Método de fabricación de tubos de acero rectangulares de gran diámetro – PARTE 1

【0001】
[Campo de aplicación industrial] La presente invención se refiere a un método de conformado continuo en caliente de tubos de acero rectangulares de gran diámetro., y mas especificamente, a una banda de acero de paredes gruesas. Los dos extremos están soldados a tope mediante procesamiento de plástico en frío paralelo a su dirección longitudinal para formar un tubo de acero de gran diámetro con una curva cerrada en sección transversal.. Después de dar forma continua, el tubo de acero se calienta en su conjunto y se envía directamente al proceso de formación de sección transversal cuadrada para su procesamiento térmico para formar un tubo de acero, que se caracteriza por una forma cuadrada. La forma de la sección transversal del tubo de acero rectangular de gran diámetro con una sola ranura., especialmente el material de las esquinas, Implica un método de conformado en caliente de acero cuadrado de paredes gruesas para eliminar la tensión interna residual y mejorar la dureza de la tubería..

Tubería de acero rectangular

En10210 10219 Tubería de acero rectangular cuadrada S235 S275 S355 S355j2 S355J2H

Campos de aplicación de tubos cuadrados: ampliamente utilizado en la fabricación de maquinaria, industria de construccion, industria metalúrgica, vehículos agrícolas, invernaderos agrícolas, industria del automóvil, vias ferreas, barandillas de carretera, esqueletos de contenedores, muebles, campos de decoración y estructura de acero, etc..

Utilizado en la construcción de ingeniería., muros cortina de vidrio, decoración de puertas y ventanas, estructuras de acero, barandillas, Fabricación de Maquinaria, fabricación de automóviles, fabricación de electrodomésticos, construcción naval, fabricación de contenedores, energía eléctrica, construcción agrícola, invernaderos agrícolas, bastidores de bicicletas, bastidores de motocicletas, estantería, equipo de entrenamiento, Productos de ocio y viajes., muebles de acero, varias especificaciones de la carcasa de aceite, tuberías de petróleo y tuberías de oleoductos, agua, gas, aguas residuales, aire, calefacción y otros transportes de fluidos, protección contra incendios y soportes, industria de construccion, etc..

Sección hueca de tubo de acero cuadrado para estructura de acero pesado|formado en frío|acabado en caliente|TABLA DE TAMAÑOS DE GRAN TAMAÑO

【0002】
[Tecnología existente] Las columnas en estructuras de acero tienen una gran demanda.
Tradicionalmente, el método de producción en masa de procesamiento en frío de tubos de acero rectangulares de paredes gruesas y gran diámetro< /durar>
Se adoptaron los siguientes métodos de construcción.. La bobina laminada en caliente pasa a través de un nivelador para formar una tira de acero plana., y ambos lados de la bobina están sujetos a procesamiento de ancho fijo y bisel. La banda de acero se transporta en serie a través de las etapas de procesamiento de segmentación., agrupamiento, balanceo de aletas, etc.. Durante este proceso, la tira de acero se forma secuencialmente. Después de que la sección en ángulo recto tenga una forma casi circular, Se construye un tubo de acero circular utilizando resistencia de alta frecuencia e inducción.. Dispositivo de soldadura y rodillo de compresión.. Eso es todo. Después de que se enfríe la tubería de acero redonda., pasa por una máquina dimensionadora, una mesa de enfermería, una cabeza turca, etc., y luego se le da forma en una sección angular para producir un tubo de acero de diámetro cuadrado.

[0003] En el método anterior, Una placa de acero gruesa con una superficie plana o curva es un plástico procesado en frío para formar un tubo de acero rectangular.. =2>Por lo tanto, el proceso de doblar aproximadamente 90 grados estan incluidos. sin embargo, cuando la gruesa placa de acero se dobla en frío a aproximadamente 90 grados, la sección transversal de la placa de acero en la curva y el plano neutro se deforman <un i=5> como el límite, la fuerza de tracción actúa sobre el material exterior, y la fuerza de compresión actúa sobre el material interior.. Por lo tanto, incluso si se aplica el R necesario a la pieza, La deformación plástica excederá el límite elástico del material., y no se puede decir que la posibilidad de las propiedades mecánicas de la pieza deformada, especialmente la pieza de la esquina, No existe fractura deteriorada y frágil..

