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    钢管中频感应加热热处理工艺新技术

    工艺概述

        钢管感应热处理的工艺流程与一般传统的燃气加热步进式炉一样,但是工作原理和加工工程却截然不同。在燃气式步进炉中,钢管是整体加热;而在感应炉中,钢管是分段逐次前进连续加热;淬火过程与回火过程也是如此进行。所以钢管在加热、淬火、回火时,基本是做纵向移动、螺旋前进的动作,其余才是做横向移动。其具体加工工艺过程如下:

        根据API 5 CT标准对油井管的调质要求,油井管管坯由天车吊到上料台架上,人工外观检查后使其整齐排列分布。待生产线各工作岗位进入正常工作状态时,感应器通电待料,变频送料机开始旋转,手动操作步进上料机工作,把第一根油井管从上料台架出口端平稳地抬起滚送到对齐装置的辊道上,变频送料机以设定的速度向前送料,变频送料机为单辊传动,速度、高度可调,辊型为专门设计倾斜150布置的辊式送料机,具有水平送料纠偏对中和工件自旋转功能,其中感应加热线圈之间送料辊和进出口的送料辊材质为耐热钢,并装有旋转密封内水冷却装置,冷却送料辊并使使料辊外表面干燥,便于油管连续加热,其余送料辊材质为耐磨钢。油管经辊道进入中频淬火加热区,加热区由一套3000kW中频电源和一套1200kW中频电源配多组加热感应线圈组成淬火感应加热区,保证工件温度的均匀,加热温度850℃~1000℃。在加热线圈的出口处安装进口的双色比色红外测温仪,进行油管加热温度的监测,并把信号反馈到中频电源的控制系统,自动调节中频电源的输出功率,组成闭环控制系统,从而调整钢管加热温度使之控制在允许的误差范围内。

        加热好的钢管进入喷淋淬火区,由于工件材质为含碳量0.3%左右的碳锰钢或中低合金化的铬钼钢及铬锰钼钢,适合采用纯水作为淬火介质。我们采用环状冷却装置连续将高压水流喷射到加热的钢管表面,强喷淋5~15秒左右,以实现淬火马氏体的组织转变。为此,我们选用了二套大流量高压水泵(压力为扬程125m,每分钟的水循环量

    lOOOm3/h),总功率在500kW以上,从而达到完全淬透管壁所要求的快速均匀冷却的效果,保证使钢管表面产生的蒸汽膜破坏,使钢管迅速达到马氏体转变温度,全部转变为淬火马氏体,不会产生淬火屈氏体,从而保证回火索氏体。由于喷淋中会有氧化皮和钢管表面的灰尘脱落后进入淬火介质中,所以淬火介质必须经过沉淀池粗滤、磁性吸滤、网过滤等多级处理,使浊环水清洁干净,不能堵塞喷嘴,可以循环使用。

        喷淋区设置隔离挡板,防止水飞溅,利于水的回收利用和减少浊环水的损耗,还设置防护罩,以防水蒸汽喷出,保证车间的干燥。

        喷淋淬火后的钢管由辊道传送至管内除水段经气动翻料机把管子抬放在倾斜台上,经5分钟以上的沥水后再经气动翻料机抬放至回火线辊道上,在辊道的传动下进入中频回火感应加热区,回火加热温度范围一般为600℃~750℃。中频感应加热电源为一套1900kW和一套900kW由多组感应线圈组成的回火感应加热区。在Z后一个感应线圈的出口处安装进口的双色比色红外测温仪进行监测油管的温度,负责把信号反馈到中频电源,自动调节中频电源的输出功率,以组成闭环控制系统。经回火后的钢管在辊道上通过高压水除鳞装置,钢管在高压喷射水的冲刷下达到除鳞效果,经过除鳞得钢管,通过回火区的感应器后,由气压传动步进翻料机把钢管平稳地抬起,放到冷床上缓慢旋转滚动,逐步冷却。然后钢管在冷床出口处被收集入筐,人工捆扎包装吊运至下一工段。

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