Método de fabricação de tubo de aço retangular de grande diâmetro – PAPEL 1

【0001】
[Campo de aplicação industrial] A presente invenção refere-se a um método de conformação contínua a quente de tubos de aço retangulares de grande diâmetro., e mais especificamente, para uma tira de aço de paredes espessas. As duas extremidades são soldadas por processamento de plástico a frio paralelo à sua direção longitudinal para formar um tubo de aço de grande diâmetro com uma curva fechada na seção transversal. Após modelagem contínua, o tubo de aço é aquecido como um todo e enviado diretamente para o processo de formação de seção transversal quadrada para processamento térmico para formar um tubo de aço, que é caracterizado por uma forma quadrada. A forma da seção transversal do tubo de aço retangular de grande diâmetro com fenda única, especialmente o material de canto, envolve um método de conformação a quente de aço quadrado de paredes espessas para eliminar tensões internas residuais e melhorar a tenacidade do tubo.

Tubo de aço retangular

En10210 10219 Tubo de aço retangular quadrado S235 S275 S355 S355j2 S355J2H

Campos de aplicação de tubo quadrado: amplamente utilizado na fabricação de máquinas, indústria de construção, indústria metalúrgica, veículos agrícolas, estufas agrícolas, indústria automobilística, ferrovias, guarda-corpos rodoviários, esqueletos de contêineres, móveis, campos de decoração e estrutura metálica, etc.

Usado em construção de engenharia, paredes de cortina de vidro, decoração de portas e janelas, estruturas de aço, guarda-corpos, fabricação de máquinas, fabricação de automóveis, fabricação de eletrodomésticos, construção naval, fabricação de contêineres, energia elétrica, construção agrícola, estufas agrícolas, bicicletários, suportes para motocicletas, prateleiras, equipamento de ginástica, Produtos de lazer e viagens, móveis de aço, várias especificações de revestimento de óleo, tubulações de petróleo e tubulações de oleodutos, água, gás, esgoto, ar, aquecimento e outros transportes de fluidos, proteção contra incêndio e suportes, indústria de construção, etc.

Seção oca de tubo de aço quadrado para estrutura de aço pesada|formado|acabado a quente|TABELA DE TAMANHOS de tamanho grande

【0002】
[Tecnologia Existente] Colunas em estruturas metálicas estão em alta demanda.
Tradicionalmente, o método de produção em massa de processamento a frio de tubos de aço retangulares de paredes espessas e de grande diâmetro< /período>
Os seguintes métodos de construção foram adotados. A bobina laminada a quente passa por um nivelador para formar uma tira de aço plana, e ambos os lados da bobina são submetidos a largura fixa e processamento chanfrado. A tira de aço é transportada em série através das etapas de processamento de segmentação, agrupamento, rolamento de barbatana, etc. Durante este processo, a tira de aço é formada sequencialmente. Depois que a seção em ângulo reto for formada em uma forma quase circular, um tubo de aço circular é construído usando resistência de alta frequência e indução. Dispositivo de soldagem e rolo de compressão. É isso. Depois que o tubo de aço redondo for resfriado, passa por uma máquina de dimensionamento, uma mesa de enfermagem, uma cabeça turca, etc., e então é moldado em uma seção angular para produzir um tubo de aço de diâmetro quadrado.

[0003] No método acima, uma placa de aço espessa com uma superfície plana ou curva é processada em plástico a frio para formar um tubo de aço retangular. =2>Assim sendo, o processo de flexão aproximadamente 90 graus está incluído. No entanto, quando a placa de aço espessa é dobrada a frio em cerca de 90 graus, a seção transversal da placa de aço na curva e o plano neutro deformam-se <uma eu = 5> como o limite, a força de tração atua no material externo, e a força compressiva atua no material interno. Assim sendo, mesmo se o R necessário for aplicado à peça, a deformação plástica excederá o limite elástico do material, e não se pode dizer que a possibilidade das propriedades mecânicas da peça deformada, especialmente a peça de canto, Fratura deteriorada e frágil não existe.

