Способ заполнения трубчатой заготовки порошковой проволоки методом вибротранспортирования

(19) (11) Ь4(5 ц В 23 К 35 40 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ордена Ленина и ордена ТрудовогоКрасного Знамени институт электросварки им. Е.О. Патона(56) 1. Патент Франции В 2029975,кл. В 65 В 1/00, 1972,2. Авторское свидетельство СССРВ 837684, кл, В 23 К 35/40, .1978,3, Авторское свидетельство СССР9 841874, кл. В 23 К 35/40, 1978,(54)(57) 1. СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ТРУБЧАТОЙ ЗАГОТОВКИ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИМЕТОДОМ ВИБРОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ, включающий равномерную во времени подачупорошкового наполнителя к входномуотверстию трубчатой заготовки, перемещение его под действием направленных вибрационных колебаний в полостизаготовки и бункеризацию, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюисключения образования воздушных пробок при заполнении трубы путем заполнения полости заготовки не более чем на 157 на всем пути вибротранспортирования, порошковый наполнитель подают к входному отверстию трубы,поддерхивая его расход в течение всего времени заполнения трубы в размереопределяемом из соотношенияР = 0,785 К Чв Э где К - степень заполнения сечения полости в Х, определяемая по формуле К = а -1.; а и Ь - коэффициенты, зависящие от сечения полости трубчатой заготовки;- длина трубчатой заготовки, м; 98 - скорость вибротранспортирования, см/мин,- насыпная масса наполнителя, г/смз; Э - диаметр полости трубчатой заготовки, см.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для трубчатых эа- С готовок диаметром полости от 3 до 6 мм включительно а=9,13; Ь =0,013.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для трубчатых заготовок диаметром полости свыше 6 мм до 10 мм включительно а=12,13, Ъ=О, 013.4. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для трубчатых заготовок диаметром полости свыше 10 мм а=15, 16; Ь =0,016.,к способу заполнения порошковым наполнителем трубчатых заготовок, используемых для производства порошковой проволоки,Известен способ заполнения трубчатых заготовок порошковым наполнителем, при котором заполнение. трубыпроизводят путем виброперемещения 10наполнителя внутри ее полости. Дойдядо закрытого выходного отверстиятрубы, наполнитель начинает бункеризоваться в трубе, постепенно заполняявсе ее сечение по высрте и длине. На полнитель при этом поступает в трубуиз емкости, соединенной с трубой гибким шлангом. Это приводит к тому,что входное отверстие трубы оказывается полностью заполненным порошковым наполнителем, который затрудняетвыход воздуха, вытесняемого из трубыпорошком. Вследствие этого в трубеобразуются воздушные пробки (пустоты), .снижающие качество проволоки Ц,25Известен также способ заполнениятрубчатых заготовок порошковым наполнителем, в котором с целью предотвращения образования указанных пробокпредусматривается стравливание возду З 0ха вместе с частью наполнителея черезнеполностью перекрытое выходное отверстие трубы 2 .Однако выход воздуха через ужезаполненный выходной конец трубы ока 35зывается также затрудненным, стравливание через выходное отверстие тру- бы части наполнителя ведет к снижениюпроизводительности процесса и допол-.нительным энергозатратам.40Известен способ заполнения трубчатой заготовки порошковой проволоки методом вибротранспортирования, включающий равномерную во времени подачу порошкового наполнителя к ф 5 входному отверстию трубчатой заготовки, перемещение его под действием направленных вибрационных колебаний в полости заготовки и бунке. - ризацию 31 . Согласно известному 50 способу устранена жесткая связь между емкостью с порошком и заполняемой трубой. При этом наполнитель поступает в трубу из кольцевого канала, куда он свободно вытекает из емкости через гибкий шланг с диаметром отверстия, не превьппающим диаметра отверстия трубки, Входной ко нец трубки оснащается наконечником с коническим отверстием, что обеспечивает вибротранспортирование наполнителя в трубе слоем высотой от 1/2 до 2/3 диаметра ее отверстия при высоте слоя во входном сечении конуса не более 1/3 диаметра этого сечения 3,Однако подача нанолнителя из емкости через