CN101423887A - 钢管的冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢管的冷却方法，属于钢管热处理领域。本发明所解决的技术问题是提供一种钢管的冷却方法，可以满足中、厚壁钢管冷却的需要。本发明钢管的冷却方法，将钢管平行于液态冷却介质液面放置，钢管的部分浸入到液态冷却介质中，旋转钢管，使钢管冷却。本发明方法工艺简单，所用设备简单，成本低，具有广阔的应用前景。

Description

钢管的冷却方法
技术领域
本发明涉及钢管的冷却方法，属于钢管热处理领域。
背景技术
钢管热处理是指通过一定的加热和冷却过程，使钢管达到一定的性能的工艺方法。钢管热处理工艺主要有正火、正火加回火、调质等。钢管正火的冷却方式是在静止的空气中冷却，简称空冷。钢管调质是指淬火加回火，淬火的冷却方式包括风冷、雾冷、浸入液态冷却介质中冷却等。除了热处理之外，热轧无缝钢管也通过轧后采用不同的冷却方法来使钢管性能达到所设计的要求。
对于钢管这样细长的杆件浸入液态冷却介质中的冷却方法，目前研究的技术大多着重解决薄壁钢管的均匀冷却和防止淬火时发生弯曲和变形，对于中、厚壁钢管的具体冷却方式尚待研究。这是由于中、厚壁钢管在浸入液态冷却介质中冷却时与壁厚较薄的钢管有所不同，其冷却要求具有以下特殊性：
1)内、外壁冷却速度应尽可能均匀；
2)钢管壁厚的差异要求能够采用不同的冷却速度；
3)在冷却过程中的不同温度段要求不同冷速的分段冷却方式。
因为中、厚壁钢管热处理冷却方式的特殊要求，需要开发专门的冷却方法。目前，未见有中、厚壁钢管的专门的冷却方法的相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钢管的冷却方法，可以满足中、厚壁钢管冷却的需要。
本发明钢管的冷却方法，是将钢管平行于液态冷却介质液面放置，钢管的部分浸入到液态冷却介质中，旋转钢管，使钢管冷却。
本发明钢管的冷却方法，所使用的设备包括一个盛有液态冷却介质的槽和放在槽中的一个能使钢管旋转的旋转装置(见附图1)。进一步的，上述的能使钢管旋转的旋转装置为辊轮。当钢管需要冷却时，将钢管放在旋转装置上使其旋转，同时调整槽中液体冷却介质液面高度，使钢管的一部分浸入液体冷却介质中。当液体冷却介质的液面较低时，钢管的外表面与液体冷却介质接触，随着钢管的旋转，钢管的外表面冷却；当液体冷却介质的液面较高时，钢管的内、外表面同时与液体冷却介质接触，并且随着钢管的旋转，钢管的内、外表面能够同时均匀冷却。
进一步的，可以通过控制旋转装置的旋转速度来控制钢管的冷却均匀性，旋转速度越快，钢管冷却越均匀。
进一步的，还可以通过控制钢管浸入液体冷却介质中的体积来控制钢管的冷却速度，钢管浸入液体冷却介质中的体积越大，冷却速度越快。
上述的液体冷却介质可以是常用的钢管的液体冷却介质，比如：水。
进一步的，为了使钢管冷却均匀，钢管冷却时旋转钢管为匀速旋转。
本发明钢管的冷却方法的有益效果为：
1)本发明钢管的冷却方法通过调节液体冷却介质的液面高度，可以方便地调节冷却速度。液面高度越高，钢管浸入冷却介质中的部分越多，冷却速度越高，从而在冷却过程中的不同温度段实现不同的冷却速度。
2)本发明钢管的冷却方法对钢管的冷却更均匀。风冷、雾冷或喷淋只能冷却钢管外表面，不能冷却钢管内表面，风、雾或水接触到的钢管表面冷却快，没接触到的钢管表面冷却慢。当钢管完全浸入水中冷却时，钢管内孔中的蒸汽气泡不能及时排出，导致冷却不均。本发明钢管的冷却方法可同时冷却钢管的内外表面，且内孔中的蒸汽能及时排出，冷却更均匀。
3)本发明钢管的冷却方法克服了传统的钢管直接全面冷却方法的技术缺陷，通过冷却介质沿钢管壁由外及里的逐步浸淬和钢管的不断旋转，使钢管获得所需要的全面冷却速度，所得钢管性能优良。
4)本发明钢管的冷却方法所用设备简单，成本低。
附图说明
图1是本发明钢管的冷却方法所使用的设备的结构示意图。
图中1为冷却槽，2为辊轮，3为钢管，4为液体冷却介质。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例  对规格为φ457×50的12Cr1MoVG钢管进行正火热处理。
热处理前先将冷却槽1中水排空(所用设备结构式意图见图1)。钢管3正火加热出炉后，将钢管3吊入冷却槽1中，放置在辊轮2上，辊轮2由电机带动开始转动，转动的辊轮2带动钢管旋转，将水注入冷却槽1，使水面上升，当水接触到钢管3外表面时，钢管3从外表面开始冷却；当水面逐渐升高时，钢管3的内、外表面同时与水接触，随着钢管3的旋转，钢管3的内、外表面能够同时均匀冷却。
采用同种规格钢管，冷却时采用四种方法冷却：本发明方法冷却、直接浸入水中冷却、风冷、雾冷，其余热处理方法相同，进行对比试验。
对采用本发明方法冷却的12Cr1MoVG型钢管与直接浸入水中冷却、风冷冷却、雾冷冷却的12Cr1MoVG型钢管的热处理性能进行检测，结果如表1所示，从表1可以看出：经本发明方法冷却后，钢管的综合性能指标优于另三种冷却方法，且钢管截面上硬度的均匀性也是所有冷却方法中最好的，钢管截面上性能最均匀。直接浸入水中冷却的虽然强度高，但屈强比高达82％，不适合锅炉钢的使用要求，且钢管截面上硬度的均匀性相比本发明方法较差；而风冷和雾冷的钢管性能、冲击韧性、硬度的均匀性均不及本发明方法。
Figure A200810305915D00061

Claims (8)

  1. 【权利要求1】钢管的冷却方法，其特征在于：钢管平行于液态冷却介质液面放置，钢管的部分浸入到液态冷却介质中，旋转钢管，使钢管冷却。
  2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的钢管的冷却方法，其特征在于：钢管的部分外表面浸入液态冷却介质中，钢管从外表面开始冷却。
  3. 【权利要求3】根据权利要求1所述的钢管的冷却方法，其特征在于：钢管的部分外表面和内表面均浸入液态冷却介质中，随着钢管的旋转，钢管的内、外表面同时均匀冷却。
  4. 【权利要求4】根据权利要求1所述的钢管的冷却方法，其特征在于：冷却所用的设备包括一个盛有液态冷却介质(4)的冷却槽(1)和放在冷却槽(1)中的一个能使钢管旋转的旋转装置。
  5. 【权利要求5】根据权利要求4所述的钢管的冷却方法，其特征在于：所述的能使钢管旋转的旋转装置为辊轮(2)。
  6. 【权利要求6】根据权利要求4所述的钢管的冷却方法，其特征在于：通过控制旋转装置的旋转速度来控制钢管的冷却均匀性。
  7. 【权利要求7】根据权利要求4所述的钢管的冷却方法，其特征在于：通过控制钢管浸入液体冷却介质中的体积来控制钢管的冷却速度。
  8. 【权利要求8】根据权利要求1所述的钢管的冷却方法，其特征在于：旋转钢管为匀速旋转。
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