0004] Estruturas de aço, edifícios, etc. que utilizam este tipo de tubos de aço retangulares de grande diâmetro, pois as colunas geralmente são construídas após a conclusão. 2> Não só pode suportar o seu próprio peso e a estrutura de peso anexada sem deformação por um longo tempo, mas também pode suportar o estresse causado por forças externas, como terremotos e tufões. Estas colunas são necessárias para suportar cargas repetidas com segurança e, em princípio, não podem ser substituídas ou reparadas. Muitas vezes construído. Nos últimos anos, este tipo de tubo de aço retangular de grande diâmetro formado a frio tem sido frequentemente usado como colunas em estruturas de edifícios, e uma vez que também é usado como coluna em edifícios altos, tendo em conta a situação acima, nesse caso, o tubo de aço A deterioração do material com base no trabalho a frio durante o processo de moldagem foi reconhecida como um problema. Recentemente, especialistas acreditam que este tipo de tubo de aço retangular de grande diâmetro produzido por moldagem a frio é responsável pela maioria das aplicações em estruturas de aço, e algumas pessoas parecem estar preocupadas se é adequado como principal material estrutural de edifícios. objeto.

0005 A fim de resolver os problemas materiais existentes em tubos de aço retangulares de grande diâmetro formados a frio, o tradicional ponto In, UMA< /período>. Existe uma maneira de aquecer até o ponto de transição 3 mudança de fase 1. Em seguida, é passado por um laminador de vários estágios e moldado em uma seção transversal retangular.. Quando o método acima é usado, a qualidade do produto é melhor, mas devido à deformação de ambas as extremidades do tubo de aço, o rendimento é fraco, cada peça é processada uma vez, e a saída é baixa. Além disso, o recozimento é caro porque todo o tubo de aço é aquecido a altas temperaturas. O tubo de aço retangular de grande diâmetro formado é colocado em um forno de recozimento e toda a peça é aquecida até que a tensão residual no material seja quase completamente eliminada e recozida.. Existem dois métodos para esta situação: aquecendo o aço em A. Usando combustíveis fósseis, como petróleo, gás natural ou eletricidade, tubos de aço ERW prontos, tubos sem costura, etc. estão todos aquecidos.
0006]A bobina laminada a quente passa pela endireitadeira e passa por diversas
Moldagem de estruturas de rolos e equipamentos de soldagem de alta frequência seguida de conformação a frio
Formado em um tubo de aço circular. Depois de formar, o tubo de aço é aquecido online usando eletricidade (indução), combustíveis fósseis, como gás ou petróleo. Partes do tubo de aço são formadas em cruzes angulares através de rolos intermediários, então resfriado e transformado em produtos. O método acima usa aquecimento online, então se tudo correr bem, o rendimento será melhor e a produtividade será maior do que a situação acima, mas uma vez que a linha de produção falha ou pára devido a defeitos de soldagem, a produtividade e o rendimento cairão. será significativamente reduzido.
0007] além do que, além do mais, ao instalar um forno de aquecimento em linha que utiliza combustíveis fósseis, como gás e óleo, é necessário =2> Porque a velocidade de soldagem é rápida (uma certa velocidade de soldagem é necessária para obter uma boa junta soldada através de soldagem de alta frequência), em materiais de tubos de aço A tensão residual do aço é completamente eliminada. além do que, além do mais, ao usar combustíveis fósseis, como gás e petróleo, para aquecer tubos de aço circulares, a fonte de calor não pode entrar no interior do tubo de aço, então é difícil para o material aquecer o tubo de aço uniformemente, e há problemas de controle de temperatura. Canos de aço, resultando em qualidade uniforme do produto, talvez não seja. , fazendo com que a linha de produção seja muito longa e limitando a localização. uma eu = 9> Há dificuldade na seleção ou o montante do investimento de capital de risco será superior ao esperado. O espaço A precisa instalar um forno de aquecimento com comprimento de 0m a 300m.
0008] além do que, além do mais, fornos de aquecimento a combustíveis fósseis geralmente têm eficiência térmica extremamente baixa, e medidas de controlo da poluição baseadas nos gases de escape e no calor residual poderão, por vezes, ter de ser tidas em conta. além do que, além do mais, a manutenção e gestão de equipamentos de combustão de combustíveis fósseis e fornos de aquecimento também requerem mão de obra. Mas suas vantagens são os baixos custos de combustível, transporte relativamente fácil, fácil disponibilidade e aceitação independentemente das condições de localização. Por outro lado, dispositivos de aquecimento que utilizam energia elétrica requerem menos espaço para aquecimento, e requerem aquecimento uniforme e controle completo da temperatura de aquecimento. No entanto, o custo da eletricidade é alto, e é difícil obter a energia de grande capacidade necessária dependendo do uso. Condições do local. >. Em outras palavras, há situações em que as instalações de transmissão não estão disponíveis. Entende-se que os seguintes problemas técnicos existem atualmente: [0009]
[Problemas a serem resolvidos pela invenção] O objetivo do método de construção da presente invenção é resolver os seguintes problemas: O objetivo da presente invenção é desenvolver um novo método de termoformação que possa eliminar ao máximo os problemas inerentes ao método acima.. para menos do que a tensão residual admissível, e uniformizar todo o material para melhorar a tenacidade da seção da placa plana. Tubo de aço moldado para eliminar tensões internas nos cantos

