PL187804B1 - Sposób wytwarzania spawanych rur z Cu i stopów Cu - Google Patents

Abstract

1. Sposób w ytw arzania spawanych rur z Cu i stopów Cu, w kom binow anej linii produkcyjnej, skladajacej sie z m aszyny rozlew niczej m aterialu w stepnego, w alcow ni goracej, zespolu form ow ania rur i spaw ania oraz urzadzenia do ciagnienia dla zespawanej rury, zn a m ie n n y tym , ze przeprow adza sie kolejno nastepujace etapy: w etapie pierw szym odlewa sie blachów ke quasi bez konca o szerokosci 45-200 mm i grubosci 10-70 mm na m aszynie odlewniczej o duzej szybkosci odlew ania do 22 m/m in, po czym w etapie drugim walcuje sie na goraco blachówke do postaci tasmy posredniej o szerokosci 45-200 i grubosci 2,0-14 mm, w etapie trzecim schladza sie tasme posrednia do temperatury < 100°C az do tem pe- ratury otoczenia i usuwa sie zgorzeline z powierzchni tasmy posredniej; a nastepnie w etapie czwartym tasme posrednia walcuje sie na zimno do postaci tasmy o szerokosci 45-200 mm, i grubosci 0,9-6,3 mm; w etapie piatym tasm e zw ija sie w kregi, po czym w etapie szóstym tasm e odw ija sie i form uje sie do postaci rury, obcina kraw edzie, a w etapie siódm ym spawa sie szew wzdluzny oraz w razie potrzeby usuwa sie zewnetrzne i wewnetrzne rabki spoiny; a nastepnie w etapie ósmym rure kalibruje sie i w etapie dziewiatym, jesli spawana rura jeszcze nie stanowi gotow ej rury, przeprow adza sie w co najm niej jednym etapie ciagnie- nie sie do postaci gotowej rury. PL PL PL

Description

Przzdmietzm wynalazku jzst spesdb wytwarzania spawanych rur z Cu i stepów Cu w kembinewanzj linii predukcyjnzj, składajączj się z maszyny rezlzwniczzj matzriału wstępnzge, walcewni gerączj, zzspeSu fermewania rur i spawania eraz uroąazynia de ciągniznia dla zzspawanzj rury.

W przypadku rur mizdzianych i rur zz stepów mizdzi rezrdżnia się rury bzz szwu i rury spawanz.

Rury bzz szwu przykSadewe są wytwarzanz w ztapach preczsu: edlzwaniz ciągSz pzSno, wyciskaniz, walcewaniz pizlórzymewz rur na zimne i ciągnizniz, przy czym w zalzzneści ed petrozb meżna zrzzygnewać z walcewania pizlórzzmewzóe na zimne. Znanz jzst rdwnizż dziwewaniz pzSnzge pasma mztalu spesebzm walcewania skeśnzge, walcewaniz pizlóroymewz na zimne, a następniz ciągnizniz na getewy wymiar. Rdwnizż stesewanz są epeeebz, w których edlzwa się tulzjz, ktdrz następniz pe walcewaniu pizlórzzmewym na zimne są peddawanz preczsewi ciągniznia.

Wspemnianz speseby mają rdżnz nizdegedneści: w przypadku wyciskania pewstają wysekiz keszty wytwarzania, w przypadku edlzwania wspdSbizżnzóe na trzpizniu występ^z nizwzstarcoająca jakość rur. Penadte rury wytwarzanz bzz szwu wykazują nizdebrz telzrancjz grubeści ścian.

Rury spawanz są wytwarzanz z rzguSy z wlzwkdw płaskich wytwarzanych edlzwanizm ciągłym, ktdrz są wstępniz walcewanz w walcarkach blachy na gerące, następniz są walcewanz na zimne, dzizlenz wzdSużniz i spawano. Pe preczsiz spawania prozprewaaoa się ciągnizniz rur tradycyjnym spesebzm ciągniznia. Nizdeóeaneścią spesebu spawania rur są wysekiz keszty wytwarzania pasma blachy, ktdrz czynią wytwarzaniz rur nizepSacalnym.

