一种通过式钢管调质生产线和应用方法与流程

本发明属于钢管热处理技术领域，具体涉及一种通过式钢管调质生产线和应用方法。

背景技术：

钢管调质工艺是最典型的热处理工艺，即对钢管进行淬火加回火的工艺。钢管通过淬火得到尽可能多的马氏体，再通过高温回火最终得到回火索氏体，使钢管的各项力学性能达到最佳。

钢管调质工艺中，主要设备包括淬火炉、淬火装置和回火炉。淬火炉和回火炉有三种形式，步进式、辊底式和中频感应加热炉。淬火装置也有三种形式，外淋—内喷式淬火、槽内淬火和环形淬火装置。但是现有的钢管调质生产线，淬火炉与环淬装置布置在同一条线上，且距离很近，容易使淬火水飞溅或倒流回炉子中，破坏淬火炉，并影响钢管的淬火质量。因此，如何防止淬火水飞溅和倒流回淬火炉是一个关键问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种通过式钢管调质生产线和应用方法，克服现有钢管调质生产线中淬火水飞溅和倒流回淬火炉的问题。

为此，本发明提供了一种通过式钢管调质生产线，包括淬火炉和回火炉，所述淬火炉自入口至出口沿直线铺设有淬火炉入炉辊道、淬火辊道、淬火炉出炉辊道，淬火辊道上安装有通过式环形淬火装置，淬火炉出炉辊道处安装有吹水装置；回火炉自入口至出口沿直线铺设有回火炉入炉辊道、回火辊道、回火炉出炉辊道。

所述通过式环形淬火装置包括喷水环、机架和由电机驱动的输送辊道，喷水环立式安装在机架上，输送辊道垂直于喷水环中心轴线置于地面，且输送辊道位于喷水环中心轴线下方，所述喷水环包括供水管，供水管为环形钢管，其两侧沿周向均布安装若干个与环形钢管连通的分支管，分支管垂直连接着摆臂，摆臂一端由动力装置驱动，另一端连接喷嘴总管，喷嘴总管端部安装数个喷嘴。

还包括罩在喷水环上防止淬火水四处喷溅的机罩；所述机架下表面开孔并焊接导流板导流淬火水，导流板下方设有水槽。

所述机架的下方安装着驱动其升降的升降导向装置。

所述供水管是由两个半圆形钢管通过法兰连接为一体的环形结构。

所述吹水装置由安全挡板、淬火下料翻板、台架、回火上料翻板、吹气系统组成，台架平行于淬火炉出炉辊道放置，安全挡板和吹气系统相对而设安装在台架的两端，淬火下料翻板安装于淬火炉出炉辊道并正对台架，回火上料翻板安装于回火炉入炉辊道并正对台架。

所述淬火炉入炉辊道、淬火辊道及淬火炉出炉辊道与地平面呈1°角倾斜布置。

所述淬火炉与回火炉均为中频感应加热炉。

一种通过式钢管调质生产线的应用方法，包括以下步骤：

钢管通过淬火炉入炉辊道输送到淬火炉中，由淬火辊道运输到淬火炉进行加热，在通过式环形淬火装置的机架上沿直线安装多组喷水环，在输送辊道驱动下边钢管旋转边通过淬火辊道向前通过喷水环，完成钢管的淬火；对不同管径的钢管进行淬火时，喷水环内的动力装置驱动摆臂绕分支管中心线旋转一定角度，使喷嘴喷出的水以切线方向喷射到钢管外表面；淬火完成后，钢管由淬火炉出炉辊道输出，淬火下料翻板将淬火炉出炉辊道上的钢管运输到吹水装置的台架上，吹气系统吹干钢管表面的淬火水，回火上料翻板将干燥的钢管输送到回火炉入炉辊道上，由回火炉入炉辊道及回火辊道输送进回火炉进行回火，钢管再由回火炉出炉辊道输出。

所述通过式环形淬火装置的喷嘴分为两组，分别是入料端喷嘴和出料端喷嘴，靠近入料端的入料端喷嘴的方向与钢管运行方向呈α角，90°＜α＜180°，靠近出料端的出料端喷嘴的方向与钢管运行方向呈β角，0°＜β＜90°；输送辊道轴线与钢管中心线倾斜5°布置。

