一種鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)，包括六組輥道、中頻感應(yīng)爐裝置、高溫電阻爐裝置、超快冷裝置、外淋內(nèi)噴裝置和低溫電阻爐裝置；六組輥道由上料輥道組、中頻感應(yīng)加熱輥道組、空冷輥道組、超快冷輥道組、外淋內(nèi)噴輥道組和下料輥道組依次排列組成；中頻感應(yīng)爐裝置設(shè)置在中頻感應(yīng)加熱輥道組的相鄰兩個輥道之間；高溫電阻爐裝置設(shè)置在空冷輥道組一側(cè)；超快冷輥道組設(shè)置在超快冷裝置內(nèi)部；外淋內(nèi)噴裝置設(shè)置在外淋內(nèi)噴輥道組一側(cè)；低溫電阻爐裝置設(shè)置在下料輥道組一側(cè)。本發(fā)明的系統(tǒng)整條工藝線設(shè)計緊湊，操作簡便，可根據(jù)工藝要求，組合選擇所需設(shè)備，滿足鋼管多種熱處理工藝要求。
【專利說明】一種鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼管熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)鋼管熱處理加熱方式以燃?xì)饧訜岷碗娮杓訜釣橹?，能源消耗大，加熱過程中由于升溫速度慢，工作效率不高，加熱時間長，加熱過程中鋼管表面容易產(chǎn)生較厚的氧化鐵皮，降低了鋼管表面質(zhì)量。鋼管加熱時間較長，鋼管微觀組織難以得到細(xì)化，性能改善受到限制。從熱處理過程的連續(xù)化、自動化及熱處理后鋼管表面質(zhì)量良好且直線度高的角度考慮，采用中頻感應(yīng)加熱的方式對鋼管進(jìn)行熱處理是最好的選擇，感應(yīng)加熱具有加熱速度快，節(jié)能環(huán)保、自動化程度高、加熱過程易于控制及制造成本等特點(diǎn)，但該種加熱方式也存在保溫時間受到限制，鋼管整體的溫度均勻性差的問題。
[0003]在中小管徑鋼管的生產(chǎn)工藝中，一般只需要熱軋或焊接幾種規(guī)格的大直徑鋼管，通過再加熱后張力減徑工序，來生產(chǎn)多種規(guī)格的中小直徑鋼管，以擴(kuò)大產(chǎn)品的規(guī)格范圍，提高生產(chǎn)效率；但經(jīng)過中間的再加熱工序，管體組織將重新發(fā)生奧氏體相變，張力減徑軋后溫度大于Ar3 (—般在850°C左右)，其后的相變?nèi)绮患右钥刂疲菀自斐射摴軆?nèi)部組織粗大，性能降低，需要采用適當(dāng)?shù)目乩浼夹g(shù)對其再加熱軋制后的相變進(jìn)行控制，以改善熱張減后鋼管的組織。目前，減徑軋 后的鋼管多采用在冷床上進(jìn)行的風(fēng)冷方式，冷卻能力有限，對組織和性能的改善程度有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有鋼管熱處理技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)，將中頻爐、高溫電阻爐、超快冷裝置、外淋內(nèi)噴水淬裝置及低溫電阻爐與輥道組合成一個整體系統(tǒng)，整條工藝線設(shè)計緊湊，操作簡便，可根據(jù)工藝要求，組合選擇所需設(shè)備，滿足鋼管多種熱處理工藝要求。
[0005]本發(fā)明的鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)包括六組輥道、中頻感應(yīng)爐裝置、高溫電阻爐裝置、超快冷裝置、外淋內(nèi)噴裝置和低溫電阻爐裝置；六組輥道由上料輥道組、中頻感應(yīng)加熱輥道組、空冷輥道組、超快冷輥道組、外淋內(nèi)噴輥道組和下料輥道組依次排列組成；中頻感應(yīng)爐裝置設(shè)置在中頻感應(yīng)加熱輥道組的相鄰兩個輥道之間；高溫電阻爐裝置設(shè)置在空冷輥道組一側(cè)；超快冷輥道組設(shè)置在超快冷裝置內(nèi)部；外淋內(nèi)噴裝置設(shè)置在外淋內(nèi)噴輥道組一側(cè)；低溫電阻爐裝置設(shè)置在下料輥道組一側(cè)。
[0006]上述的上料輥道組的輥道之間設(shè)有至少兩套上料裝置；上料裝置包括上料托板、上料液壓缸和上料導(dǎo)柱；上料托板的頂面為斜面，其頂面的低端設(shè)有上料擋板；上料托板的底面與上料液壓缸裝配在一起，并固定有上料導(dǎo)柱；各上料裝置的一側(cè)設(shè)有上料臺架，并且上料臺架位于各上料托板頂面的高端。
[0007]上述的下料輥道組的輥道之間設(shè)有至少兩套下料裝置；下料裝置包括下料托板、下料液壓缸和下料導(dǎo)柱；下料托板的頂面為斜面，其頂面的低端設(shè)有下料擋板；下料托板的底面與下料液壓缸裝配在一起，并固定有下料導(dǎo)柱；各下料裝置的一側(cè)設(shè)有下料臺架，并且下料臺架位于各下料托板頂面的低端。
