專利名稱：隧道式鋼管淬火設(shè)備及其淬火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無縫鋼管生產(chǎn)方法，特別涉及一種鋼管熱處理生產(chǎn)線的隧道式鋼管淬火設(shè)備及其淬火方法。
背景技術(shù)：
鋼管熱處理生產(chǎn)線的隧道式淬火設(shè)備的性能，對(duì)鋼管成品質(zhì)量及整個(gè)機(jī)組生產(chǎn)效
率有著重要影響?，F(xiàn)有的隧道式鋼管淬火設(shè)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(zhuǎn)邊前進(jìn)。淬火隧道2安裝在隧道支座3上，由升降裝置4驅(qū)動(dòng)可做上下運(yùn)動(dòng)，以便調(diào)整高度適應(yīng)不同直徑規(guī)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(gè)整體。工作時(shí)，鋼管6由輥道帶動(dòng)在隧道中螺旋前進(jìn)，鋼管旋轉(zhuǎn)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(nèi)部由環(huán)狀排列的噴管對(duì)鋼管進(jìn)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(zhuǎn)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(fā)生的。根據(jù)過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線圖(C曲線圖)，可以知道要淬火得到馬氏體，其實(shí)也并不需要在整個(gè)冷卻過程中都進(jìn)行快速冷卻。關(guān)鍵是在C曲線鼻尖部，即在650 550°C的溫度范圍內(nèi)須快速冷卻，而從淬火溫度到650°C之間，以及400°C以下，并不需要快速冷卻，特別是在300 200°C尤其不應(yīng)快速冷卻，否則會(huì)因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力作用而引起變形或產(chǎn)生裂紋。現(xiàn)有技術(shù)的淬火設(shè)備，在整個(gè)隧道內(nèi)沿鋼管運(yùn)行方向的主水管布置為一體，所有噴管由入水口統(tǒng)一供水，噴時(shí)都噴，停時(shí)都停。這樣的布局不可能準(zhǔn)確控制冷卻水的流量和速度，來適應(yīng)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(zhì)量得不到保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種隧道式鋼管淬火設(shè)備及其淬火方法，解決現(xiàn)有淬火設(shè)備不能按照鋼管材料相變需要的不同冷卻速度，調(diào)整鋼管在隧道內(nèi)不同溫度下的冷卻速度，從而影響鋼管淬火質(zhì)量的問題。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的。一種隧道式鋼管淬火設(shè)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并由升降裝置驅(qū)動(dòng)，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(nèi)壁設(shè)有與隧道外接水泵連接的環(huán)狀排列噴管，其特征在于所述淬火隧道的淬火區(qū)域由密排環(huán)狀噴管的急冷區(qū)、設(shè)置環(huán)狀噴管的較緩冷區(qū)、設(shè)置氣水混合噴管的緩冷區(qū)分別獨(dú)立控制的單元組成，三個(gè)所述獨(dú)立控制的單元是與隧道外接水泵直接連通的密排環(huán)狀噴管急冷單元；與隧道外接水泵直接連通的環(huán)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(shè)備的淬火方法，其特征在于所述調(diào)淬火方法步驟如下①輥道帶動(dòng)鋼管螺旋前進(jìn)，進(jìn)入隧道急冷區(qū)后，開啟急冷區(qū)水泵，以密排的環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)行大流量的噴水冷卻；②輥道帶動(dòng)鋼管螺旋前進(jìn)，進(jìn)入隧道較緩冷區(qū)后，開啟較緩冷區(qū)水泵，以環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)行的較小流量的噴水冷卻；③輥道帶動(dòng)鋼管螺旋前進(jìn)，進(jìn)入隧道緩冷區(qū)后，以環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)行噴氣水混合體冷卻。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明在不增加設(shè)備總尺寸的情況下，將淬火隧道的淬火區(qū)域由一體改為三段分別獨(dú)立控制的單元，可以較精確的調(diào)整鋼管在不同溫度時(shí)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(zhuǎn)變 C曲線)，提高了成品鋼管的質(zhì)量。


