Herstellungsmethode für quadratische Stahlrohre mit großem Durchmesser – TEIL 2

EN10219 Vierkant-Stahlhohlrohr: Eine eingehende Erkundung

Wie man Vierkantrohre mit großem Durchmesser herstellt, Verfahren und Techniken zur Herstellung von Vierkantrohren：

0022 In der oben genannten Umformproduktionslinie, Das Stahlrohr wird vom Wickelmechanismus durch die Anlage geführt 1 zum Schweißraupenentfernungsmechanismus 8. Der Prozess ist fast derselbe wie bei den herkömmlichen einnahtgeschweißten Rundrohr-Stahlrohr-Fertigungsanlagen. Bei den dafür verwendeten Stahlblechwerkstoffen handelt es sich in der Regel um dicke warmgewalzte Coils (wie z.B. STKR41, 50, usw.), und die Spulenbreite begrenzt den maximalen Durchmesser des Endprodukts (Rechteckiges Stahlrohr mit großem Durchmesser) (bei einspaltigen Rohren). Bei der Umformung von Rundstahlrohren, die dicke Stahlplatte (t = 16 ~ 26 m) wird durch kaltplastische Verarbeitung verformt. Deshalb, Während des Prozesses, aufgrund der oben genannten Verformung, Das Material erfährt Kaltverfestigung und Eigenspannung, und der Stahl wird durch Hochfrequenzwellenschweißen nach der Umformung verursacht. Verformung beim Schweißen, um dieses Problem so weit wie möglich zu beseitigen, Lassen Sie auf dem längeren Abschnitt Platz für eine langsame Abkühlung des Stahlrohrs.

[0023] Bei dem Konstruktionsverfahren der vorliegenden Erfindung, den Platzbedarf für den langsamen Abkühlprozess des o.g. Stahlrohres, oder dieser Raum, ist mit einer Heizvorrichtung ausgestattet, die mit einem Ofen ausgestattet ist 9 die fossile Brennstoffe als Wärmequelle nutzt und länger in Förderrichtung ist und hochfrequente Induktionserwärmung. Gerät 10. Deshalb, Die Produktionslinie kann installiert werden, ohne die gesamte Länge der Produktionslinie im Vergleich zu herkömmlichen Geräten wesentlich zu verlängern. Dort, während das Hochfrequenzschweißen erhitzte Teil des Stahls noch nicht abgekühlt ist, Das Stahlrohr wird zum Heizgerät transportiert und sequentiell oder schrittweise im Laufe der Zeit erwärmt. Die Erwärmung des Materials durch Erhitzen des Stahls ist auch wirksam, um Schweißverzug oder Eigenspannungen im Stahl zu beseitigen, Es müssen also ggf. Korrekturen innerhalb des Heizgerätes in Betracht gezogen werden. Auf jeden Fall, Der Energiespareffekt ist zu erwarten. Wenn das Hochfrequenz-Heizgerät 10 wird an der vorderen Stufe und der mit fossilen Brennstoffen betriebene Heizofen an der hinteren Stufe installiert, Der obige Effekt ist auch derselbe.

Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Wärmeofens 9. In der Abbildung, 18 ist der Querschnitt des Rundstahlrohres, und 19 ist der Querschnitt des querförmigen Stahlrohres. Die Führungsrollen 20 Auf beiden Seiten des Stahlrohrs im Ofen sind die untere Führungsrolle und die Förderrolle installiert, und zumindest die Walze 20 hat eine umlaufende Oberfläche. /Spannweite> Vorzugsweise, aufgrund seiner Keilform, die Kontaktfläche mit dem Stahlrohr 18 breiter ist. Die Innenwand des Wärmeofens 9 wird in der Regel aus gestapelten feuerfesten Steinen hergestellt, und die Decke ist gewölbt. Die Brenner- und Abluftanordnung sind in der Figur weggelassen. FEIGE. 3 ist ein konzeptionelles Diagramm eines Querschnitts senkrecht zur axialen Richtung der Hochfrequenz-Induktionserwärmungsvorrichtung 10. Im Bild, 1
0025 Wenn die Heizstufe des Stahlrohrs 18 berücksichtigt wird
, Das Hochfrequenz-Heizgerät 10 sollte im vorderen Bereich des Stahlrohrerwärmungsprozesses installiert werden, oder A, basierend auf kalter Kunststoffverarbeitung, usw., zur Umformung der Umfangswand des Stahlrohres mit kreisförmigem Querschnitt durch Warmumformung. Es wird von allen Seiten extrudiert, um nach und nach ein Stahlrohr mit quadratischem Querschnitt zu bilden. Die Eigenspannungsstahlplatte wird entfernt, Die Qualität wird verbessert, und es wird sofort zum mehrstufigen Eckenformwalzenmechanismus transportiert 11 und bis in die Nähe des Phasenumwandlungspunktes erhitzt 3 1 oder A
Die Hitzebeständigkeit und die Kühlmittel der Geräte sind relativ einfach zu berücksichtigen, mit dem Vorteil, dass es einfacher zu schützen ist, seine Lebensdauer zu verwalten und zu verlängern. Auf diese Weise, Das wärmebehandelte Rundstahlrohr

[0026] Abbildung = 2> oder wie in Abbildung dargestellt 7. In der Abbildung, 18′ ist der Querschnitt des Stahlrohrs, der in eine leicht quadratische Form verformt wurde. In der Abbildung 6, Die beiden Achsen, die orthogonal zur Längsachse des Stahlrohrs stehen, sind parallel zueinander. Die Formwalzen 22 und 22′ (parallel zur Längsachse des Stahlrohres) Drücken Sie die Umfangsfläche des kreisförmigen Stahlrohrs aus vier Richtungen zusammen, um seine Umfangsfläche in eine leicht ineinandergreifende Form zu bringen. Beispielsweise, Er durchläuft jedes Mal acht Stufen von oben nach unten, links und rechts, und dann wird es zu einem sich allmählich annähernden rechteckigen Querschnitt geformt. Das so geformte Stahlrohr durchläuft jedes Mal einen Walzwerkstisch, Der Eckenradius nimmt ab, Und auch der Querschnitt des Stahlrohrs wird kleiner, Annäherung an eine quadratische Form, die dem Querschnitt des Endprodukts nahe kommt. 0027 In der Abbildung 7, Die Umfangsflächen, die auf zwei Achsen senkrecht zur Längsachse des Stahlrohrs und parallel zueinander befestigt sind, sind tief miteinander verbunden. Die umlaufende Oberfläche des Rundstahlrohres wird aus vier Stücken gestanzt. Durch die beiden Bereiche, in denen die Kaltverfestigung des Materials eliminiert wurde, Eigenspannungen und hochfrequente Schweißverformungen wurden eliminiert, Auch andere Eckbereiche sind nicht erlaubt. Die Gesamteigenspannung ist extrem gering, und Materialdegradation wird durch plastische Verformung aufgrund der thermischen Verarbeitung verursacht. Bei Rundstahlrohren, die einer Wärmebehandlung und einer Kaltplastikverarbeitung unterzogen werden, Die schattierten Teile sind die beiden Formwalzen 23 und 23′ die die ebene Oberfläche des Stahlrohrs bilden. Durch Drehen in die Richtung, Die Walze kann zu einem Querschnitt geformt werden, der sich allmählich einer rechteckigen Form nähert. Figur 8 ist eine Querschnittsansicht eines Vierkantstahlrohrs mit großem Durchmesser, das durch einen Rollenmechanismus gebildet wird. Die Eigenschaften dieses warmgeformten Vierkantstahlrohrs sind wie folgt: Auf den ersten Blick, Der Radius jeder Ecke ist extrem klein. Querschnittsform von Stahlrohren (invertierte Kugelform)

