專利名稱：一種厚壁無(wú)縫鋼管熱處理淬火工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵材料的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種厚壁無(wú)縫鋼管熱處理淬火工藝方法。背景技術(shù)：
淬火鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或 Acl (過(guò)共析鋼)以上某一溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界 冷卻速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進(jìn)行馬氏體(或貝氏體)轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。在很多鋼鐵行業(yè)都存在著這樣的共同點(diǎn)，在熱處理厚壁無(wú)縫鋼管(厚度> 30nm) 時(shí)，調(diào)質(zhì)以后無(wú)法達(dá)到目標(biāo)。主要表現(xiàn)為無(wú)縫鋼管的心部無(wú)法淬透，組織表現(xiàn)為回火馬氏體 +貝氏體+鐵素體，組織無(wú)法達(dá)到要求，其性能必然達(dá)不到供貨要求。傳統(tǒng)的淬火工藝是旋 轉(zhuǎn)+全水浸+內(nèi)軸流，具體的是將無(wú)縫鋼管加熱到工藝要求溫度后，保溫一定時(shí)間，再運(yùn)送 到淬火池中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上，旋轉(zhuǎn)臺(tái)架旋轉(zhuǎn)并快速下沉將鋼管全部浸沒(méi)在冷卻液中(參見(jiàn)圖 1)同時(shí)進(jìn)行內(nèi)軸流冷卻(由一個(gè)與旋轉(zhuǎn)臺(tái)架同步下降的軸向噴頭實(shí)施)，完成淬火。現(xiàn)在 有的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始采用旋轉(zhuǎn)+外噴淋+內(nèi)軸流淬火工藝。這兩種工藝方案都有缺點(diǎn)。第一 種方案(旋轉(zhuǎn)+全水浸+內(nèi)軸流)我們都知道冷卻時(shí)在水和鋼管表面會(huì)形成一層汽膜，阻 礙熱交換，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)所需要的冷卻速度，因此就在冷卻水箱內(nèi)增加了各種各樣的實(shí)施 來(lái)破壞這種汽膜，但這些實(shí)施在水中，由于水的阻力比較大，都達(dá)不到理想狀態(tài)，這樣就嚴(yán) 重影響了冷卻效果，而且由于這些措施在水中進(jìn)行比較隱蔽，往往會(huì)被生產(chǎn)廠家忽略。第二 種方案(旋轉(zhuǎn)+外噴淋+內(nèi)軸流)雖然解決了第一種方案的汽膜的問(wèn)題，但這種方案存在 著噴嘴與噴嘴之間的間隙，這種間隙會(huì)造成冷卻的死角，從而也嚴(yán)重影響了冷卻效果，最終 影響鋼管質(zhì)量。因此就以上這兩種工藝方案出現(xiàn)的問(wèn)題，需要找出一種工藝方案既解決汽膜的問(wèn) 題，又能解決冷卻死角的問(wèn)題，從而徹底解決淬火時(shí)冷卻不充分的現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決現(xiàn)有厚壁無(wú)縫鋼管熱處理淬火工藝，心 部無(wú)法淬透，組織無(wú)法達(dá)到要求，影響產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題，提供一種半浸式厚壁無(wú)縫鋼管熱處 理淬火工藝方法。本發(fā)明的具體方案是針對(duì)上述第一種方案進(jìn)行改進(jìn)，本發(fā)明方法是將無(wú)縫鋼管 在加熱爐內(nèi)加熱到工藝需求的溫度，保溫一定時(shí)間然后運(yùn)送到淬火池中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上，旋 轉(zhuǎn)臺(tái)架旋轉(zhuǎn)并快速下沉冷卻，同時(shí)進(jìn)行內(nèi)軸流冷卻，其特征是在無(wú)縫鋼管有1/4-3/4徑向 高度浸入冷卻液后旋轉(zhuǎn)臺(tái)架不再下沉，半浸內(nèi)噴2-480秒(一般根據(jù)鋼管材質(zhì)、直徑、厚度 確定時(shí)間)，出水鋼溫80-200°C完成淬火。本發(fā)明實(shí)際上是旋轉(zhuǎn)+半浸式+內(nèi)軸流的淬火方式，這種工藝方案是將旋轉(zhuǎn)的鋼 管部分浸在冷卻液中，讓鋼管的內(nèi)孔和外壁有部分暴露在空氣中進(jìn)行冷卻。這樣做的好處 是1、由于鋼管是旋轉(zhuǎn)的冷卻可以均勻；2、由于鋼管的內(nèi)孔和外壁有部分暴露在空氣中， 冷卻液和鋼管之間的汽膜，實(shí)際上是水蒸氣，由于水蒸氣的密度小，通過(guò)大氣的接觸，就蒸 發(fā)掉了，從而達(dá)到破壞汽膜的作用；3、冷卻液與鋼管之間是無(wú)限的親密接觸的(無(wú)任何死 角)，而且無(wú)任何障礙，因此可以達(dá)到最佳的理想的冷卻效果。4、可以通過(guò)浸沒(méi)的高度來(lái)調(diào)節(jié)冷卻的速度，這樣就可以適合比較大的范圍內(nèi)的鋼種的鋼管；5、這種方案可以在已經(jīng)有 了第一、二兩種工藝方案的生產(chǎn)企業(yè)稍微加以改造，輕松的達(dá)到這種工藝狀態(tài)，無(wú)需太多的 資金，投資少，操作簡(jiǎn)便。