гибкий шланг трудно регулируется и, как правило, приводит либо к избыточному высыпанию наполнителя в кольцевой желоб и полному перекрытию входного отверстия трубы, либо к переуплотнению наполнителя в гибком шланге и прекращению его подачи; при любой производительности процесса подачи наполнителя из емкости он не полностью попадает в трубу и может совершать многократные перемешения по периметру кольцевого желоба. Это приводит в случае заполнения трубы гранулами к разрушению последних и сегрегации продуктов разрушения либо, в случае заполнения трубы механической смесью порошков - к ее сепарации, Не попавший в трубу наполнитель накапливается в желобе, увеличивая степень перекрытия входного отверстия трубы; ограничивая количество наполнителя во входном сечении трубы одной третью ее сечения, известный способ допускает заполнение самой трубы транспортируемым наполнителем на 1/2-2/3 ее сечения, В то же время с увеличением длины заполняемой трубы и особенно уменьшением ее диаметра сопротивление выходу воздуха увеличивается настолько, что.при, указанных пределах перекрытия сечения. трубы заполняемым материалом в ней могут образоваться воздушные пробки. Все это снижает качество проволоки.Целью изобретения является исключение образования воздушных пробок при заполнении трубы путем заполнения полости заготовки не более чем на 15% на всем пути вибротранспортирования.Указанная цель достигается тем, что согласно способу заполнения трубчатой заготовки порошковой проволоки методом вибротранспортирования, включающему равномерную во времени подачу порошкового наполнителя к входному отверстию трубчатой заготовки, перемещение его под действи3 1146 ем направленных вибрационных колеба- ний в полости заготовки и бункеризацию, порошковый наполнитель подают к входному отверстию трубы, поддерживая его расход в течение всего времени заполнения трубы в размере, оп". ределяемом соотношением 25 Р = 0,785 КУ,уэ (1)где К - степень заполнения сечения 1 Ополости в 7 определяемая по формулеК = а - Ь(2), д и Ь - коэффициенты, зависящие от сечения полоститрубчатой заготовки; 4 - длина трубчатой заготовки, м; 1 - скорость 15вибротранспортирования, см/мин;- насыпная масса найолнителя,г/см;О - диаметр полости трубчатой заготовки см,В зависимости от диаметра полости 2 Отрубчатой заготовки, для заготовокдиаметром полости от 3 до 6 мм включительно а=9,13; Ь =0,013,При диаметре полости свыше 6 ммдо 10 мм включительно а=12, 13,,=0,013.При диаметре полости свыше 10 мма=15, 16, Ь =0,016.На чертеже изображена схема осуществления способа, 30Из емкости 1 с регулируемым отверстием через регулируемый по высоте зазор 2 наполнитель 3 попадаетна транспортирующий орган 4 питателя, имеющий плавную регулировку ско.35рости транспортирования от привода 5С транспортирующего органа 4 наполнитель ссыпается в приемный бункер 6, закрепленный на заполняемойтрубе .7, которой сообщаются направленные вибрационные колебания специальным устройством 8Требуемая для контрольной трубыдоля заполнения ее полости транспортирующим наполнителем определяетсяпо уравнению (2), а производительность питателя 4, необходимая дляполучения такой величины заполненияиэ уравнения (1),Отстроив питатель 4 на расчетнуюпроизводительность за счет изменения высоты зазора 2 или скоростиего транспортирующего органа, получают непрерывный и равномерный во 55времени поток наполнителя, полностью улавливаемый бункером 6, подаваемый к входному отверстию трубы 7 167 4и перемещаемый далее под действиемнаправленных колебаний к выходномуотверстию трубы. Достигнув выходного отверстия, наполнитель начинаетзаполнять все сечение трубы, вытесняя воздух в направлении входногоотверстия трубы.При этом на всем пути вибротранспортирования наполнителя объем полости трубы, занятый наполнителем,не будет превышать рассчитанного поуравнению (2),Перекрытие сечения трубы менеечем на 57 приводит к существенномуснижению производительности процесса заполнения. Увеличение степениперекрытия сечения трубы более чемна 157 в любом случае приводит к появлению воздушных пробок и снижениюкачества заполнения,П р и м е р 1. Заполнению подвергают трубу размером 5 х 1 мм длиной310 м. Определенная для этой трубыпо формуле (2) величина К равна 5 Х.