0004] Estructuras de acero, edificios, etc.. que utilizan este tipo de tubos de acero rectangulares de gran diámetro como columnas generalmente se construyen después de su finalización. 2> No solo puede soportar su propio peso y la estructura de peso adjunta sin deformarse durante mucho tiempo., pero también puede soportar el estrés causado por fuerzas externas como terremotos y tifones.. Se requiere que estas columnas puedan soportar con seguridad cargas repetidas y, en principio, no se pueden reemplazar ni reparar.. A menudo construido. En años recientes, Este tipo de tubería de acero rectangular de gran diámetro conformada en frío se ha utilizado frecuentemente como columnas en estructuras de construcción., y dado que también se utiliza como columna en edificios de gran altura, en vista de la situación anterior, en este caso, La tubería de acero El deterioro del material debido al trabajo en frío durante el proceso de moldeo ha sido reconocido como un problema.. Recientemente, Los expertos creen que este tipo de tubo de acero rectangular de gran diámetro producido por moldeo en frío representa la mayoría de aplicaciones en estructuras de acero., y algunas personas parecen estar preocupadas sobre si es adecuado como principal material estructural de los edificios.. objeto.

0005 Para resolver los problemas materiales existentes en los tubos de acero rectangulares de gran diámetro conformados en frío., el punto tradicional, A< /durar>. Hay una manera de calentar hasta el punto de transición. 3 cambio de fase 1. Luego se pasa a través de un laminador de varias etapas y se le da forma de sección transversal rectangular.. Cuando se utiliza el método anterior, la calidad del producto es mejor, pero debido a la deformación de ambos extremos de la tubería de acero, el rendimiento es pobre, cada pieza se procesa una vez, y la salida es baja. Adicionalmente, El recocido es costoso porque toda la tubería de acero se calienta a altas temperaturas.. El tubo de acero rectangular de gran diámetro formado se coloca en un horno de recocido y toda la pieza se calienta hasta que la tensión residual en el material se elimina casi por completo y se recoce.. Hay dos métodos para esta situación.: calentar el acero en A. Utilizar combustibles fósiles como el petróleo., gas natural o electricidad, tubos de acero ERW confeccionados, tubos sin costura, etc.. están todos calentados.
0006]La bobina laminada en caliente pasa a través de la máquina enderezadora y pasa por varios
Conformación de marcos de rodillos y equipos de soldadura de alta frecuencia seguidos de conformación en frío.
Formado en un tubo de acero circular.. Después de formar, la tubería de acero se calienta en línea usando electricidad (inducción), Combustibles fósiles como gas o petróleo.. Partes de la tubería de acero se forman en cruces angulares a través de rodillos intermedios., luego se enfría y se convierte en productos. El método anterior utiliza calefacción en línea., entonces si va bien, el rendimiento será mejor y la productividad será mayor que la situación anterior, pero una vez que la línea de producción falla o se detiene debido a defectos de soldadura, la productividad y el rendimiento caerán. se reducirá significativamente.
0007] Además, al instalar un horno de calefacción en línea que utiliza combustibles fósiles como gas y petróleo, es necesario =2> Porque la velocidad de soldadura es rápida (Se requiere una cierta velocidad de soldadura para obtener una buena unión soldada mediante soldadura de alta frecuencia.), en materiales de tubos de acero La tensión residual del acero se elimina por completo. Además, cuando se utilizan combustibles fósiles como gas y petróleo para calentar tuberías circulares de acero, La fuente de calor no puede entrar en el interior de la tubería de acero., por lo que es difícil que el material caliente la tubería de acero de manera uniforme, y hay problemas de control de temperatura. Tubos de acero, dando como resultado una calidad uniforme del producto, puede no ser. , provocando que la línea de producción sea demasiado larga y limitando la ubicación. un i=9> Hay dificultades en la selección o el monto de la inversión de capital de riesgo será mayor de lo esperado.. El espacio A necesita instalar una caldera de calefacción con una longitud de 0 ma 300 m.
0008] Además, Los hornos de calefacción de combustibles fósiles generalmente tienen una eficiencia térmica extremadamente baja., y en ocasiones puede ser necesario tener en cuenta medidas de control de la contaminación basadas en los gases de escape y el calor residual.. Además, El mantenimiento y la gestión de equipos de combustión de combustibles fósiles y hornos de calefacción también requieren mano de obra.. Pero sus ventajas son los bajos costes de combustible., transporte relativamente fácil, Fácil disponibilidad y aceptación independientemente de las condiciones de ubicación.. Por otro lado, Los dispositivos de calefacción que utilizan energía eléctrica requieren menos espacio para calentar., y requieren un calentamiento uniforme y un control exhaustivo de la temperatura de calentamiento. sin embargo, el costo de la electricidad es alto, y es difícil obtener la potencia de gran capacidad requerida dependiendo del uso. Condiciones del sitio. >. En otras palabras, Hay situaciones en las que las instalaciones de transmisión no están disponibles.. Se entiende que actualmente existen los siguientes problemas técnicos: [0009]
[Problemas a resolver por la invención] El propósito del método de construcción de la presente invención es resolver los siguientes problemas: El propósito de la presente invención es desarrollar un nuevo método de termoformado que pueda eliminar los problemas inherentes al método anterior tanto como sea posible.. a menos de la tensión residual permitida, y hacer que todo el material sea uniforme para mejorar la dureza de la sección de placa plana. Tubo de acero perfilado para eliminar tensiones internas en las esquinas.

