-тие, г. Ужго к снижению фактической средней толщины стенки высокопрочных труб на 0,2"0,25 мм (что подтверждено экспериментально), а следовательно, плотность (вес) погонного метра трубы со.ответственно снижается и из однойтонны металла будет прокатано большее количество метров труб. Таким образом, ожидаемый экономи-, ческий эффект определяется в результате разницы в выпуске труб с обычной точностью и повышенной