RU2393932C1 - Method to produce heat exchanger plates - Google Patents
Method to produce heat exchanger plates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393932C1 RU2393932C1 RU2009112942/02A RU2009112942A RU2393932C1 RU 2393932 C1 RU2393932 C1 RU 2393932C1 RU 2009112942/02 A RU2009112942/02 A RU 2009112942/02A RU 2009112942 A RU2009112942 A RU 2009112942A RU 2393932 C1 RU2393932 C1 RU 2393932C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roll
- rolling
- preset
- rolls
- preforms
- Prior art date
Links
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и касается получения пластин для теплообменников из высокопрочных металлических материалов посредством горячей прокатки.The invention relates to the field of metal forming and relates to the production of plates for heat exchangers from high-strength metal materials by hot rolling.
В настоящее время известен способ получения заготовок трубчатой формы с кольцевыми выступами на наружной поверхности (ребристых труб) [Специальные прокатные станы. / А.И.Целиков, М.В.Барбарич, М.В.Васильчиков и др. М.: Металлургия, 1971 г., с.173-231], включающий винтовую прокатку трубы в валках с винтовыми калибрами, развернутыми на угол подачи. Недостатком этого способа является невозможность получения плоских пластин с требуемым рельефом на поверхности.Currently, a known method of producing billets of tubular shape with annular protrusions on the outer surface (ribbed pipes) [Special rolling mills. / A.I. Tselikov, M.V. Barbarich, M.V. Vasilchikov and others. M .: Metallurgy, 1971, p. 173-231], including screw rolling of a pipe in rolls with screw gauges, rotated at an angle filing. The disadvantage of this method is the inability to obtain flat plates with the desired relief on the surface.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является способ получения пластин для теплообменников, включающий предварительную горячую и холодную деформацию заготовок продольной прокаткой горизонтальными валками с гладкой бочкой и последующую штамповку [Патент SU 1217506 А, 15.03.1986]. Недостатком этого способа является невозможность получения заготовок требуемого профиля из высокопрочных сталей и сплавов, т.к. при таких режимах деформации происходит разрушение металла. Кроме того, в данном случае предполагается нанесение пазов на поверхность плоской заготовки методом штамповки, что создает непреодолимые трудности при извлечении детали из штампа.The closest in technical essence to the claimed technical solution is a method for producing plates for heat exchangers, including preliminary hot and cold deformation of workpieces by longitudinal rolling by horizontal rolls with a smooth barrel and subsequent stamping [Patent SU 1217506 A, 03/15/1986]. The disadvantage of this method is the inability to obtain blanks of the desired profile from high strength steels and alloys, because under such deformation modes, the destruction of the metal occurs. In addition, in this case, it is assumed that the grooves are applied to the surface of the flat workpiece by stamping, which creates insurmountable difficulties in removing the part from the stamp.
Задачей изобретения является получение высококачественных плоских заготовок (пластин) для теплообменников с рельефом заданной формы на одной из сторон из высококачественных металлических материалов, таких как стали Х18Н10Т, ХН45Ю, сплавы ВЖ98, ДИ52 и т.п.The objective of the invention is to obtain high-quality flat billets (plates) for heat exchangers with a relief of a given shape on one side of high-quality metal materials such as steel Kh18N10T, KhN45Yu, VZh98, DI52 alloys, etc.
Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления пластин для теплообменников, включающем продольную горячую прокатку заготовок в горизонтальных валках, в соответствии с изобретением осуществляют прокатку заготовок из высокопрочных металлических материалов в валках, один из которых имеет гладкую бочку, а второй - бочку, по длине которой выполнены кольцевые пазы трапецеидального сечения, сужающегося к оси валка, глубиной, равной сумме минимальной ширины сечения и численного значения максимального относительного обжатия по толщине, с углом наклона боковых сторон 1-5° и нанесенным на поверхность бочки антиадгезионным покрытием, при этом прокатку осуществляют с превышением окружной скорости первого валка над окружной скоростью второго валка и степенью деформации не более 90% величины относительного удлинения материала при температуре прокатки.The problem is achieved in that in a method of manufacturing plates for heat exchangers, including longitudinal hot rolling of workpieces in horizontal rolls, in accordance with the invention, workpieces are made of high-strength metal materials in rolls, one of which has a smooth barrel and the second barrel in length which made the annular grooves of the trapezoidal section, tapering to the axis of the roll, with a depth equal to the sum of the minimum width of the section and the numerical value of the maximum relative compression in thickness, with an angle of inclination of the sides of 1-5 ° and a release coating applied to the barrel surface, while rolling is performed with the peripheral speed of the first roll exceeding the peripheral speed of the second roll and the degree of deformation of not more than 90% of the relative elongation of the material at the rolling temperature.
