Меню

Печи для закалки труб

Оборудование для термической обработки труб

Для т/о труб применяют печи периодического и непрерывного действия, а также уста­новки для индукционного и электроконтактного нагрева. Из печей периодического действия наибольшее исполь­зование находят камерные печи с внешней механизацией или выкатным подом. Из печей непрерывного дей­ствия — конвейерные, роликовые, секционные, а также печи с шагающим и наклонным подами.

Камерные печи преимущественно используют для отжига. Обрабатываемые трубы собирают в пакеты с помощью бугелей. Укладку производят рядами, между которыми устанавливают горизонтальные прокладки толщиной не менее 50 мм. Это улучшает условия цирку­ляции газов между трубами и способствует более бы­строму и равномерному их нагреву (рис. 1). С этой же целью иногда ставят вертикальные прокладки. Тонко­стенные трубы со стенками толщиной

В зависимости от размера труб и режима обработки производительность проходных роликовых печей может достигать 4 — 6 т/ч.

Специфическая особенность изделий в виде труб — большая величина отношения поверхности к массе. Это создает благоприятные условия для применения скорост­ного нагрева. Такой нагрев осуществляется в секционных печах. Это — высокопроизводительные печи, в которых достигается равномерный всесторонний на­грев трубы при минимальном короблении. Продолжи­тельность нагрева в таких печах в несколько раз мень­ше, чем в обычных, благодаря чему снижается окисле­ние и обезуглероживание

Большая скорость нагрева достигается благодаря высокой температуре рабочего пространства печи: до 1400 — 1500°С. Температура нагрева труб регулируется главным образом путем изменения его продолжительности

Секционные печи состоят из ряда устанавливаемых в одну линию камер-секций. Число их в больших печах может составлять до 30 — 40. Между секциями устанав­ливают тамбуры, в которые вмонтированы водоохлаждаемые ролики. В средней части роликов предусмотрены вырезы, фиксирующие положение трубы вдоль оси печи. Трубы движутся через печь в один или два ряда. Оси роликов располагаются не перпендикулярно продольной оси печи, а под углом 82 — 84°. Поэтому труба, передви­гаясь вдоль печи, одновременно вращается вокруг своей оси. Это способствует равномерному нагреву и предотвращает искривление (рис. 3). Оси горелок в секционных печах распола­гаются тангенциально по отношению к поверхности трубы, что усиливает рециркуляцию печных газов. Проведены эксперименты, в которых показано, что радиаль­ное расположение плоскоструйных горелок предвари­тельного смешения, направленных навстречу друг другу с двух сторон секции, способствует ускорению нагрева благодаря увеличению конвективной составляющей теп­лопередачи.

В конвейерных печах для транспортировки труб через рабочее пространство служит сетчатый кон­вейер или шарнирно-звеньевая цепь из жаростойкой ста­ли. Вертикальные штыри по краям предотвращают смещение трубы в поперечном направлении. В одной печи может быть параллельно расположено несколько цепных конвейе­ров. Применяются конвейерные печи с защитной атмос­ферой. В таких печах трубы с загрузочного конвейера поступают в муфели, расположенные в печном простран­стве, а затем после нагрева выходят на разгрузочный конвейер.

Недостаток конвейерных печей — необходимость час­той переналадки конвейера вследствие его удлинения под действием высокой температуры.

Для рекристаллизационного отжига холоднотянутых и холоднокатаных труб промежуточных размеров, для окончательной термической обработки труб готовых, размеров, а также для местного упрочнения концов труб может быть использован индукционный нагрев.. Обрабатываемая труба 2 с помощью головки 1 подается через направляющую воронку 3 в многовитковый индуктор 4, где происходит нагрев до требуемой температуры. При необходимости резкого охлаждения, например для термического упрочнения, за индуктором устанавливают спрейер 5 с водосборником 6. Проходя через спрейер, труба интенсивно охлаждается со всех сторон водяными струями и дальше выводится через головку 7. Равномерность нагрева трубы по окружности зависит от точности соблюдения зазора между индукто­ром и трубой. Для компенсации возможных неточностей труба одновременно с поступательным движением с по­мощью головок вращается вокруг своей оси. Это

Сущность метода электроконтактного наг­рева заключается в том, что обрабатываемая труба зажимается с торцов между контактами, к которым под­водится ток большой силы. Труба играет роль сопротив­ления, благодаря чему быстро нагревается до требуемой температуры.

