隧道式鋼管淬火設備及其淬火方法
2023-07-22 06:18:01 1
專利名稱：隧道式鋼管淬火設備及其淬火方法
技術領域：
本發明涉及無縫鋼管生產方法，特別涉及一種鋼管熱處理生產線的隧道式鋼管淬火設備及其淬火方法。
背景技術：
鋼管熱處理生產線的隧道式淬火設備的性能，對鋼管成品質量及整個機組生產效
率有著重要影響。現有的隧道式鋼管淬火設備，如圖1、2所示輥道裝置I與隧道軸線呈10°夾角，保證鋼管在淬火過程中邊旋轉邊前進。淬火隧道2安裝在隧道支座3上，由升降裝置4驅動可做上下運動，以便調整高度適應不同直徑規格的鋼管。以上輥道裝置I、淬火隧道2、隧 道支座3、升降裝置4都安裝在底座5上，成為一個整體。工作時，鋼管6由輥道帶動在隧道中螺旋前進，鋼管旋轉既可以使紅熱的鋼管不易彎曲，又可以使鋼管在圓周方向均勻冷卻。冷卻水由隧道外接水泵組供給，隧道內部由環狀排列的噴管對鋼管進行噴淋冷卻，從而完成鋼管的淬火過程。鋼鐵淬火處理的原理，是奧氏體直接轉變成一種含碳過飽和的a固溶體，即馬氏體。這種相變是以極大的冷卻速度，在極大的過冷度下發生的。根據過冷奧氏體等溫轉變曲線圖(C曲線圖)，可以知道要淬火得到馬氏體，其實也並不需要在整個冷卻過程中都進行快速冷卻。關鍵是在C曲線鼻尖部，即在650 550°C的溫度範圍內須快速冷卻，而從淬火溫度到650°C之間，以及400°C以下，並不需要快速冷卻，特別是在300 200°C尤其不應快速冷卻，否則會因為內應力作用而引起變形或產生裂紋。現有技術的淬火設備，在整個隧道內沿鋼管運行方向的主水管布置為一體，所有噴管由入水口統一供水，噴時都噴，停時都停。這樣的布局不可能準確控制冷卻水的流量和速度，來適應鋼管不同溫度下相變需要的冷卻速度，從而使鋼管的淬火質量得不到保障。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺點，提供一種隧道式鋼管淬火設備及其淬火方法，解決現有淬火設備不能按照鋼管材料相變需要的不同冷卻速度，調整鋼管在隧道內不同溫度下的冷卻速度，從而影響鋼管淬火質量的問題。本發明是通過以下技術方案實現其發明目的的。一種隧道式鋼管淬火設備，包括與隧道軸線呈10°夾角的輥道裝置，安裝在隧道支座上的淬火隧道，隧道支座與升降裝置連接並由升降裝置驅動，輥道裝置、升降裝置連同隧道支座和淬火隧道均安裝在底座上，淬火隧道內壁設有與隧道外接水泵連接的環狀排列噴管，其特徵在於所述淬火隧道的淬火區域由密排環狀噴管的急冷區、設置環狀噴管的較緩冷區、設置氣水混合噴管的緩冷區分別獨立控制的單元組成，三個所述獨立控制的單元是與隧道外接水泵直接連通的密排環狀噴管急冷單元；與隧道外接水泵直接連通的環狀噴管較緩冷單元；與隧道外接水泵、氣源直接連通的氣水混合噴管緩冷單元。
一種所述隧道式鋼管淬火設備的淬火方法，其特徵在於所述調淬火方法步驟如下①輥道帶動鋼管螺旋前進，進入隧道急冷區後，開啟急冷區水泵，以密排的環形噴管對鋼管進行大流量的噴水冷卻；②輥道帶動鋼管螺旋前進，進入隧道較緩冷區後，開啟較緩冷區水泵，以環形噴管對鋼管進行的較小流量的噴水冷卻；③輥道帶動鋼管螺旋前進，進入隧道緩冷區後，以環形噴管對鋼管進行噴氣水混合體冷卻。本發明與現有技術相比，由於本發明在不增加設備總尺寸的情況下，將淬火隧道的淬火區域由一體改為三段分別獨立控制的單元，可以較精確的調整鋼管在不同溫度時的冷卻速度，使鋼管在淬火過程中能最大的接近理想的淬火曲線(鋼的過冷奧氏體等溫轉變 C曲線)，提高了成品鋼管的質量。
圖I為現有隧道式鋼管淬火裝置的結構示意圖；圖2為圖I的A向視圖；圖3為一種隧道式鋼管淬火設備的結構示意圖；圖4為圖3的A向視圖。下面結合附圖通過較佳實施例對本發明作詳細說明。