0028] Nach der obigen Methode, (ein) wenn das Rundstahlrohr zu einem quadratischen Querschnitt geformt wird, im konventionellen Verfahren, Das Rundstahlrohr durchläuft zunächst die Schlichtemaschine, um den Querschnitt zu einem perfekten Querschnitt zu machen. Jedoch, bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, Der Werkstoff Stahl wird bei der Warmumformung weich, Einfache Herstellung, und da es sich verformt, Es ist möglich, runde Stahlrohre mit hoher Genauigkeit ohne den Einsatz einer Kalibriermaschine zu bearbeiten. (b) Beim Umformen eines runden Stahlrohres in einen rechteckigen Querschnitt, um ein genaues Vierkantstahlrohr zu erhalten, die Temperatur der äußeren Umfangswand des Rundstahlrohres muss annähernd gleichmäßig gehalten werden. 7> Jedoch, gemäß diesem Verfahren der vorliegenden Erfindung, das gesamte Stahlrohr besteht aus Stahl A1 oder A3. Da es bis nahe an den Phasenumwandlungspunkt erhitzt wird, es ist leicht verformbar, und ein quadratisches Stahlrohr mit hochpräzisen Abmessungen kann geformt werden.

(c) Aufgrund der thermischen Verarbeitung, Die Ecken des Vierkantstahlrohrs können einen sehr kleinen Radius bilden, und das Widerstandsmoment des quadratischen Stahlrohrs kann reduziert werden. Jedoch, Stahlrohre neigen dazu, weich zu werden. Das durch das Glühen des Stahls im vorherigen Prozess entstandene Material kann durch Abschrecken zurückgewonnen werden. Jedoch, Es ist notwendig, auf den Verformungszustand des Stahlrohrs aufgrund des Abschreckens zu achten. (G) Der zum Abkühlen des Stahls nach der Formung des quadratischen Stahlrohrs erforderliche Raum kann verkürzt werden. , Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass das Material in der Nähe der Ecke beschädigt wird. (d) Da es sich um eine Heißverarbeitung handelt, Die Antriebsenergie des Formwalzenmechanismus ist deutlich geringer als bei der Kaltbearbeitung. (e) Da der Umformprozess einfach ist und keine Belastung auf die Verformung der Stahlplatte ausgeübt wird, Aufgrund des Umformprozesses des quadratischen Stahlrohrs kommt es zu einer Verformung des Stahlrohrs. Entweder passiert es nicht, oder es passiert kaum. (F) Nachdem das quadratische Stahlrohr geformt ist, während die Heiztemperatur hoch ist, Es kann durch gleichmäßiges Einblasen kalter Luft oder Besprühen mit kaltem Wasser von allen Seiten schnell abgekühlt werden, um die durch die Verarbeitung verursachte Restspannung zu reduzieren. 0030] (Teil 2) Um das kalte Stahlrohr zu beseitigen und zu reparieren. Aufgrund der Eigenspannung und Materialverschlechterung a i=2> durch Kunststoffverarbeitung verursacht, Die Wärmebehandlungstemperatur der Stahlplatte sollte höher eingestellt und die Behandlungszeit länger sein, Dies führt jedoch dazu, dass die Oberfläche des Stahlrohrs rau wird. 4>Dadurch verringert sich der kommerzielle Wert des Endprodukts, und um es zu entfernen, ist Kugelstrahlen erforderlich, Sandstrahlen, etc.. , Kosten erhöhen, Konditionen erhöhen. In Ergänzung, Der Kosten- und Arbeitsaufwand für die Wärmebehandlung von Stahl darf nicht außer Acht gelassen werden. In Ergänzung, indem man die Wärmebehandlungstemperatur niedrig einstellt, das Aufrauen der Stahlplatte kann verhindert werden, Das Glühen des Materials in der Nähe jeder Ecke des quadratischen Stahlrohrs reicht jedoch möglicherweise nicht aus. Deshalb, im zweiten Verfahren der Erfindung, Bei quadratischen Stahlrohrmaterialien wird die Verschlechterung aufgrund der Kaltumformung des Stahlmaterials in der Nähe jeder Ecke als besonderes Problem angesehen. Um den Schaden zu beheben, Es ist eine lokale Erwärmung erforderlich. Die Bearbeitung erfolgt in der Nähe der geplanten Ecken der Umfangswandung des Rundstahlrohres.