【0010】
[Medios para resolver el problema] Para lograr el objetivo anterior, el método de construcción de la presente invención tiene los siguientes elementos estructurales: Al mismo tiempo, Se utiliza un dispositivo de calefacción de alta frecuencia o un quemador de combustible fósil para calentar localmente solo la zona cercana a la esquina planificada.. La tubería de acero es una tubería de acero grande.. Método de conformado térmico de tubos de acero rectangulares de diámetro., caracterizado por transferirlos a rodillos para representar tubos de acero de forma cuadrada. , o calentamiento combinado de los dos métodos de calentamiento anteriores. (1) Toda la circunferencia exterior de una tubería de acero circular continua se forma formando un círculo con una placa de tira de acero con una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal., y soldar a tope ambos lados de la placa de acero de la tira. 4> El tubo de acero redondo se forma calentando el tocho mediante una combinación de calentamiento con gas natural., petróleo y otros combustibles fósiles como fuentes de calor y calefacción de alta frecuencia utilizando energía eléctrica. La tubería de acero se transfiere al laminador para formar las esquinas., y la temperatura se controla al mismo tiempo. Mantenga la uniformidad de temperatura deseada en todo el tubo.. Método de conformado en caliente para tubos de acero cuadrados de gran diámetro.. (2) Toda la circunferencia exterior de un tubo de acero circular continuo formado formando una placa de tira de acero en forma circular con una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal y soldando a tope ambos lados de la placa de tira de acero.. 10> Dispositivos de calefacción de alta frecuencia que utilizan fuentes de calor de combustibles fósiles como el gas., petróleo, o energía eléctrica

