Способ охлаждения труб

(19) 1)5 С 21 О 9/О 3 Ц р САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТО перемед углом ают охпод одрасход нуля с встречательскии сти и Си Колмогорбинский, Л.Г. Мар. Жукова ает стабильность проГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Уральский научно-исследоинститут трубной промышленннарский трубный завод(56) Заявка ФРГ В 2646620,кл. С 21 О 9/08, 1979,Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для термоупрочнения труб в линиях термоотделов и станов горячей йрокатки.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 нерав 2(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРУБ 57) Сущность изобретения: трубы щают вдоль продольной их оси и п к этой оси встречными потокам по ладитель. В момент прохождения ним из потоков торца трубы охладителя в нем уменьшается до одновременным увеличением его в ном потоке. 2 ил., 1 табл,номерность и снижцесса охлаждения.Целью изобретения является повышение равномерности охлаждения,Указанная цель достигается тем, что визвестном 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 максимума.Предлагаемый способ охлаждения труб содержитследующиесущественные 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 черезвстречные 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 трубэкранируют возможность попадания водывнутрь трубы.Все эти признаки в совокупйости позволяют сделать вывод о соответствии критерию "Существенные отличия".Способ охлаждения труб может бытьпроиллюстрирован схемой представленнойна фиг. 1, где А - А - расход охладителя, направление истечения струй которого совпадает с направлением движения труб, В - В -расход охладителя, направления истеченияструй которого противоположно направлению движения труб, 1 - продолжительностьподачи охладителя при прохождейии переднего конца труб через встречные потоки, 2- продолжительность подачи охладителяпри прохождении тела трубы через встреч-ные потоки, 3 - продолжительность подачиохладителя при прохождении заднего конца через встречные потоки, 4 - продолжительность подачи охладителя в промежуткемежду 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 охлади-.теля в струях направление истечениякоторых совпадает с направлением движе ".,ния труб, увеличивается до максимума,обеспечивающего получение равнопрочныхсвойств переднего конца и тела трубы.При необходимости после вйхода переднего конца из зоны действия встречныхпотоков осуществляется включение встречного потока струй и дальнейшее охлаждение тела трубы осуществляется встречнымипотоками (участок 2, фиг, 1).При прохождении заднего конца трубычерез систему встречных потоков прекращается подача охладителя, имеющего направление истечения струй, совпадающее снаправлением движения трубы, а расход охладителя в струях, противоположных направлению движения, увеличивается домаксимума, обеспечивающего получениеравнопрочных свойств металла заднегоконца и тела трубы (участок 3, фиг, 1),Предла;аемый способ охлажденйя трубопробован в термоотделе цеха Т - 2 Синар-:ского трубного завода для организации и роцесса прерванной закалки насосно-компрессорнйх труб диаметром 73 х 5,5 мм из стали 32 Г 2 С. Для этого в линии 5 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 состо ит из трех камер; в крайних камерах 4 и 5подачи охладителя вода подается на охлаждаемую поверхность навстречу друг другу, Между камерами 4 и 5 имеется камера 6 вывода охладителя, Камеры 4 и 5 соединены 15 через запорные клапаны 7 и 8, имеющиедистанционное управление и ретулятор давления 9 с трубопроводом 10 подвода охлаждающей воды, Клапаны 7 и 8 установлены непосредственно перед сарейерами 3 для 20 снижения инерционности системы. Регуляторами расхода 9 устанавливается необходимый расход воды на каждый из спрейеров 3. Для избежания забуривания трубы в линии охлаждения установлены приемная во ронка 11 и переходники 12, После выхода излинии охлаждения трубы далее транспортируются по рольгангу, закрытому разъемным желобом 13 (существующая конструкция).Фотодатчик 14 фиксирует попадание в 30 поле его зрения переднего и заднего концовтруб. Скорость движения труб через охлаждение устройства 12 м/мин. Расход охлазди теля на каждый спрейер 80-100 м /ч.Температура трубы до и после охлаждения 35 соответственно 850+ 20, 580+ 20 С.Угол подачи охладителя к охлаждаемойповерхности при охлаждении по предлагаемому способу - 45 О.Работает линия охлаждения следую щим образом.При подходе трубы к выходу из печи 1 .включаются клапаны 7 и 8 ы.осуществляется подача охладителя в камеры 4 и 5, спрейеров 3. При пересечении переднего конца 45 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 50 спрейера, Задержки времени выбираютсяиз 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 55 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 фото- датчика 14 заднего конца трубы подаются1766981 6 сигналы с индивидуальными задержками времени на запорные клапаны 7 каждого спрейера 3 и производится отключение подачи охладителя в камеры 4. Задержка вре мени 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 во дц в камеры 4 на время, необходимое для прохождения торцом трубы камер 4 и 6 после чего клапанц 7 включаются. При пересечении передним концом следующей трубы поля зрения фотодатчика 14 цикл от ключения - включения клапанов 7 и 8 повторяется аналогично вышеописанному, Эффективность способа охлаждения труб в сравнении с прототипом оценивалась по равномерности охлаждения, которые опре делялись 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 срав нительных испытаний предлагаемого способа охлаждения труб и способа охлаждения по прототипу.Из таблицы видно, что при охлаждении по предлагаемому способу разброс прочно стных свойств по периметру составил по о 25-37 Н/мм 2, о 0,2 24 - 35 Н/мм,дв 1,8 - 2,3%, по длине с 50 - 58 Й/мм, щ,242 - 54 Н/мм 2, д 5 3,2 - 3,5 оь. При охлаждении по прототипу минимальный разброс прочно стных свойств по периметру в средней части.трубы составил по бгт 65 - 90 Н/мм, 03,г, 38 - 42 Н/мм 2, д 5 3,8-4,5%, по длине (Л 40 Результаты сравнительных испытаний охлаждения труб по предлагаемому способу и способу-прототипу Способ охлаждения По длине 6,Н/ммз 6 Н/ммз бд, Н/ммз Предлагаемый 12 3-16 8 895-98313)2-17,0 840 т 908: 896-984 40-907 11 6-16 3880"90 820-885 590-632 582-620 По прототипу ет т вюв е плоских образцов с необработанными поверхностями, в зна М в числителе результаты исйытания менатепе образцов диам. 3,0 мм 68 - 85 Н/мм, а 3,2 67-88 Н/мм, д 5 4,7 - 4,9%.Таким образом, при охлаждении по предлагаемому способу разброс прочностных свойств по периметру снижается по сгг на 40 - 53 Н/мм 2, сЮ,27-14 Н/мм 2, по д 5 2,0 - 2,2%, по длине сгт 18-27 Н/мм, й),225 - 34 Н/мм 2, д 5 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 Ти ТА Синарского трубного завода для организации процесса прерванной закалки труб в линиях прокатных станов ТПА - 140 и ТПА и термоотделаПредполагаемый 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 увеличенйем расхода охладителя во втором из пары потоков до максимума.1766981 л еда ктор КоРРектоР 3, Салк изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина 10/ 1 СоставительТехред М.Мо каз 3523 Тираж 341ВНИИПИ Государственного комите113035, Москва Усов нтал Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС35, Раушская наб., 4/5