0031] Jedoch, wenn die Heiztemperatur der Stahlrohrwand ungleichmäßig ist
Und wenn zwischen ihnen ein großer Unterschied besteht, das kann = 2> Es ist bekannt, dass dies auch dann der Fall ist, wenn es in den Rollenmechanismus mit quadratischem Querschnitt eingebaut wird, wie in der Abbildung gezeigt 7, ein guter quadratischer Querschnitt kann nicht erreicht werden 4> Deshalb, in dieser Implementierung In dieser Methode, die Umfangswand des Rundstahlrohres wird lokal erhitzt, und A1, zum Beispiel, dient der Erwärmung des gesamten Rundstahlrohres. >Gleichmäßig bis in die Nähe des Phasenübergangspunkts erhitzen, Passen Sie den Erweichungsgrad der beiden Komponenten an, um die Umfangswand des rechteckigen Stahlrohrs zu bilden >Kaltverfestigung und Wärmebehandlung von Flachmaterialien zur Beseitigung von Eigenspannungen. Die gleichmäßige Wärmebehandlung des oben genannten Rundstahlrohres kann mit der in Abbildung dargestellten Vorrichtung durchgeführt werden 1. Jedoch, Es besteht keine Notwendigkeit, die Wärmebehandlungstemperatur bis zum A3-Phasenumwandlungspunkt des Stahlmaterials zu erhöhen, Daher ist der Platzbedarf der Wärmebehandlungsausrüstung relativ gering. 4 und 5 sind schematische Diagramme von Ausführungsformen einer lokalen Heizvorrichtung in der Nähe einer vorbestimmten Ecke der Umfangswand eines runden Stahlrohrs. /Spannweite>Also, in diesem Fall, In beiden Fällen wird Strom verbraucht. Ein Paar Hochfrequenz-Heizspulen 24, 24′ sind mit der Länge des Stahlrohres verbunden 18 in Handrichtung in einem Querschnitt senkrecht zur Mittelachse des Stahlrohres 18, sie sind symmetrisch bezüglich dieser Achse montiert und sind 90 Grad voneinander entfernt. Das Spulenpaar 24 und das Spulenpaar 24′ können in Richtung der Längsachse der Spulen leicht versetzt zueinander montiert werden. Stahlrohr. In der Abbildung, Der schraffierte Bereich auf dem Umfangswandmaterial des Stahlrohrabschnitts zeigt einen Bereich an, in dem die Temperatur aufgrund lokaler Erwärmung besonders erhöht ist. Im Fall von Figure 5, die an die Spule 24 angelegte Frequenz′ wird so eingestellt, dass das Innere des Stahlrohrs stärker erwärmt werden kann, und das quadratische Stahlrohr wird geformt. Zu diesem Zeitpunkt, Jede Ecke kann freier und müheloser verformt werden, und die Form der Ecke R ist schärfer, Das heißt, ein quadratisches Stahlrohr zu erhalten.

Als Wärmequelle zur lokalen Erwärmung der Umfangswandung des Stahlrohres kann selbstverständlich ein Brenner mit fossilen Brennstoffen dienen. Das Rundstahlrohr wird nach der Gesamterwärmung und Teilerwärmung durch den mehrstufigen Walzenmechanismus mit rechteckigem Querschnitt in einem erhitzten Zustand gehalten 11 wie in der Abbildung gezeigt. In diesem Mechanismus, zum Beispiel, ein hochwertiges rechteckiges Stahlrohr mit großem Durchmesser, wie in der Abbildung dargestellt 8 wird nach und nach durch eine mehrstufige Formwalze geformt, wie in der Abbildung gezeigt 6 oder Figur 7. Nachfolgende Schritte sind die gleichen wie in den Beispielen beschrieben (Teil 1).