Читайте также:  Производство труб обзор рынка

Установка для электроконтактного нагрева (рис. 6) имеет станину /, по которой перемещается передняя 2 и задняя 3 каретки. Последняя перемещается с помощью привода 4. На каретках консольно укреплены нажимные контакты 5. В соответствии с длиной обрабатываемой трубы перемещением задней каретки устанавливается нужное расстояние между контактами, после чего труба зажимается в них с помощью пневматического цилиндра. Небольшое перемещение задней каретки необходимо для компенсации теплового удлинения трубы в процессе нагрева. Установка снабжена ванной для закалки труб.

Элехтроконтактный способ обработки имеет высокую производительность и благодаря быстрому нагреву обеспечивает минимальное окисление металла. К недостаткам его относятся: необходимость обрезки концов труб, которые зажимались в контактах, а также повышенное коробление труб при закалке их в горизонтальном положении в баке.

Колпаковая печь

термическая печь периодического действия, нагрев изделий в которой осуществляется под переносным нагревающим колпаком. Служит для термической обработки в газовой среде контролируемого состава листового и мелкосортного проката. К. п. классифицируют по назначению — для обработки рулонов ленты, листов, прутков и др. Наиболее распространены К. п. для отжига рулонов холоднокатаной стальной ленты — одностопные и многостопные. В многостопных К. п. на прямоугольный стенд под нагревательным колпаком устанавливают 3—8 стоп, каждая из которых защищена от действия продуктов сгорания или горячего воздуха своим муфелем. В стопе 3—5 рулонов общей массой до 180 т, высота стопы 3—5 м. Колпак обогревают газом или электрическими нагревателями сопротивления. По окончании нагрева изделий колпак переносят краном на другой стенд, а на первом — изделия охлаждают под муфелем. Теплообмен под муфелем интенсифицируют принудительной циркуляцией газа контролируемого состава. Охлаждение ускоряют, поливая муфель водой или обдувая холодным воздухом. При обработке в К. п. распушённых рулонов ленты с зазорами между витками циркулирующий через зазоры газ омывает всю поверхность ленты, что позволяет ускорить её нагрев и охлаждение, а также проводить термохимическую обработку.

Отличит, особенность К. п. — наличие двух колпаков: внутр., предохраняющего металл от окисления (муфеля), и наружного, футерованного огнеупорным кирпичом, на к-ром монтируются горелки или электрич. нагреватели. Муфель выполняется из жаропрочной стали. Герметизация в К. п. достигается применением песочных затворов. Для ускорения нагрева создают вентилятором интенсивную циркуляцию защитного газа под муфелем

Печь с выкатным подом

промышленная печь, в которой штабелированные изделия нагревают на футерованной тележке, выкатываемой из печи на роликах или скатах по рельсовому или желобчатому пути. Изделия укладывают на тележку (выкатной под) и снимают с неё краном. Для уменьшения подсоса воздуха в печь через зазоры между выкатным подом и стенками служит песочный или водяной затвор. По режиму работы П. с в. п. относится к камерным печам (См. Камерные печи) периодического действия. Размеры П. с в. п.: ширина 1,2—6,4 м, длина 2,5—40 м. Печи отапливают газовым или жидким топливом с помощью горелок или форсунок, установленных в продольных стенках в 1—2 ряда по высоте печи. Рабочая температура П. с в. п. 500—1150 °С. В таких печах изделия нагревают в процессе термообработки, перед ковкой и прокаткой.

33сущность способа получения труб с закрепленной оправвкой. Основным деформирующим инструментом при производстве труб волочением на короткой закрепленной оправке являются волоки и оправка. От качества изготовления волок в значительной степени зависит производительность

волочильного оборудования и чистота (шероховатость) поверхностей протягиваемых

труб. Качество изготовленных волок определяется правильным выбором материала,

формы канала, тщательностью его изготовления в соответствии с заданными формой, а также размерами и чистотой обработки рабочих поверхностей канала волок. Канал волоки состоит из пяти основных зон (рис. 1).

