CN102409150A - 感应加热多管线钢管连续退火工艺线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冷凝管生产技术领域，尤其是一种感应加热多管线钢管连续退火生产线，解决制冷钢管高热交换率、高效、高品质退火的问题，其特征是具有以下工艺过程：上料→校直→输送→导向→一级加热→二级加热→保温→氮气保护→冷却→导向→牵引→收盘。多根钢管在同一个感应圈内同时加热，温度均衡，加热速度快；钢管的生产为不停机的连续生产，效率高；装机额定功率低，热交率高，节能；占地少，退火线长度短。

Description

感应加热多管线钢管连续退火工艺线

技术领域

本发明涉及冷凝管生产技术领域，尤其是一种感应加热多管线钢管连续退火生产线。

背景技术

冰箱制冷钢管是用低碳钢经高频焊接后拉拔退火制作而成，退火工序是实现制冷钢管的关键工序，也是能源消耗的主要工序，现行退火主要设备有多管辐射式退火和单根工频电阻加热。而现有的连续退火工艺主要是根据产品的特点进行设计，流程工序、装备工艺都有较大的区别。如专利公开号为CN101611159A的一种连续退火设备，针对钢板钢带设计,至少具有加热区域、均热区域及快速冷却区域，其特征是快速冷却区域具有气体喷射冷却设备，并且在快速冷却区域的入口和出口分别配置1对以上的密封辊，并在快速冷却区域的前后配置由2个以上的张紧辊构成的张紧辊单元，且快速冷却区域之后的张紧辊单元具有2个以上的加热辊，加热辊在内部具有感应加热装置，而且该加热辊的卷绕角度为每个加热辊为100°以上且全部加热辊总计为380°以上。又如专利公告号为CN201890914U的一种黄铜冷凝管连续感应退火设备，依次包括水平矫直装置、表面清洗烘干装置、垂直矫直装置、感应退火装置、淬火冷却装置和气幕吹扫烘干装置。再如专利公告号为CN201648501U的一种铜管高速连续感应退火装置，它采用两台或两台以上的小功率中频电源组合,分别控制由感应线圈构成的感应加热系统，实现速度-功率曲线的闭环自动调整，用浸入和喷淋两种淬火方式相结合,可用于有色金属管、棒、线材的中间产品和最终成品的光亮退火。

发明内容

本发明的目的是为了解决制冷钢管高热交换率、高效、高品质退火的问题，提供一种工艺设计合理的感应加热多管线钢管连续退火工艺线，由上料、校直、一级加热、二级加热、氮气保护、牵引、收盘等工序组成。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种感应加热多管线钢管连续退火工艺线，其特征是具有以下过程：若干条线型钢管由若干组并列的上料架通过校直装置进入由橡胶轮作为动力牵引轮的输送装置，然后经第一导向架和吸烟装置进入一级感应加热炉和二级感应加热炉，二级感应加热炉出来的线型钢管通过无电源保温炉至采用循环水方式热交换的冷却装置中，再经气刀装置方式去水由第二导向架到同步装置，最后进入若干个具有牵引动力的收料盘。若干条线型钢管同时进入校直装置，并通过具有牵引动力的输送装置均衡拉动多根钢管在同一个感应圈内同时加热，多根钢管受热均匀，退火温度统一且可控性高。钢管经高温加热，其力学性能下降，如果仅靠钢管的牵引带动钢管的运行，易引起钢管管径的变形，从而影响钢管的质量，因此设置钢管的输送装置，以减少钢管的拉力，保证钢管的外径质量。输送装置由变频电机经变频器调速带动传动链轮，然后由主链轮带动从动链轮，通过链轮轴传动橡胶轮，橡胶轮又通过气缸下压，压紧钢管由钢管与橡胶轮摩擦带动钢管的运行，钢管运行恒速、稳定，气缸下压与恢复由PLC控制的电磁阀执行，更加有利于退火的质量稳定。

作为优选，所述的若干条线型钢管在同一个一级感应加热炉和二级感应加热炉的感应圈内同时加热。感应加热是将380V、50HZ工频电流通过整流变直流电，经IGBT模块逆变输出为20～30KHz的电流，将该电流输入由加热炉组成的谐振回路中，使炉体线圈产生交变磁场，钢管通过该交变磁场，使其自身产生交变电流而发热，与辐射式加热比较具有热效高、耗能低、维修方便等特点。