【0010】
[Meios para resolver o problema] Para atingir o objetivo acima, o método de construção da presente invenção possui os seguintes elementos estruturais: Ao mesmo tempo, um dispositivo de aquecimento de alta frequência ou um queimador de combustível fóssil é usado para aquecer localmente apenas a vizinhança do canto planejado. O tubo de aço é um grande tubo de aço. Método de formação térmica de tubos de aço retangulares de diâmetro, caracterizado por transferi-los para rolos para representar tubos de aço de formato quadrado. , ou aquecimento combinado dos dois métodos de aquecimento acima. (1) Toda a circunferência externa de um tubo de aço circular contínuo é formada formando uma tira de chapa de aço em um círculo com uma seção transversal perpendicular à direção do comprimento, e soldagem de topo em ambos os lados da tira de chapa de aço. 4> O tubo redondo de aço é formado pelo aquecimento do tarugo usando uma combinação de aquecimento com gás natural, petróleo e outros combustíveis fósseis como fontes de calor e aquecimento de alta frequência utilizando energia elétrica. O tubo de aço é transferido para o laminador para formação de cantos, e a temperatura é controlada ao mesmo tempo. Mantenha a uniformidade de temperatura desejada em todo o tubo. Método de conformação a quente para tubos de aço quadrados de grande diâmetro. (2) Toda a circunferência externa de um tubo de aço circular contínuo formado pela formação de uma tira de chapa de aço em um formato circular com uma seção transversal perpendicular à direção do comprimento e soldagem de topo em ambos os lados da tira de chapa de aço. 10> Dispositivos de aquecimento de alta frequência que utilizam fontes de calor de combustíveis fósseis, como gás, óleo, ou energia elétrica

【0011】
[Operação] (1) Tendo em conta a situação actual acima, o método de construção da presente invenção
Adote o método de aquecimento composto de tubo de aço, isso é, método de elevação de tubo de aço
Aquecimento, a maior parte do aquecimento utiliza apenas combustíveis fósseis,
Finalmente, aquecimento usa eletricidade, que requer controle preciso da temperatura do equipamento.
Para o aquecimento inicial de tubos de aço que requerem grande quantidade de calor, é mais fácil obter uma grande quantidade de calor usando métodos de aquecimento de alta frequência. >Usar simples, combustíveis fósseis de baixo custo e controle rigoroso de temperatura. Para aquecimento final, a potência é fácil de ajustar, mas caro para reduzir o custo total do recozimento de tubos de aço e ser capaz de ajustar corretamente a temperatura final de aquecimento do tubo de aço de qualquer maneira. 0012] Além de (2), no aquecimento por combustão de combustíveis fósseis, como acima mencionado, para aquecer o tubo de aço até a temperatura necessária, é necessário um equipamento de forno de aquecimento longo, o que pode causar condições difíceis na seleção do local da linha de produção, No entanto, se um dispositivo de aquecimento de alta frequência for instalado no estágio frontal como método de aquecimento, o dispositivo de aquecimento de alta frequência sempre usará tubos de aço redondos de temperatura normal. /período> Outra vantagem é que pode prolongar a vida útil. Assim como a manutenção, gestão e vida útil do equipamento, não há necessidade de prestar mais atenção do que o normal à resistência ao calor e aos métodos de dissipação de calor do equipamento.

