DE2300528A1 - COMPOSITE METAL PIPE, IN PARTICULAR PIPE BLANK, AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURING - Google Patents
COMPOSITE METAL PIPE, IN PARTICULAR PIPE BLANK, AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURINGInfo
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Description
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D-BOOO MÜNCHEN 90D-BOOO MUNICH 90
Fujikogyosho Co., Ltd.
Tobata-ku, Kitakyushu-shi, JapanFujikogyosho Co., Ltd.
Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Japan
-5. JAN. 1973-5. JAN. 1973
Verbundmetall-Rohr, insbesondere -Rohrrohling, und Verfahren zu seiner Herstellung Composite metal pipe, in particular pipe blank, and method for its manufacture
Die Erfindung betrifft ein Verbundraetall-Rohr, insbesondere -Rohrrohling, mit einer Innenmetallschicht und einer durch Schmelzschweißen damit verbundenen Außenmetallschicht. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundmetall-Rohrrohlings bzw. -Rohres.The invention relates to a composite metal tube, in particular Pipe blank, with an inner metal layer and a through Fusion welding associated outer metal layer. The invention also relates to a method of manufacture such a composite metal pipe blank or pipe.
Die in letzter Zeit gemachten erheblichen Fortschritte in der chemischen Industrie führten zu einem stark anwachsenden Bedarf an Rohren aus legierten Stählen. Da jedoch legierte Stähle sehr teuer sind, ist die Verwendung von Rohren aus legierten Stählen immer noch begrenzt.The significant advances made recently in the chemical industry have resulted in a rapidly growing one Alloy steel tubes needed. However, since alloy steels are very expensive, the use of pipes made of alloy steels are still limited.
Aufgabe der Erfindung ist daher in erster Linie die Schaffung eines weniger aufwendigen Rohrrohlings, bestehend aus einer dünnen Schicht legierten Stahls, wie eines korrosionsfesten Stahls, auf einer Schicht üblichen Stahls, und zwar an der oder den Seiten, wo spezielle Eigenschaften, wie Korrosionsfestigkeit und dgl., erforderlich sind.The object of the invention is therefore primarily to create a less complex pipe blank, consisting of a thin layer of alloy steel, such as a corrosion-resistant steel, on top of a layer of ordinary steel, namely on the side or sides where special properties such as corrosion resistance and the like are required.
Insbesondere bezweckt die Erfindung die liildung eines Rohrrohlings zur Herstellung eines Rohrs, das für solche Verwen-In particular, the invention aims to create a pipe blank for the production of a pipe that can be used for such
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dungszwecke eingesetzt wird, bei denen das Rohr an Innen- und Außenseite unterschiedliche Eigenschaften besitzen muß.is used where the pipe is connected to internal and outside must have different properties.
Außerdem soll mit der Erfindung ein neuartiges Verfahren zur Herstellung eines solchen Rohrrohlings geschaffen werden.In addition, the invention is intended to create a novel method for producing such a pipe blank.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verbundmetall-Rohrrohling dadurch gelöst, daß der Rohling eine Innenschicht aus einem ersten Metall und eine Außenschicht aus einem zweiten Metall aufweist, die durch Schmelzschweißen mit der Innenschicht verbunden ist.According to the invention, this object is achieved with a composite metal pipe blank solved in that the blank has an inner layer made of a first metal and an outer layer made of a second Has metal which is connected to the inner layer by fusion welding.
