CN206052094U - 一种钻探用地质钢管的调质处理生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，包括具有顶部安装层与底部安装层的机架，依次设于所述机架上的第一输送装置组、淬火装置组、第二输送装置组、回火装置组以及第三输送装置组；还包括设于所述第一输送装置组一侧的上料装置、设于所述淬火装置组与回火装置组下方的冷却水供应与回收管道系统、集成控制台、电控柜组。本实用新型提供一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，对生产线上的设备进行合理布局，在保证钢管整体的温度均匀性、保持调质后力学性能稳定的同时，增加加热装置与输送装置本身的散热能力和防热损伤能力，提高装置的使用耐久度和生产线长时间运行的能力。

Description

一种钻探用地质钢管的调质处理生产线

技术领域

本发明涉及钢管热处理领域，特别涉及一种钻探用地质钢管的调质处理流水线。

背景技术

钻探用地质钢管是一种要求钢管具有很好的综合机械性能的钢管管种，需要在保持较高强度的同时具有很好的塑性和韧性，在生产中往往使用调质处理来达到这一目的。传统的钢管调质处理是将钢管切断，将其装入以燃气加热和电阻加热为主的加热炉的进行加热的离线式作业方式，加热过程升温速度慢，效率低，且需要耗费大量能源与淬火介质。

中国发明专利授权公告号为CN 104032112 B的发明专利公开了一种钢管的多功能热处理系统，包括六组辊道、中频感应炉装置、高温电阻炉装置、超快冷装置、外淋内喷装置和低温电阻炉装置，以辊道组加辊道间的加热与冷却装置的方式进行钢管的在线热处理，实现了钢管热处理的连续流水线作业，工艺线设计紧凑，操作简便，满足多种热处理工艺要求。该发明使用了感应加热方式对钢管进行加热，感应加热具有能流密度大、加热速度快、加热过程易控制，热效率高、节约能源、不污染环境、制造成本低等一系列优点，利于实现调质处理过程的连续化、自动化。

但该发明并没有考虑如何保证钢管本身不产生过大的变形，以及装置或辊道本身的保护措施，因加热后的钢管会产生变形弯曲，容易损伤装置本身或其中的加热装置或者辊道，也不利于热处理之后钢管的校直工序。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，合理布局线上设备，在保证钢管整体的温度均匀性、保持调质后力学性能稳定的同时，增加加热装置与输送装置本身的散热能力和防热损伤能力，提高装置的使用耐久度和生产线长时间运行的能力。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，包括具有顶部安装层与底部安装层的机架，依次设于所述机架上的第一输送装置组、淬火装置组、第二输送装置组、回火装置组以及第三输送装置组；

还包括设于所述第一输送装置组一侧的上料装置、设于所述淬火装置组与回火装置组下方的冷却水供应与回收管道系统、集成控制台、电控柜组；

所述第一输送装置组、第二输送装置组、第三输送装置组均由多个一字排开的输送装置组成；所述淬火装置组包括顺序设置的淬火预热箱，淬火加热箱，淬火冷却箱，设于所述淬火预热箱、淬火加热箱、淬火冷却箱之间的间隙内的带冷却输送装置和淬火测温计；所述回火装置组包括顺序设置的回火预热箱，第一回火加热箱，第二回火加热箱，第三回火加热箱，回火冷却箱，设于所述回火预热箱、第一回火加热箱、第二回火加热箱、第三回火加热箱、回火冷却箱之间的间隙内的带冷却输送装置和回火测温计。

作为优选，所述输送装置与所述带冷却输送装置包括设于所述顶部安装层上的底板、一对输送轮、设于所述输送轮两侧的固接所述输送轮与所述底板的输送轮安装架、设于所述输送轮下方的底部安装层上的传动电机。

作为优选，所述底板上设有用于调节所述输送轮间距的开口槽，所述输送轮安装架通过轴承与输送轮同轴连接；所述传动电机的输出轴上设有一对输出传动轮，两个所述输出传动轮各自通过传动件分别与两个所述输送轮上的传动轮连接。