Wytwarzaniz taśmy rzalizujz się za pemecą różnych spesebdw. Zazwyczaj prozprewadza się edlzwanio ciągSz wlzwkdw pSaskich, frzzewaniz pewizrochniewz i walcewaniz na zimne, nawijaniz uzyskanzj taśmy i dziz^^z wodSużnz na pasma, ktdrz następniz są deprewadoanz de da^zj ebrdbki. Zalztą tak wytwerzen^zj taśmy walcewanzj na zimne jzst uzyskaniz wysekich zdelneści produkcyjnych, pewyżej 100 000 t/rek przy debrzj jakeści pewizrzchni, a ni^<^j^<^<^<^^c^i^jzst nizciągSy preczs wytwarzania eraz wysekiz keszty wytwarzania.

W innym spesebiz oaprepenewane edlzwaniz ciznkich wlzwkdw pSaskich, przy którym zbędnz jzst walcewaniz na gerące sozrekizj taśmy. Następniz p^zd walcewanizm na zimne frzzujz się pewizrochniz taśmy, zwija i dzizli wodSuoniz na pasma. bpesdb tzn prozprewaaoa się w spesdb ciągSy, a śrzdniz wiz^ści predukcyjnz, peniżzj 100 000 t/rek uzyskujz się przy debrzj jakeści pewizrzchni.

Niydeóedneścią tzge spesebu są rdwnizż zbyt wysekiz keszty wytwarzania.

Trzzci spesdb jzst znany jake tak zwany spesdb zmnizjszania wysekeści. Zgedniz z nim taśma jzst edlzwana w kekilach grafitowych z szybkeścią edlzwania v = 1 rn/min, pe czym pewizrzchnia jzst frzzewana, następniz taśma jzst walcewana na zimne z dużym wydłuzznizm, zwijana i dzizlena wzdSuzniz na pasma. bpesdb tzn meżna prozprewadoać jake ciągSy, a jakeść pewizrochni jzst debra. Nizdegedneścią tzge spesebu są nizwizlkiz zdelneści predukczjny ekeSe 10 000 t/rek przy wysekich kesztach wytwarzania.

Zadanizm wynalazku jzst epracewaniz ulzpsoenzóe spesebu wytwarzania spawanych rur z mizdzi i stepdw mizdzi, z dużą dekładneścią wymiarów i wyseką jakeścią pewizrzchni, w którym walcewana taśma jzst prozrabiana na rury spawanz zz szwzm woaSuZnzm, przy zachewaniu epSacalneści predukcji zardwne przy wytwarzaniu mnizjsozch, jak i większych ileści (między 10 000 de 100 000 t/rek).

Zadaniz te zestaSe rozwiązać dzięki temu, zz prozprewadza się kelzjne następującz ztapy: w ztapiz pizrwszzm ealzwa się blachdwkę quasi bzz keńca e soyrekeści 45-200 mm i grubeści 10-70 mm na maszyniz ealywnicoyj e aużyj szybkeści edlzwania de 22 m/min, pe

187 804 czym w etapie drugim walcuje się na gorąco blachówkę do postaci taśmy pośredniej o szerokości 45-200 i grubości 2,0-14 mm, w etapie trzecim schładza się taśmę pośrednią do temperatury < 100°C aż do temperatury otoczenia i usuwa się zgorzelinę z powierzchni taśmy pośredniej, a następnie w etapie czwartym taśmę pośrednią walcuje się na zimno do postaci taśmy o wymiarach: szerokość 45-200 mm, grubość 0,9-6,3 mm, w etapie piątym taśmę zwija się w kręgi o wstępnie określonych ciężarach, po czym w etapie szóstym taśmę odwija się i formuje się do postaci rury, obcina krawędzie, a w etapie siódmym spawa się szew wzdłużny oraz w razie potrzeby usuwa się zewnętrzne i wewnętrzne rąbki spoiny, a następnie w etapie ósmym rurę kalibruje się i w etapie dziewiątym, jeśli spawana rura jeszcze nie stanowi gotowej rury, przeprowadza się w co najmniej jednym etapie ciągnienie do postaci gotowej rury.

Korzystnie odlewanie blachówki prowadzi się na maszynie odlewniczej do taśm lub obrotowej maszynie odlewniczej.

Według wynalazku walcowanie na gorąco blachówki prowadzi się do uzyskania wielkości ziarna < 40 (im w temperaturze między 600 a 900°C.

Zgodnie z wynalazkiem obcinanie taśmy pośredniej prowadzi się w maszynie do spawania, a po walcowaniu na gorąco z blachówki usuwa się zgorzelinę sposobem chemicznego wytrawiania.

