CN101942554A - 一种厚壁无缝钢管热处理淬火工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金热处理工艺改进技术,是一种厚壁无缝钢管热处理淬火工艺方法,该工艺方法是将无缝钢管在加热炉内加热到工艺需求的温度,保温一定时间然后运送到淬火池中的旋转台架上,旋转台架旋转并快速下沉冷却,同时进行内轴流冷却,特别是:在无缝钢管有1/4-3/4径向高度浸入冷却液后旋转台架不再下沉,半浸内喷2-480秒,出水钢温80-200℃完成淬火;本发明解决了现有厚壁无缝钢管热处理淬火工艺心部无法淬透,组织无法达到要求,影响产品不能满足供货要求的问题,本发明主要应用于钢铁行业热处理厚壁无缝钢管。
Description
(一)技术领域:本发明涉及钢铁材料的生产技术领域,特别是一种厚壁无缝钢管热处理淬火工艺方法。
(二)背景技术:淬火:钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。
在很多钢铁行业都存在着这样的共同点,在热处理厚壁无缝钢管(厚度≥30nm)时,调质以后无法达到目标。主要表现为无缝钢管的心部无法淬透,组织表现为回火马氏体+贝氏体+铁素体,组织无法达到要求,其性能必然达不到供货要求。传统的淬火工艺是旋转+全水浸+内轴流,具体的是:将无缝钢管加热到工艺要求温度后,保温一定时间,再运送到淬火池中的旋转台架上,旋转台架旋转并快速下沉将钢管全部浸没在冷却液中(参见图1)同时进行内轴流冷却(由一个与旋转台架同步下降的轴向喷头实施),完成淬火。现在有的企业已经开始采用旋转+外喷淋+内轴流淬火工艺。这两种工艺方案都有缺点。第一种方案(旋转+全水浸+内轴流):我们都知道冷却时在水和钢管表面会形成一层汽膜,阻碍热交换,无法达到设计所需要的冷却速度,因此就在冷却水箱内增加了各种各样的实施来破坏这种汽膜,但这些实施在水中,由于水的阻力比较大,都达不到理想状态,这样就严重影响了冷却效果,而且由于这些措施在水中进行比较隐蔽,往往会被生产厂家忽略。第二种方案(旋转+外喷淋+内轴流)虽然解决了第一种方案的汽膜的问题,但这种方案存在着喷嘴与喷嘴之间的间隙,这种间隙会造成冷却的死角,从而也严重影响了冷却效果,最终影响钢管质量。
因此就以上这两种工艺方案出现的问题,需要找出一种工艺方案既解决汽膜的问题,又能解决冷却死角的问题,从而彻底解决淬火时冷却不充分的现象。
(三)发明内容:本发明的目的就是要解决现有厚壁无缝钢管热处理淬火工艺,心部无法淬透,组织无法达到要求,影响产品质量的问题,提供一种半浸式厚壁无缝钢管热处理淬火工艺方法。
本发明的具体方案是:针对上述第一种方案进行改进,本发明方法是将无缝钢管在加热炉内加热到工艺需求的温度,保温一定时间然后运送到淬火池中的旋转台架上,旋转台架旋转并快速下沉冷却,同时进行内轴流冷却,其特征是:在无缝钢管有1/4-3/4径向高度浸入冷却液后旋转台架不再下沉,半浸内喷2-480秒(一般根据钢管材质、直径、厚度确定时间),出水钢温80-200℃完成淬火。
本发明实际上是旋转+半浸式+内轴流的淬火方式,这种工艺方案是将旋转的钢管部分浸在冷却液中,让钢管的内孔和外壁有部分暴露在空气中进行冷却。这样做的好处是:1、由于钢管是旋转的冷却可以均匀;2、由于钢管的内孔和外壁有部分暴露在空气中,冷却液和钢管之间的汽膜,实际上是水蒸气,由于水蒸气的密度小,通过大气的接触,就蒸发掉了,从而达到破坏汽膜的作用;3、冷却液与钢管之间是无限的亲密接触的(无任何死角),而且无任何障碍,因此可以达到最佳的理想的冷却效果。4、可以通过浸没的高度来调节冷却的速度,这样就可以适合比较大的范围内的钢种的钢管;5、这种方案可以在已经有了第一、二两种工艺方案的生产企业稍微加以改造,轻松的达到这种工艺状态,无需太多的资金,投资少,操作简便。
(四)附图说明:
图1是传统的全水浸淬火示意图;
图2是本发明半水浸淬火示意图。
图中:1-淬火池,2-无缝钢管,3-旋转台架,4-冷却液。
(五)具体实施方式:
例1:对外径为159mm壁厚30mm的无缝钢管进行淬火加工,其步骤是:首先将无缝钢管在加热炉内加热到880℃,保温(45)分钟然后运送到淬火池1中的旋转台架3上,旋转台架旋转并快速下沉至无缝钢管2直径高度40mm浸入冷却液4(水)后停止下沉,同时进行内轴流冷却(内轴流喷头图中未给出,属现有技术),半浸内喷2秒,出水钢温80℃,完成淬火。
例2:对外径为273mm壁厚40mm的无缝钢管进行淬火加工,其步骤是:首先将无缝钢管在加热炉内加热到900℃,保温(60)分钟然后运送到淬火池1中的旋转台架3上,旋转台架旋转并快速下沉至无缝钢管2直径高度136mm浸入冷却液4(水)后停止下沉,同时进行内轴流冷却(内轴流喷头图中未给出,属现有技术),半浸内喷5分钟,出水钢温150℃,完成淬火。
例3:对外径为508mm壁厚60mm的无缝钢管进行淬火加工,其步骤是:首先将无缝钢管在加热炉内加热到920℃,保温(90)分钟然后运送到淬火池1中的旋转台架3上,旋转台架旋转并快速下沉至无缝钢管2直径高度381mm浸入冷却液4(水)后停止下沉,同时进行内轴流冷却(内轴流喷头图中未给出,属现有技术),半浸内喷8分钟,出水钢温200℃,完成淬火。
Claims (1)
1.一种厚壁无缝钢管热处理淬火工艺方法,该工艺方法是将无缝钢管在加热炉内加热到工艺需求的温度,保温一定时间然后运送到淬火池中的旋转台架上,旋转台架旋转并快速下沉冷却,同时进行内轴流冷却,其特征是:在无缝钢管有1/4-3/4径向高度浸入冷却液后旋转台架不再下沉,半浸内喷2-480秒,出水钢温80-200℃完成淬火。
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