(3) Em relação ao aquecimento total ou parcial do tubo redondo de aço acima mencionado
, para que a tensão interna residual no aço possa ser resolvida ou removida
A1 Método de aquecimento de tubo de aço até o ponto de transformação de fase, UMA
Mudando um>, a temperatura não pode ser controlada para aquecimento uniforme e aquecimento uniforme. O dispositivo de aquecimento final do tubo de aço pode usar aquecimento elétrico. As vantagens acima são naturalmente fornecidas pelo dispositivo de aquecimento e podem reduzir a tensão interna residual no material do tubo de aço redondo formado pela dobra e soldagem da tira de aço. Depois que a deformação da soldagem for eliminada, o tubo de aço redondo é transferido para a estrutura do rolo de formação quadrada, e o tubo de aço redondo é aquecido pelo rolo formador, e gradualmente formado em uma seção transversal retangular através de processamento mecânico. Tubos circulares de aço têm grandes diâmetros, placas de aço grossas, e grandes capacidades de calor, portanto, os tubos de aço devem passar pelo processo de laminação quadrada para formar formatos regulares. Mesmo depois de os tubos de aço retangulares serem formados, eles ainda estão em um estado de alta temperatura. Ponto de mudança de fase 1. Mesmo que a temperatura final de aquecimento esteja próxima da do aço A Considere o método de aquecimento até o ponto de transformação de fase 30014] As vantagens do aquecimento combinado limitam-se ao caso acima mencionado, onde um dispositivo de aquecimento de alta frequência é instalado no último estágio do dispositivo de aquecimento.. mas não há conceito do comprimento da régua em nosso país, mesmo se o dispositivo de aquecimento de alta frequência estiver instalado na parte frontal do palco, pode obter os mesmos resultados. Quando o tubo de aço redondo é aquecido próximo ao ponto de transformação A3, a deterioração ocorre devido ao processamento de plástico a frio. > um> Aquecimento pontual. Transformação 1 significa que a seleção das condições de posição A acima, etc. é relativamente fácil. Ganhar vantagens como também evitar que o aparelho fique muito longo. Independentemente da disponibilidade de energia, sim, o equipamento de aquecimento torna-se inevitavelmente maior. , os custos de aquecimento também aumentam. De acordo com o método de construção da presente invenção, a falta de capacidade de aquecimento eléctrico disponível pode ser compensada por dispositivos de aquecimento que utilizam combustíveis fósseis. O planejamento pode promover a recristalização da estrutura cristalina do aço e reduzir a tensão residual no interior do aço, mas os métodos convencionais não podem =9> tem as deficiências mencionadas acima. Então, em comparação com a situação acima, aquecer o aço a uma temperatura superior ao ponto de transformação de fase, para aquecer até um i = 13>

0015] No entanto, a tensão interna residual e o endurecimento do tubo de aço retangular de grande diâmetro formado por este método, especialmente perto da solda e nos cantos, pode ser quase eliminado. Completamente removido, tubos de aço retangulares de alta precisão podem ser produzidos por conformação a quente, proporcionando assim homogeneidade, tubos de aço retangulares de grande diâmetro de alta qualidade. A capacidade de carga do andaime também usa uma expressão de design unificada da estrutura atual, já que o processo de formação dos cantos da seção do tubo de aço é realizado por meio de processamento térmico, a formação dos cantos é fácil, e os quatro cantos da parede externa do tubo de aço podem ser facilmente formados. Os cantos do tubo de aço causados ​​pela flexão 90 graus, a tensão residual e a deformação residual causadas pela soldagem de topo do aço foram removidas na medida em que não há problemas práticos, e não há risco de tensão residual no material do tubo de aço formado. alternativamente, a deterioração do material nos cantos é quase totalmente restaurada. 0016] O método existente de transformar um tubo de aço redondo de fenda única em um tubo de aço retangular
Médio, ao formar tubo de aço redondo
Um longo espaço é fornecido antes do processo de formação e laminação do tubo quadrado para resfriamento natural na temperatura de aquecimento do aço soldado de alta frequência. No entanto, o método da presente invenção pode utilizar o espaço acima mencionado para instalar um dispositivo de aquecimento de tubo de aço. O método de construção é extremamente longo em comparação com as instalações tradicionais e não requer muito espaço. Assim sendo, de acordo com o método de construção da presente invenção, é possível resolver os cantos dos tubos de aço com base na deformação plástica dos cantos dos tubos de aço retangulares de grande diâmetro que têm sido considerados um problema recentemente. >. Além disso, em comparação com o método de construção tradicional equipado com um forno de recozimento que utiliza combustíveis fósseis como fonte de calor, o método da presente invenção tem alta produtividade, e mesmo que o material do tubo de aço seja realmente recozido, o aumento de custo é pequeno. além do que, além do mais, em comparação com o forno de aquecimento usado no método em linha existente, o espaço do equipamento é menor, e a temperatura de aquecimento pode ser facilmente controlada para aquecer uniformemente o material de aço. Com boa qualidade e alta precisão de formação, pode produzir tubos de aço retangulares uniformes de grande diâmetro. Defeitos devidos, em parte, à degradação do material podem ser eliminados até o ponto em que não sejam mais um problema real