К=9,13-0,013 310=5,17 Наполнительимеет насыпную массу 2,5 г/см исостоит из порошков следующих материалов: флюоритовый концентрат,рутиловый концентрат, ферромарганец,ферросилиций, железный порошок, никель, хром, молибден. Скорость вибротранспортирования 1500 см/мин.Рассчитывая производительность питателя по формуле (1), получаемР=0,05 х 0,785 х 1500 х 0,3 х 2,5==13,5 г/мин.Отстроив питатель на расчетнуюпроизводительность, производят заполнение указанной трубы приготовленнойсмесью порошков. Питатель работаетс расчетной производительностью.С учетом переуплотнения наполнителя, предупреждающего его произволь.ное пересыпание в трубе, в трубудолжно войти 5775 г наполнителя. Таким образом, время заполнения трубы5775должно составить 3 5 = 425 мин.Фактически время заполнения трубысоставляет 426 мин, при этом в трубувошло 5760 г наполнителя.В дальнейшем заполненная трубапротянута до диаметра 1,6 мм с промежуточной термообработкой на диамет-ре 2,5 мм,Сварка проволокой диаметром 1,6 ммиз различных по длине(исходной310-ти метровой трубы) мест показы 1146167вает, что содержание определяющихкачество проволоки элементов (марганец, кремний, никель, хром, молибден)в наплавленном металле отличается впределах ошибки анализа. Пустоты впроволоке при сварке не отмечены.П р и м е р 2. Заполнению подвергают трубу размером 10 х 1,0 мм, длиной 200 м. Определенная для этой тру,бы по формуле (2) величина К равна 09,5 ., К 12,13-0,013 х 200=9,537. Используют тот же наполнитель, что и впримере 1. Скорость вибротранспортирования 1500 см/мин,Рассчитывая производительность 15питателя по формуле (1), получаемР=О, 095 хО, 785 х 1500 хО, 82 х 2, 5=180 г/мин,Отстроив питатель на расчетнуюпроизводительность, производят заполнение трубы смесью порошков. Питатель работает с расчетной производительностью.С учетом переуплотнения наполнителя, предупреждающего его произволь.5 ное пересыпание в трубе, в трубу долж. но войти 27500 г наполнителя, Таким образом, время заполнения трубы27500должно составить --- = 153 мин,180 , 30 Фактическое время заполнения трубы составляет 144 мин, при этом в трубу входит 27480.г наполнителя. В даль 4 нейшем заполненная труба протянута до диаметра 1,6 мм с промежуточной .термообработкой на диаметре 2,5 мм.Сварка проволокой диаметром 1,6 мм из различных по длине исходной 200-метровой трубы мест показы вает, что содержание определяющих качество проволоки элементов.(марга нец, кремний, никель, хром, молибден) в наплавленном металле отличается в пределах ошибки анализа, Пус тоты в проволоке при сварке не обнаружены. П р и и е р 3. Заполнению подвергают трубу размером 12 х 1 мм длиной10 и. Определенная для этой трубыпо формуле (2) величинаравна 157.,К=15,16-0,016 х 10=153, Используюттот же наполнитель, что и в примере 1. Скорость вибротранспортирования 1500 см/мин.Рассчитывая производительностьпитателя по формуле (1), получаемР=0,15 х 0,785 х 1500 х 1,02 х 2,5=445 г/мин,Отстроив питатель на расчетнуюпроизводительность, производят за"полнение трубы смесью порошков, Питатель работает с расчетной производительностью,С учетом переуплотнения наполнителя, предупреждающего его произвольное пересыпание в трубе, в трубудолжно было войти 850 г наполнителя.Таким образом, время заполнения тру 850бы должно составить в в ,= 1 91 мин.445Фактическое время заполнения трубысоставляет 1,9 мин, при этом в трубувошло 851,5 г наполнителя. В дальней.шем наполненная труба протянута додиаметра 2,5 мм с промежуточной термообработкой на диаметре 5,0 мм,Сварка проволокой диаметром2,5 мм из различных по длинеисходной 10-метровой трубы, мест показывает, что содержание определяющихкачество проволоки элементов (марганец, кремний, никель, хром, молибден) в наплавленном металле отличается в пределах ошибки анализа. Пустоты в проволоке при сварке не обнаружены.Предложенный способ заполнениятруб может быть использован при производстве бесшовной порошковой проволоки,Таким образом, при средней стоимости проволоки 1500 руб/т эффектот использования предложенного способа составляет. 37,5 тыс. руб. в год.1146167 оставитель Е. Сомова ехредС.Легеза ктор П. Коссеи О Тираж ВНИИПИ Госуд по делам из 035, Москва,Подписноомитета СССРткрытийая наб д. 4