In weiterer Ausgestaltung wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmetall-Rohrrohlings geschaffen, der aus einer Innenschicht aus einem ersten Metall und einer Außenschicht eines zweiten, durch Schmelzschweißen mit der ersten Schicht verbundenen Metalls besteht, wobei das zweite Metall durch Schweißen kontinuierlich auf der Außenfläche eines rohrförmigen Körpers aus dem ersten Metall abgelagert wird. Mindestens eines der beiden Metalle kann ein legierter Stahl sein.In a further embodiment, the invention provides a method created for the production of a composite metal pipe blank, which consists of an inner layer of a first metal and an outer layer of a second metal joined to the first layer by fusion welding, wherein the second metal is continuously welded onto the outer surface of a tubular body from the first metal is deposited. At least one of the two metals can be an alloy steel.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß eine Gießform aus wärmebeständigem Material verwendet wird, die eine offenendige zylindrische Bohrung mit einem dem Außendurchmesser des Rohrrohlings entsprechenden Innendurchmesser aufweist, daß in die Bohrung der Gießform ein Innenmaterial aus dem ersten Metall koaxial eingesetzt wird, dessen zylindrische Außenfläche kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser der Gießform besitzt, daß der Spalt zwischen der Gießform und dem Innenmaterial am unteren Ende der Gießform durch ein an der Außenfläche des Innenmaterials angebrachtes Dichtglied abgedichtet wird, daß das zweite Metal], in geschmolzenem Zustand in den Raum zv.d.-Another feature of the method according to the invention is that a mold made of heat-resistant material is used which has an open-ended cylindrical bore with an outer diameter corresponding to the tube blank Has inner diameter that in the bore of the mold, an inner material of the first metal inserted coaxially whose cylindrical outer surface has a smaller diameter than the inner diameter of the mold that the Gap between the mold and the inner material at the lower end of the mold through one on the outer surface of the inner material attached sealing member is sealed that the second metal], in the molten state in the space zv.d.-
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sehen der Gießform und dem Innenmaterial eingegossen wird und daß das Innenmaterial beim Verfestigen der Metallschmelze gegenüber der Gießform nach unten bewegt wird, wodurch ein Verbundmetall-Rohrrohling mit einer Innenschicht aus dem ersten Metall und einer Außenschicht aus dem zweiten Metall gebildet wird, die mit der Innenschicht schmelzverschweißt ist. Der Rohrrohling kann dann einer Feinbearbeitung mittels eines herkömmlichen Verfahrens unterworfen werden, beispielsweise durch Walzen, nach dem Mannesmann-Schrägwalzverfahren o.dgl.; wahlweise kann das Rohr ohne Weiterbearbeitung benutzt werden. Bei diesem Verfahren wird vorzugsweise eine Hochfrequenzspule in der Form vorgesehen, so daß das innere Rohrglied und die Metallschmelze induktionsbeheizt werden. Das Magnetfeld, das durch den in der Spule fließenden Hochfrequenzstrom erzeugt wird, erzeugt außerdem eine Konvektion in der Metallschmelze, so daß in der Metallschmelze enthaltene Unreinheiten und Gase leicht abgeschieden werden können. Anstelle der Hochfrequenzspule kann auch ein Metalldraht zur Erzeugung einer elektrischen Entladung zwischen ihm und der Metallschmelze verwendet werden, wodurch letztere beheizt wird. Ebenso kann auch neben der Gießform eine Kühlform vorgesehen sein, um das vergossene Metall erstarren zu lassen. Der auf diese Weise gebildete Rohrrohling kann wie bei einem herkömmlichen Verfahren bei Raumtemperatur weiter abgekühlt werden.see the mold and the inner material being poured and that the interior material solidifies the molten metal relative to the casting mold is moved downwards, creating a composite metal tube blank with an inner layer the first metal and an outer layer of the second metal which is fusion welded to the inner layer. The pipe blank can then be subjected to fine machining be subjected by a conventional process, for example by rolling, by the Mannesmann cross-rolling process or the like; alternatively, the pipe can be used without further processing. This method is preferred a high frequency coil is provided in the mold so that the inner tubular member and the molten metal are induction heated will. The magnetic field generated by the high frequency current flowing in the coil is also generated a convection in the molten metal, so that impurities and gases contained in the molten metal are easily separated can be. Instead of the high-frequency coil, a metal wire can also be used to generate an electrical discharge used between him and the molten metal, whereby the latter is heated. Likewise, in addition to the Casting mold a cooling mold can be provided in order to solidify the cast metal. The one educated in this way The pipe blank can be cooled further at room temperature as in a conventional method.