[0008]上述的中頻感應(yīng)爐裝置包括中頻感應(yīng)加熱爐和升降裝置；中頻感應(yīng)加熱爐的底座與升降裝置裝配在一起，中頻感應(yīng)加熱爐設(shè)置在中頻感應(yīng)加熱輥道的相鄰兩個輥道之間；升降裝置為蝸輪蝸桿升降機(jī)，且頂部與中頻感應(yīng)加熱爐底座固定連接，通過搖動手輪帶動升降。
[0009]上述的高溫電阻爐裝置包括高溫電阻爐和高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；高溫電阻爐包括爐蓋和爐底，爐底與保溫爐底座鉸接；高溫電阻爐固定有高溫電阻爐料臂；
高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置包括爐底傾動油缸底座、爐底傾動油缸、支撐架、爐蓋啟閉油缸底座、爐蓋啟閉油缸、鏈輪裝置、雙排鏈條、鏈條連接座和爐蓋啟閉鉸接座；鏈條連接座固定在爐蓋上表面，鏈條連接座與雙排鏈條一端連接，雙排鏈條掛在支撐架上的鏈輪裝置上，雙排鏈條另一端與爐蓋啟閉油缸裝配在一起，爐蓋啟閉油缸下端通過銷軸與支撐架連接；支撐架固定在爐底的爐架上，用于支撐爐蓋啟閉油缸、鏈輪裝置和雙排鏈條；支撐架上裝配有限位開關(guān)，來控制爐蓋打開的最大角度；爐底傾動油缸下端通過銷軸與爐底傾動油缸底座連接，上端與支撐架通過銷軸連接，爐底支撐座上安裝限位開關(guān)；
高溫電阻爐料臂的前段延伸至空冷輥道組的相鄰兩個輥道之間，且高于輥道水平高
度；
上述的低溫電阻爐裝置包括低溫電阻爐、低溫電阻爐料臂和低溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；低溫電阻爐 結(jié)構(gòu)與高溫電阻爐相同；低溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置結(jié)構(gòu)與高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置相同；低溫電阻爐料臂結(jié)構(gòu)與高溫電阻爐料臂相同，且其前端延伸至下料輥道組的相鄰兩個輥道之間。
[0010]上述的兩個爐蓋啟閉與爐底傾動裝置中，2個同步液壓缸可通過鏈條和限位開關(guān)控制爐蓋的開閉，可保證正常進(jìn)出料要求；由2個同步液壓缸及限位開關(guān)和傾角傳感器，控制爐底精確的角度傾動，完成單根鋼管進(jìn)出爐。
[0011]上述的超快冷裝置包括封水框架、支撐框架、噴嘴單元、噴嘴托架、噴嘴托架導(dǎo)柱和噴嘴托架液壓缸；封水框架為兩端開放的箱式結(jié)構(gòu)，側(cè)面設(shè)有透明鋼化玻璃觀察窗，內(nèi)部設(shè)有支撐框架用于支撐；多個噴嘴托架液壓缸設(shè)置在封水框架上表面外；每個噴嘴托架液壓缸與封水框架內(nèi)的一個噴嘴托架裝配在一起，用于升降噴嘴托架；每個噴嘴托架上固定有多個噴嘴單元，并且每個噴嘴托架上設(shè)置有噴嘴托架導(dǎo)柱；封水框架內(nèi)部的末端設(shè)有一個吹氣風(fēng)干裝置，吹氣風(fēng)干裝置為環(huán)形，內(nèi)部設(shè)有多個噴氣噴嘴，每個噴氣噴嘴與吹氣風(fēng)干裝置上的進(jìn)氣管連通。
[0012]所述的每個噴嘴單元為圓筒形結(jié)構(gòu)，包括一個鋼管超快速淬火冷卻裝置和一個氣霧冷卻裝置；鋼管超快速淬火冷卻裝置和氣霧冷卻裝置固定在一起；氣霧冷卻裝置內(nèi)部設(shè)有多個氣霧噴嘴，每個氣霧噴嘴與氣霧冷進(jìn)氣霧管連通；鋼管超快速淬火冷卻裝置內(nèi)的各斜縫噴嘴與超快冷進(jìn)水管連通；超快冷進(jìn)水管和氣霧冷進(jìn)氣霧管均延伸至封水框架外；各噴嘴單元設(shè)置在超快冷輥道組的相鄰兩個輥道之間。
[0013]采用上述鋼管多功能熱處理系統(tǒng)對鋼管進(jìn)行熱處理，根據(jù)需要分別實(shí)現(xiàn)以下工藝方法的鋼管熱處理:1、中頻透熱一空冷一淬火；
2、中頻透熱一淬火一回火；
3、中頻透熱一空冷一控制冷卻(溫度區(qū)間冷卻)一空冷；
4、中頻透熱一保溫一空冷；
5、中頻透熱一保溫一淬火；
6、中頻透熱一保溫一淬火一回火；
7、中頻透熱一保溫一控制冷卻(溫度區(qū)間冷卻)一空冷；
8、中頻透熱一保溫一控制冷卻(溫度區(qū)間冷卻)一保溫一空冷；
9、中頻透熱一保溫一控制冷卻(溫度區(qū)間冷卻)一空冷一淬火；
10、中頻透熱一保溫一控制冷卻(溫度區(qū)間冷卻)一空冷一淬火一回火；
11、退火；
12、時效。
[0014]上述鋼管的熱處理工藝方法的實(shí)現(xiàn)可根據(jù)需要選擇性實(shí)施以下步驟: (I)上料:通過上料裝置將鋼管放置到上料輥道組的輥道上；