作为优选，所述输送轮的轴线的中心连线与钢管行进方向成76°～85°的夹角。

作为优选，所述带冷却输送装置还包括设于所述底板上的并将所述输送轮的下端容纳在内部的冷却水贮槽，所述冷却水贮槽与所述冷却水供应与回收管道系统通过管道连接。

作为优选，所述电控柜组与所述淬火预热箱、淬火加热箱、淬火冷却箱、回火预热箱、第一回火加热箱、第二回火加热箱、第三回火加热箱、回火冷却箱、传动电机电连接；所述集成控制台与所述电控柜组、上料装置、冷却水供应与回收管道系统、淬火测温计、回火测温计电连。

作为优选，所述淬火预热箱包括上端开口的淬火箱体，所述淬火箱体的前后侧壁上设有通孔，所述通孔上方设有一对小通孔；所述淬火预热箱还包括设于所述淬火箱体的前后侧壁上的具有与所述通孔相适应的中心孔的加热板、穿过所述通孔与所述加热板固接的空心导热管、多组绕设于所述空心导热管上的空心感应线圈，固设于所述加热板上的端部空心感应线圈；所述空心感应线圈与所述空心导热管之间铺设有耐热土；所述空心感应线圈与所述端部空心感应线圈上均设有进水口与出水口，所述端部空心感应线圈的进水口与出水口穿过所述小通孔伸入至所述淬火箱体内部，所述淬火箱体上方设有分别与所述空心感应线圈和所述端部空心感应线圈的进水口与出水口管道连接的进水管道和回水管道；所述进水管道和回水管道与所述冷却水供应与回收管道系统管道连接。

作为优选，所述淬火冷却箱包括上下开口的冷却箱体、悬设于所述冷却箱体内的冷却管、开设于所述冷却箱体与所述冷却管上的供钢管通过的箱体开孔和管开孔，所述冷却管与所述冷却箱体的侧壁通过连接臂固定连接；所述冷却管包括与所述连接臂固接的外管、与所述外管同轴设置的内管、固接所述外管与所述内管的端板、开设于所述外管与所述内管下部的下水通道、设于所述内管管壁上的等间距的多个淬火水孔。

作为优选，所述外管上端设有冷却水进口，所述冷却箱体的下开口和所述冷却水进口独立地与所述冷却水供应与回收管道系统管道连接。

作为优选，所述淬火预热箱下连接有水平移动机构，所述水平移动机构设于所述底部安装层上，为由电机控制的齿轮齿条机构。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，钢管在输送装置的作用下始终自旋转地前进，由集成控制台控制前进与旋转速度，使钢管各部位在淬火预热、淬火加热、淬火冷却、回火预热、回火加热、回火冷却等各阶段处理中均保持受热或冷却均匀，输送装置以适宜的间距连续布置，防止钢管在相邻输送装置间产生过大的变形，保证钢管整体的变形受控；加热采用感应加热的多加热箱的间隔加热方式，加热速度快、热效率高，多加热箱的设置减少了单个加热箱的体积与设备复杂程度与单个加热时长，降低了功耗，并使钢管的加热温度更可控；集成控制台收集各加热箱与冷却箱之后的温度信号，结合实时的输送速度，随时调整加热温度、加热时间，冷却水冲洗流量与冲洗时间，保证每根钢管调质后的力学性能稳定；各加热箱上部敞开，感应线圈内通有冷却水，前后两端的加热板上设有端部空心感应线圈，得到冷却水和风冷的双重冷却效果，使加热箱两端加热器避免受到热损伤；加热箱之间设置的带冷却输送装置在保证钢管变形可控的同时，主要保护带冷却输送装置中的轴承受热损伤而过早损坏，提高了装置的使用耐久度和生产线长时间运行的能力。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为第一输送装置组与上料装置的结构示意图；

图3为淬火装置组的结构示意图；

图4为输送装置的结构示意图；

图5为输送装置的俯视图

图6为带冷却输送装置的俯视图；

图7为回火装置组的结构示意图；

图8为淬火预热箱的结构示意图；

图9为淬火冷却箱的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及优选的方案对本发明做进一步详细的说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：如图1-8所示，一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，包括具有顶部安装层11与底部安装层12的机架10，一字排开地依次设于所述机架10上的第一输送装置组20、淬火装置组30、第二输送装置组40、回火装置组50以及第三输送装置组60；

