CN117187524A - 一种用于厚壁管的热处理淬火设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于厚壁管的热处理淬火设备，它包括上料架和下料架，上料架的左侧设置有进料辊道，下料架的左侧设置有出料辊道，进料辊道和出料辊道输送待加工的钢管，所述进料辊道和出料辊道之间留有间隙，间隙中放置有外淋装置，所述出料辊道的上方设置有内喷装置，所述内喷装置包括一根内喷水管，所述内喷水管后侧的底部通过支架固定在地面，所述内喷水管的前端为内喷头，所述内喷头的外部套有一个紧固环，内喷头的外壁开设多个通孔作为内喷出水孔，所述紧固环的外侧设置有四根调节螺杆，调节螺杆的另一头设置压块，并且调节螺杆的端头穿过压块的通孔后与滚轮相连。这一种用于厚壁管的热处理淬火设备加热均匀，防止钢管变形。

Description

一种用于厚壁管的热处理淬火设备

技术领域

本发明涉及一种用于厚壁管的热处理淬火设备，尤其适用于厚壁钢管的淬火，属于淬火设备技术领域。

背景技术

钢管的淬火处理是将钢管加热到一定的温度然后快速冷却然后进行回火以显著提高钢管综合性能的一种常见工艺。在目前的工业生产过程中，淬火冷却方法主要有三种，一是单外表面喷淋冷却，二是外淋内喷冷却，三是浸入槽内冷却。

钢管的淬火处理是将钢管加热到一定的温度然后快速冷却然后进行回火以显著提高钢管综合性能的一种常见工艺。在目前的工业生产过程中，钢管加热设备分为连续炉、厢式炉、步进炉、感应炉等。与厢式炉和感应炉相比，连续炉和步进炉设备成本较高。

淬火冷却方法主要有三种，一是单外表面喷淋冷却，二是外淋内喷冷却，三是浸入槽内冷却。

单外表面喷淋冷却的缺点是冷却深度有限，尤其是针对厚壁钢管内表面根本达不到快速冷却的要求，造成内外性能的差异大；

外淋内喷冷却是对采用步进炉整体加热后的钢管外壁进行水淋的同时，在管端用高速水流向钢管内壁进行喷水，使钢管内外壁同时冷却。采用该方法冷却时，内喷水由两端进入：一是近端部冷却快，沿着钢管长度中部冷却慢，冷却效果差，对钢管轴向性能均匀性造成影响；二是没有周向的水压，无法冲破钢管内壁的蒸汽膜，影响冷却效果，性能不均匀。而且步进加热炉的设备投资成本非常高。

浸入槽内冷却是将通过厢式炉整体加热后的钢管直接浸入水中，同时冷却水充满在钢管内部，使内外壁同时冷却。采用该方法冷却时，充满在钢管内部的冷却水水量较少而且流动不畅，导致管内的冷却水水温迅速上升，内表面冷却效果不佳。另外，在淬火后的钢管浸入槽内的瞬间，会使钢管纵向及横向冷却不均匀，经常出现淬火弯曲现象，对钢管直线度、椭圆度造成影响，加重后续矫直负担，影响生产效率。采用厢式炉加热，出炉时将钢管移至冷却水槽时还会有温降，对入水冷却的温度不易控制。

发明内容

本发明提供了加热均匀，防止钢管变形的一种用于厚壁管的热处理淬火设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于厚壁管的热处理淬火设备，它包括上料架和下料架，上料架的左侧设置有进料辊道，下料架的左侧设置有出料辊道，进料辊道和出料辊道输送待加工的钢管，所述进料辊道和出料辊道通过传动辊控制输送钢管，传动辊带着钢管一边转动一边前进，所述进料辊道的端头放置有中频加热器；

所述进料辊道和出料辊道之间留有间隙，间隙中放置有外淋装置，所述外淋装置由一个圆环形的喷水圈和支撑架组成，支撑架放置于进料辊道和出料辊道之间的地面，喷水圈架设在支撑架顶部，喷水圈的中间让钢管穿过，喷水圈的内壁开设有出水孔，喷水圈的外壁开设多个外淋进水口，喷水圈的出水孔和外淋进水口内部连通，每个外淋进水口都与一根外淋进水管相连通；