圖1是傳統(tǒng)的全水浸淬火示意圖；圖2是本發(fā)明半水浸淬火示意圖。圖中1-淬火池，2-無(wú)縫鋼管，3-旋轉(zhuǎn)臺(tái)架，4-冷卻液。
具體實(shí)施例方式
例1 對(duì)外徑為159mm壁厚30mm的無(wú)縫鋼管進(jìn)行淬火加工，其步驟是首先將無(wú)縫 鋼管在加熱爐內(nèi)加熱到880°C，保溫(45)分鐘然后運(yùn)送到淬火池1中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)架3上，旋轉(zhuǎn) 臺(tái)架旋轉(zhuǎn)并快速下沉至無(wú)縫鋼管2直徑高度40mm浸入冷卻液4 (水)后停止下沉，同時(shí)進(jìn) 行內(nèi)軸流冷卻(內(nèi)軸流噴頭圖中未給出，屬現(xiàn)有技術(shù))，半浸內(nèi)噴2秒，出水鋼溫80°C，完成 淬火。例2 對(duì)外徑為273mm壁厚40mm的無(wú)縫鋼管進(jìn)行淬火加工，其步驟是首先將無(wú)縫 鋼管在加熱爐內(nèi)加熱到900°C，保溫(60)分鐘然后運(yùn)送到淬火池1中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)架3上，旋轉(zhuǎn) 臺(tái)架旋轉(zhuǎn)并快速下沉至無(wú)縫鋼管2直徑高度136mm浸入冷卻液4 (水)后停止下沉，同時(shí)進(jìn) 行內(nèi)軸流冷卻(內(nèi)軸流噴頭圖中未給出，屬現(xiàn)有技術(shù))，半浸內(nèi)噴5分鐘，出水鋼溫150°C， 完成淬火。例3 對(duì)外徑為508mm壁厚60mm的無(wú)縫鋼管進(jìn)行淬火加工，其步驟是首先將無(wú)縫 鋼管在加熱爐內(nèi)加熱到920°C，保溫(90)分鐘然后運(yùn)送到淬火池1中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)架3上，旋轉(zhuǎn) 臺(tái)架旋轉(zhuǎn)并快速下沉至無(wú)縫鋼管2直徑高度381mm浸入冷卻液4(水)后停止下沉，同時(shí)進(jìn) 行內(nèi)軸流冷卻(內(nèi)軸流噴頭圖中未給出，屬現(xiàn)有技術(shù))，半浸內(nèi)噴8分鐘，出水鋼溫200°C， 完成淬火。
權(quán)利要求
一種厚壁無(wú)縫鋼管熱處理淬火工藝方法，該工藝方法是將無(wú)縫鋼管在加熱爐內(nèi)加熱到工藝需求的溫度，保溫一定時(shí)間然后運(yùn)送到淬火池中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上，旋轉(zhuǎn)臺(tái)架旋轉(zhuǎn)并快速下沉冷卻，同時(shí)進(jìn)行內(nèi)軸流冷卻，其特征是在無(wú)縫鋼管有1/4 3/4徑向高度浸入冷卻液后旋轉(zhuǎn)臺(tái)架不再下沉，半浸內(nèi)噴2 480秒，出水鋼溫80 200℃完成淬火。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金熱處理工藝改進(jìn)技術(shù)，是一種厚壁無(wú)縫鋼管熱處理淬火工藝方法，該工藝方法是將無(wú)縫鋼管在加熱爐內(nèi)加熱到工藝需求的溫度，保溫一定時(shí)間然后運(yùn)送到淬火池中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上，旋轉(zhuǎn)臺(tái)架旋轉(zhuǎn)并快速下沉冷卻，同時(shí)進(jìn)行內(nèi)軸流冷卻，特別是在無(wú)縫鋼管有1/4-3/4徑向高度浸入冷卻液后旋轉(zhuǎn)臺(tái)架不再下沉，半浸內(nèi)噴2-480秒，出水鋼溫80-200℃完成淬火；本發(fā)明解決了現(xiàn)有厚壁無(wú)縫鋼管熱處理淬火工藝心部無(wú)法淬透，組織無(wú)法達(dá)到要求，影響產(chǎn)品不能滿足供貨要求的問(wèn)題，本發(fā)明主要應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)熱處理厚壁無(wú)縫鋼管。
文檔編號(hào)C21D9/08GK101942554SQ20101024031
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者周立新, 黃濤 申請(qǐng)人:湖北新冶鋼有限公司