CN102825238A - 铸造厚壁钢管用的冷却方法 - Google Patents

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张国安
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Abstract

本发明涉及一种钢管的冷却方法，具体涉及一种铸造厚壁钢管的冷却方法，所要解决的技术问题是提供了一种钢管组织密度均匀、等轴晶小，提高了钢管力学性能的铸造厚壁钢管用的冷却方法，采用的技术方案为按照以下步骤进行：厚壁管在铸造离心机转筒内浇注完成，铸造离心机转筒底部设置有平行于转筒中轴线的多个喷头，每个喷头均通过管道与设置在高处的装有液态冷却介质的水箱相连；离心机转筒旋转，喷头向转筒上喷洒液态冷却介质，钢管由外表面向内表面逐步冷却；冷却时间为3-10分钟，钢管温度达到600-700℃时，停止喷洒冷却液，离心机转筒停止转动，将钢管从转筒内取出；将出模后的钢管放置在空气中自然冷却，本发明主要用于铸造冷却。

Description

铸造厚壁钢管用的冷却方法
技术领域
本发明涉及一种钢管的冷却方法，具体涉及一种铸造厚壁钢管的冷却方法。
背景技术
厚壁管也称厚壁钢管，把钢管外径和壁厚之比小于20的钢管称为厚壁钢管。主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构管等。
现在厚壁钢管的制作方法主要有热轧、冷轧和离心铸造等。离心铸造的厚壁钢管，力学性能稳定、用途广泛，离心铸造主要是通过向离心机转筒内壁施加保护剂，并向离心机转筒内浇注钢水，浇注完成后，直接喷水冷却，直至铸件完全凝固。由于厚壁钢管的管壁较厚，和薄壁钢管的冷却方式有所不同，应采用分段冷却的方式进行冷却，以保证厚壁钢管的内外壁冷却均匀，但是现有的冷却方法无法满足要求，大大影响了厚壁钢管的力学性能。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供了一种钢管组织密度均匀、等轴晶小，提高了钢管力学性能的铸造厚壁钢管用的冷却方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：铸造厚壁钢管用的冷却方法，其特征在于：按照以下步骤进行：
a、厚壁管在铸造离心机转筒内浇注完成，铸造离心机转筒底部设置有平行于转筒中轴线的多个喷头，每个喷头均通过管道与设置在高处的装有液态冷却介质的水箱相连；
b、离心机转筒旋转，喷头向转筒上喷洒液态冷却介质，钢管由外表面向内表面逐步冷却；
c、冷却时间为3-10分钟，钢管温度达到600-700℃时，停止喷洒冷却液，离心机转筒停止转动，将钢管从转筒内取出；
d、将出模后的钢管放置在空气中自然冷却。
所述离心机的转速由快逐渐变慢来控制钢管冷却的均匀性。
所述的液态冷却介质为软水。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果为：本发明通过控制离心机转筒转速和时间，对钢管进行冷却，钢管由外表面向内表面逐步冷却，并且在钢管外表面形成激冷层，保证钢管收缩应力相同，冷却均匀，同时对钢管进行分段冷却，充分保证钢管冷却均匀、组织致密，减小等轴晶，大大提高了钢管的力学性能。
具体实施方式
铸造厚壁钢管用的冷却方法，其特征在于：按照以下步骤进行：
a、厚壁管在铸造离心机转筒内浇注完成，铸造离心机转筒底部设置有平行于转筒中轴线的多个喷头，每个喷头均通过管道与设置在高处的装有液态冷却介质的水箱相连；
b、离心机转筒旋转，喷头向转筒上喷洒液态冷却介质，钢管由外表面向内表面逐步冷却；
c、冷却时间为3-10分钟，钢管温度达到600-700℃时，停止喷洒冷却液，离心机转筒停止转动，将钢管从转筒内取出；
d、将出模后的钢管放置在空气中自然冷却。
所述离心机的转速由快逐渐变慢来控制钢管冷却的均匀性。
所述的液态冷却介质为软水。
本发明以厚度为80mm，直径为400mm的钢管为例。
经过计算得出需要钢水的质量，钢水温度在1520-1560℃左右，将钢水浇注到铸造离心机转筒内，在离心力的作用下，钢水形成钢管，铸造离心机转筒底部的喷头进行喷水冷却，同时铸造离心机转速逐渐变慢，保证钢管冷却均匀，冷却3-10分钟后，经检测钢管温度达到600-700℃，铸造离心机停止转动，喷头停止喷洒，将钢管从转筒内取出，放置在空气中自然冷却，其中液态冷却介质为软水，杂质少，对钢管质量影响小。
采用同种规格的钢管，冷却时采用四种冷却方法：本发明方法、直接侵入水中、风冷和水冷，进行对比试验。
对采用本发明方法冷却的钢管与直接侵入水中、风冷和水冷钢管的性能进行检测，结果如表一所示，从表一中可以看出：经本发明方法冷却后，钢管的综合性能优于另三种冷却方法，且钢管截面上的硬度均匀性也是最好的，钢管截面上性能最均匀，直接侵入水中冷却的虽然强度高，但屈服强度比高达82%，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、硬度的均匀性均不如本发明的冷却方法。
Figure 2012103477579100002DEST_PATH_IMAGE001

Claims (3)

1.铸造厚壁钢管用的冷却方法，其特征在于：按照以下步骤进行：
a、厚壁管在铸造离心机转筒内浇注完成，铸造离心机转筒底部设置有平行于转筒中轴线的多个喷头，每个喷头均通过管道与设置在高处的装有液态冷却介质的水箱相连；
b、离心机转筒旋转，喷头向转筒上喷洒液态冷却介质，钢管由外表面向内表面逐步冷却；
c、冷却时间为3-10分钟，钢管温度达到600-700℃时，停止喷洒冷却液，离心机转筒停止转动，将钢管从转筒内取出；
d、将出模后的钢管放置在空气中自然冷却。
2.根据权利要求1所述的铸造厚壁钢管用的冷却方法，其特征在于：所述离心机的转速由快逐渐变慢来控制钢管冷却的均匀性。
3.根据权利要求1或2所述的铸造厚壁钢管用的冷却方法，其特征在于：所述的液态冷却介质为软水。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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