Das Eingießen des Metalls bzw. das Aufschmelzen kann unter inerter Atmosphäre erfolgen, um die Qualität des Produkts z'-i verbessern.The pouring of the metal or the melting can take place under an inert atmosphere in order to improve the quality of the product z'-i .
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following, preferred embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur VeransciÄü-ichung einer Ausführungsform des erfindungsge-Fig. 1 is a longitudinal section through a device for VeransciÄü-ichung an embodiment of the invention
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mäßen Verfahrens, "bei welchem ein Rohrglied als das erste Material verwendet wird,moderate method, "in which a tubular member as the first material is used,
Fig. 2 einen Schnitt zur Veranschaulichung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Vollmaterialstück als das erste Material verwendet wird, undFig. 2 is a section to illustrate a modified embodiment of the invention, in which a Solid piece of material is used as the first material, and
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1.FIG. 3 shows a section along the line A-A in FIG. 1.
In Fig. 1 ist eine Gießform 3 dargestellt, die aus einem hitzefesten Material besteht und eine Axialbohrung aufweist. In die Gießform 3 ist eine Hochfrequenzspule 4 eingebettet. Unter der Gießform 3 befindet sich eine KUhlform 5 mit einer Innenbohrung, deren Innendurchmesser demjenigen der Gießform 3 entspricht. Die Kühlform 5 ist mit einem Kühlwassermantel 6 mit Einlaß 7 und Auslaß 8 versehen. Das dem Wassermantel 6 zugeführte Kühlmedium kann zur Änderung des Kühleffekts mengenmäßig variiert werden.In Fig. 1, a mold 3 is shown, which consists of a heat-resistant material and has an axial bore. A high-frequency coil 4 is embedded in the casting mold 3. Under the casting mold 3 there is a cooling mold 5 with a Inner bore, the inner diameter of which corresponds to that of the casting mold 3. The cooling mold 5 is provided with a cooling water jacket 6 provided with inlet 7 and outlet 8. The cooling medium supplied to the water jacket 6 can be used to change the cooling effect can be varied in terms of quantity.
Ein Innenrohr 1 aus einem ersten Metall, wie korrosionsfestem Stahl, ist koaxial in die Gießform 3 eingeführt. Das Innenrohr bzw. Element 1 1st an seinem unteren Ende mit einem ringförmigen Dichtglied 2 zur Abdichtung des Ringspalts zwischen der Gießform 3 und dem Element 1 in der Anfangsphase des Verfahrens versehen. Wenn das Innenrohr 1 bei gleichzeitiger Erregung der Hochfrequenzspule 4 lotrecht nach unten bewegt wird, kann das Innenrohr 1 entsprechend vorgewärmt werden. Hierauf wird das Innenrohr 1 an der Startposition ausgerichtet und wird ein zweites Metall, wie Kohlenstoffstahl, in geschmolzenem Zustand in den Raum zwischen dem Innenrohr 1 und der Gießform 3 eingeschüttet, wie dies durch den Pfeil 9 in Fig. 1 angedeutet ist. Die Metallschmelze wird dabei auch durch Induktionsheizung mittels der erreg-An inner pipe 1 made of a first metal such as stainless steel is inserted coaxially into the casting mold 3. The inner tube or element 1 is at its lower end with an annular sealing member 2 for sealing the annular gap between the mold 3 and the element 1 in the initial phase of the procedure. If the inner tube 1 with simultaneous excitation of the high-frequency coil 4 perpendicularly downwards is moved, the inner tube 1 can be preheated accordingly. Then the inner pipe 1 is at the starting position is aligned and a second metal, such as carbon steel, is in a molten state in the space between the Inner tube 1 and the casting mold 3 poured in, as indicated by the arrow 9 in FIG. 1. The molten metal is also activated by induction heating by means of the
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ten Spule 4 beheizt. Außerdem wird die Metallschmelze durch das Magnetfeld, das durch den Hochfrequenzstrom in der Spule 4 erzeugt wird, fluidisiert, so daß gegebenenfalls in der Metallschmelze enthaltene Unreinheiten und Gase ohne weiteres abgetrennt werden können. Auf diese Weise wird ein hochqualitatives Metall auf die Außenfläche des Innenrohres 1 aufgeschmolzen.th coil 4 heated. In addition, the molten metal is driven by the magnetic field generated by the high frequency current in the coil 4 is generated, fluidized, so that if necessary Impurities and gases contained in the molten metal can be easily separated. In this way a high quality metal is melted onto the outer surface of the inner tube 1.