具體實施例方式如圖3、4所示一種隧道式鋼管淬火設備，包括與隧道軸線呈10°夾角的輥道裝置1，安裝在隧道支座3上的淬火隧道2，隧道支座3與升降裝置4連接並由升降裝置4驅動，輥道裝置I、升降裝置4連同隧道支座3和淬火隧道2均安裝在底座5上，淬火隧道2內部設有與隧道外接水泵連接的環狀排列噴管；所述淬火隧道2的淬火區域由密排環形噴管的急冷區2-1、設置環形噴管的較緩冷區2-2、設置氣水混合噴管的緩冷區2-3分別獨立控制的單元組成，三個所述獨立控制的單元是與隧道外接水泵直接連通的密排環狀噴管急冷單元；與隧道外接水泵直接連通的環狀噴管較緩冷單元；與隧道外接水泵、氣源直接連通的氣水混合噴管緩冷單元。一種隧道式鋼管淬火方法的步驟如下①輥道帶動鋼管螺旋前進，進入隧道急冷區2-1後，開啟急冷區水泵，以密排的環形噴管對鋼管進行大流量的噴水冷卻；②輥道帶動鋼管螺旋前進，進入隧道較緩冷區2-2後，開啟較緩冷區水泵，以環形噴管對鋼管進行的較小流量的噴水冷卻；③輥道帶動鋼管螺旋前進，進入隧道緩冷區2-3後，以環形噴管對鋼管進行的噴氣水混合體冷卻。鋼管由輥道帶動在隧道中螺旋前進，淬火過程中急冷區2-1以密排的環形噴管對鋼管進行大流量的噴水冷卻，使鋼管獲得極大的冷卻速度，保證馬氏體組織的形成。較緩冷區2-2以環形噴管對鋼管進行的噴水冷卻，該區域是鋼管外表面開始進行馬氏體相變到內表面馬氏體相變結束的區域，噴水量較急冷區為小。緩冷區2-3以環形噴管對鋼管進行的噴氣水混合體冷卻，使完成馬氏體相變的鋼管以較低的冷卻速度降到室溫，減少鋼管在淬火過程中產生的殘餘內應力。工作時，通過各自的水泵組分別控制隧道三個區的水壓及流量，可以較精確的調整鋼管在不同溫度區間的冷卻速度。當所加工鋼管的直徑、壁厚、長短等參數變化時，也可 以通過水量的調節與其相適應，使鋼管在淬火過程中能最大的接近於理想的淬火曲線，提高成品鋼管的質量，降低生產的能耗。
權利要求
1.一種隧道式鋼管淬火設備，包括與隧道軸線呈10°夾角的輥道裝置(1)，安裝在隧道支座(3)上的淬火隧道(2)，隧道支座(3)與升降裝置(4)連接並由升降裝置(4)驅動，輥道裝置(I)、升降裝置(4)連同隧道支座(3)和淬火隧道(2)均安裝在底座(5)上，淬火隧道(2)內部設有與隧道外接水泵連接的環狀排列噴管，其特徵在於所述淬火隧道(2)的淬火區域由密排環形噴管的急冷區(2-1)、設置環形噴管的較緩冷區(2-2)、設置氣水混合噴管的緩冷區(2-3)分別獨立控制的單元組成，三個所述獨立控制的單元是與隧道外接水泵直接連通的密排環狀噴管急冷單元；與隧道外接水泵直接連通的環狀噴管較緩冷單元；與隧道外接水泵、氣源直接連通的氣水混合噴管緩冷單元。
2.一種根據權利要求I所述的隧道式鋼管淬火設備的淬火方法，其特徵在於所述調淬火方法步驟如下 ①輥道帶動鋼管螺旋前進，進入隧道急冷區(2-1)後，開啟急冷區水泵，以密排的環形噴管對鋼管進行大流量的噴水冷卻； ②輥道帶動鋼管螺旋前進，進入隧道較緩冷區(2-2)後，開啟較緩冷區水泵，以環形噴管對鋼管進行的較小流量的噴水冷卻； ③輥道帶動鋼管螺旋前進，進入隧道緩冷區(2-3)後，以環形噴管對鋼管進行噴氣水混合體冷卻。
全文摘要
隧道式鋼管淬火設備及其淬火方法，涉及無縫鋼管生產設備。解決現有淬火設備不能按照鋼管材料相變需要的不同冷卻速度，調整鋼管在隧道內不同溫度下的冷卻速度的問題。本發明所述淬火隧道的淬火區域由急冷區、較緩冷區、緩冷區分別獨立控制的單元組成。所述淬火方法①輥道帶動鋼管進入急冷區後，開啟水泵，進行大流量噴水冷卻；②輥道帶動鋼管進入隧道較緩冷區後，開啟水泵，進行較小流量的噴水冷卻；③輥道帶動鋼管進入隧道緩冷區後，進行噴氣水混合體冷卻。本發明用於無縫鋼管熱處理生產線，可以較精確的調整鋼管在淬火過程中不同溫度時的冷卻速度，提高了鋼管成品的質量。
文檔編號C21D9/08GK102776343SQ201210272739
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月24日 優先權日2012年7月24日
發明者周超 申請人:太原重工股份有限公司