还包括设于所述第一输送装置组20一侧的上料装置70、设于所述淬火装置组30与回火装置组50下方的冷却水供应与回收管道系统80、集成控制台90、电控柜组91；

所述第一输送装置组20、第二输送装置组40、第三输送装置组60均由多个一字排开的输送装置2A组成；所述淬火装置组30包括顺序设置的淬火预热箱31，淬火加热箱32，淬火冷却箱33，设于所述淬火预热箱31、淬火加热箱32、淬火冷却箱33之间的间隙的带冷却输送装置2B和淬火测温计1A；所述回火装置组50包括顺序设置的回火预热箱51，第一回火加热箱52，第二回火加热箱53，第三回火加热箱54，回火冷却箱55，设于所述回火预热箱51、第一回火加热箱52、第二回火加热箱53、第三回火加热箱54、回火冷却箱55之间的间隙的带冷却输送装置2B和回火测温计1B。

所述电控柜组91与所述淬火预热箱31、淬火加热箱32、淬火冷却箱33、回火预热箱51、第一回火加热箱52、第二回火加热箱53、第三回火加热箱54、回火冷却箱55、传动电机24电连接；所述集成控制台90与所述电控柜组91、上料装置70、冷却水供应与回收管道系统80、淬火测温计1A、回火测温计1B电信号连接。

集成控制台90集中控制整个生产过程，通过各测温计收集各加热箱与冷却箱之间钢管的温度信号，通过电控柜控制各加热箱的加热温度，结合各输送装置的输送速度的协调，保证加热与冷却参数的稳定，保持钢管调质质量的稳定。

所述输送装置2A与所述带冷却输送装置2B包括设于所述顶部安装层11上的底板21、一对平行设置的水平分列钢管行进方向两侧的输送轮22、分列所述输送轮22两侧的固接所述输送轮22与所述底板21的输送轮安装架23、设于所述输送轮22下方的底部安装层12上的传动电机24。

所述底板21上设有用于调节所述输送轮22间距的开口槽211，通过轴承与输送轮22同轴滚动连接；所述传动电机24的输出轴241上设有一对输出传动轮242，所述输出传动轮242通过传动件25各自与所述输送轮22上的传动轮221连接。

所述输送轮22的轴线的中心连线与钢管行进方向成75°～85°的夹角。

输送装置2A使用一对倾斜设置的输送轮22同向旋转产生的轴向推送力以及与钢管的静摩擦力使钢管前进的同时自旋转，使钢管各部位在淬火预热、淬火加热、淬火冷却、回火预热、回火加热、回火冷却等各阶段处理中均保持受热或冷却均匀，并便于钢管在淬火之后的第二输送装置组40、在回火之后的第三输送装置组60中实现边冷却边自我校正，输送装置以适宜的间距连续布置，防止钢管在相邻输送装置间产生过大的变形，使钢管变形始终受控。

开口槽211使输送轮安装架23可沿所述开口槽211相向滑动，改变输送轮22之间的间距，由此调整架设在输送轮22间的钢管高度使之始终与各加热箱与冷却箱的前后穿孔同心。

所述带冷却输送装置2B还包括设于所述底板21上的并将所述输送轮22的下端容纳在内部的冷却水贮槽27，所述冷却水贮槽27与所述冷却水供应与回收管道系统80管道连接。带冷却输送装置2B设于各加热箱之间，钢管具有较高的温度，冷却水贮槽27中通有流动的循环冷却水，对旋转的输送轮22提供冷却，避免了带冷却输送装置2B，尤其是其中的轴承受到热损伤。

所述淬火预热箱31包括上端开口的淬火箱体310，所述淬火箱体310的前后侧壁上设有通孔311，所述通孔311上方设有一对小通孔312；所述淬火预热箱31还包括设于所述淬火箱体310的前后侧壁上的具有与所述通孔311相适应的中心孔的加热板313、穿过所述通孔311与所述加热板313固接的空心导热管314、多束绕设于所述空心导热管314上的空心感应线圈315，固设于所述加热板313上的端部空心感应线圈316；所述空心感应线圈315与所述空心导热管314之间铺设有耐热土317；所述空心感应线圈315与所述端部空心感应线圈316均设有进水口与出水口，所述端部空心感应线圈316的进水口与出水口穿过所述小通孔312伸入至所述淬火箱体310内部，所述淬火箱体310上方设有进水管道318和回水管道319，分别与所述空心感应线圈315和所述端部空心感应线圈316的进水口与出水口管道连接；所述进水管道318和回水管道319与所述冷却水供应与回收管道系统80管道连接。

