CN101250679A - 轧制铜管的在线退火方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种轧制铜管的在线退火方法和设备，属金属管材轧制成型处理技术领域。其中退火方法包括轧制成型、清洗、充氮气、加热、保温、冷却和风干工序。而设备包括牵引机夹持并推进铜管穿过依次连通的过渡段、加热段、保温段、冷却段和风干段；在加热段中装有空心的电磁感应圈。本发明选用LG－H型轧机，对上引连铸铸成的管坯进行轧制成型，这种轧机原来是用于轧制不锈钢管的二辊行星冷轧机。轧制后的在线退火工艺方法和设备对提高材质的力学性能、抗氧化性能和使用寿命提供更加可靠的保证，使产品质量进一步提高和稳定，完全满足高精密铜管的要求，对中小企业而言，实现高质、高效、低能耗的生产目标。

Description

轧制铜管的在线退火方法和设备

技术领域

本发明涉及一种轧制铜管的在线退火方法和设备，属金属管材轧制成型处理技术领域。

背景技术

铜管的加工方法是将上引连铸成的或挤压成的相应规格管坯，再经过数次拉拔后盘卷装入井式炉中进行退火制成管材。这种方法一般生产效率低，温度不均匀，尺寸精度不高，米克重误差较大，质量很不稳定，因而废品多，不能满足空调行业的苛刻要求。而且生产周期长，设备投资和运行成本高、能耗高，占用劳动力多，劳动强度又大，不利于中小企业中的中小口径管材的生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产质量稳定、能耗低和生产效率高的轧制铜管的在线退火方法。

本发明的另一目的是提供一种铜管在轧制后立即进行在线退火的装置，实现质量稳定、能耗低和生产效率高的铜管加工。

本发明轧制铜管的在线退火方法，其中包括下列步骤：

1)轧制成型：对不同直径的铜管，选择由上引连铸铸成的或挤压成的相应规格管坯进行轧制；

2)清洗：根据铜管长短，将多个蘸有清洁剂的海绵柱塞入管内，用高压空气流将海绵柱从一端吹到另一端，清洁管子的内壁，同时用蘸有清洁剂的棉纱清洗管的外壁；

3)充氮气：在管内清洗后，向管内充入0.2MPa～0.5MPa压力的氮气，并将两端装上封堵的连接头，以便由牵引机连续传送；

4)加热：由牵引机以3米/分～10米/分的速度将铜管经过渡段连续地送入设有感应圈的加热段中，加热段内温度为350℃～600℃，并随时调整速度，确保整根温度一致；感应圈中通冷却用离子水；

5)保温：加热过的铜管仍由牵引机引入保温段的保温管内保温，同时向保温管和加热段内充入0.2MPa～0.5MPa压力的氮气；

6)冷却：经保温后的铜管仍由牵引机引入设有喷淋装置的水冷却段内快速冷却至15℃～40℃；

7)风干：经水冷却后，引入干燥的压缩空气进行风干，使铜管的温度处于室温状态，并从风干段推出，卸掉连接头，便可包装待运。

本发明轧制铜管的在线退火方法，其中在上述加热步骤中，感应圈中的冷却用的离子水要求：PH值为7～8.5，总硬度小于10，导电率小于500μs/cm，溶解性固体小于300mg/L，悬浮固体小于10mg/L，碱度小于60mg/L，进水温度为5℃～35℃。