Sodann wird das Innenrohr 1, wie durch den Pfeil 13 in Fig. 1 angedeutet, abwärts bewegt, so daß die Metallschmelze durch die Kühlform 5 verfestigt und mithin auf dem Innenroh^· 1 eine Außenschicht 11 gebildet wird. Auf diese Weise wird kontinuierlich ein Rohrrohling mit einem Innenrohrelement 1 aus dem ersten Metall und einer Außenschicht 11 aus dem zweiten Metall erzeugt, die durch Schmelzschweißen mit der Außenfläche des Elements 1 verbunden bzw. auf dieses aufgeschmolzen ist. Die Oberfläche der eingeschütteten Metallschmelze -kann mit einer inerten Schutzgasatmosphäre bedeckt sein. Es ist auch möglich, bekannte Einrichtungen zur allmählichen Abkühlung des hergestellten Rohrrohlings zu verwenden.Then the inner tube 1, as indicated by the arrow 13 in Fig. 1, is moved downwards, so that the molten metal solidified by the cooling mold 5 and therefore on the inner tube ^ · 1 an outer layer 11 is formed. In this way, a pipe blank with an inner pipe member becomes continuous 1 made of the first metal and an outer layer 11 made of the second metal, which by fusion welding with the outer surface of the element 1 is connected or melted onto it. The surface of the poured molten metal - can be covered with an inert protective gas atmosphere. It is also possible to use known facilities to use gradual cooling of the pipe blank produced.
Der so gebildete Rohrrohling kann ohne weitere Behandlung verwendet oder aber erst einer Walzbehandlung unterworfen werden, um ein Rohr der gewünschten Abmessungen zu liefern. Erfindungsgemäß kann das Innenrohr 1 aus Kohlenstoffstahl bestehen, während die eingeschüttete Metallschmelze ein legierter Stahl, wie ein korrosionsfester Stahl, sein kann. Außerdem können auch beide Metalle jeweils legierte Stähle unterschiedlicher Zusammensetzung sein, und zwar derart, daß sie den verschiedenen Erfordernissen an beiden Flächen des Rohrs entsprechen.The tube blank formed in this way can be used without further treatment or it can first be subjected to a rolling treatment to provide a pipe of the desired dimensions. According to the invention, the inner tube 1 can be made of carbon steel exist, while the poured molten metal can be an alloy steel, such as a corrosion-resistant steel. In addition, both metals can be alloyed steels of different compositions, namely in such a way that that they meet the various requirements on both surfaces of the tube.
Das in Fig. 2 dargestellte Verfahren entspricht demjenigen gemäß Fig. 1 mit dem Unterschied, daß das Innenelement 1'The method shown in Fig. 2 corresponds to that according to Fig. 1 with the difference that the inner element 1 '
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die Form einer Vollmaterialstange besitzt, die nach bekannten Heißwalzverfahren, wie dem Mannesmann-Schrägwalzverfahren,, unter Ausbildung einer Axialbohrung nach dem Anformen der Außenschicht 11 fertigbearbeitet wird.has the shape of a solid material rod, which is produced according to known hot rolling processes, such as the Mannesmann cross-rolling process, with the formation of an axial bore after the outer layer 11 has been molded on.