作为优选，所述的若干组并列的上料架采用无动力放卷。上料架上设有限速制动片，以避免突发性快速拉动转盘时，防止线管过度松驰影响安全。

作为优选，所述的校直装置是无动力轮系校直，以工艺中轴线为准设有水平左右方向和上下方向校直功能。校直装置主要目的是调整钢管的直线度，使钢管在进炉之前成直线，采用无动力轮校直方式，分水平方向或称左右方向、上下方向进行校直，分别设若干个水平校直轮和立式校直轮。通过左右上下进行校直使钢管成直线，满足进入感应圈的要求。

作为优选，所述的第一导向架设置在一级感应加热炉之前，第一导向架由若干组校直轮组成，若干组校直轮分成两类，设置在线型钢管下面为一类，设置在线型钢管上面为一类，并通过调节设置在线型钢管上面的校直轮轮来压紧线型钢管。导向架安装在进入感应加热之前，起到稳定钢管运行的作用，减少钢管运行时的相互碰擦和跳动现象。

作为优选，所述的吸烟装置设置在一级感应加热炉的进料口炉腔部位，包括风机、引导炉外壳，引导炉外壳内设有耐火棉、陶瓷砖。钢管经过减径后，表面吸附着大量拉伸过程中粘附的油脂，经过加热后，会形成大量的油烟雾，这些烟雾会污染整个感应炉体的内腔和保温管道，从而影响钢管的质量，通过吸收装置能迅速排除工作通道内的油烟。

作为优选，所述的一级感应加热炉温度为400～500度，一级感应加热炉和二级感应加热炉之间设有空气进口阀门和氮气阀门；所述的二级感应加热炉设有炉内温度控制系统。本工艺路线是通过一、二级感应加热来实现钢管退火温度的，一级加热炉兼加热、去油两大功能，经过一级加热炉使钢管表面温度达到400～500度，同时通过一、二级加热炉之间的空气进口阀门和氮气阀门，使加热炉内腔进入按一定比例的氮气和空气的混合气体，使钢管表面的油在高温状态下能迅速得到燃烧，并通过吸烟装置迅速吸走。二级加热炉使钢管表面温度达到退火所需要的温度。感应加热炉包括电源柜、炉体、外控台、冷却水水塔等部分。

作为优选，所述的保温炉的保温层包括经过压缩的硅酸铝陶瓷纤维棉块，保温炉内设有陶瓷砖和若干支不锈钢钢管，不锈钢钢管由陶瓷砖固定。线型钢管加热到退火温度后，需要保持一段时间，才能达到合适的钢管力学性能，保温炉是一个无电源保温炉，它的保温层是由事先经过压缩的硅酸铝陶瓷纤维棉块组装而成，因而它具有通过良好的保温性能，减少热量损失，使钢管保持温度不下降，具有良好的环保节能效果。保温炉里面装有陶瓷砖和若干支310S钢管，310S钢管主要起到保护线型钢管外表面的作用，同时具有隔离钢管相互交叉现象；陶瓷砖是固定310S钢管，防止310S钢管因高温而弯曲变形造成管路不通。

作为优选，所述的气刀方式去水是压缩空气经管道输送给分气缸，由分气缸再分配给设置在线型钢管经过处的上下部位的若干把气刀，由上下部位的气刀对线型钢管表面吹水干燥。钢管表面冷却后，表面含有大量的水份，如果不及时清除，钢管表面会生锈和给下道工序带来技术上的困难。

作为优选，所述的同步装置包括同步器、同步转轮，在输送和牵引设备上同时安装同步装置，由同步器收集牵引动力的线速，同步转轮通过自身重力压在运行的钢管上，同步器悬挂在摆壁上，同步器随钢管的上下波动而紧贴钢管，同步转轮带动同步器，由同步器发出脉冲信号发送给PLC，由PLC比较且控制输送变频器频率输出。感应退火线运动是由输送机和牵引机共同完成，它们之间的速度必须是同步的，否则无法进行生产，以牵引设备为主动力，输送设备为辅动力，通过同步器收集主动力的线速和从动力的线速，由PLC进行比对，控制从动力变频器的输出频率，从而控制从动力的线速，以达到线速一致的目的。在同步器上安装有断管停机信号处理，它通过信号线连接一端接在同步器上，一端接在PLC，通过同步器与钢管相连接形成一个电路回路，在正常情况下它的电路是通路，钢管断管时，相当于电器开路，PLC发出指令停机。若同步装置接地，电路也形成一个通路现象，为防止接地，同步器支架采用隔离绝缘办法，使其不因接地现象而误判，隔离的办法是在支架下面垫一块塑料板，对紧固螺栓外面加一个尼龙衬套，这样就可以完全与地面隔离，避免误判现象。