淬火加热箱32、回火预热箱51、第一回火加热箱52、第二回火加热箱53、第三回火加热箱54与淬火预热箱31采用类似的结构中频感应加热结构，淬火预热箱31与淬火加热箱32串联设置，使钢管在较短时间加热至临界温度Ac3或Ac1以上温度的同时，避免了单一加热箱产生较高用电负荷峰值，减少用电系统崩溃和加热箱自身过热的风险；采用回火预热箱51，第一回火加热箱52、第二回火加热箱53、第三回火加热箱54的三个回火加热箱，使钢管回火时的温度分多阶段稳步上升，结合输送装置输送的速度，使钢管回火均匀，透彻，同时降低用电负荷峰值。

各加热箱上部敞开，空心感应线圈315与端部空心感应线圈316内通有冷却水，前后两端的加热板上设有端部空心感应线圈316，在增加加热箱有效加热长度的同时使端部空心感应线圈316自身得到冷却水和风冷的双重冷却效果，使加热箱两端加热器避免受到热损伤。

所述淬火冷却箱33包括上下开口的冷却箱体331、悬设于所述冷却箱体331内的冷却管332、开设于所述冷却箱体331与所述冷却管332上的供钢管通过的箱体开孔335和管开孔336，所述冷却管332与所述冷却箱体331的侧壁通过连接臂333固定连接；所述冷却管332包括与所述连接臂333固接的外管3321、与所述外管3321同轴设置的内管3322、固接所述外管3321与所述内管3322的端板3323、开设于所述外管3321与所述内管3322下部的下水通道3324、设于所述内管3322管壁上的等间距的多个淬火水孔3325；所述外管3321上端设有冷却水进口3326，所述冷却箱体331的下开口3311和所述冷却水进口3326独立地与所述冷却水供应与回收管道系统80管道连接。从而使冷却水均匀大量地喷淋至自旋转的钢管上，通过集成控制台90控制冷却水的流量与钢管的前进速度与转速，保证钢管经过淬火冷却箱33之后快速冷却至常温。回火冷却箱55采用与所述淬火冷却箱33向类似的结构。

所述淬火预热箱31下连接有水平移动机构，所述水平移动机构设于所述底部安装层12上，为由电机控制的齿轮齿条机构。该水平移动机构同样由集成控制台90控制，当该生产线处理特种钢时，淬火预热箱31可随水平移动机构前后移动，配合特种钢的前进速度，对特种钢上较厚区域进行随动式反复加热，使该区域的钢管厚度降至与其他部位一直，从而可以进行后续的实际调质处理。

Claims (10)

1.一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，其特征在于：包括具有顶部安装层（11）与底部安装层（12）的机架（10），依次设于所述机架（10）上的第一输送装置组（20）、淬火装置组（30）、第二输送装置组（40）、回火装置组（50）以及第三输送装置组（60）；还包括设于所述第一输送装置组（20）一侧的上料装置（70）、设于所述淬火装置组（30）与回火装置组（50）下方的冷却水供应与回收管道系统（80）、集成控制台（90）、电控柜组（91）；所述第一输送装置组（20）、第二输送装置组（40）、第三输送装置组（60）均由多个一字排开的输送装置（2A）组成；所述淬火装置组（30）包括顺序设置的淬火预热箱（31），淬火加热箱（32），淬火冷却箱（33），设于所述淬火预热箱（31）、淬火加热箱（32）、淬火冷却箱（33）之间的间隙内的带冷却输送装置（2B）和淬火测温计（1A）；所述回火装置组（50）包括顺序设置的回火预热箱（51），第一回火加热箱（52），第二回火加热箱（53），第三回火加热箱（54），回火冷却箱（55），设于所述回火预热箱（51）、第一回火加热箱（52）、第二回火加热箱（53）、第三回火加热箱（54）、回火冷却箱（55）之间的间隙内的带冷却输送装置（2B）和回火测温计（1B）。