【0011】
[Operación] (1) En vista de la situación actual mencionada, el método de construcción de la presente invención
Adopte el método de calentamiento compuesto de tubería de acero, es decir, método de elevación de tubería de acero
Calefacción, La mayor parte de la calefacción utiliza únicamente combustibles fósiles.,
Finalmente, la calefacción utiliza electricidad, lo que requiere un control preciso de la temperatura del equipo.
Para el calentamiento inicial de tubos de acero que requieren una gran cantidad de calor., es más fácil obtener una gran cantidad de calor utilizando métodos de calentamiento de alta frecuencia. >uso simple, Combustibles fósiles de bajo coste y control estricto de la temperatura.. Para calentamiento final, la potencia es fácil de ajustar, pero costoso para reducir el costo total del recocido de tubos de acero y poder ajustar correctamente la temperatura de calentamiento final del tubo de acero de todos modos. 0012] Además de (2), en el calentamiento por combustión de combustibles fósiles, como se ha mencionado más arriba, para calentar la tubería de acero a la temperatura requerida, Se requiere un equipo de horno de calentamiento largo., Lo que puede causar condiciones difíciles en la selección de la ubicación de la línea de producción., sin embargo, si se instala un dispositivo de calentamiento de alta frecuencia en la etapa frontal como método de calentamiento, El dispositivo de calentamiento de alta frecuencia siempre utilizará tubos de acero redondos de temperatura normal.. /durar> Otra ventaja es que puede prolongar la vida útil.. Así como el mantenimiento, Gestión y vida útil del equipo., no es necesario prestar más atención de lo habitual a la resistencia al calor y a los métodos de disipación de calor del equipo.

(3) Respecto al calentamiento total o parcial del tubo de acero redondo mencionado anteriormente
, para que la tensión interna residual en el acero pueda resolverse o eliminarse
A1 Método de calentamiento de tubería de acero hasta el punto de transformación de fase., A
Cambiando un>, la temperatura no se puede controlar para un calentamiento uniforme y un calentamiento uniforme. El dispositivo de calentamiento final de la tubería de acero puede utilizar calefacción eléctrica.. Las ventajas anteriores las proporciona naturalmente el dispositivo de calentamiento y pueden reducir la tensión interna residual en el material de tubo de acero redondo formado doblando y soldando la tira de acero.. Después de eliminar la deformación de la soldadura., el tubo de acero redondo se transfiere al marco del rodillo formador cuadrado, Y el tubo de acero redondo se calienta mediante el rodillo formador., y gradualmente se formó en una sección transversal rectangular mediante procesamiento mecánico. Los tubos de acero circulares tienen grandes diámetros., placas de acero gruesas, y grandes capacidades caloríficas, por lo que los tubos de acero deben pasar por el proceso de laminado cuadrado para formar formas regulares. Incluso después de que se formen los tubos de acero rectangulares., todavía están en un estado de alta temperatura. Punto de cambio de fase 1. Incluso si la temperatura de calentamiento final es cercana a la del acero A Considere el método de calentamiento hasta el punto de transformación de fase 30014] Las ventajas de la calefacción combinada se limitan al caso mencionado anteriormente en el que se instala un dispositivo de calefacción de alta frecuencia en la última etapa del dispositivo de calefacción.. y las normas formuladas y revisadas después, incluso si el dispositivo de calentamiento de alta frecuencia está instalado en el lado frontal del escenario, Puede obtener los mismos resultados.. Cuando el tubo de acero redondo se calienta cerca del punto de transformación A3, El deterioro se produce debido al procesamiento del plástico en frío.. > un> Calefacción puntual. Transformación 1 significa que la selección de las condiciones de posición A anteriores, etc.. es relativamente fácil. Obteniendo ventajas como evitar también que el dispositivo se alargue demasiado. Independientemente de la disponibilidad de energía, sí, El equipo de calefacción inevitablemente se hace más grande.. , Los costos de calefacción también aumentan.. Según el método de construcción de la presente invención., La falta de capacidad de calefacción eléctrica disponible puede compensarse con dispositivos de calefacción que utilicen combustibles fósiles.. La planificación puede promover la recristalización de la estructura cristalina de acero y reducir la tensión residual dentro del acero., pero los métodos convencionales no pueden =9> tener las deficiencias mencionadas anteriormente. Entonces, en comparación con la situación anterior, calentar el acero a una temperatura superior al punto de transformación de fase, para calentar a a i=13>