Korzystnie etapy sposobu sześć do dziewięć prowadzi się po zmagazynowaniu w magazynie pośrednim lub dziewiąty etap sposobu prowadzi się po zmagazynowaniu pośrednim kalibrowanej rury.

Według wynalazku spawanie wzdłużne rur prowadzi się korzystnie za pomocą spawania prądami wielkiej częstotliwości, spawania elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych albo spawania laserowego.

W innym wykonaniu sposobu wytwarzania spawanych rur z Cu i stopów Cu przeprowadza się kolejno następujące etapy; w etapie pierwszym odlewa się blachówkę quasi bez końca o szerokości 45-200 mm i grubości 10-70 mm na maszynie odlewniczej o dużej szybkości odlewania do 22 m/min, po czym w etapie drugim walcuje się na gorąco blachówkę do postaci taśmy pośredniej o wymiarach: szerokości 45-200 mm i grubości 2,0-14 mm; w etapie trzecim schładza się taśmę pośrednią do temperatury < 100°C aż do temperatury otoczenia i usuwa się zgorzelinę z powierzchni taśmy pośredniej, a następnie w etapie czwartym taśmę pośrednią walcuje się na zimno do postaci taśmy o wymiarach: szerokość 45-200 mm, grubość 0,9 mm, w etapie piątym taśmę zwija się w kręgi o wstępnie określonych ciężarach, po czym w etapie szóstym taśmę odwija się i przecina wzdłuznie, w etapie siódmym taśmę zaopatruje się w użebrowanie, a następnie w etapie ósmym uzebrowaną taśmę formuje się do postaci rury, spawa się i kalibruje się na gotowo do postaci żebrowanej wewnętrznie rury ze szwem wzdłuznym.

Korzystnie etapy od szóstego do ósmego prowadzi się po zmagazynowaniu w magazynie pośrednim.

Okazało się, ze przy odlewaniu blachówki w danym zakresie wymiarów i przy określonej szybkości odlewania możliwe jest wytwarzanie przyciętych na wymiar taśm, dzięki czemu zbędne jest dzielenie wzdłużne wstępnie walcowanej blachy. Taśmy wykazują dobrą jakość powierzchni i korzystne wartości materiałowe przy niskich kosztach wytwarzania.

Ponieważ odlewanie blachówki przeprowadza się na maszynie odlewniczej do taśm lub na obrotowej maszynie odlewniczej, to oba sposoby odlewania charakteryzują się dużymi szybkościami odlewania i z tego wzgiędu nadają się szczególnie do ekonomicznego wytwarzania taśm nadających się bezpośrednio do dalszej obróbki. Dotychczas obrotowa maszyna odlewnicza była stosowana tylko przy wytwarzaniu drutu.

Dzięki temu, że obcinanie taśmy pośredniej następuje bezpośrednio w maszynie do spawania, to poza dzieleniem wzdłużnym taśm odpada również ich obcinanie.

Alternatywnie dzięki sposobowi według wynalazku, możliwe jest również wytwarzanie w procesie ciągłym lub częściowo ciągłym rur użebrowanych wewnątrz ze szwem wzdłuznym.

Reasumując sposób według wynalazku jest korzystny, ponieważ w ciągłym przebiegu procesu możliwe jest ekonomiczne wytwarzanie spawanych rur miedzianych lub rur ze stopów miedzi o niskiej lub wysokiej zdolności produkcyjnej (10 000 do 100 000 t/rok), a w przypad187 804 ku użebrowanych wewnętrznie rur nawet poniżej do 1000 t/rok i mniej. Ciągły przebieg sposobu z zastosowaniem maszyn odlewniczych o bardzo dużych szybkościach odlewania umożliwia z jednej strony uzyskanie wysokich zdolności produkcyjnych, bez ujemnego wpływu z drugiej strony na jakość rur. Powierzchnia odlewanej taśmy, pomimo nie prowadzenia przewidzianego według stanu techniki frezowania powierzchni taśmy, odpowiada wymogom dla precyzyjnych taśm walcowanych na zimno do wytwarzania rur precyzyjnych. Wielkość ziarna 30-40 μηι, uzyskiwana przy walcowaniu na gorąco, umożliwia korzystniejsze warunki przy formowaniu taśm do postaci rur spawanych, niż było to możliwe dotychczas w przypadku materiału miękkiego, a więc materiału wyżarzonego.

