專利名稱：鋼管熱處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋼鐵材料生產(chǎn)領(lǐng)域中的一種熱處理設(shè)備，特別涉及一種高合金無縫鋼管的熱處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
淬火是鋼鐵材料產(chǎn)品熱處理時經(jīng)常用到的一種工藝。鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Acm (過共析鋼)以上某一溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進行馬氏體轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。高合金無縫鋼管由于自身的特性決定，傳統(tǒng)的熱處理淬火工藝是雙液淬火，即快速冷卻在水基中進行，馬氏體轉(zhuǎn)變在油基中進行，現(xiàn)在有的企業(yè)已經(jīng)發(fā)展到旋轉(zhuǎn)+全水浸+外噴淋+內(nèi)軸流。這兩種工藝方案都有缺點。根據(jù)合金無縫鋼管的特征，需要馬氏體轉(zhuǎn)變前的快速冷卻，轉(zhuǎn)變過程的勻速冷卻，以防止組織應(yīng)力和熱應(yīng)力造成淬火開裂。采取雙液淬火時由于在兩個裝置內(nèi)進行，操作過程不易控制，出水溫度過高，油冷形成不了馬氏體組織；出水溫度過低，油冷起不到作用，而且造成無縫鋼管淬火開裂。而采用旋轉(zhuǎn)+全水浸+外噴淋+內(nèi)軸流的淬火工藝時，由于在設(shè)計過程中，需保證快速冷卻速度，循環(huán)水的需求量是比較大的，而馬氏體的轉(zhuǎn)變冷卻也在這一環(huán)境下完成，無法控制需要的冷卻速度，造成熱處理淬火開裂。因此，就以上這兩種熱處理工藝方案出現(xiàn)的問題，需要找出一種工藝方案需要馬氏體轉(zhuǎn)變前的快速冷卻，馬氏體轉(zhuǎn)變過程的勻速冷卻，防止熱處理淬火開裂，同時，也能獲得良好的熱處理淬火組織。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種鋼管冷卻工藝控制設(shè)備，以便能夠控制馬氏體轉(zhuǎn)變前的冷卻速度和馬氏體轉(zhuǎn)變過程的冷卻速度，既防止熱處理淬火開裂，又能獲得良好的熱處理淬火組織。為此，本實用新型提供一種鋼管熱處理設(shè)備，其包括冷卻液池，內(nèi)含有用來冷卻鋼管的冷卻液；旋轉(zhuǎn)臺架，承載鋼管并使所述鋼管浸入所述冷卻液內(nèi)規(guī)定深度后帶動所述鋼管進行旋轉(zhuǎn)動作，溫度測量裝置，測量所述鋼管附近的冷卻液的溫度；和深度控制系統(tǒng)，與所述旋轉(zhuǎn)臺架和所述溫度測量裝置分別進行通信連接，根據(jù)來自所述溫度測量裝置所測量到的冷卻液溫度向所述旋轉(zhuǎn)臺架發(fā)出指令調(diào)整鋼管在冷卻液內(nèi)的浸入深度。在上述的鋼管熱處理設(shè)備中，優(yōu)選所述溫度測量裝置為熱電偶，安裝在所述冷卻液內(nèi)。在上述的鋼管熱處理設(shè)備中，優(yōu)選所述深度控制系統(tǒng)根據(jù)所述鋼管的壁厚和所述冷卻液溫度來確定所述鋼管在所述冷卻液內(nèi)的所述浸入深度。在上述的鋼管熱處理設(shè)備中，優(yōu)選所述旋轉(zhuǎn)臺架由兩個旋轉(zhuǎn)輥道構(gòu)成。、[0012]在上述的鋼管熱處理設(shè)備中，優(yōu)選所述鋼管是高合金無縫鋼管。在上述的鋼管熱處理設(shè)備中，優(yōu)選所述鋼管的壁厚在10 50mm內(nèi)。[0014]基于本實用新型的鋼管熱處理很好地控制了合金熱處理淬エ藝中兩個階段的冷卻速度，減少熱處理淬火開裂傾向。而且，無需進行大的技術(shù)改造就能在現(xiàn)有設(shè)備上實現(xiàn)本實用新型，降低了生產(chǎn)成本。