0034] Gemäß der oben genannten Bauweise, (ein) Erhitzen Sie das runde Stahlrohr auf das Material des Stahls in der Nähe des A3-Phasenumwandlungspunkts, und führen Sie eine Wärmebehandlung durch
Zu diesem Zeitpunkt, Die Wärmebehandlungsausrüstung kann kleiner gemacht werden, Der erwartete Effekt kann jedoch mit demselben quadratischen Stahlrohrmaterial erzielt werden.
>
und kann Kraftstoff- und/oder Stromverbrauch sparen
. (b) Andere durch das Konstruktionsverfahren dieser Ausführungsform erzielte Effekte sind im Wesentlichen dieselben wie die in der Ausführungsform beschriebenen (1).
【0035】
[Auswirkungen der Erfindung] Wie oben beschrieben, gemäß der Konstruktionsmethode der vorliegenden Erfindung, Es ist möglich, große Teile bereitzustellen, die herkömmlicherweise durch Kaltplastikverarbeitung hergestellt werden. Durch die Ausbildung möglichst spitzer Ecken, Es kann ein hochwertiges Stahlrohr ohne Materialverschlechterung erhalten werden. Vierkantstahl mit großem Durchmesser und stabiler Gesamtqualität, Kaltverfestigung von Flachbauteilen, und Glühen, um innere Spannungen zu beseitigen. Die Qualitätsverschlechterung wird wiederhergestellt. Die Eigenspannung wurde auf einen Wert unterhalb des zulässigen Niveaus reduziert. Bei rechteckigen Stahlrohren gelten die Eckelemente des Stahlrohrs als problematisch.

0036 Über die Wärmebehandlung von Stahlrohren
Während des Umformprozesses von Vierkantstahlrohren, wenn das gesamte Stahlrohr erhitzt wird, die Wärmebehandlung des Vierkantstahlrohres
Bietet hochwertige rechteckige Stahlrohre mit großem Durchmesser, die sich leicht formen lassen und scharfe Ecken bilden. Es können Stahlrohre mit gleichmäßiger und stabiler Qualität erhalten werden. Bei teilweiser Erwärmung des Stahlrohres (obwohl das gesamte Stahlrohr auf niedrige Temperatur erhitzt wird), Im Vergleich zu dem, was erreicht werden kann, kann Heizenergie eingespart werden. Wärmebehandlungsgeräte nehmen weniger Platz ein. Die für Wärmebehandlungsvorgänge erforderlichen Kosten können auf relativ niedrige Kosten reduziert werden.
0037] Wenn Elektrizität als Heizquelle für Wärmebehandlungsgeräte verwendet wird, (ein) die Ausrüstung, die erforderlich ist, um einen Gegenstand auf die erforderliche Temperatur zu erhitzen. /Spannweite> nimmt weniger Platz ein. (b) Es ist einfach, die Temperatur des zu erwärmenden Objekts zu kontrollieren, und (c) Es kann ein Produkt mit stabiler Qualität erhalten werden. (d) Es ist keine Gerätewartung erforderlich. (e) Nachteil sind höhere Stromrechnungen. (F) Abhängig vom Standort, Das Gemeinschaftskapital der Gemeinschaft kann möglicherweise nicht erschlossen werden und die erforderliche Strommenge ist möglicherweise nicht verfügbar. Mit anderen Worten,, Die Standortbedingungen sind begrenzt.

[0038] Die Kosten für die Wärmebehandlung sind geringer, wenn fossile Brennstoffe als Wärmequelle verwendet werden. Es ist relativ einfach in großen Mengen zu beschaffen und zu transportieren, unabhängig von den Standortbedingungen. Bei Bedarf können Verbrauchsanlagen mit großer Kapazität gebaut werden, Der Nachteil ist jedoch, dass die Heizeinrichtungen viel Platz beanspruchen. Wenn die Wärmebehandlungsausrüstung in Reihe geschaltet ist, Die Länge der Stahlrohrformlinie wird deutlich verlängert, Daher ist die Auswahl des Gerätestandorts wichtig und eine Verringerung der Breite erforderlich. Wenn wir die oben genannten Vor- und Nachteile der Nutzung von Strom und fossilen Brennstoffen berücksichtigen, und eine kombinierte Heizmethode mit Strom und fossilen Brennstoffen einführen, im Vergleich zu herkömmlich bekannten Heizöfen, Es können Hochleistungswärmebehandlungsanlagen installiert werden, die die Mängel der anderen ergänzen können . usw., Es entstehen besondere Funktionen und Effekte, die mit bekannten Bauweisen nicht zu erwarten sind. . Die Steuerung der erforderlichen Heiztemperatur ist etwas schwierig.