本发明轧制铜管的在线退火方法，其中选用最大断面缩减率为80％，最大壁厚缩减率为70％和最大延伸系数5的轧机轧制铜管。

本发明轧制铜管的在线退火方法中使用的退火设备，其中包括牵引机夹持并推进轧制后的铜管水平方向穿过依次连通的过渡段、加热段、保温段、冷却段和风干段；过渡段包括双层封闭结构的内筒和外筒，铜管穿过内筒进入加热段，在外筒两端分别设有离子水的进、出接头；加热段包括安装在筒状外壳中心、并与内筒连通的石英管或瓷管，在该管外包覆耐火材料，在耐火材料外设有绝缘层，在绝缘层外套装断面为方形的、空心的、由铜材制成的、连续环绕的感应圈，筒状外壳固定在机柜上，在机柜内装有与感应圈的两端分别连通的变频电源；在整个感应圈内用若干个隔板将其分隔成若干节，且每节的两端分别设有离子水入口和出口，这些入口和出口通过管道分别与进、出接头连通；保温段包括双层结构的保温管，其一端与外壳固定连接，且与石英管连通，在该端上设有氮气入口，而另一端与冷却段的封闭壳体输入侧固定连通，在壳体内装有水冷却喷淋装置；风干段包括箱体，箱体一侧与冷却段输出侧连通，其另一侧设有出料口，在箱体下部设有与空压机连通的进风口，其上端设有出风口。

本发明轧制铜管的在线退火方法中使用的退火设备，其中壳体内的水冷却喷淋装置包括水平安放的喷淋管，喷淋管的两端分别与壳体的输入、输出侧固定连接并连通，在喷淋管的管壁四周设有若干段喷淋孔，在每段喷淋孔外封闭套装储水筒，每个储水筒的进水口均通过水管与冷却水源连通；在位于储水筒之间的喷淋管下方设有若干个出水孔，在喷淋管内对应地设有若干个使铜管穿行的导位模。

本发明轧制铜管的在线退火方法中使用的退火设备，其中在两根铜管之间设有连接头。

本发明轧制铜管的在线退火方法中使用的退火设备，其中在内筒和保温管内，以及风干段的进、出口处均设有使铜管穿行的导位模。

本发明轧制铜管的在线退火方法中使用的退火设备，其中在内筒和外筒之间的中部设有使两边相互连通的隔板。

本发明轧制铜管的在线退火方法中使用的退火设备，其中在箱体内沿铜管的方向设有与其下部固定连接的高度可调节的另一托架。

本发明轧制铜管的在线退火方法中使用的退火设备，其中在加热段和保温段之间的保温管上方分别设有透明的视窗和测温计。

本发明选用LG-H型轧机，对上引连铸铸成的管坯进行轧制成型，这种轧机原来是用于轧制不锈钢管的二辊行星冷轧机。轧制后的在线退火工艺方法和设备对提高材质的力学性能、抗氧化性能和使用寿命提供更加可靠的保证，使产品质量进一步提高和稳定，完全满足高精密铜管的要求，对中小企业而言，实现高质、高效、低能耗的生产目标。