0015] sin embargo, la tensión interna residual y el endurecimiento por trabajo de la tubería de acero rectangular de gran diámetro formada por este método, especialmente cerca de la soldadura y en las esquinas, puede casi ser eliminado. Completamente eliminado, Se pueden producir tubos de acero rectangulares de alta precisión mediante conformado en caliente., proporcionando así homogeneidad, tubos de acero rectangulares de gran diámetro y alta calidad. La capacidad de carga del andamio también utiliza una expresión de diseño unificado de la estructura actual, ya que el proceso de formación de las esquinas de la sección de tubería de acero se realiza mediante procesamiento térmico, la formación de las esquinas es fácil, y las cuatro esquinas de la pared exterior de la tubería de acero se pueden formar fácilmente. Las esquinas de la tubería de acero causadas por doblarse 90 grados, La tensión residual y la deformación residual causadas por la soldadura a tope del acero se han eliminado en la medida en que no existen problemas prácticos., y no hay riesgo de tensión residual en el material de la tubería de acero formada.. Alternativamente, el deterioro del material en las esquinas está casi completamente restaurado. 0016] El método existente para formar un tubo de acero redondo de una sola ranura en un tubo de acero rectangular.
Medio, al formar tubos de acero redondos
Se proporciona un largo espacio antes del proceso de formación y laminado del tubo cuadrado para un enfriamiento natural a la temperatura de calentamiento del acero soldado por alta frecuencia.. sin embargo, el método de la presente invención puede utilizar el espacio mencionado anteriormente para instalar un dispositivo de calentamiento de tubería de acero.. El método de construcción es extremadamente largo en comparación con las instalaciones tradicionales y no requiere mucho espacio.. Por lo tanto, según el método de construcción de la presente invención, Es posible solucionar las esquinas de los tubos de acero basándose en la deformación plástica de las esquinas de los tubos de acero rectangulares de gran diámetro que se han considerado un problema recientemente.. >. Por otra parte, en comparación con el método de construcción tradicional equipado con un horno de recocido que utiliza combustibles fósiles como fuente de calor, el método de la presente invención tiene una alta productividad, e incluso si el material de la tubería de acero está realmente recocido, el aumento de costo es pequeño. Además, en comparación con el horno de calentamiento utilizado en el método en línea existente, el espacio del equipo es más pequeño, Y la temperatura de calentamiento se puede controlar fácilmente para calentar uniformemente el material de acero.. Con buena calidad y alta precisión de formación., Puede producir tubos de acero rectangulares uniformes de gran diámetro.. Los defectos debidos en parte a la degradación del material se pueden eliminar hasta el punto en que ya no sean un problema real.