所述出料辊道的上方设置有内喷装置，所述内喷装置包括一根内喷水管，所述内喷水管后侧的底部通过支架固定在地面，所述内喷水管的前端为内喷头，所述内喷头的外部套有一个紧固环，内喷头的前端伸出于紧固环，并位于喷水圈中，内喷头的伸出部分的外壁开设多个通孔作为内喷出水孔，所述紧固环的外侧设置有四根调节螺杆，调节螺杆的另一头设置压块，并且调节螺杆的端头穿过压块的通孔后与滚轮相连，滚轮可以贴住钢管的内壁，从而撑住紧固环。

优选的，所述外淋进水管、内喷水管与冷却水系统相连。

优选的，所述中频加热器的后侧设置有测温仪。

优选的，所述内喷头的伸出部分为球形。

优选的，所述上料架和下料架沿前后方向并排布置。

本发明具有的有益效果是：

这一种用于厚壁管的热处理淬火设备解决了钢管尤其是厚壁钢管的淬火冷却均匀性问题：

1、采用中频感应加热，设备投资经济且运行成本低。钢管旋转前进，防止钢管加热过程中变形，同时加热均匀。

2、采用感应炉+外淋内喷冷却相结合，冷却采用“内外同时喷冷”的方式，加热后的钢管在旋转过程中通过内外环状喷水装置，钢管内外部同时喷射压力不小于0.2MPa的冷却水，击破蒸汽水膜，达到充分冷却效果，保证冷却均匀性。

3、在冷却过程中钢管保持旋转，钢管内外部均匀冷却，基本不会造成钢管的变形，弯曲变形量较少，钢管弯曲、椭圆等现象大大减少。

附图说明

图1为本发明一种用于厚壁管的热处理淬火设备的结构示意图。

图2为图1中外淋装置的示意图。

图3为图1中内喷装置的示意图。

其中：上料架1、下料架2、进料辊道3、出料辊道4、钢管5、中频加热器6、测温仪7、外淋装置8、喷水圈9、支撑架10、出水孔11、外淋进水口12、外淋进水管13、内喷装置14、内喷水管15、内喷头16、紧固环17、调节螺杆18、压块19、滚轮20。

具体实施方式

参见图1至图3，本发明涉及一种用于厚壁管的热处理淬火设备，包括上料架1和下料架2，所述上料架1和下料架2沿前后方向并排布置，上料架1的左侧设置有进料辊道3，下料架2的左侧设置有出料辊道4，进料辊道3和出料辊道4用于输送待加工的钢管5，所述进料辊道3和出料辊道4通过传动辊控制输送钢管5，传动辊带着钢管5一边转动一边前进。

所述进料辊道3的端头放置有中频加热器6，钢管5从中频加热器6中间穿过，中频加热器6可以防止钢管加热过程中变形，同时加热均匀。中频加热器6的后侧设置有测温仪7，用于测量钢管淬火加热后的温度。

所述进料辊道3和出料辊道4之间留有间隙，间隙中放置有外淋装置8，所述外淋装置8由一个圆环形的喷水圈9和支撑架10组成，支撑架10放置于进料辊道3和出料辊道4之间的地面，喷水圈9架设在支撑架10顶部，喷水圈9的中间让钢管5穿过，喷水圈9的内壁开设有若干出水孔11，喷水圈9的外壁开设多个外淋进水口12，喷水圈9的出水孔11和外淋进水口12内部连通，每个外淋进水口12都与一根外淋进水管13相连通。通过密布的出水孔11，钢管5旋转地向后移动时，可以对其外壁进行全覆盖地外喷淋。