Читайте также:  Кукла клоун с трубой

Рисунок 1 – Схема канала волоки: 1 – входная зона; 2 – смазочная зона; 3 – рабочая

(обжимающая) зона; 4 – калибрующая зона; 5 – выходная зона

Наиболее распространен конический профиль волоки с углом конусности

αв =12—14°. Входной конус (на рис. 1 – зона 2, распушка) предназначен для подачи

смазки в рабочую часть, предупреждения задиров трубы об острые кромки рабочей части волоки в процессе волочения, изготовляется по заданному радиусу с плавным

оперечного сечения заготовки. Короткооправочное волочение (plug drawing) — волочение труб с обработкой внутренней поверхности заготовки короткой цилиндрической оправкой, удерживаемой в очаге деформации стержнем, закрепленным на станине волочильного стана. Традиционно принято, что допустимая относительная деформация трубы за один проход составляет не более ε = 35 — 40 %, при этом коэффициент вытяжки µ = 1,2-1,7. Изменение толщины стенки не превышает 26% при µ = 1,10—1,35. Минимальный диаметр протягиваемых труб равен 8—10 мм и ограничен диаметром и диной стержня, на котором крепится оправка.

Длина труб не превышает 15 м [2].

34 Волочение на самоустанавливающейся оправкеволочение труб с обработкой внутренней поверхности заготовки незакреплённой самоустанавливающейся оправкой, удерживаемой в очаге деформации уравновешиванием действующих на неё втягивающих и выталкивающих сил.

Волочением на плавающей (самоустанавливающейся) оправке также одновременно уменьшают и диаметр, и толщину стенки трубы. Оправка удерживается в очаге деформации силами, действующими на нее. Такое волочение применяют для изготовления труб большой длины (например, волочением на барабанах) и в тех случаях, когда необходимо разгрузить стержень для крепления оправки и устранить вибрацию длинного стержня.

Устройство для установки самоустанавливающейся оправки при волочении труб, включающее ограничитель перемещения оправки, отличающееся тем, что оно содержит пробку, установленную на оси волочения с возможностью перемещения вдоль нее и введения в канал волоки, и фиксатор, размещенный в теле пробки

35Волочением на подвижной (длинной) оправке также одновременно уменьшают и диаметр, и толщину стенки трубы. Длинная оправка, находящаяся внутри трубы, не закреплена в станине и перемещается вместе с трубой в процессе волочения. Для ее извлечения после окончания волочения применяют специальное оборудование. По сравнению с волочением на короткой оправке напряжение в выходящей трубе меньше в этом случае, так как силы трения между трубой и оправкой сонаправлены с движением трубы, что позволяет осуществлять большие деформации за проход.

Волочение на подвижной оправке характеризуется тем, что за один переход достигаются максимальные деформации (в основном стенки трубы, которые на 20-40% выше, чем при использовании любого другого известного способа волочения), максимальное использование ресурса пластичности металла труб; обеспечивается хорошее качество и требуемая точность геометрических размеров внутреннего канала труб; прямизна получаемых при этом труб, что позволяет механизировать последующие операции по их обработке

Серьезным фактором, сдерживающим широкое применение, в т.ч. в Украине, этого процесса, является необходимость осуществления после волочения трудоемких операций по снятию трубы с оправки, что снижает производительность агрегата в целом в сравнении с собственно процессом волочения этим способом; затрудняет или вовсе исключает возможность изготовления некоторых видов (толстостенных, профильных и других) труб. Некоторые способы извлечения оправки не позволяют получать точные размеры трубы по внутреннему диаметру, что приводит к возникновению в ней поперечной разностенности и требует осуществления финишного калибровочного волочения на закрепленной оправке.

Разработан и опробован способ, базирующийся на многократном длиннооправочном волочении труб с использованием термораздачи (термопластической деформации) между проходами, который лишен указанных недостатков.