Bei den genannten Verfahren kann die Hochfrequenzspule 4 weggelassen und durch einen Metalldraht 14 ersetzt werden, so daß eine Lichtbogenentladung zwischen dem Draht 14 und der Metallschmelze 10 des zweiten Metalls erzeugt wird, um letzteres durch die hierbei erzeugte Hitze zu beheizen.In the case of the methods mentioned, the high-frequency coil 4 can be omitted and replaced by a metal wire 14, so that an arc discharge between the wire 14 and the molten metal 10 of the second metal is generated in order to heat the latter by the heat generated thereby.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben:A preferred embodiment of the invention is described below:
Es wurde ein Verbundmetall-Rohrrohling durch Schmelzschweißen bzw. Aufschmelzen eines Kohlenstoffstahls auf die Außenfläche eines Rohrelements aus einem korrosionsfesten Stahl hergestellt. Sodann wurde der Verbundmetall-Rohrrohling auf 11000C erwärmt und unter Bildung eines Zwischenprodukts warmgewalzt, das danach wiederum auf 11000C erwärmt und zur Bildung des fertigen Verbundmetallrohrs warmgewalzt wurde. Das verwendete Rohr besaß folgende Abmessungen:A composite metal pipe blank was produced by fusion welding or melting a carbon steel onto the outer surface of a pipe element made of a corrosion-resistant steel. Then, the composite metal blank pipe is heated to 1100 0 C and hot-rolled to form an intermediate which is subsequently again heated to 1100 0 C and was hot-rolled to form the finished composite metal tube. The pipe used had the following dimensions:
(a) Korrosionsfestes Stahlrohrelement (rostfreier Stahl 18 : 8):(a) Corrosion-resistant steel pipe element (stainless steel 18: 8):
Außendurchmesser 101,6 mm Wanddicke 8 mmOutside diameter 101.6 mm Wall thickness 8 mm
Länge 1000 mmLength 1000 mm
(b) Verbundmetall-Rohrrohling mit der aufgeschmolzenen Kohlenstoffstahlschicht auf dem inneren Rohrelement:(b) Composite metal pipe blank with the melted carbon steel layer on the inner pipe element:
Außendurchmesser 125,6 mmOutside diameter 125.6 mm
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(c) Zwischenprodukt nach dem Warmwalzen:(c) Intermediate product after hot rolling:
(d) Verbundmetallrohr nach dem zweiten Warmwalzen»(d) composite metal pipe after the second hot rolling »
AuSendurchmeaser 76,5 maOutside diameter 76.5 ma
Wanddicke - Kohlenstoffstahl 4,8 m - korrosionsfesterWall thickness - carbon steel 4.8 m - more corrosion resistant
Stahl 3,2 bSteel 3.2 b
Gesamt 8,0 bbTotal 8.0 bb
Lange 3830 am (Gewicht 13,5Long 3830 am (weight 13.5 in
Obgleich die Erfindung vorstehend in speziellen AuefUhrungsformen dargestellt und beschrieben ist, soll sie keinesfalls auf die offenbarten Einzelheiten beschränkt sein, da dem Fachmann selbstverständlich zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.Although the invention has been described above in specific embodiments is shown and described, it is in no way intended be limited to the details disclosed, since numerous changes and modifications are of course possible for those skilled in the art without departing from the scope of the invention is left.
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1973
- 1973-01-05 DE DE19732300528 patent/DE2300528A1/en active Pending
- 1973-01-08 IT IT4754873A patent/IT976771B/en active
- 1973-01-09 FR FR7300580A patent/FR2167835A1/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4699203A (en) * | 1985-04-29 | 1987-10-13 | Cegedur Societe De Transformation De L'aluminium Pechiney | Process for the casting of sacrificial anodes in an ingot mould having a movable base |
| EP0357757A4 (en) * | 1988-03-02 | 1990-09-19 | Wilbur R. Schick | Vertical strip clad welding method and apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2167835A1 (en) | 1973-08-24 |
| JPS4874465A (en) | 1973-10-06 |
| IT976771B (en) | 1974-09-10 |
| FR2167835B1 (en) | 1975-03-28 |
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