圖I是改進前的高合金無縫鋼管的熱處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是改進后的高合金無縫鋼管的熱處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記10旋轉(zhuǎn)臺架；15旋轉(zhuǎn)輥道；20冷卻液池；25冷卻液；30溫度測量裝置；40深度控制系統(tǒng)；50鋼管。
具體實施方式
為了解決背景技術(shù)中提及的問題，本實用新型的發(fā)明人特提出了如下這種エ藝方案以及基于此的熱處理設(shè)備旋轉(zhuǎn)+控制水浸深度+外噴淋+內(nèi)軸流，這種方案的是根據(jù)合金無縫鋼管的壁厚情況，將旋轉(zhuǎn)的鋼管浸在冷卻液的不同深度中，以獲得所需的馬氏體轉(zhuǎn)變冷卻速度。因此，鋼管經(jīng)過快速冷卻散熱，由于鋼管不是全浸式，冷卻液的實際使用量只是全浸式的ー少部分，從而導(dǎo)致周圍冷卻液溫度快速升高，從而降低鋼管馬氏體轉(zhuǎn)變時的冷卻速度?；诒緦嵱眯滦偷臒崽幚碓O(shè)備，如圖2所示，包括旋轉(zhuǎn)臺架10、冷卻液池20、溫度測量裝置30、深度控制系統(tǒng)40，它們之間的連接關(guān)系以及作用敘述如下。旋轉(zhuǎn)臺架10通過兩個旋轉(zhuǎn)輥道15、15承載鋼管50，將鋼管50落入冷卻液池20內(nèi)的冷卻液25中，并帶動鋼管50旋轉(zhuǎn)。在冷卻液內(nèi)安裝有溫度測量裝置30 (比如熱電偶)，測量鋼管50附近的冷卻液的溫度，并將該溫度傳遞給深度控制系統(tǒng)40。深度控制系統(tǒng)50與旋轉(zhuǎn)臺架10通信連接，根據(jù)來自溫度測量裝置30的溫度信號，計算鋼管50的規(guī)定浸入深度，向旋轉(zhuǎn)臺架10發(fā)出信號，使旋轉(zhuǎn)臺架10上下運動，調(diào)整鋼管50在冷卻液內(nèi)的浸入深度到所計算的規(guī)定浸入深度。另外，深度控制系統(tǒng)50還可以根據(jù)鋼管50的壁厚情況選擇調(diào)整鋼管50在冷卻液內(nèi)的浸入深度，比如在鋼管浸入冷卻液的初始階段根據(jù)壁厚來選擇浸入深度。由此使得鋼管50在冷卻到馬氏體開始轉(zhuǎn)變前的溫度時間內(nèi)，能夠采取較深的浸入深度，以便于在內(nèi)軸流冷卻的作用下快速冷卻鋼管，實現(xiàn)全浸式下的快速冷卻散熱，而到了馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間內(nèi)時，則調(diào)整宣戰(zhàn)鋼管的浸入深度，改變冷卻液的實際使用量(由于降低浸入深度，實際上是降低了冷卻液的實際使用量)，導(dǎo)致鋼管周圍的冷卻液溫度能夠快速上升，由此降低鋼管馬氏體轉(zhuǎn)變時的冷卻速度，盡可能地使馬氏體轉(zhuǎn)變過程進行勻速冷卻較好地控制了淬火時間，防止熱處理的淬火開裂，也獲得了良好的熱處理淬火組織。另外，采用該熱處理設(shè)備，使得進行淬火前的加熱爐對鋼管的加熱溫度在熱處理エ藝范圍內(nèi)能夠得以提高，以便更好地實現(xiàn)馬氏體轉(zhuǎn)變前的快速冷卻，并保證馬氏體轉(zhuǎn)變過程中的水溫，實現(xiàn)馬氏體轉(zhuǎn)變過程的勻速冷卻(即有效控制鋼管加熱溫度，以確保浸水區(qū)域獲得足夠的溫度)。實施例將在加熱爐內(nèi)加熱到需要的工藝后的壁厚為10 50mm的高合金無縫鋼管50運送到旋轉(zhuǎn)臺架10上，再根據(jù)壁厚 情況，由深度控制系統(tǒng)40選擇浸入深度，將鋼管50浸入冷卻液中的該深度處，然后由旋轉(zhuǎn)臺架10帶動鋼管50旋轉(zhuǎn)，使鋼管50進行內(nèi)軸流冷卻。