(2 )中頻加熱:啟動上料棍道組將鋼管傳送到中頻感應(yīng)加熱棍道組的棍道上,啟動中頻感應(yīng)加熱爐和中頻感應(yīng)加熱輥道組，使中頻感應(yīng)加熱爐對鋼管進(jìn)行感應(yīng)加熱，并將鋼管傳送到空冷輥道組的輥道上；
(3)高溫電阻爐保溫:在鋼管進(jìn)入空冷輥道組前傾動高溫電阻爐；當(dāng)鋼管完全進(jìn)入空冷輥道組并停在高溫電阻爐前的輥道上時，啟動高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；開啟高溫電阻爐爐蓋，回歸高溫電阻爐，通過料臂將鋼管抬起，鋼管進(jìn)入高溫電阻爐中，然后關(guān)閉高溫電阻爐爐蓋，對鋼管進(jìn)行均溫保溫；均溫保溫結(jié)束后，啟動高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；開啟高溫電阻爐爐蓋，轉(zhuǎn)動高溫電阻爐，鋼管進(jìn)入料臂上，料臂下降將鋼管放入空冷輥道組的輥道上；啟動空冷輥道組及后續(xù)輥道組，將鋼管傳送到空冷輥道組的后續(xù)輥道上；然后進(jìn)入超快冷輥道組的輥道上；
(4)控制冷卻:通過調(diào)節(jié)超快冷裝置的各噴嘴單元的高度，使鋼管位于各噴嘴單元中心，向噴嘴單元通入冷卻水或由水和氣混合而成氣霧，對鋼管進(jìn)行控制冷卻直至淬火；然后通過吹氣風(fēng)干裝置進(jìn)行吹氣清掃，鋼管進(jìn)入外淋內(nèi)噴輥道組；
(5 )外淋內(nèi)噴淬火:通過外淋內(nèi)噴裝置對鋼管進(jìn)行外淋內(nèi)噴淬火,然后放回到外淋內(nèi)噴輥道組上；鋼管由外淋內(nèi)噴輥道組和下料輥道組運(yùn)送至輥道末端；
(6)低溫電阻爐回火加熱:在鋼管進(jìn)入空冷輥道前傾動高溫電阻爐當(dāng)鋼管停至輥道末端時，啟動低溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；開啟低溫電阻爐爐蓋，回歸低溫電阻爐，通過料臂將鋼管抬起，鋼管進(jìn)入低溫電阻爐中，然后關(guān)閉低溫電阻爐爐蓋，對鋼管進(jìn)行加熱保溫；保溫結(jié)束后，啟動低溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；開啟低溫電阻爐爐蓋，轉(zhuǎn)動低溫電阻爐，鋼管進(jìn)入料臂上，料臂下降將鋼管放入下料輥道組的輥道上；
(7)下料:通過下料裝置將鋼管取下，完成熱處理。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)按工藝要求布置了感應(yīng)加熱爐、高低溫電阻爐、超快冷裝置、外淋內(nèi)噴水淬裝置等設(shè)備，整條工藝線設(shè)計緊湊，操作簡便，可根據(jù)工藝要求，組合選擇所需設(shè)備，滿足鋼管多種熱處理工藝要求；采用中頻感應(yīng)爐對鋼管進(jìn)行加熱，加熱速度快，鋼管表面只產(chǎn)生一層極薄的氧化鐵皮，加熱后管體晶粒尺寸小，利于鋼管組織的改善和性能的提升；采用電阻爐對感應(yīng)加熱后的鋼管進(jìn)行均熱保溫，電阻爐提前空爐升溫至鋼管加熱目標(biāo)溫度(到溫入爐)，縮短了鋼管加熱保溫時間，解決了電阻爐升溫速度慢而感應(yīng)加熱保溫時間短問題，大大提高了鋼管熱處理工作效率；
采用帶有環(huán)形斜縫噴嘴單元的鋼管超快速淬火冷卻裝置對鋼管進(jìn)行噴水控制冷卻，環(huán)形斜縫噴嘴能夠使噴嘴噴出的冷卻水形成水壓較大的圓形水孔，直徑大于圓孔直徑的鋼管通過環(huán)形斜縫噴嘴時，冷卻水以一定的角度均勻噴射到鋼管表面，鋼管表面的殘存水與鋼管之間形成的蒸汽膜將會被吹掃掉，可達(dá)到鋼管與冷卻水之間的完全接觸，實(shí)現(xiàn)核沸騰，冷卻效果明顯，極大地加速鋼管冷卻過程，為控制鋼管在相變點(diǎn)前的冷卻進(jìn)程，改善鋼材的組織和性能，獲得良好的綜合組織性能提供設(shè)備保障；
感應(yīng)加熱爐可依據(jù)鋼管的規(guī)格上下調(diào)整，以使加熱爐內(nèi)線圈的中心線與鋼管中心線保持一致，從而保證管體加熱溫度均勻；
依據(jù)鋼管的規(guī)格，超快冷裝置的噴嘴單元可隨噴嘴框架上下移動，保證環(huán)狀噴嘴中心線與不同直徑鋼管協(xié)調(diào)，可使不同規(guī)格鋼管螺旋前進(jìn)時周向均勻接觸到冷卻水或氣霧，鋼管周向冷卻均勻。