2.根据权利要求1所述的一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，其特征在于：所述输送装置（2A）与所述带冷却输送装置（2B）包括设于所述顶部安装层（11）上的底板（21）、一对输送轮（22）、设于所述输送轮（22）两侧的固接所述输送轮（22）与所述底板（21）的输送轮安装架（23）、设于所述输送轮（22）下方的底部安装层（12）上的传动电机（24）。

3.根据权利要求2所述的一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，其特征在于：所述底板（21）上设有用于调节所述输送轮（22）间距的开口槽（211），所述输送轮安装架（23）通过轴承与输送轮（22）同轴连接；所述传动电机（24）的输出轴（241）上设有一对输出传动轮（242），两个所述输出传动轮（242）各自通过传动件（25）分别与两个所述输送轮（22）上的传动轮（221）连接。

4.根据权利要求3所述的一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，其特征在于：所述输送轮（22）的轴线的中心连线与钢管行进方向成75°～85°的夹角。

5.根据权利要求2所述的一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，其特征在于：所述带冷却输送装置（2B）还包括设于所述底板（21）上的并将所述输送轮（22）的下端容纳在内部的冷却水贮槽（27），所述冷却水贮槽（27）与所述冷却水供应与回收管道系统（80）通过管道连接。

6.根据权利要求2所述的一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，其特征在于：所述电控柜组（91）与所述淬火预热箱（31）、淬火加热箱（32）、淬火冷却箱（33）、回火预热箱（51）、第一回火加热箱（52）、第二回火加热箱（53）、第三回火加热箱（54）、回火冷却箱（55）、传动电机（24）电连接；所述集成控制台（90）与所述电控柜组（91）、上料装置（70）、冷却水供应与回收管道系统（80）、淬火测温计（1A）、回火测温计（1B）电连。

7.根据权利要求1所述的一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，其特征在于：所述淬火预热箱（31）包括上端开口的淬火箱体（310），所述淬火箱体（310）的前后侧壁上设有通孔（311），所述通孔（311）上方设有一对小通孔（312）；所述淬火预热箱（31）还包括设于所述淬火箱体（310）的前后侧壁上的具有与所述通孔（311）相适应的中心孔的加热板（313）、穿过所述通孔（311）与所述加热板（313）固接的空心导热管（314）、多组绕设于所述空心导热管（314）上的空心感应线圈（315），固设于所述加热板（313）上的端部空心感应线圈（316）；所述空心感应线圈（315）与所述空心导热管（314）之间铺设有耐热土（317）；所述空心感应线圈（315）与所述端部空心感应线圈（316）上均设有进水口与出水口，所述端部空心感应线圈（316）的进水口与出水口穿过所述小通孔（312）伸入至所述淬火箱体（310）内部，所述淬火箱体（310）上方设有分别与所述空心感应线圈（315）和所述端部空心感应线圈（316）的进水口与出水口管道连接的进水管道（318）和回水管道（319）；所述进水管道（318）和回水管道（319）与所述冷却水供应与回收管道系统（80）管道连接。

8.根据权利要求1所述的一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，其特征在于：所述淬火冷却箱（33）包括上下开口的冷却箱体（331）、悬设于所述冷却箱体（331）内的冷却管（332）、开设于所述冷却箱体（331）与所述冷却管（332）上的供钢管通过的箱体开孔（335）和管开孔（336），所述冷却管（332）与所述冷却箱体（331）的侧壁通过连接臂（333）固定连接；所述冷却管（332）包括与所述连接臂（333）固接的外管（3321）、与所述外管（3321）同轴设置的内管（3322）、固接所述外管（3321）与所述内管（3322）的端板（3323）、开设于所述外管（3321）与所述内管（3322）下部的下水通道（3324）、设于所述内管（3322）管壁上的等间距的多个淬火水孔（3325）。

9.根据权利要求8所述的一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，其特征在于：所述外管（3321）上端设有冷却水进口（3326），所述冷却箱体（331）的下开口（3311）和所述冷却水进口（3326）独立地与所述冷却水供应与回收管道系统（80）管道连接。

10.根据权利要求1所述的一种钻探用地质钢管的调质处理生产线，其特征在于：所述淬火预热箱（31）下连接有水平移动机构，所述水平移动机构设于所述底部安装层（12）上，为由电机控制的齿轮齿条机构。