圖I為現(xiàn)有隧道式鋼管淬火裝置的結(jié)構(gòu)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(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的A向視圖。下面結(jié)合附圖通過較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式如圖3、4所示一種隧道式鋼管淬火設(shè)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連接并由升降裝置4驅(qū)動(dòng)，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(nèi)部設(shè)有與隧道外接水泵連接的環(huán)狀排列噴管；所述淬火隧道2的淬火區(qū)域由密排環(huán)形噴管的急冷區(qū)2-1、設(shè)置環(huán)形噴管的較緩冷區(qū)2-2、設(shè)置氣水混合噴管的緩冷區(qū)2-3分別獨(dú)立控制的單元組成，三個(gè)所述獨(dú)立控制的單元是與隧道外接水泵直接連通的密排環(huán)狀噴管急冷單元；與隧道外接水泵直接連通的環(huán)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(dòng)鋼管螺旋前進(jìn)，進(jìn)入隧道急冷區(qū)2-1后，開啟急冷區(qū)水泵，以密排的環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)行大流量的噴水冷卻；②輥道帶動(dòng)鋼管螺旋前進(jìn)，進(jìn)入隧道較緩冷區(qū)2-2后，開啟較緩冷區(qū)水泵，以環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)行的較小流量的噴水冷卻；③輥道帶動(dòng)鋼管螺旋前進(jìn)，進(jìn)入隧道緩冷區(qū)2-3后，以環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)行的噴氣水混合體冷卻。鋼管由輥道帶動(dòng)在隧道中螺旋前進(jìn)，淬火過程中急冷區(qū)2-1以密排的環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)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(qū)2-2以環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)行的噴水冷卻，該區(qū)域是鋼管外表面開始進(jìn)行馬氏體相變到內(nèi)表面馬氏體相變結(jié)束的區(qū)域，噴水量較急冷區(qū)為小。緩冷區(qū)2-3以環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)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(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力。工作時(shí)，通過各自的水泵組分別控制隧道三個(gè)區(qū)的水壓及流量，可以較精確的調(diào)整鋼管在不同溫度區(qū)間的冷卻速度。當(dāng)所加工鋼管的直徑、壁厚、長(zhǎng)短等參數(shù)變化時(shí)，也可 以通過水量的調(diào)節(jié)與其相適應(yīng)，使鋼管在淬火過程中能最大的接近于理想的淬火曲線，提高成品鋼管的質(zhì)量，降低生產(chǎn)的能耗。
權(quán)利要求
1.一種隧道式鋼管淬火設(shè)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)連接并由升降裝置(4)驅(qū)動(dòng)，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(nèi)部設(shè)有與隧道外接水泵連接的環(huán)狀排列噴管，其特征在于所述淬火隧道(2)的淬火區(qū)域由密排環(huán)形噴管的急冷區(qū)(2-1)、設(shè)置環(huán)形噴管的較緩冷區(qū)(2-2)、設(shè)置氣水混合噴管的緩冷區(qū)(2-3)分別獨(dú)立控制的單元組成，三個(gè)所述獨(dú)立控制的單元是與隧道外接水泵直接連通的密排環(huán)狀噴管急冷單元；與隧道外接水泵直接連通的環(huán)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(jù)權(quán)利要求I所述的隧道式鋼管淬火設(shè)備的淬火方法，其特征在于所述調(diào)淬火方法步驟如下 ①輥道帶動(dòng)鋼管螺旋前進(jìn)，進(jìn)入隧道急冷區(qū)(2-1)后，開啟急冷區(qū)水泵，以密排的環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)行大流量的噴水冷卻； ②輥道帶動(dòng)鋼管螺旋前進(jìn)，進(jìn)入隧道較緩冷區(qū)(2-2)后，開啟較緩冷區(qū)水泵，以環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)行的較小流量的噴水冷卻； ③輥道帶動(dòng)鋼管螺旋前進(jìn)，進(jìn)入隧道緩冷區(qū)(2-3)后，以環(huán)形噴管對(duì)鋼管進(jìn)行噴氣水混合體冷卻。
全文摘要
隧道式鋼管淬火設(shè)備及其淬火方法，涉及無縫鋼管生產(chǎn)設(shè)備。解決現(xiàn)有淬火設(shè)備不能按照鋼管材料相變需要的不同冷卻速度，調(diào)整鋼管在隧道內(nèi)不同溫度下的冷卻速度的問題。本發(fā)明所述淬火隧道的淬火區(qū)域由急冷區(qū)、較緩冷區(qū)、緩冷區(qū)分別獨(dú)立控制的單元組成。所述淬火方法①輥道帶動(dòng)鋼管進(jìn)入急冷區(qū)后，開啟水泵，進(jìn)行大流量噴水冷卻；②輥道帶動(dòng)鋼管進(jìn)入隧道較緩冷區(qū)后，開啟水泵，進(jìn)行較小流量的噴水冷卻；③輥道帶動(dòng)鋼管進(jìn)入隧道緩冷區(qū)后，進(jìn)行噴氣水混合體冷卻。本發(fā)明用于無縫鋼管熱處理生產(chǎn)線，可以較精確的調(diào)整鋼管在淬火過程中不同溫度時(shí)的冷卻速度，提高了鋼管成品的質(zhì)量。
文檔編號(hào)C21D9/08GK102776343SQ201210272739
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者周超 申請(qǐng)人:太原重工股份有限公司