本发明的有益效果：本发明提供的这种通过式钢管调质生产线和应用方法，结构简单、投资成本低、占地面积小；淬火炉与回火炉采用中频感应加热炉，安全性高、工人作业环境好；可以防止环淬装置中的淬火水飞溅和倒流回淬火炉中，保护淬火炉设备，保证钢管淬火质量；同时也可以防止环淬装置中的淬火水飞溅到设备外，保护现场环境；吹气系统防止将气体吹向工作人员和淬火炉中，保护人员安全和淬火炉设备。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是通过式钢管调质生产线的俯视图。

图2是淬火部分的主视图。

图3是淬火炉与通过式环形淬火装置的剖视图。

图4是通过式环形淬火装置的主视图。

图5是通过式环形淬火装置的左视剖视图。

附图标记说明：1、淬火炉入炉辊道；2、淬火辊道；3、淬火炉；4、通过式环形淬火装置；5、淬火炉出炉辊道；6、吹水装置；7、回火炉入炉辊道；8、回火辊道；9、回火炉；10、回火炉出炉辊道；11、入料端喷嘴；12、出料端喷嘴；13、吹气系统；14、安全挡板；15、淬火下料翻板；16、台架；17、回火上料翻板。

401、喷水环；402、机罩；403、输送辊道；404、机架；405、升降导向装置；406、水槽；407、喷嘴；408、喷嘴总管；409、摆臂；4010、分支管；4011、供水管；4012、动力装置；4013、法兰；4014、导流板。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种如图1、图2和图3所示的通过式钢管调质生产线，包括淬火炉3和回火炉9，所述淬火炉3自入口至出口沿直线铺设有淬火炉入炉辊道1、淬火辊道2、淬火炉出炉辊道5，淬火辊道2上安装有通过式环形淬火装置4，淬火炉出炉辊道5处安装有吹水装置6；回火炉9自入口至出口沿直线铺设有回火炉入炉辊道7、回火辊道8、回火炉出炉辊道10。

通过式钢管调质生产线的工作过程如下：

钢管通过淬火炉入炉辊道1输送到淬火炉3中，由淬火辊道2运输到淬火炉3进行加热，环淬装置4进行淬火，之后钢管由淬火炉出炉辊道5输出，吹水装置6吹干钢管表面的冷却水，再由回火炉入炉辊道7及回火辊道8输送进回火炉9进行回火，钢管再由回火炉出炉辊道10输出。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图4和图5所示，所述通过式环形淬火装置4包括喷水环401、机架404和由电机驱动的输送辊道403，喷水环401立式安装在机架404上，输送辊道403垂直于喷水环401中心轴线置于地面，且输送辊道403位于喷水环401中心轴线下方，所述喷水环401包括供水管4011，供水管4011为环形钢管，其两侧沿周向均布安装若干个与环形钢管连通的分支管4010，分支管4010垂直连接着摆臂409，摆臂一端由动力装置4012驱动，另一端连接喷嘴总管408，喷嘴总管408端部安装数个喷嘴407。

通过式环形淬火装置4的工作过程如下：

在机架404上沿直线安装多组喷水环401，钢管在输送辊道403驱动下边旋转边向前通过喷水环401，喷水环401喷出的水以切线方向喷射到钢管外表面，保证钢管冷却速度，确保获得淬火马氏体组织，直至淬火完成。

从钢管运行方向看，喷水环401喷出的水形成了一个空心，使淬火水无法进入钢管内壁，防止淬火水沿钢管内壁倒流回加热炉中。喷水环401内的动力装置4012驱动摆臂409绕分支管4010中心线旋转一定角度，使喷嘴407喷出的水以切线方向喷射到钢管外表面；在环形淬火时，采用喷嘴喷射可以保证喷出水流稳定，喷射压力大，可以通过动力装置带动摆臂使喷嘴整体旋转一定角度，保证喷嘴喷出的水以切线方向喷射到钢管外表面上，打散钢管淬火时表面产生的蒸汽膜，改善钢管表面换热条件，提高钢管冷却速度，确保获得淬火马氏体组织。从钢管运行方向看，喷嘴喷出的水形成了一个空心，使淬火水无法进入钢管内壁，防止淬火水沿钢管内壁倒流回加热炉中。在更换钢管规格时，对于不同管径的钢管，只需调整动力装置即可实现全部喷嘴角度的调整，减少喷嘴装置规格，省去更换喷嘴规格的时间，减少调整喷嘴角度的时间，节约成本及劳动力，提高生产效率。