所述出料辊道4的上方设置有内喷装置14，所述内喷装置14包括一根内喷水管15，所述内喷水管15后侧的底部通过支架固定在地面，该支架的撑脚位于出料辊道4的前后两侧，所述内喷水管15的前端为内喷头16，所述内喷头16的外部套有一个紧固环17，内喷头16的前端伸出于紧固环17，并位于喷水圈9中。内喷头16的伸出部分为球形，球形的外壁开设多个通孔作为内喷出水孔，所述紧固环17的外侧设置有四根调节螺杆18，调节螺杆18的另一头设置压块19，并且调节螺杆18的端头穿过压块19的通孔后与滚轮20相连。调节螺杆18可以调节长度，从而适用于不同内径的钢管5。所述滚轮20可以贴住钢管5的内壁，从而撑住紧固环17，从而让内喷头16可以大范围喷淋，而钢管5是旋转地向后移动，这样便能对内壁进行全覆盖喷淋，实现高效内喷淋。

外淋进水管13、内喷水管15与冷却水系统相连，调节冷却水系统中冷却装置的进水管水压，使外淋水和内喷水的喷射压力不小于0.2MPa。

这一种用于厚壁管的热处理淬火设备的工作过程为：

钢管经上料架传送至进料辊道上，通过进料辊道向前行进，通过测温仪感应，调节中频加热器的加热器功率，以及进料辊道的运行速率来调整淬火温度和保温时间，淬火温度控制在880~930℃，淬火保温时间与钢管壁厚成正比。钢管加热至淬火温度后，在进料辊道的输送下经过外淋装置的喷水圈，水流通过喷水圈将外淋水喷射在钢管外表面，对钢管的外壁进行全覆盖地外喷淋；同时根据钢管内径，将调节好调节螺杆长度的内喷装置固定好，内喷头位于喷水圈位置处，钢管随着滚轮一同旋转，而内喷装置始终处于固定状态，通过内喷头将内喷水均匀地向周向喷水，从而对钢管内壁进行全覆盖喷淋内表，内喷淋完成后将内喷水管向后移动，退出钢管内部。这样钢管的内外部几乎同时与冷却水接触，进行高效充分的热交换，提高了冷却效率。

Claims (5)

1.一种用于厚壁管的热处理淬火设备，其特征是：它包括上料架和下料架，上料架的左侧设置有进料辊道，下料架的左侧设置有出料辊道，进料辊道和出料辊道输送待加工的钢管，所述进料辊道和出料辊道通过传动辊控制输送钢管，传动辊带着钢管一边转动一边前进，所述进料辊道的端头放置有中频加热器；

所述进料辊道和出料辊道之间留有间隙，间隙中放置有外淋装置，所述外淋装置由一个圆环形的喷水圈和支撑架组成，支撑架放置于进料辊道和出料辊道之间的地面，喷水圈架设在支撑架顶部，喷水圈的中间让钢管穿过，喷水圈的内壁开设有出水孔，喷水圈的外壁开设多个外淋进水口，喷水圈的出水孔和外淋进水口内部连通，每个外淋进水口都与一根外淋进水管相连通；

所述出料辊道的上方设置有内喷装置，所述内喷装置包括一根内喷水管，所述内喷水管后侧的底部通过支架固定在地面，所述内喷水管的前端为内喷头，所述内喷头的外部套有一个紧固环，内喷头的前端伸出于紧固环，并位于喷水圈中，内喷头的伸出部分的外壁开设多个通孔作为内喷出水孔，所述紧固环的外侧设置有四根调节螺杆，调节螺杆的另一头设置压块，并且调节螺杆的端头穿过压块的通孔后与滚轮相连，滚轮可以贴住钢管的内壁，从而撑住紧固环。

2.根据权利要求1所述的一种用于厚壁管的热处理淬火设备，其特征是：所述外淋进水管、内喷水管与冷却水系统相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于厚壁管的热处理淬火设备，其特征是：所述中频加热器的后侧设置有测温仪。

4.根据权利要求1所述的一种用于厚壁管的热处理淬火设备，其特征是：所述内喷头的伸出部分为球形。

5.根据权利要求1所述的一种用于厚壁管的热处理淬火设备，其特征是：所述上料架和下料架沿前后方向并排布置。