Разница в окружных скоростях валков может составлять 3-40%.The difference in the peripheral speed of the rolls can be 3-40%.
Заявляемая совокупность признаков обеспечивает возможность получения пластин для теплообменников с рельефом заданной формы на одной из сторон, из высокопрочных металлических материалов, за счет продольной прокатки с заданными режимами в горизонтальных валках, один из которых имеет гладкую бочку, а второй - бочку, по длине которой выполнены кольцевые пазы трапецеидального сечения регламентируемых размеров. Максимальную ширину в поперечном сечении пазы имеют на поверхности бочки, постепенно сужаясь по направлению к оси валка под углом наклона боковых сторон 1-5°. Глубина паза равна сумме минимальной ширины и величины максимального относительного обжатия по толщине (которую, для удобства вычисления, можно принять в миллиметрах). Заявленные параметры обеспечивают заполнение высокопрочным металлом пазов валка в процессе прокатки при устойчивом положении заготовки в очаге деформации. Для облегчения отставания металла от поверхности профилированного валка на его поверхность наносят антиадгезионное покрытие, в частности, в виде смазки. Прокатку осуществляют со степенью деформации, не превышающей 90% величины относительного удлинения материала при температуре прокатки, что, в сочетании с другими параметрами прокатки, гарантирует полную проработку структуры и исключает трещинообразование. Разность в скоростях вращения валков обеспечивает надежное заполнение металлом выполненных на валке пазов и исключает коробление полосы.The claimed combination of features makes it possible to obtain plates for heat exchangers with a relief of a given shape on one side, of high-strength metal materials, due to longitudinal rolling with predetermined modes in horizontal rolls, one of which has a smooth barrel, and the second a barrel, the length of which is made annular grooves of a trapezoidal section of regulated sizes. The maximum width in the cross section of the grooves are on the surface of the barrel, gradually tapering towards the axis of the roll at an angle of inclination of the sides of 1-5 °. The depth of the groove is equal to the sum of the minimum width and the maximum relative compression in thickness (which, for the convenience of calculation, can be taken in millimeters). The claimed parameters provide filling high-strength metal grooves of the roll during the rolling process with a stable position of the workpiece in the deformation zone. To facilitate the lag of the metal from the surface of the profiled roll, a release coating is applied to its surface, in particular in the form of a lubricant. Rolling is carried out with a degree of deformation not exceeding 90% of the relative elongation of the material at the rolling temperature, which, in combination with other rolling parameters, guarantees a complete study of the structure and eliminates crack formation. The difference in the speeds of rotation of the rolls ensures reliable filling of grooves made on the roll with metal and eliminates warping of the strip.
В результате оптимального подбора геометрических размеров пазов одного из валков, обжатия и использования антиадгезионного покрытия (смазки) достигается стабильное протекание процесса прокатки высокопрочных сталей и сплавов. Уменьшение величины наклона боковых сторон пазов менее 1° приводит к заклиниванию металла в пазах и «оковыванию» валка полосой. Увеличение наклона боковых сторон свыше 5° ухудшает служебные свойства теплообменников. При разнице в окружных скоростях валков менее 3% не обеспечивается стабильное заполнение металлом кольцевых пазов, превышение скорости вращения второго валка более чем на 40% по сравнению с первым валком приводит к ухудшению качества поверхности прокатываемого металла. Обжатие заготовки при прокатке более чем на 90% от величины относительного удлинения материала данного типа при температуре прокатки может привести к образованию дефектов, разрыву кромок полосы или полному ее разрушению.As a result of the optimal selection of the geometrical dimensions of the grooves of one of the rolls, compression and the use of a release coating (lubricant), a stable course of the rolling process of high-strength steels and alloys is achieved. A decrease in the slope of the sides of the grooves of less than 1 ° leads to jamming of the metal in the grooves and the “binding" of the roll with a strip. An increase in the slope of the sides above 5 ° affects the service properties of the heat exchangers. When the difference in peripheral roll speeds of less than 3% does not provide stable metal filling of the annular grooves, the rotation speed of the second roll is more than 40% higher than the first roll leads to a deterioration in the surface quality of the rolled metal. Compression of the workpiece during rolling by more than 90% of the relative elongation of a material of this type at the rolling temperature can lead to the formation of defects, rupture of the strip edges or its complete destruction.