本发明的有效效果是：多根钢管在同一个感应圈内同时加热，温度均衡，加热速度快；钢管的生产为不停机的连续生产，效率高；装机额定功率低，热交率高，节能；占地少，退火线长度短。

附图说明

图1是本发明的一种退火总线原理结构示意图。

图2是本发明的一种校直装置结构示意图。

图3是本发明的一种输送装置结构示意图。

图4是本发明的一种第一导向架结构示意图。

图5是本发明的一种吸烟装置结构示意图。

图6是本发明的一种保温炉结构示意图。

图7是本发明的一种冷却装置结构示意图。

图8是本发明的一种气刀装置结构示意图。

图9是本发明的一种第二导向架结构示意图。

图10是本发明的一种同步装置结构示意图。

图中：1. 上料架，2. 校直装置，201.滑块压条，202.导向套条，203.水平校直轮，204.水平滑块，205.水平调节轮，206.立式校直轮，207.立式调节轮，3. 输送装置，301.橡胶轮，302.钢管导套，303.下压气缸，304.链轮传动装置，305.输送机台架，4. 吸烟装置，401.风机，402.引导炉，403.耐火棉，404.陶瓷砖，405.不锈钢管道，406.耐火砖，5. 一级感应加热炉，6. 冷却装置，601.冷却水箱，602.出水管，603.进水管，604.水箱机架，7. 同步装置，701.断管信号连接点,702.同步机架,703.摆臂,704.同步转轮,705.同步器,706.绝缘衬套,707.绝缘垫,8. 收料盘，9. 第一导向架，901.导向支承板，902.导向轮，903.导向机台，10. 二级感应加热炉，11. 保温炉，1101.氮气进口，12. 第二导向架，1201.立式导向轮，1202.水平导向轮，13. 气刀装置，1301.去水刀架，1302. 分气缸，1303. 气刀。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1，本实施例一种感应加热多管线钢管连续退火工艺线，设16条线型钢管同时进行退火作业，工艺路线为：上料→校直→输送→导向→一级加热→二级加热→保温→氮气保护→冷却→导向→牵引→收盘。

上料由16组无动力放卷的上料架1完成，16组上料架1分成平行的两排，上料架1出线后统一进入校直装置2，校直装置2水平设有两条相互平行的滑块压条201，参见图2，滑块压条201的一端设有垂直的导向套条202，两条滑块压条201之间设有9组水平校直轮203，每组平校直轮203由上下两个单轮组成，两个单轮装在同一条水平滑块204上。上面的滑块压条201上方设有5个水平调节轮205，下面的滑块压条201的下方设4个水平调节轮205。与水平校直轮203处于同一水平部位的一端设4组立式校直轮206，在立式校直轮206的下方对应地设调节立式校直轮的立式调节轮207。

从校直装置2出来的钢管进入输送装置3，输送装置3设有一输送机台架305，由变频电机经变频器调速，带动链轮传动装置304，如图3所示，然后由链轮传动装置304带动下方的三只橡胶轮301，橡胶轮301上下一一对应为一组，上面三只橡胶轮301分别由三只下压气缸303控制，由下压气缸303压紧钢管并通过钢管与橡胶轮301的摩擦带动钢管运行。

输送后面的导向由第一导向架9完成，第一导向架9安装在进入感应加热炉的前面，起到稳定钢管运行的作用。第一导向架9包括一台导向机台903，导向支承板901装在导向机台903上，如图4所示，导向轮902装在导向支承板901上。

一般钢管经过减径后，表面吸附有大量拉伸油，经过加热后，会形成大量的油烟雾，在一级加热炉的前端部位装配一台吸烟装置4，吸烟装置4包括两端设有法兰的引导炉402，引导炉402的上方设有风机401，如图5所示，引导炉402的芯部设有不锈钢管道405，不锈钢管道405固定在陶瓷砖404中，陶瓷砖404的外面为耐火砖406，引导炉402壳体内侧填充耐火棉403。

保温和氮气保护在保温炉11中进行，氮气进口1101设置在保温炉11的未端，如图6所示。保温炉11是一个无电源保温炉，它的保温层是事前经过压缩的硅酸铝陶瓷纤维棉块组装而成，因而具有通过良好的保温性能，使钢管保持温度不下降。

冷却工作由冷却装置6完成，为了保证钢管的水平运行，设一个水箱机架604，参见图7，冷却水箱601装在水箱机架604上，冷却水箱601的未端管体下分别装有出水管602和进水管603。钢管保温后直接进行水冷却，使表面温度降到60度以下，防止钢管表面进一步的氧化。冷却水箱601采用循环水方式进行冷却，不会对周围环境造成水污染。