[0016]超快冷裝置末端設(shè)有吹氣風(fēng)干裝置，其上的斜縫噴嘴噴出的壓縮空氣，對鋼管噴水冷卻或噴霧冷卻形成的水汽進(jìn)行清掃，為控制冷卻后鋼管溫度檢測做準(zhǔn)備，可有效減小控冷后溫度測量誤差。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的上料裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的中頻感應(yīng)爐裝置及中頻感應(yīng)加熱輥道組結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的高溫電阻爐裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例中的高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置局部剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為圖5的A-A向局部結(jié)構(gòu)示意圖，
圖7為圖5的B-B向局部結(jié)構(gòu)示意圖，
圖8為圖5的P向局部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為本發(fā)明實(shí)施例中的超快冷裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10為圖6的側(cè)視圖；
圖11為本發(fā)明實(shí)施例中的超快冷裝置的噴嘴單元剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12為本發(fā)明實(shí)施例中的超快冷裝置的吹氣風(fēng)干裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13為圖12的側(cè)視圖；
圖14為本發(fā)明實(shí)施例中的外淋內(nèi)噴裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖15為本發(fā)明實(shí)施例中的下料裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，1、上料輥道組，2、中頻感應(yīng)加熱輥道組，3、空冷輥道組，4、超快冷輥道組，5、外淋內(nèi)噴輥道組，6、下料輥道組，7、上料裝置，8、中頻感應(yīng)爐裝置，9、高溫電阻爐裝置，10、超快冷裝置，11、外淋內(nèi)噴裝置，12、低溫電阻爐裝置，13、下料裝置，14、上料臺架，15、上料托板，16、上料液壓缸，17、上料導(dǎo)柱，18、中頻感應(yīng)爐升降裝置，19、中頻感應(yīng)爐，20、高溫電阻爐爐蓋，21、高溫電阻爐爐底，2 2、高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置，2 2 -1、爐底傾動油缸底座，22-2、爐底傾動油缸，22-3、支撐架，22-4、爐蓋啟閉油缸底座，22-5、爐蓋啟閉油缸，22-6、鏈輪裝置，22-7、雙排鏈條，22-8、鏈條連接座，22-9、爐蓋啟閉鉸接座，23、高溫電阻爐料臂，24、封水框架，25、支撐框架，26、吹氣風(fēng)干裝置，26-1、噴氣噴嘴，27、噴嘴單元，27-1、噴嘴調(diào)節(jié)套板，27-2、噴嘴單元外殼，27-3、冷卻水層，27-4、導(dǎo)水板，27_5、導(dǎo)水柱，27-6、斜縫噴嘴，27-7、穩(wěn)流層壁板，27-8、固定螺釘，27-9、氣霧導(dǎo)孔，27-10、氣霧導(dǎo)板，27-11、氣霧冷噴嘴單元外殼，27-12、氣霧噴嘴，28、噴嘴托架，29、噴嘴托架導(dǎo)柱，30、噴嘴托架液壓缸，31、超快冷進(jìn)水管，32、氣霧冷進(jìn)氣霧管，33、觀察窗，34、外淋裝置，35、壓緊裝置，36、內(nèi)噴外淋上料裝置，37、旋轉(zhuǎn)裝置，38、下料托板，39、下料液壓缸，40下料導(dǎo)柱，41、下料臺架。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明實(shí)施例中采用的鋼管超快速淬火冷卻裝置為專利CN 102876874 B公開的鋼管超快速淬火冷卻裝置。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例中的鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括六組輥道、中頻感應(yīng)爐裝置8、高溫電阻爐裝置9、超快冷裝置10、外淋內(nèi)噴裝置11和低溫電阻爐裝置12 ;六組輥道由上料輥道組1、中頻感應(yīng)加熱輥道組2、空冷輥道組3、超快冷輥道組4、外淋內(nèi)噴輥道組5和下料輥道組6依次排列組成；