Przykładowy sposób wytwarzania spawanych rur z Cu i stopów Cu według wynalazku polega na tym, że kolejno przeprowadza się następujące etapy: Etap pierwszy, w którym w maszynie odlewniczej do taśm o szybkości odlewania 20 m/min, przeprowadza się w sposób quasi bez końca odlewanie blachówki o szerokości 100 mm i grubości 40 mm. Etap drugi stanowi walcowanie na gorąco blachówki z etapu 1, którą prowadzi się w walcowni gorącej w temperaturze 750°C i walcuje się aż do uzyskania wielkości ziarna < 40 pm i wytwarza się taśmę pośredniąo szerokości 150 mm i grubości 8,0 mm. Tak uzyskaną taśmę pośrednią w etapie trzecim schładza się do temperatury < 100°C aż do temperatury otoczenia. Po schłodzeniu z powierzchni taśmy pośredniej usuwa się w znany sposób zgorzelinę, tutaj chemicznie wytrawia się.

Zimną taśmę pośrednią o szerokości 150 mm w etapie czwartym poddaje się w walcowni na zimno walcowaniu do grubości 4,0 mm. Następnie w etapie piątym nie obciętą taśmę pośrednią zwija się w kręgi.

Etapy procesu od 1 do 5 przebiegają w procesie in-line.

Dalsze etapy procesu mogą przebiegać bezpośrednio dalej lub poprzez magazyn pośredni, w którym magazynuje się taśmę w kręgach, co zależy wyłącznie od ilości produkcji. Przykładowo z pobranego z magazynu kręgu w etapie szóstym odwija się taśmę i formuje się ją w zespole formowania do postaci rury ze szwem wzdłużnym.

Następnie zwinięte w rurę odcinki rurowe bezpośrednio obcina się na krawędziach na żądaną długość i w etapie siódmym poddaje się spawaniu ze szwem wzdłuznym w maszynie spawalniczej do spawania prądami wielkiej częstotliwości, jak to jest znane.

W czasie kontroli jakości szwu spawalniczego stwierdzono istnienie w rurach zewnętrznych i wewnętrznych, rąbków spoiny, które w znany sposób usuwa się. Tak przygotowane rury w etapie ósmym zostały poddane kalibrowaniu, jak to jest znane.

Przeprowadzona kontrola wymiarów rur wykazała, że ich wymiary mają żądaną wielkość, tak, że gotowe rury zostały skierowane do magazynu wyrobów gotowych.

W przypadku, gdy kalibrowanie jest niewystarczające przeprowadza się w etapie dziewiątym ciągnienie zespawanej rury w co najmniej jednym etapie ciągnienia do postaci gotowej rury.

Ponieważ wytwarzanie spawania rur z Cu i stopów Cu jest prowadzone za pomocą znanych sposobów spawania jak spawanie prądami wielkiej częstotliwości, spawanie elektrodą wolfromową w osłonie gazów obojętnych, spawanie laserowe to jest oczywiste, iż przy tym dodatkowo należy przeprowadzać etapy procesu, niezbędne do uzyskania właściwego rezultatu. Powyzsze dotyczy także procesu ciągnienia. W zależności od potrzeb etapy procesu 6 do 9 prowadzi się bezpośrednio po sobie albo po zmagazynowaniu pośrednim, względnie tylko etap 9 prowadzi się po zmagazynowaniu w magazynie pośrednim.

Odmiana sposobu wytwarzania spawanych rur z Cu lub stopów Cu umożliwia wytwarzanie wzmocnionych rur o grubościach ścianek mniejszych od 0,9 mm i odróżnia się tylko tym, ze w etapie czwartym walcuje się na zimno taśmę pośrednią do żądanej grubości poniżej 0,9 mm, a po odwinięciu taśmy i jej wzdłużnym przecięciu w etapie szóstym, w etapie siódmym w cienkiej taśmie wykonuje się żebra, w celu jej wzmocnienia, a w etapie ósmym formuje się do postaci rury, mającej wewnętrzne użebrowanie, którą spawa się i kalibruje się na gotowo. Etapy procesu sześć do osiem prowadzi się po zmagazynowaniu pośrednim. Jak wykazała praktyka odlewanie blachówki można przeprowadzać także z taką samą szybkością odlewania do 20 m/min, w obrotowej maszynie odlewniczej jaka jest stosowana do odlewania drutów.

