隨著我國石油產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對高等級鋼管的需求越來越大，而高等級鋼管必須進行淬火處理，因此對鋼管整體淬火的研究就顯得十分重要。中國重型機械研究院開發(fā)了 “浸淬 + 內(nèi)噴 + 旋轉(zhuǎn)” 和 “外淋 + 內(nèi)噴 + 旋轉(zhuǎn)”兩種工藝，并研發(fā)了相關的淬火生產(chǎn)線，取得了良好的效果。兩種淬火工藝具備各自的特點，外淋內(nèi)噴式淬火生產(chǎn)線適用于油井管、油套管、鉆桿的淬火，比較有利于薄壁鋼管的整體淬火; 浸淬式淬火生產(chǎn)線適用于壁厚比較大的高性能厚壁管的整體淬火，其產(chǎn)品主要用于國防、核電、石油天然氣和汽車等行業(yè)。
一．浸淬式淬火生產(chǎn)線
國內(nèi)目前常用的厚壁管的淬火設備存在一些缺陷，如 (1) 厚壁管容易淬彎，直線度、圓度差，給后續(xù)整形造成困難; (2) 鋼管內(nèi)外不能同時淬火，致使馬氏體含量低，硬度不均勻; (3) 運行成本高，安全性差。針對上述缺陷，該院自主研發(fā)、成套制造了世界首套采用“浸淬 + 旋轉(zhuǎn) + 內(nèi)噴”淬火工藝對壁厚超過20 mm 的鋼管進行整體淬火的浸淬式淬火生產(chǎn)線。
其工藝路線是：經(jīng)淬火爐加熱的鋼管到達擋料裝置→安裝在升降旋轉(zhuǎn)裝置上的壓緊裝置迅速壓緊鋼管→支撐輪帶動鋼管快速旋轉(zhuǎn)→左右升降缸帶動框架梁將鋼管快速浸入淬火水中→內(nèi)噴噴嘴向鋼管內(nèi)部進行噴射→淬火結束、內(nèi)噴停止→左右升降缸將框架梁升起→鋼管滾動到擋料裝置處由擋料裝置逐根將鋼管翻到空水支架上→空水裝置升起將鋼管一端抬起進行空水→壓縮空氣進一步吹干鋼管內(nèi)的淬火水→步進運輸機將鋼管逐步運送到出料輥道上→完成鋼管的淬火。這種浸淬式淬火機組首次采用了“浸淬 + 旋轉(zhuǎn) + 內(nèi)噴”新工藝，對大直徑、厚壁管進行整體淬火，解決了大直徑厚壁鋼管淬彎、淬不透的技術難題; 取得了以下顯著效果：(1) 由于鋼管水平整體入水、高速旋轉(zhuǎn)、多點輔助支撐，使鋼管的直線度大大提高，小于 2 mm/m，滿足了產(chǎn)品的使用要求。(2) 采用了具有移動旋轉(zhuǎn)功能的內(nèi)噴噴嘴，減小了鋼管頭部的橢圓度，有利于鋼管定徑。(3) 隨動式內(nèi)淬使淬火工藝更加靈活，鋼管機械性能更加均勻，淬火后馬氏體轉(zhuǎn)化率超過 90%，甚至達到 95%，鋼管全長及壁厚方向的硬度誤差≤3 HＲC。
二．“外淋 + 內(nèi)噴+ 旋轉(zhuǎn)”淬火工藝。
此工藝針對壁厚比較薄的鋼管。鋼管經(jīng)淬火爐加熱至 1000 ℃左右，由進料輥道送至待料位，上料裝置舉起鋼管將其翻轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)裝置慢速旋轉(zhuǎn)的支撐輪上，安裝在噴淋機架上的壓緊裝置迅速壓緊鋼管，旋轉(zhuǎn)裝置快速旋轉(zhuǎn)帶動鋼管快速旋轉(zhuǎn)，位于鋼管正上方的外淋管向鋼管外表面均勻噴水，同時，安裝在鋼管端頭的內(nèi)噴裝置向鋼管內(nèi)壁噴水。這樣鋼管內(nèi)外表面均得到了均勻淬火。
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