附图说明

图1为本发明铜管在线退火设备中牵引过渡段、加热段和保温段结构剖面示意图；

图2为本发明铜管在线退火设备中冷却段和风干段结构剖面示意图。

具体实施方式

图1为本发明铜管在线退火设备中牵引过渡段、加热段和保温段结构剖面示意图，图2为冷却段和风干段结构剖面示意图，图1和图2组合起来为本发明的全套设备。由图1、图2可见，本发明轧制铜管的在线退火方法中使用的设备包括牵引机1和依次连通的过渡段、加热段、保温段、冷却段和风干段；这时已经根据铜管2的长短，先将多个蘸有清洁剂的海绵柱塞入管内，用高压空气流将海绵柱从一端吹到另一端，清洁管子的内壁，同时用蘸有清洁剂的棉纱清洗管的外壁；在管内清洗后，向管内充入0.2MPa～0.5MPa压力的氮气，两端装上封堵的连接头24，使一根根管子连接起来，以便由牵引机1连续传送。对辊式SDY-10型牵引机1夹持并推进轧制后的铜管2水平方向穿入过渡段；过渡段包括双层封闭结构的内筒3和外筒4，铜管2穿过固定在内筒3中定位导向用的导位模25进入加热段，在外筒4两端分别设有离子水的进、出接头5、6；加热段包括安装在筒状外壳7中心、并与内筒3连通的石英管8，在石英管8外包覆耐火材料9，在耐火材料9外设有绝缘层10，在绝缘层外10套装断面为方形的、空心的、由铜材制成的、连续环绕的感应圈11，筒状外壳7固定在机柜12上，在机柜12内装有与感应圈11的两端分别连通的变频电源13；在整个感应圈11内用若干个隔板将空心的内腔分隔成若干节，且每节的两端分别设有离子水入口14和出口15，这些入口14和出口15通过管道分别卡进、出接头5、6连通，使感应圈11内和过渡段内分别连通冷却用的离子水；保温段包括双层结构的保温管16，中间为空气，其一端与外壳7固定连接，且与石英管8连通，在该端的保温管16上方分别设有透明的视窗32和测温计33，便于操作人员直接观察铜管的加热状况和显示的温度，同时此处还设有氮气入口17，显然氮气也进入石英管8内，使铜管2的内外均与氮气接触，从而避免铜管在加热退火过程中不被氧化，确保铜管质量。保温管16另一端与冷却段的封闭壳体18输入侧固定连通，壳体18内的水冷却喷淋装置包括水平安放的喷淋管28，该管的两端分别与壳体18的输入、输出侧固定连接并连通，在喷淋管28的管壁四周设有若干段喷淋孔29，在每段喷淋孔29外封闭套装储水筒30，每个储水筒30的进水口均通过水管19与冷却水源连通；在位于储水筒30之间的喷淋管28下方设有若干个出水孔31，冷却水从壳体18底部向外排出，该结构的喷淋装置使铜管2冷却更快更均匀；在喷淋管28内对应地设有若干个使铜管2穿行的导位模25。引入普通冷却水使铜管2降温至40℃以下；风干段包括箱体20，箱体20一侧与冷却段输出侧连通，其另一侧设有出料口23，在箱体20下部设有与空压机连通的进风口21，其上端设有出风口22，即输入干燥的空气流使铜管风干。为了铜管2运行平稳，在箱体20内沿铜管2的方向设有与其下部固定连接的可调节高度的托架27。为促进过渡段内冷却水的流动，其中在内筒3和外筒4之间的中部设有使两边相互连通的隔板24。

导位模25为设有喇叭口的圆环，除上述所说的安装在内筒3和喷淋管28中外，实际上在保温管16内和风干段的进、出口等处均装有，其内径与铜管2外径滑动配合，使铜管2在整个设备中运行平稳可靠，而且防止外表面被擦伤划伤。

本发明中加热段，它是利用电磁感应原理，通电后感应圈内产生相应的交变磁场，在处于交变磁场中的金属坯料内形成感应电流(涡电流)，把电能转变为热能，达到加热目的，由于热在铜管内部生产，升温速度快而均匀，同时还可不断调整铜管的推进速度，使其加热到最佳的退火温度。由于加热段内温度为350℃～600℃，感应圈本身也需要进行冷却，且水质要求高，即PH值为7～8.5，总硬度小于10，导电率小于500μs/cm，溶解性固体小于300mg/L，悬浮固体小于10mg/L，碱度小于60mg/L，且进水温度为5℃～35℃，出水温度在60℃以下。为了感应圈的冷却，用隔板将感应圈内分隔成若干节，每4圈为一节，分别同时进水和出水。

Claims (10)

1、一种轧制铜管的在线退火方法，其特征是包括下列步骤：

1)轧制成型：对不同直径的铜管，选择由上引连铸铸成的或挤压成的相应规格管坯进行轧制；

2)清洗：根据铜管长短，将多个蘸有清洁剂的海绵柱塞入管内，用高压空气流将海绵柱从一端吹到另一端，清洁管子的内壁，同时用蘸有清洁剂的棉纱清洗管的外壁；

3)充氮气：在管内清洗后，向管内充入0.2MPa～0.5MPa压力的氮气，两端装上封堵的连接头，以便由牵引机连续传送；

4)加热：由牵引机以3米/分～10米/分的速度将铜管经过渡段连续地送入设有感应圈的加热段中，加热段内温度为350℃～600℃，并随时调整速度，确保整根温度一致；感应圈中通冷却用离子水；