中頻感應(yīng)爐裝置8設(shè)置在中頻感應(yīng)加熱輥道組2的相鄰兩個輥道之間，如圖3所示；高溫電阻爐裝置9設(shè)置在空冷輥道組3 —側(cè)；超快冷輥道組4設(shè)置在超快冷裝置10內(nèi)部；外淋內(nèi)噴裝置11設(shè)置在外淋內(nèi)噴輥道組5 —側(cè)；低溫電阻爐裝置12設(shè)置在下料輥道組6 —側(cè)；
上料輥道組的輥道之間設(shè)有兩套上料裝置7 ;如圖2所示，上料裝置7包括上料托板15、上料液壓缸16和上料導(dǎo)柱17 ;上料托板15的頂面為斜面，其頂面的低端設(shè)有上料擋板；上料托板15的底面與上料液壓缸16裝配在一起，并固定有上料導(dǎo)柱17 ;各上料裝置的一側(cè)設(shè)有上料臺架14，并且上料臺架位于各上料托板15頂面的高端；
下料輥道組的輥道之間設(shè)有兩套下料裝置13 ;如圖15所示，下料裝置13包括下料托板38、下料液壓缸39和下料導(dǎo)柱40 ;下料托板38的頂面為斜面，其頂面的低端設(shè)有下料擋板；下料托板38的底面與下料液壓缸39裝配在一起，并固定有下料導(dǎo)柱40 ;各下料裝置的一側(cè)設(shè)有下料臺架41，并且下料臺架41位于各下料托板38頂面的低端；
如圖3所示，中頻感應(yīng)爐裝置8包括中頻感應(yīng)加熱爐19和升降裝置18 ;中頻感應(yīng)加熱爐19的底座與升降裝置18裝配在一起，中頻感應(yīng)加熱爐設(shè)置19在中頻感應(yīng)加熱輥道2的相鄰兩個輥道之間；升降裝置為蝸輪蝸桿升降機(jī)，且頂部與中頻感應(yīng)加熱爐底座固定連接，通過搖動手輪帶動升降；
如圖4所示，高溫電阻爐裝置9包括高溫電阻爐和高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置22 ；高溫電阻爐包括爐蓋20和爐底21，爐底20與保溫爐底座鉸接；高溫電阻爐料臂23固定在爐底21上；
如圖5~8所示，高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置22包括爐底傾動油缸底座22-1、爐底傾動油缸22-2、支撐架22-3、爐蓋啟閉油缸底座22-4、爐蓋啟閉油缸22_5、鏈輪裝置22-6、雙排鏈條22-7、鏈條連接座22-8和爐蓋啟閉鉸接座22_9 ;爐蓋20和爐底21通過爐蓋啟閉鉸接座22-9鉸接；
鏈條連接座22-8固定在爐蓋20上表面，鏈條連接座22-8與雙排鏈條22_7 —端連接，雙排鏈條22-7掛在支撐架上的鏈輪裝置22-6上，雙排鏈條22-7另一端與爐蓋啟閉油缸22-5裝配在一起，爐蓋啟閉油缸22-5下端通過銷軸與支撐架22-2連接；
支撐架22-2焊接在爐底21的爐架上，用于支撐爐蓋啟閉油缸22-5、鏈輪裝置22_6和雙排鏈條22-7 ;支撐架22-3上裝配有限位開關(guān)，來控制爐蓋20打開的最大角度；爐底傾動油缸22-2下端通過銷軸與爐底傾動油缸底座22-1連接，上端與支撐架22-3通過銷軸連接，爐底支撐座上安裝限位開關(guān)，來控制爐底21傾動的最大角度；
高溫電阻爐料 臂23的前段延伸至空冷輥道組3的相鄰兩個輥道之間，在爐底處于加熱保溫狀態(tài)時，料臂處于輥道的水平上方；
低溫電阻爐裝置包括低溫電阻爐和低溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；低溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置結(jié)構(gòu)與高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置相同；低溫電阻爐料臂結(jié)構(gòu)與保溫爐料臂相同，且其前端延伸至下料輥道組的相鄰兩個輥道之間；低溫電阻爐結(jié)構(gòu)與高溫電阻爐相同；
如圖9和10所示，超快冷裝置封水框架24、支撐框架25、吹氣風(fēng)干裝置26、噴嘴單元27、噴嘴托架28、噴嘴托架導(dǎo)柱29、噴嘴托架液壓缸30、超快冷進(jìn)水管31和氣霧冷進(jìn)氣霧管32 ；
封水框架為24兩端開放的箱式結(jié)構(gòu)，側(cè)面設(shè)有透明鋼化玻璃觀察窗33，用于觀察鋼管冷卻情況，封水框架24內(nèi)部設(shè)有支撐框架25用于支撐；2個噴嘴托架液壓缸30設(shè)置在封水框架24上表面外；每個噴嘴托架液壓缸30與封水框架24內(nèi)的一個噴嘴托架28裝配在一起，用于升降噴嘴托架28 ;每個噴嘴托架28上固定有3個噴嘴單元27，并且每個噴嘴托架28上設(shè)置有噴嘴托架導(dǎo)柱29 ;封水框架24內(nèi)部的末端設(shè)有一個吹氣風(fēng)干裝置26，吹氣風(fēng)干裝置26為環(huán)形，結(jié)構(gòu)如圖12和13所示，內(nèi)部設(shè)有6個噴氣噴嘴26-1，每個噴氣噴嘴26-1與吹氣風(fēng)干裝置上的進(jìn)氣管連通；