0017] (4) Os defeitos de material considerados problemáticos em tubos de aço retangulares de grande diâmetro no mercado são causados ​​por problemas no processo de formação de tubos de aço.. > Materiais locais de materiais estruturais devido à deterioração, tais como materiais de canto de tubos de aço endurecidos por flexão a frio e tensão residual, etc. É um enfraquecimento. Assim sendo, no método da segunda invenção, pouco antes de enviar o tubo de aço redondo de fenda única para o rolo formador quadrado para processamento, pelo menos o aço próximo ao canto predeterminado da superfície circunferencial externa do tubo de aço é aquecido até o ponto de transformação A, uma situação semelhante à acima pode ser obtida ( 3), Estou ansioso para brincar com isso. No entanto, para formar um tubo de aço circular em uma seção transversal retangular, apenas a área próxima ao canto predeterminado é aquecida, o que não fará com que o material da parede periférica do tubo de aço se deteriore e a rigidez seja irregular, mesmo que passe pelo rolo formador. Assim sendo, tubos de aço retangulares de grande diâmetro não podem ser formados com alta precisão. 30018] Para este fim, os cantos planejados da parede periférica do tubo de aço são aquecidos, e todo o tubo de aço é aquecido antecipadamente. Uma vez que é essencialmente equivalente ao aquecimento do ponto de mudança de fase, reduzirá o custo do recozimento térmico de produtos de tubos de aço. 1. O equipamento de aquecimento e o calor necessário para o aquecimento também são A, que é basicamente equivalente ao aquecimento do ponto de mudança de fase. 1. O próprio dispositivo de aquecimento é A. Embora o efeito esteja próximo do aquecimento do ponto de mudança de fase, o tubo de aço 3. UMA, suavizando assim a rigidez irregular do material da parede periférica do tubo de aço. além do que, além do mais, eliminamos a tensão de soldagem gerada perto da solda do tubo de aço, eliminar o endurecimento do aço quando o tubo de aço redondo é formado, moldar o aço a quente, e moldar a seção transversal redonda do tubo de aço. De acordo com o segundo método inventivo, a massa do tubo de aço retangular de grande diâmetro é aproximadamente a de todo o tubo de aço quando aquecido a um estado próximo à deformação [0019] Para o aquecimento geral do tubo redondo de aço, usar (3)- ou o método descrito acima
2> Também é possível, e se o plano de aquecimento for aquecer todo o tubo de aço, isso é, para aquecer localmente os cantos do tubo de aço, o aço pode ser pré-aquecido. Uma vez que o aquecimento subsequente é aquecimento local, a energia de aquecimento é relativamente pequena. além do que, além do mais, existem dispositivos de aquecimento local para tubos redondos de aço que utilizam combustíveis fósseis como fontes de calor e dispositivos que utilizam dispositivos de aquecimento de alta frequência. Sabe-se que é mais fácil controlar a temperatura do aço e a distribuição de calor dentro do aço aquecendo.

【0020】
[Exemplos] A seguir estão exemplos de uma linha de produção de tubos de aço retangulares de grande diâmetro equipada com equipamentos para implementar o método da presente invenção e o método descrito acima.. >De acordo com esta aplicação, a modalidade será descrita de acordo com os desenhos anexos, mas as peças estruturais específicas que constituem cada seção da linha de produção de tubos de aço correta
0021 [0021] (Parte 1) Figura 1 mostra uma linha de produção de uma modalidade de um equipamento de termoformação para tubos de aço retangulares de grande diâmetro implementando o método de construção da presente invenção. É um diagrama de blocos esquemático. Na figura, ao longo da linha reta ao longo da direção de transporte de material, 1 é o mecanismo de instalação da bobina, 2 é o nivelador, 3 é a determinação da largura da placa de aço e da seção da ranhura; 4 é o nível do rolo de decomposição da placa de aço; 5 é o mecanismo de rolo de arredondamento de seção de placa de aço de vários estágios; 6 É uma mesa de rolo de acabamento, 7 é um dispositivo de soldagem por resistência de alta frequência, 8 é um mecanismo para remover o interior ou exterior do cordão de solda, 9 é combustível fóssil, 10 é um forno de aquecimento de alta frequência; 11 é um mecanismo de rolo formador de seção retangular de vários estágios; 12 é formado um dispositivo de resfriamento de tubo de aço; um> e seção de resfriamento; 13 é o mecanismo de medição do comprimento do tubo de aço; 14 é a parte de alisamento; 15 é a faca; 16 é o dispositivo de endireitamento; 7 é a máquina de dimensionamento e corte de tubos de aço. No entanto, existem muitos dispositivos não mostrados nas figuras, como mecanismos de desenrolamento de rolos, rolos de pressão, cortadores de emergência, dispositivos de inspeção, etc.