5)保温：加热过的铜管仍由牵引机引入保温段的保温管内保温，同时向保温管和加热段内充入0.2MPa～0.5MPa压力的氮气；

6)冷却：经保温后的铜管仍由牵引机引入设有喷淋装置的水冷却段内快速冷却至15℃～40℃；

7)风干：经水冷却后，引入干燥的压缩空气进行风干，使铜管的温度处于室温状态，并从风干段推出，卸下连接头，便可包装待运。

2、根据权利要求1所述的轧制铜管的在线退火方法，其特征是在上述加热步骤中，感应圈中的冷却用离子水要求：PH值为7～8.5，总硬度小于10，导电率小于500μs/cm，溶解性固体小于300mg/L，悬浮固体小于10mg/L，碱度小于60mg/L，进水温度为5℃～35℃。

3、根据权利要求1或2所述的轧制铜管的在线退火方法，其特征是选用最大断面缩减率为80％，最大壁厚缩减率为70％和最大延伸系数5的轧机轧制铜管。

4、根据权利要求1所述的轧制铜管的在线退火方法中使用的退火设备，其特征是包括牵引机(1)夹持并推进轧制后的铜管(2)水平方向穿过依次连通的过渡段、加热段、保温段、冷却段和风干段；所述过渡段包括双层封闭结构的内筒(3)和外筒(4)，所述铜管(2)穿过所述内筒(3)进入所述加热段，在所述外筒(4)两端分别设有离子水的进、出接头(5、6)；所述加热段包括安装在筒状外壳(7)中心、并与所述内筒(3)连通的石英管或瓷管(8)，在该管外包覆耐火材料(9)，在所述耐火材料(9)外设有绝缘层(10)，在所述绝缘层(10)外套装断面为方形的、空心的、由铜材制成的、连续环绕的感应圈(11)，所述筒状外壳(7)固定在机柜(12)上，在所述机柜(12)内装有与所述感应圈(11)的两端分别连通的变频电源(13)；在整个所述感应圈(11)内用若干个隔板将其分隔成若干节，且每节的两端分别设有离子水入口(14)和出口(15)，这些所述的入口(14)和出口(15)通过管道分别与所述的进、出接头(5、6)连通；所述保温段包括双层结构的保温管(16)，其一端与所述外壳(7)固定连接，且与所述石英管(8)连通，在该端上设有氮气入口(17)，而另一端与所述冷却段的封闭壳体(18)输入侧固定连通，在所述壳体(18)内装有水冷却喷淋装置；所述风干段包括箱体(20)，所述箱体(20)一侧与所述冷却段输出侧连通，其另一侧设有出料口(23)，在所述箱体(20)下部设有与空压机连通的进风口(21)，其上端设有出风口(22)。

5、根据权利要求4所述的退火设备，其特征是所述壳体(18)内的水冷却喷淋装置包括水平安放的喷淋管(28)，所述喷淋管(28)的两端分别与所述壳体(18)的输入、输出侧固定连接并连通，在所述喷淋管(28)的管壁四周设有若干段喷淋孔(29)，在每段所述喷淋孔(29)外封闭套装储水筒(30)，每个所述储水筒(30)的进水口均通过水管(19)与冷却水源连通；在位于所述储水筒(30)之间的所述喷淋管(28)下方设有若干个出水孔(31)，在所述喷淋管(28)内对应地设有若干个使所述铜管(2)穿行的导位模(25)。

6、根据权利要求4所述的退火设备，其特征是在两根所述的铜管(2)之间设有连接头(24)。

7、根据权利要求6所述的退火设备，其特征是在所述内筒(3)和保温管(16)内，以及所述风干段的进、出口处均设有使所述铜管(2)穿行的所述导位模(25)。

8、根据权利要求7所述的退火设备，其特征是在所述内筒(3)和外筒(4)之间的中部设有使两边相互连通的隔板(26)。

9、根据权利要求8所述的退火设备，其特征是在所述箱体(20)内沿所述铜管(2)的方向设有与其下部固定连接的可调节高度的另一托架(27)。

10、根据权利要求9所述的退火设备，其特征是在所述加热段和保温段之间的所述保温管(16)上方分别设有透明的视窗(32)和测温计(33)。

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