Способ осуществляется следующим образом. Перед прокаткой на поверхность профилированного валка наносится антиадгезионная смазка. Нагретая заготовка задается в рабочие валки, где обжимается ими за счет взаимного сближения контактных поверхностей валков. При обжатии заготовки валками металл заполняет выполненные на втором валке пазы в соответствии с заданной величиной обжатия, не превышающей 90% от величины относительного удлинения данной марки стали или сплава при температуре прокатки. Заданная величина угла конусности боковых сторон пазов в совокупности с установленной величиной обжатия полосы по толщине и разницей окружных скоростей вращения валков обеспечивает свободный выход полосы из очага деформации без «оковывания» валков.The method is as follows. Before rolling, a release agent is applied to the surface of the shaped roll. The heated billet is set in the work rolls, where it is crimped by them due to the mutual contact of the contact surfaces of the rolls. When crimping a workpiece with rolls, the metal fills the grooves made on the second roll in accordance with a predetermined amount of compression, not exceeding 90% of the relative elongation of a given grade of steel or alloy at rolling temperature. The predetermined value of the taper angle of the sides of the grooves in conjunction with the set value of the compression strip in thickness and the difference in peripheral speeds of rotation of the rolls provides a free exit of the strip from the deformation zone without the "binding" of the rolls.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
В результате прокатки необходимо получить пластину для теплообменника толщиной 2+0,1 мм, с выступами высотой до 2,5 мм (общая толщина пластины должна составить 4+0,5 мм). В качестве исходной заготовки используется горячекатаная пластина из сплава ВЖ 98 толщиной 4 мм.As a result of rolling, it is necessary to obtain a plate for a heat exchanger with a thickness of 2 +0.1 mm, with protrusions up to 2.5 mm high (the total thickness of the plate should be 4 +0.5 mm). A hot-rolled plate of VZh 98 alloy 4 mm thick is used as the initial billet.
На боковой поверхности одного из валков (верхнего) были выполнены пазы трапецеидальной формы глубиной 2,5 мм с наклоном боковых граней 3° и минимальной шириной на указанной глубине паза 2 мм. Всего на поверхности валка разместилось 25 пазов. Глубину паза определяли как сумму минимальной его ширины и величины или численного значения (для удобства расчета можно принять в миллиметрах) относительного обжатия по толщине пластины в миллиметрах. Обжатие по толщине составило:On the side surface of one of the rolls (upper), grooves of a trapezoidal shape with a depth of 2.5 mm were made with a slope of the side faces of 3 ° and a minimum width of 2 mm at the indicated groove depth. In total, 25 grooves are located on the surface of the roll. The groove depth was determined as the sum of its minimum width and magnitude or numerical value (for convenience of calculation can be taken in millimeters) of the relative compression over the plate thickness in millimeters. Compression in thickness was:
Δh=(4 мм-2 мм)/4 мм=0,5Δh = (4 mm-2 mm) / 4 mm = 0.5
Минимальная ширина паза - 2 мм, тогда глубина паза составляет:The minimum groove width is 2 mm, then the groove depth is:
2 мм+0,5 мм=2,5 мм2 mm + 0.5 mm = 2.5 mm
Диаметр валка с гладкой бочкой составлял 300 мм, диаметр рифленого валка 220 мм, за счет этого достигалась разница окружных скоростей вращения валков в 36,36%, что при данной величине обжатия и глубине паза обеспечивало прямолинейность полосы и свободный выход ее из валков.The diameter of the roll with a smooth barrel was 300 mm, the diameter of the grooved roll was 220 mm, due to this, the difference in the peripheral speed of rotation of the rolls was 36.36%, which at this compression value and groove depth ensured the straightness of the strip and its free exit from the rolls.