Istotne jest tylko, aby proces wytwarzania rur z Cu lub stopów Cu przebiegał kolejno, zgodnie z omówionymi powyżej etapami procesu.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania spawanych rur z Cu i stopów Cu, w kombinowanej linii produkcyjnej, składającej się z maszyny rozlewniczej materiału wstępnego, walcowni gorącej, zespołu formowania rur i spawania oraz urządzenia do ciągnienia dla zespawanej rury, znamienny tym, ze przeprowadza się kolejno następujące etapy: w etapie pierwszym odlewa się blachówkę quasi bez końca o szerokości 45-200 mm i grubości 10-70 mm na maszynie odlewniczej o dużej szybkości odlewania do 22 m/min, po czym w etapie drugim walcuje się na gorąco blachówkę do postaci taśmy pośredniej o szerokości 45-200 i grubości 2,0-14 mm, w etapie trzecim schładza się taśmę pośrednią do temperatury < 100°C aż do temperatury otoczenia i usuwa się zgorzelinę z powierzchni taśmy pośredniej; a następnie w etapie czwartym taśmę pośrednią walcuje się na zimno do postaci taśmy o szerokości 45-200 mm, i grubości 0,9-6,3 mm; w etapie piątym taśmę zwija się w kręgi, po czym w etapie szóstym taśmę odwija się i formuje się do postaci rury, obcina krawędzie; a w etapie siódmym spawa się szew wzdłużny oraz w razie potrzeby usuwa się zewnętrzne i wewnętrzne rąbki spoiny; a następnie w etapie ósmym rurę kalibruje się i w etapie dziewiątym, jeśli spawana rura jeszcze nie stanowi gotowej rury, przeprowadza się w co najmniej jednym etapie ciągnienie się do postaci gotowej rury.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odlewanie blachówki prowadzi się na maszynie odlewniczej do taśm.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze odlewanie blachówki prowadzi się na obrotowej maszynie odlewniczej.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze walcowanie na gorąco blachówki prowadzi się do uzyskania wielkości ziarna < 40 pm w temperaturze między 600 a 900°C.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obcinanie taśmy pośredniej prowadzi się w maszynie do spawania.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po walcowaniu na gorąco z blachówki usuwa się zgorzelinę sposobem chemicznego wytrawiania.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etapy sposobu sześć do dziewięć prowadzi się po zmagazynowaniu w magazynie pośrednim.
8. 8. Sposób według zastrz, 1, znamienny tym, ze dziewiąty etap sposobu prowadzi się po zmagazynowaniu pośrednim kalibrowanej rury.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze spawanie wzdłużne rur prowadzi się korzystnie za pomocą spawania prądami wielkiej częstotliwości, spawania elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych albo spawania laserowego.
10. 10. SposóS wytwarzania spawanpch rnr ch Cu i stou ó w Cu w komb inowanej linii produkcyjnej, składającej się z maszyny rozlewniczej materiału wstępnego, walcowni gorącej, zespołu formowania rur i spawania oraz urządzenia dla ciągnienia zespawanej rury, znamienny tym, że przeprowadza się kolejno następujące etapy: w etapie pierwszym odlewa się blachówkę quasi bez końca w zakresie wymiarów: szerokość 45-200 mm i grubość 10-70 mm na maszynie odlewniczej o dużej szybkości odlewania do 22 m/min, po czym w etapie drugim walcuje się na gorąco blachówkę do postaci taśmy pośredniej o wymiarach: szerokość 45-200 mm, grubość 2,0-14 mm; w etapie trzecim schładza się taśmę pośrednią do temperatury < 100°C aż do temperatury otoczenia i usuwa się zgorzelinę z powierzchni taśmy pośredniej , a następnie w etapie czwartym taśmę pośrednią walcuje się na zimno do postaci taśmy o wymiarach: szerokość 45-200 ww, grubość 0,9 ww, w etapie piątym taśmę zwija się w kręgi, po czyw w etapie szóstyw taśwę odwija się i przecina wzdłuznie, w etapie siódmym taśmę zaopatruje się w użebrowanie, a następnie w etapie óswyw uzebrowaną taśwę formuje się do postaci rury, spawa się i kalibruje się na gotowo do postaci żebrowanej wewnętrznie rury ze szwem wzdłuznyw.

    187 804
11. 11. Sposób według zastrz. 10,znamienny tym, ż& mapy od szóstego doósmego prowadzi się pe zmagazynewaniu w magazyniz peśrzdnim.