如圖11所示，每個噴嘴單元27為圓筒形結(jié)構(gòu)，包括一個鋼管超快速淬火冷卻裝置和一個氣霧冷卻裝置；鋼管超快速淬火冷卻裝置和氣霧冷卻裝置固定在一起；氣霧冷卻裝置內(nèi)部設(shè)有多個氣霧噴嘴27-12，每個氣霧噴嘴27-12與氣霧冷進(jìn)氣霧管32連通；鋼管超快速淬火冷卻裝置內(nèi)的各斜縫噴嘴與超快冷進(jìn)水管31連通；超快冷進(jìn)水管31和氣霧冷進(jìn)氣霧管32均延伸至封水框架24外；
各噴嘴單元設(shè)置在超快冷輥道組4的相鄰兩個輥道之間。
[0020] 實(shí)施例1
本實(shí)施例所選用的鋼管規(guī)格為Φ 139.7X7.72X5000 mm，鋼管熱處理工藝方法為:中頻透熱一保溫一控制冷卻一淬火一回火，工藝步驟如下:
提前將鋼管吊運(yùn)至傾斜的上料臺架上，并依次擺放；啟動上料裝置，裝置上的上料托板將鋼管從上料臺架上托起，鋼管滾入帶有限位擋板(上料擋板)的上料托板上，隨著上料托板的降低落入上料輥道組上；
中頻感應(yīng)加熱:啟動上料棍道組和中頻感應(yīng)爐棍道組,使鋼管向前移動，待鋼管移動到中頻感應(yīng)爐內(nèi)時，停止輥道，調(diào)整中頻感應(yīng)爐高度，使鋼管位于中頻感應(yīng)爐加熱線圈中間，然后反方向啟動輥道，將鋼管停至上料位，等待中頻加熱；設(shè)定中頻感應(yīng)爐加熱溫度為1000°C，輥速3 m/min，啟動中頻感應(yīng)爐、上料輥道組和中頻感應(yīng)爐輥道組，鋼管通過中頻感應(yīng)爐連續(xù)快速加熱；
高溫電阻爐均熱保溫:將高溫電阻爐提前空爐升溫至1000°C，并在鋼管在感應(yīng)加熱段時啟動爐蓋啟閉與爐底傾動裝置提前將高溫電阻爐傾斜至入料位；待鋼管運(yùn)行爐前時，停止空冷輥道組，快速打開爐蓋，緩慢回歸爐底，鋼管隨高溫電阻爐料臂滾入爐內(nèi)，快速關(guān)閉爐蓋，加熱保溫25min ；
控制冷卻:根據(jù)鋼管的外徑，調(diào)整超快冷裝置噴嘴托架的高度，使鋼管通過時位于環(huán)形噴嘴單元的中心；選擇噴水控制冷卻，設(shè)定噴水壓力為0.6MPa，輥速0.8m/s ;鋼管保溫完成后，啟動超快冷裝置、空冷輥道組和外淋內(nèi)噴輥道組，鋼管出爐由輥道輸送通過裝置快速冷卻；控制冷卻前后溫度分別為880°C和450°C ；
外淋內(nèi)噴淬火:控冷后的鋼管由外淋內(nèi)噴輥道組運(yùn)送并停至外淋內(nèi)噴水淬裝置上料位，由具有惠斯頓原理的上料臂取料至旋轉(zhuǎn)裝置上，壓緊輪壓緊鋼管，進(jìn)行鋼管外淋內(nèi)噴旋轉(zhuǎn)淬火冷卻，設(shè)定淬火時間為10s，內(nèi)噴流量320m3/h，外淋流量720m3/h，冷卻后鋼管移至吹氣工位，由通有壓縮空氣的噴嘴從一端吹出鋼管內(nèi)壁殘留水,吹氣結(jié)束后,下料至外淋內(nèi)噴輥道組上，外淋內(nèi)噴后鋼管溫度為30°C ；
低溫電阻爐加熱保溫:啟動爐蓋啟閉與爐底傾動裝置將低溫電阻爐傾斜至入料位；啟動外淋內(nèi)噴輥道組和下料輥道組，將鋼管移至輥道末端，快速打開爐蓋，緩慢回歸爐底，鋼管隨低溫電阻爐料臂滾入爐內(nèi)，快速關(guān)閉爐蓋，加熱至550°C，保溫30min后，出爐至下料輥道組上，空冷；
冷至室溫的鋼管由下料裝置托起并滾入儲料臺架上，等待進(jìn)一步處理。
[0021]實(shí)施例2
本實(shí)施例所選用的鋼管規(guī)格為Φ 152.4X14X5000 mm，鋼管熱處理工藝方法為:中頻透熱一保溫一空冷一控制冷卻一空冷，工藝步驟如下:
提前將鋼管吊運(yùn)至傾斜的上料臺架上，并依次擺放；啟動上料裝置，裝置上的上料托板將鋼管從上料臺架上托起，鋼管滾入帶有限位擋板(上料擋板)的上料托板上，隨著上料托板的降低落入上料輥道組上；
中頻感應(yīng)加熱:啟動上料棍道組和中頻感應(yīng)爐棍道組,使鋼管向前移動，待鋼管移動到中頻感應(yīng)爐內(nèi)時，停止輥道，調(diào)整中頻感應(yīng)爐高度，使鋼管位于中頻感應(yīng)爐加熱線圈中間，然后反方向啟動輥道，將鋼管停至上料位，等待中頻加熱；設(shè)定中頻感應(yīng)爐加熱溫度為1100°c，輥速2 m/min，啟動中頻感應(yīng)爐、上料輥道組和中頻感應(yīng)爐輥道組，鋼管通過中頻感應(yīng)爐連續(xù)快速加熱；
高溫電阻爐均熱保溫:將高溫電阻爐提前空爐升溫至1100°C，并在鋼管在感應(yīng)加熱段時啟動爐蓋啟閉與爐底傾動裝置提前將高溫電阻爐傾斜至入料位；待鋼管運(yùn)行爐前時，停止空冷輥道組，快速打開爐蓋，緩慢回歸爐底，鋼管隨高溫電阻爐料臂滾入爐內(nèi)，快速關(guān)閉爐蓋，加熱保溫30min ；