在鋼管50旋轉(zhuǎn)過程中，作為溫度測量裝置30的熱電偶自動測試鋼管附件的冷卻液的溫度，把溫度信號傳遞給深度控制系統(tǒng)40，由深度控制系統(tǒng)40根據(jù)冷卻液的溫度(和/或鋼管壁厚)計算出此時鋼管的浸入深度，并向旋轉(zhuǎn)臺架10發(fā)出指令，調(diào)整鋼管50的浸入深度。無論是經(jīng)肉眼觀察還是無損探傷，冷卻好的無縫鋼管都沒有發(fā)現(xiàn)淬火開裂問題，而且經(jīng)組織分析全部獲得馬氏體。最后把按照工藝要求冷卻好的無縫鋼管轉(zhuǎn)入下一道工序。技術(shù)效果采用本實用新型的熱處理設(shè)備實現(xiàn)了鋼管浸水深度和有關(guān)設(shè)備動作的自動控制；通過控制鋼管浸水的時間和水溫，很好地控制了合金熱處理淬工藝中兩個階段的冷卻速度，減少熱處理淬火開裂傾向，特別是解決了壁厚10-50mm高合金無縫鋼管熱處理淬火開裂問題。而且，由于無需進行大的技術(shù)改造就能在現(xiàn)有設(shè)備上實現(xiàn)本實用新型的熱處理工藝，所以降低了技術(shù)改造的成本。
權(quán)利要求1.ー種鋼管熱處理設(shè)備，其特征在于，包括 冷卻液池，內(nèi)含有用來冷卻鋼管的冷卻液； 旋轉(zhuǎn)臺架，承載鋼管并使所述鋼管浸入所述冷卻液內(nèi)規(guī)定深度后帶動所述鋼管進行旋轉(zhuǎn)動作， 溫度測量裝置，測量所述鋼管附近的冷卻液的溫度；和 深度控制系統(tǒng)，與所述旋轉(zhuǎn)臺架和所述溫度測量裝置分別進行通信連接，根據(jù)來自所述溫度測量裝置所測量到的冷卻液溫度向所述旋轉(zhuǎn)臺架發(fā)出指令調(diào)整鋼管在冷卻液內(nèi)的浸入深度。
2.如權(quán)利要求I所述的鋼管熱處理設(shè)備，其特征在干， 所述溫度測量裝置為熱電偶，安裝在所述冷卻液內(nèi)。
3.如權(quán)利要求I所述的鋼管熱處理設(shè)備，其特征在干， 所述深度控制系統(tǒng)根據(jù)所述鋼管的壁厚和所述冷卻液溫度來確定所述鋼管在所述冷卻液內(nèi)的所述浸入深度。
4.如權(quán)利要求I所述的鋼管熱處理設(shè)備，其特征在干， 所述旋轉(zhuǎn)臺架由兩個旋轉(zhuǎn)輥道構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求I所述的鋼管熱處理設(shè)備，其特征在干， 所述鋼管是高合金無縫鋼管。
6.如權(quán)利要求I所述的鋼管熱處理設(shè)備，其特征在干， 所述鋼管的壁厚在10 50mm內(nèi)。
專利摘要本實用新型提供一種鋼管熱處理設(shè)備，包括冷卻液池，內(nèi)含有用來冷卻鋼管的冷卻液；旋轉(zhuǎn)臺架，承載鋼管并使所述鋼管浸入所述冷卻液內(nèi)規(guī)定深度后帶動所述鋼管進行旋轉(zhuǎn)動作，溫度測量裝置，測量所述鋼管附近的冷卻液的溫度；和深度控制系統(tǒng)，與所述旋轉(zhuǎn)臺架和所述溫度測量裝置分別進行通信連接，根據(jù)來自所述溫度測量裝置所測量到的冷卻液溫度向所述旋轉(zhuǎn)臺架發(fā)出指令調(diào)整鋼管在冷卻液內(nèi)的浸入深度。采用本實用新型的熱處理設(shè)備實現(xiàn)了鋼管浸水深度和有關(guān)設(shè)備動作的自動控制，控制鋼管浸水的時間和水溫，很好地控制了合金熱處理淬工藝中兩個階段的冷卻速度，減少熱處理淬火開裂傾向。
文檔編號C21D1/18GK202415643SQ201120570788
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者張有蓬, 楊煌光, 潘先明, 王醒民, 黎福華 申請人:湖北新冶鋼有限公司