实施例3：

在实施例2的基础上，通过式环形淬火装置4还包括罩在喷水环401上防止淬火水四处喷溅的机罩402，机架404与机罩402共同将喷水环遮住，防止淬火水四处喷溅；所述机架404下表面开孔并焊接导流板4014导流淬火水，导流板4014下方设有水槽406，将淬火水导入水槽406中。所述机架404的下方安装着驱动其升降的升降导向装置405，需要说明的是，升降导向装置405是现有结构，作为优选，本实施例选择油缸或者电动推杆，升降导向装置405驱动机架404整体升降，使喷水环、机罩及机架整体升降一定距离，保证喷水环与钢管中心高度一致。所述供水管4011是由两个半圆形钢管通过法兰4013连接为一体的环形结构，在安装和更换喷嘴407时，将法兰4013打开，方便操作。

实施例4：

在实施例1的基础上，如图1所示，所述吹水装置6由安全挡板14、淬火下料翻板15、台架16、回火上料翻板17、吹气系统13组成，台架16平行于淬火炉出炉辊道5放置，安全挡板14和吹气系统13相对而设安装在台架16的两端，淬火下料翻板15安装于淬火炉出炉辊道5并正对台架16，回火上料翻板17安装于回火炉入炉辊道7并正对台架16。在淬火下料翻板15将淬火炉出炉辊道5上的钢管运输到台架上16，吹气系统18吹干钢管表面的淬火水，回火上料翻板17将干燥的钢管输送到回火炉入炉辊道7上，安全挡板14布置在吹气系统18对面。需要特别说明的是，由于吹气系统是现有技术，其具体的结构不作为本发明的保护点，因此在此不作详细的说明。

所述淬火炉入炉辊道1、淬火辊道2及淬火炉出炉辊道5与地平面呈1°角倾斜布置，防止淬火水喷溅和倒流回淬火炉中，保护淬火炉，并保证钢管淬火质量。

所述淬火炉3与回火炉9均为中频感应加热炉，安全性高、工人作业环境好。

实施例5：

本实施例提供了一种通过式钢管调质生产线的应用方法，如图1、图2、图3和图4、图5所示，包括以下步骤：

钢管通过淬火炉入炉辊道1输送到淬火炉3中，由淬火辊道2运输到淬火炉3进行加热，在通过式环形淬火装置4的机架404上沿直线安装多组喷水环401，在输送辊道403驱动下钢管边旋转边通过淬火辊道2向前通过喷水环401，完成钢管的淬火；对不同管径的钢管进行淬火时，喷水环401内的动力装置4012驱动摆臂409绕分支管4010中心线旋转一定角度，使喷嘴407喷出的水以切线方向喷射到钢管外表面；淬火完成后，钢管由淬火炉出炉辊道5输出，淬火下料翻板15将淬火炉出炉辊道5上的钢管运输到吹水装置6的台架上16，吹气系统13吹干钢管表面的淬火水，回火上料翻板17将干燥的钢管输送到回火炉入炉辊道7上，由回火炉入炉辊道7及回火辊道8输送进回火炉9进行回火，钢管再由回火炉出炉辊道10输出。

实施例6：

在实施例5的基础上，所述通过式环形淬火装置4的喷嘴407分为两组，分别是入料端喷嘴11和出料端喷嘴12，靠近入料端的入料端喷嘴11的方向与钢管运行方向呈α角，90°＜α＜180°，靠近出料端的出料端喷嘴12的方向与钢管运行方向呈β角，0°＜β＜90°，出料端喷嘴12与入料端喷嘴11相对喷射，形成水封，加上外侧有机罩202挡水，防止淬火水喷射到环淬装置以外，保护现场环境；输送辊道403轴线与钢管中心线倾斜5°布置，使钢管边旋转边向前运输，防止钢管冷却不均，导致钢管弯曲。

综上所述，通过式调质生产线结构简单、投资成本低、占地面积小。淬火炉与回火炉采用中频感应加热炉，安全性高、工人作业环境好。在通过式调质生产线上，钢管在与地平面呈1°角倾斜布置的淬火炉入炉辊道、淬火辊道和淬火炉出炉辊道上输送，完成加热和淬火工艺，可防止淬火水喷溅和倒流回淬火炉中，保护淬火炉，并保证钢管淬火质量。环淬装置出料端头喷嘴与其他喷嘴相对喷射，形成水封，加上外侧有保护罩挡水，可防止淬火水喷射到环淬装置以外，保护现场环境。吹水装置上设置安全挡板防止吹气系统将气体吹响工作人员及淬火炉中，保护人员安全和淬火炉设备。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。