空冷:鋼管保溫完成后，啟動空冷輥道組，鋼管出爐，控制輥道的速度和運(yùn)行方向，使鋼管在空冷輥道組上來回緩慢往返進(jìn)行空冷；制冷卻:根據(jù)鋼管的外徑，調(diào)整超快冷裝置噴嘴托架的高度，使鋼管通過時位于環(huán)形噴嘴單元的中心；選擇噴水控制冷卻，設(shè)定噴水壓力為0.5MPa，輥速0.6m/s ;待鋼管空冷至900°C (由輥道側(cè)溫度檢測器測量)時，啟動超快冷裝置，鋼管由超快冷輥道組快速輸送通過裝置快速控制冷卻，控制冷卻后的溫度為550°C ；
空冷:控冷后的鋼管在輥道上緩慢往返傳遞，空冷至室溫；
冷至室溫的鋼管由下料裝置托起并滾入儲料臺架上，等待進(jìn)一步處理。
[0022]以上所述兩例實(shí)施例，僅是本發(fā)明的有益說明，并非是對本發(fā)明作其他形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型等變化的等效實(shí)施例；但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改， 等同變化與改型，仍屬于發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)，其特征在于包括六組輥道、中頻感應(yīng)爐裝置、高溫電阻爐裝置、超快冷裝置、外淋內(nèi)噴裝置和低溫電阻爐裝置；六組輥道由上料輥道組、中頻感應(yīng)加熱輥道組、空冷輥道組、超快冷輥道組、外淋內(nèi)噴輥道組和下料輥道組依次排列組成；中頻感應(yīng)爐裝置設(shè)置在中頻感應(yīng)加熱輥道組的相鄰兩個輥道之間；高溫電阻爐裝置設(shè)置在空冷輥道組一側(cè)；超快冷輥道組設(shè)置在超快冷裝置內(nèi)部；外淋內(nèi)噴裝置設(shè)置在外淋內(nèi)噴輥道組一側(cè)；低溫電阻爐裝置設(shè)置在下料輥道組一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)，其特征在于所述的中頻感應(yīng)爐裝置包括中頻感應(yīng)加熱爐和升降裝置；中頻感應(yīng)加熱爐的底座與升降裝置裝配在一起，中頻感應(yīng)加熱爐設(shè)置在中頻感應(yīng)加熱輥道的相鄰兩個輥道之間；升降裝置為蝸輪蝸桿升降機(jī)，且頂部與中頻感應(yīng)加熱爐底座固定連接，通過搖動手輪帶動升降。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)，其特征在于所述的高溫電阻爐裝置包括高溫電阻爐和高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；高溫電阻爐包括爐蓋和爐底，爐底與保溫爐底座鉸接；高溫電阻爐固定有高溫電阻爐料臂；高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置包括爐底傾動油缸底座、爐底傾動油缸、支撐架、爐蓋啟閉油缸底座、爐蓋啟閉油缸、鏈輪裝置、雙排鏈條、鏈條連接座和爐蓋啟閉鉸接座；鏈條連接座固定在爐蓋上表面，鏈條連接座與雙排鏈條一端連接，雙排鏈條掛在支撐架上的鏈輪裝置上，雙排鏈條另一端與爐蓋啟閉油缸裝配在一起，爐蓋啟閉油缸下端通過銷軸與支撐架連接；支撐架固定在爐底的爐架上，用于支撐爐蓋啟閉油缸、鏈輪裝置和雙排鏈條；支撐架上裝配有限位開關(guān)，來控制爐蓋打開的最大角度；爐底傾動油缸下端通過銷軸與爐底傾動油缸底座連接，上端與支撐架通過銷軸連接，爐底支撐座上安裝限位開關(guān)；高溫電阻爐料臂的前段延伸至空冷輥道組的相鄰兩個輥道之間，且高于輥道水平高度； 所述的低溫電阻爐裝置包括低溫電阻爐、低溫電阻爐料臂和低溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；低溫電阻爐結(jié)構(gòu)與高溫電阻爐相同；低溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置結(jié)構(gòu)與高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置相同；低溫電阻爐料臂結(jié)構(gòu)與高溫電阻爐料臂相同，且其前端延伸至下料輥道組的相鄰兩個輥道之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)，其特征在于所述的超快冷裝置包括封水框架、支撐框架、噴嘴單元、噴嘴托架、噴嘴托架導(dǎo)柱和噴嘴托架液壓缸；封水框架為兩端開放的箱式結(jié)構(gòu)，側(cè)面設(shè)有透明鋼化玻璃觀察窗，內(nèi)部設(shè)有支撐框架用于支撐；多個噴嘴托架液壓缸設(shè)置在封水框架上表面外；每個噴嘴托架液壓缸與封水框架內