Значительным преимуществом этого способа перед другими, основанными на подобном эффекте, является то, что основная деформация трубы осуществляется без подогрева, а в процессе термопластического деформирования трубы можно осуществить восстановление ее пластических свойств. За счет малой величины зазора между трубой и оправкой, а также вследствие более быстрого расширения оправки при таком способе в процессе нагрева отсутствует зазор между трубой и оправкой. Это обеспечивает безокислительные условия термообработки внутренней поверхности труб и, как следствие этого, позволяет уйти от трудоемкой операции химической обработки внутренней поверхности трубы.

Читайте также:  Кухня с воздухоотводом труба

Кроме того, этот способ вследствие совмещения процесса термопластической деформации с термообработкой позволяет осуществить многократное волочение труб на одной и той же подвижной оправке без снятия трубы с оправки, что очень важно при изготовлении прецизионных особотонкостенных труб.

При совместном нагреве трубы и оправки происходит увеличение линейных размеров оправки по всем направлениям, более интенсивное, чем увеличение размеров трубы, поэтому одновременно протекают три процесса: увеличение внутреннего диаметра трубы; деформация стенки трубы; продольное растяжение трубы оправкой, т.е. имеет место комплексное термопластическое деформирование трубы.

В процессе термопластической деформации труба разупрочняется и восстанавливает свои пластические свойства, оправка же сохраняет свою прочность и твердость (при правильном выборе материала оправки).

Для осуществления процесса многократного волочения на подвижной оправке с применением термопластической деформации необходимо правильно рассчитать величину зазора между трубой и оправкой, достаточную для свободного перемещения оправки внутри трубы.

Возможность получения регламентированной величины минимального зазора (изменяя температуру нагрева) особенно важна при изготовлении прецизионных труб (в т.ч. и с особо тонкими стенками вплоть до стенок толщиной менее 0,1 мм), устойчивость сечения которых при волочении на подвижной оправке зависит от величины зазора между трубой и оправкой.

37 преймущества и недостатки. безоправочное волочение — волочение труб из сталей, цветных металлов и сплавов, при котором внутренняя поверхность заготовки при протягивании не контактирует с технологическим инструментом. Безоправочное волочение обычно осуществляют в две волоки, 1-я из которых служит для центровки трубы, а во 2-й осуществляется основное обжатие трубы по диаметру. Безоправочное волочение применяют чаще для промежуточных проходов с целью уменьшения диаметра протягиваемых труб. В ряде случаев (трубки малого диаметра) его используют и как отделочную операцию. Недостатки безоправочного волочения — низкое качество внутренней поверхности труб и большая разнотолщинность стенки трубы после волочения.

преймущества Высокая точность размеров поперечного сечения получаемых изделий. Высокая чистота поверхности.

38 преймущ и недост. Волочением на закрепленной оправке одновременно уменьшают и диаметр, и толщину стенки трубы. Оправка имеет цилиндрическую форму и ее удерживают в определенном положении с помощью стержня, к которому она привинчена. Второй конец стержня при волочении закрепляют в станине. Между оправкой и волокой образуется кольцевая щель. Диаметр этой щели меньше наружного диаметра трубы, подвергаемой волочению. В то же время зазор между оправкой и волокой несколько меньше толщины стенки трубы. Благодаря этому труба при прохождении через кольцевую щель обжимается по диаметру и толщине стенк

Недостатком волочения на закрепленной оправке является низкое качество внутренней поверхности трубы из-за появления дефекта «кольцеватость», появляющегося вследствие продольных автоколебаний стержня оправки

Кольцеватость на трубах может также появляться из-за упругой деформации стержня, особенно значительной при волочении длинных труб (8—12 м)

39 преймущ и недост.Волочением на подвижной (длинной) оправке также одновременно уменьшают и диаметр, и толщину стенки трубы. Длинная оправка, находящаяся внутри трубы, не закреплена в станине и перемещается вместе с трубой в процессе волочения. Для ее извлечения после окончания волочения применяют специальное оборудование. По сравнению с волочением на короткой оправке напряжение в выходящей трубе меньше в этом случае, так как силы трения между трубой и оправкой сонаправлены с движением трубы, что позволяет осуществлять большие деформации за проход.

Недостатками являются наличие поперечного перемещения оправки, и, следовательно, усложнение конструкции в целом и снижение надежности. При поперечных перемещениях возможно повреждение подвижной оправки, которая является длинным тонким стержнем.

Источник

Adblock
detector