钢管表面冷却后，表面含有大量的水份，如果不及时清除，钢管表面会生锈和给后面的工序带来不便，为除去水份采用气刀装置13方式进行去水，吹去钢管表面的水份。气刀装置13是把压缩空气经管道输送给装在去水刀架1301的分气缸1302，然后由分气缸1302分配给上下布置的气刀1303，由上下气刀1303对钢管表面吹水干燥，如图8所示。

去水后的钢管由第二导向架12导入至同步装置7，第二导向架12设有立式导向轮1201和水平导向轮1202，参见图9，立式导向轮1201和水平导向轮1202位于同一水平位置且间隔设置。

如图10所示，同步装置7包括同步机架702，同步机架702顶部横出通过一个摆臂703悬挂同步器705，同步器705上设有断管信号连接点701, 同步器705水平方向装有同步转轮704，同步机架702的底座下面设有绝缘垫707, 同步机架702与地面基础连接的孔中设有绝缘衬套706。

最后的牵引、收盘由带有牵引动力的收料盘8完成，收料盘8包括收卷机，收卷机可以用输送装置3的同类结构。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1. 一种感应加热多管线钢管连续退火工艺线，其特征是具有以下过程：若干条线型钢管由若干组并列的上料架（1）通过校直装置（2）进入由橡胶轮作为动力牵引轮的输送装置（3），然后经第一导向架（9）和吸烟装置（4）进入一级感应加热炉（5）和二级感应加热炉（10），二级感应加热炉（10）出来的线型钢管通过无电源保温炉（11）至采用循环水方式热交换的冷却装置（6）中，再经气刀装置（13）方式去水由第二导向架（12）到同步装置（7），最后进入若干个具有牵引动力的收料盘（8）。

2.根据权利要求1所述的感应加热多管线钢管连续退火工艺线，其特征在于所述的若干条线型钢管在同一个一级感应加热炉（5）和二级感应加热炉（10）的感应圈内同时加热。

3.根据权利要求1所述的感应加热多管线钢管连续退火工艺线，其特征在于所述的若干组并列的上料架（1）采用无动力放卷。

4.根据权利要求1或3所述的感应加热多管线钢管连续退火工艺线，其特征在于所述的校直装置（2）是无动力轮系校直，以工艺中轴线为准设有水平左右方向和上下方向校直功能。

5.根据权利要求1或2或3所述的感应加热多管线钢管连续退火工艺线，其特征在于所述的第一导向架（9）设置在一级感应加热炉（5）之前，第一导向架（9）由若干组校直轮组成，若干组校直轮分成两类，设置在线型钢管下面为一类，设置在线型钢管上面为一类，并通过调节设置在线型钢管上面的校直轮轮来压紧线型钢管。

6.根据权利要求5所述的感应加热多管线钢管连续退火工艺线，其特征在于所述的吸烟装置（4）设置在一级感应加热炉（5）的进料口炉腔部位，包括风机、引导炉外壳，引导炉外壳内设有耐火棉、陶瓷砖。

7.根据权利要求1或2或3所述的感应加热多管线钢管连续退火工艺线，其特征在于所述的一级感应加热炉（5）温度为400～500度，一级感应加热炉（5）和二级感应加热炉（10）之间设有空气进口阀门和氮气阀门；所述的二级感应加热炉（10）设有炉内温度控制系统。

8.根据权利要求1或2或3所述的感应加热多管线钢管连续退火工艺线，其特征在于所述的保温炉（11）的保温层包括经过压缩的硅酸铝陶瓷纤维棉块，保温炉内设有陶瓷砖和若干支不锈钢钢管，不锈钢钢管由陶瓷砖固定。

9.根据权利要求1或2或3所述的感应加热多管线钢管连续退火工艺线，其特征在于所述的气刀方式去水是压缩空气经管道输送给分气缸（1302），由分气缸再分配给设置在线型钢管经过处的上下部位的若干把气刀（1303），由上下部位的气刀对线型钢管表面吹水干燥。

10.根据权利要求9所述的感应加热多管线钢管连续退火工艺线，其特征在于所述的同步装置（7）包括同步器（705）、同步转轮（704），在输送和牵引设备上同时安装同步装置（7），由同步器（705）收集牵引动力的线速，同步转轮（704）通过自身重力压在运行的钢管上，同步器（705）悬挂在摆壁（703）上，同步器（705）随钢管的上下波动而紧贴钢管，同步转轮（704）带动同步器（705），由同步器（705）发出脉冲信号发送给PLC，由PLC比较且控制输送变频器频率输出。

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