(nèi)的一個噴嘴托架裝配在一起，用于升降噴嘴托架；每個噴嘴托架上固定有多個噴嘴單元，并且每個噴嘴托架上設(shè)置有噴嘴托架導(dǎo)柱；封水框架內(nèi)部的末端設(shè)有一個吹氣風(fēng)干裝置，吹氣風(fēng)干裝置為環(huán)形，內(nèi)部設(shè)有多個噴氣噴嘴，每個噴氣噴嘴與吹氣風(fēng)干裝置上的進(jìn)氣管連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)，其特征在于所述的噴嘴單元為圓筒形結(jié)構(gòu)，包括一個鋼管超快速淬火冷卻裝置和一個氣霧冷卻裝置；鋼管超快速淬火冷卻裝置和氣霧冷卻裝置固定在一起；氣霧冷卻裝置內(nèi)部設(shè)有多個氣霧噴嘴，每個氣霧噴嘴與氣霧冷進(jìn)氣霧管連通；鋼管超快速淬火冷卻裝置內(nèi)的各斜縫噴嘴與超快冷進(jìn)水管連通；超快冷進(jìn)水管和氣霧冷進(jìn)氣霧管均延伸至封水框架外；各噴嘴單元設(shè)置在超快冷輥道組的相鄰兩個輥道之間。
6.采用權(quán)利I所述的一種鋼管的多功能熱處理系統(tǒng)對鋼管進(jìn)行熱處理的方法，其特征在于根據(jù)需要分別實(shí)現(xiàn)以下工藝方法的鋼管熱處理: (1)中頻透熱一空冷一淬火； (2)中頻透熱一淬火一回火； (3)中頻透熱一空冷一控制冷卻一空冷； (4)中頻透熱一保溫一空冷； (5)中頻透熱一保溫一淬火； (6)中頻透熱一保溫一淬火一回火； (7)中頻透熱一保溫一控制冷卻一空冷； (8)中頻透熱一保溫一控制冷卻一保溫一空冷； (9)中頻透熱一保溫一控制冷卻一空冷一淬火； (10)中頻透熱一保溫一控制冷卻一空冷一淬火一回火； (11)退火； (12)時效。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對鋼管進(jìn)行熱處理的方法，其特征在于根據(jù)需要選擇實(shí)施以下步驟: (I)上料:通過上料裝置將鋼管放置到上料輥道組的輥道上； (2 )中頻加熱:啟動上料棍道組將鋼管傳送到中頻感應(yīng)加熱棍道組的棍道上,啟動中頻感應(yīng)加熱爐和中頻感應(yīng)加熱輥道組，使中頻感應(yīng)加熱爐對鋼管進(jìn)行感應(yīng)加熱，并將鋼管傳送到空冷輥道組的輥道上； (3)高溫電阻爐保溫:在鋼管進(jìn)入空冷輥道組前傾動高溫電阻爐；當(dāng)鋼管完全進(jìn)入空冷輥道組并停在高溫電阻爐前的輥道上時，啟動高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；開啟高溫電阻爐爐蓋，回歸高溫電阻爐，通過料臂將鋼管抬起，鋼管進(jìn)入高溫電阻爐中，然后關(guān)閉高溫電阻爐爐蓋，對鋼管進(jìn)行均溫保溫；均溫保溫結(jié)束后，啟動高溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；開啟高溫電阻爐爐蓋，轉(zhuǎn)動高溫電阻爐，鋼管進(jìn)入料臂上，料臂下降將鋼管放入空冷輥道組的輥道上；啟動空冷輥道組及后續(xù)輥道組，將鋼管傳送到空冷輥道組的后續(xù)輥道上；然后進(jìn)入超快冷輥道組的輥道上； (4)控制冷卻:通過調(diào)節(jié)超快冷裝置的各噴嘴單元的高度，使鋼管位于各噴嘴單元中心，向噴嘴單元通入冷卻水或由水和氣混合而成氣霧，對鋼管進(jìn)行控制冷卻直至淬火；然后通過吹氣風(fēng)干裝置進(jìn)行吹氣清掃，鋼管進(jìn)入外淋內(nèi)噴輥道組； (5 )外淋內(nèi)噴淬火:通過外淋內(nèi)噴裝置對鋼管進(jìn)行外淋內(nèi)噴淬火,然后放回到外淋內(nèi)噴輥道組上；鋼管由外淋內(nèi)噴輥道組和下料輥道組運(yùn)送至輥道末端； (6)低溫電阻爐回火加熱:在鋼管進(jìn)入空冷輥道前傾動高溫電阻爐當(dāng)鋼管停至輥道末端時，啟動低溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；開啟低溫電阻爐爐蓋，回歸低溫電阻爐，通過料臂將鋼管抬起，鋼管進(jìn)入低溫電阻爐中，然后關(guān)閉低溫電阻爐爐蓋，對鋼管進(jìn)行加熱保溫；保溫結(jié)束后，啟動低溫電阻爐爐蓋啟閉與爐底傾動裝置；開啟低溫電阻爐爐蓋，轉(zhuǎn)動低溫電阻爐，鋼管進(jìn)入料臂上，料臂下降將鋼管放入下料輥道組的輥道上； (7)下料:通過下料裝置將鋼管取下，完成熱處理。
【文檔編號】C21D1/667GK104032112SQ201410269347
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】駱宗安, 王國棟, 馮瑩瑩, 呂建超, 唐德虎, 張鵬 申請人:東北大學(xué)