0017] (4) Los defectos de material que se consideran problemáticos en los tubos de acero rectangulares de gran diámetro en el mercado son causados ​​por problemas en el proceso de formación de los tubos de acero.. > Materiales locales de materiales estructurales por deterioro., como materiales de esquina de tubos de acero endurecidos por flexión en frío y tensión residual, etc.. es un debilitamiento. Por lo tanto, en el método de la segunda invención, justo antes de enviar el tubo de acero redondo de una sola ranura al rodillo formador cuadrado para su procesamiento, al menos el acero cerca de la esquina predeterminada de la superficie circunferencial exterior del tubo de acero se calienta hasta el punto de transformación A., se puede obtener una situación similar a la anterior ( 3), Tengo muchas ganas de jugar con él. sin embargo, para formar un tubo de acero circular en una sección transversal rectangular, solo se calienta el área cerca de la esquina predeterminada, lo que no provocará que el material de la pared periférica de la tubería de acero se deteriore y que la rigidez sea desigual, incluso si pasa a través del rodillo formador. Por lo tanto, Los tubos de acero rectangulares de gran diámetro no se pueden formar con alta precisión.. 30018] Para tal fin, las esquinas planificadas de la pared periférica del tubo de acero se calientan, y toda la tubería de acero se calienta de antemano. Dado que es esencialmente equivalente al calentamiento del punto de cambio de fase, Reducirá el costo del recocido térmico de productos de tubos de acero.. 1. El equipo de calefacción y el calor necesario para calentar también son A., que es básicamente equivalente al calentamiento del punto de cambio de fase. 1. El dispositivo de calefacción en sí es A.. Aunque el efecto es cercano al calentamiento del punto de cambio de fase, la tubería de acero 3. A, suavizando así la rigidez desigual del material de la pared periférica de la tubería de acero. Además, Eliminamos la tensión de soldadura generada cerca de la soldadura del tubo de acero., eliminar el endurecimiento del acero cuando se forma la tubería de acero redonda, formar en caliente el acero, y dar forma a la sección transversal del tubo de acero redondo. Según el segundo método inventivo., la masa del tubo de acero rectangular de gran diámetro es aproximadamente la de todo el tubo de acero cuando se calienta a un estado cercano a la deformación [0019] Para el calentamiento general de tubos redondos de acero., utilizar (3)- o el método descrito anteriormente
2> También es posible, y si el plan de calefacción es calentar toda la tubería de acero, es decir, para calentar localmente las esquinas de la tubería de acero, el acero se puede precalentar. Dado que el calentamiento posterior es calentamiento local, la energía de calefacción es relativamente pequeña. Además, Existen dispositivos de calefacción locales para tubos redondos de acero que utilizan combustibles fósiles como fuente de calor y dispositivos que utilizan dispositivos de calefacción de alta frecuencia.. Se sabe que es más fácil controlar la temperatura del acero y la distribución del calor dentro del acero calentando.

【0020】
[Ejemplos] Los siguientes son ejemplos de una línea de producción de tubos de acero rectangulares de gran diámetro equipada con equipos para implementar el método de la presente invención y el método descrito anteriormente.. >Según esta aplicación, la realización se describirá según los dibujos adjuntos., sino las partes estructurales específicas que constituyen cada sección de la línea de producción de tubos de acero adecuada
0021 [0021] (Parte 1) Figura 1 muestra una línea de producción de una realización de un equipo de termoformado para tubos de acero rectangulares de gran diámetro que implementa el método de construcción de la presente invención.. Es un diagrama de bloques esquemático.. En la figura, A lo largo de la línea recta a lo largo de la dirección de transporte del material., 1 es el mecanismo de instalación de la bobina, 2 es el nivelador, 3 es la determinación del ancho de la placa de acero y la sección de la ranura; 4 es el nivel del rodillo de descomposición de la placa de acero; 5 es el mecanismo de rodillo redondeador de sección de placa de acero de varias etapas; 6 Es una mesa de rodillos de acabado., 7 es un dispositivo de soldadura por resistencia de alta frecuencia, 8 Es un mecanismo para eliminar el interior o el exterior del cordón de soldadura., 9 es combustible fósil, 10 es un horno de calentamiento de alta frecuencia; 11 Es un mecanismo de rodillos formadores de sección rectangular de varias etapas.; 12 se forma un dispositivo de enfriamiento de tubería de acero; un> y sección de enfriamiento; 13 es el mecanismo de medición de la longitud de la tubería de acero; 14 es la parte alisadora; 15 es el cuchillo; 16 es el dispositivo alisador; 7 es la máquina cortadora y dimensionadora de tubos de acero. sin embargo, Hay muchos dispositivos que no se muestran en las figuras., como mecanismos de desenrollado de rollos, rodillos de presión, cortadores de emergencia, dispositivos de inspección, etc..