Пластину из сплава ВЖ 98 размером 102×170 мм толщиной 4 мм нагревали в камерной печи до температуры 1210°С. Перед прокаткой на поверхность валка с пазами нанесли антиадгезионную смазку, устанавливали расстояние между валками 2 мм.A plate of VZh 98 alloy with a size of 102 × 170 mm and a thickness of 4 mm was heated in a chamber furnace to a temperature of 1210 ° C. Before rolling, a release adhesive was applied to the surface of the roll with grooves, and the distance between the rolls was set to 2 mm.
Нагретую пластину задавали в зазор между валками, она за счет сил трения захватывалась и деформировалась до заданной толщины (2 мм) с образованием выступов трапецеидальной формы высотой от 2,1 до 2,4 ммThe heated plate was set into the gap between the rollers; it was captured and deformed to the specified thickness (2 mm) due to friction forces with the formation of trapezoidal protrusions with a height of 2.1 to 2.4 mm
Всего по предлагаемому варианту прокатано 10 пластин. Осмотр поверхности показал отсутствие дефектов. Металлографические исследования показали полную проработку структуры, отсутствие несплошностей и трещин.In total, 10 plates were rolled according to the proposed option. Inspection of the surface showed no defects. Metallographic studies showed a complete study of the structure, the absence of discontinuities and cracks.
Таким образом, предлагаемый способ прокатки обеспечивает получение заготовок для теплообменников заданной формы высокой точности по геометрическим размерам с качественной поверхностью.Thus, the proposed rolling method provides the preparation of blanks for heat exchangers of a given shape of high accuracy in geometric dimensions with a high-quality surface.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009112942/02A RU2393932C1 (en) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | Method to produce heat exchanger plates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009112942/02A RU2393932C1 (en) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | Method to produce heat exchanger plates |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2393932C1 true RU2393932C1 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42684603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009112942/02A RU2393932C1 (en) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | Method to produce heat exchanger plates |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2393932C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455089C1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" | Method of producing steel hot-rolled strips |
| RU2482930C1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-05-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of making strips with one-side lenticular corrugation |
-
2009
- 2009-04-08 RU RU2009112942/02A patent/RU2393932C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455089C1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северсталь-Проект" | Method of producing steel hot-rolled strips |
| RU2482930C1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-05-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of making strips with one-side lenticular corrugation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103822081A (en) | Crosswise thickness-variable strip and preparation method thereof | |
| US20200130035A1 (en) | Method for producing a high-pressure pipe | |
| WO2015088388A1 (en) | Method for manufacturing cold rolled pipes from alpha- and pseudo-αlpha titanium alloys | |
| RU2393932C1 (en) | Method to produce heat exchanger plates | |
| CN109909295B (en) | Superfine crystal rolling method for large-size aluminum alloy bar | |
| RU2410179C1 (en) | Method of producing thin-wall multi-face tubes (versions) | |
| RU2769137C1 (en) | SET OF WORKING TOOLS FOR PILGER ROLLING OF THIN-WALL TITANIUM PIPES FROM (α+β)-TITANIUM ALLOY | |
| JP2008254026A (en) | Method of manufacturing high tensile strength metal strip having excellent press formability | |
| US4041749A (en) | Method of producing sheet or plate from rolling stock | |
| Radionova et al. | Roller drawing of simple profiles from hard-to-form alloys | |
| Bhaduri et al. | Rolling | |
| JP5765757B2 (en) | Method for manufacturing annular shaped material | |
| RU2615959C1 (en) | Thin-walled axisymmetric steel shell manufacturing method | |
| RU2617191C1 (en) | Cold rolling method for metal sections | |
| RU2623203C1 (en) | Manufacturing method of the periodic profile thin-wall shells from aluminium alloys | |
| RU2401170C1 (en) | Method of asymmetric cold rolling of pipes | |
| RU2238180C1 (en) | Method for making bimetallic products | |
| RU2698241C1 (en) | Rolling method in rolls with wavy barrel profile | |
| RU2723494C1 (en) | Method of rolling hollow billet on mandrel in three-shaft helical rolling mill and working roll for implementation thereof | |
| RU2438808C2 (en) | Method of tube rolling on mandrel | |
| RU2122906C1 (en) | Blank rolling method | |
| RU2694443C2 (en) | Method for production of thick sheet from continuously-cast slab | |
| Kliber | Advanced forming technology | |
| RU2270066C1 (en) | Sizing tool for tube rolling mill | |
| RU2392073C2 (en) | Method of shuttering profile obtainment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160409 |