钢管热处理工艺及其生产设备制造技术

一种钢管热处理工艺及其生产设备，它解决了热处理产品受热不均匀导致的产品合格率低，温度控制不稳定、炉子整体受热效率低的问题，其特征在于：在炉体内设置了高效燃烧系统、换热系统和螺旋式机械传动系统，整个电路采用西门子ＰＬＣ？Ｓ７－３００工业控制系统。本发明专利技术具有加热均匀，温度易于控制、产品质量优良等优点，全炉配有全自动进出料机构，采用全自动检测及控制系统，减少了工人的劳动强度，提高了工作效率，产品烧成合格率达到９９％，节能３８％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属热处理领域，尤其是涉及到使炉内温度控制稳定，加热和热处理效率高，钢管受热均匀性好的钢管热处理工艺及其生产设备。二
技术介绍
近年来，随着国内外工业设备技术的突飞猛进，广泛应用于工业输油、天然气输 送、城市输水、煤气输送、热力管网、打桩工程建筑及机械零件制造的焊管和无缝钢管的需 求量在不断攀升。冶金质量、尺寸精度、表面质量及组织力学性能等居多因素影响着钢管的 质量优劣，尽管我国轧管机组已达到国际先进水平，钢管的尺寸精度可与国外进口钢管媲 美，但是钢管表面质量、组织及力学性能等仍不稳定，造成上述质量不稳定的主要因素是冶 金质量和成品钢管的热处理工艺水平滞后。目前的热处理设备及工艺技术水平差异较大， 有的采用了先进的辊底式或步进式连续热处理炉，而更多的仍在采用灶式炉和车底式热处 理炉，而且大都是在无保护气氛下进行热处理的，因此导致管材表面氧化脱碳和表面麻面， 降低了产品表面质量；同时，由于热处理(加热——保温——冷却)的不稳定，会导致钢管 力学性能的不稳定。 一般的同类热处理设备还存在炉体长，配置多的问题，这无形中给企业 增加了成本。总而言之，现有技术主要存在热处理产品受热不均匀导致产品合格率低、温度 控制不稳定、炉子整体热效率低等问题。三
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，为市场提供一种使产品受热均匀、温度控制简便、炉子整体热效率高的钢管热处理工艺及其生产设备。本专利技术的技术方案是钢管热处理工艺流程为 (1)用车间内的吊车将要热处理的钢管吊到受料台架备料； (2)装料辊道将钢管送入进口段； (3)钢管按计算机设定的速度通过炉子加热； (4)钢管水冷出料，此时出料端旋转夹紧装置带动钢管向前行走过程中同时发生 自转，防止钢管高温变形。 炉内热处理温度为110(TC，周期为20min 50min。 计算机采用三级管理控制系统，现场总线级采用高速稳定的prof ibus现场总线， 过程级采用100. 10M的TCL/IP工业以太网，主站采用高性能S7-300PLC，CPU314-2，控制系 统包括温度控制、压力控制、燃烧控制和动力自动化控制。 冷却室的喷淋水不高于45°C ，水流量30mVh，扬程35m。 钢管热处理工艺的生产设备由固溶炉、冷却室、进料装置、升降装置和出料装置等 组成，固溶炉主体结构是由钢结构框架、耐火材料砌筑的保温炉体、设置于炉体内底部的辊 棒、炉体传动机构以及设置于炉体的燃烧系统构成，所述燃烧系统是由设置于炉体外部的 供气管道、助燃风管道、燃烧器组成，燃烧器设置于炉墙上，燃烧端处于炉体内部， 端的燃气进口通过煤气支管与供气管道连接，助燃风进入换热器，换热器的烟气出口安装了自动 排烟烟囱，固溶炉的头尾端均设有炉门，所述炉门上设有钢管穿过的倒"U"插口 ；炉尾端设 置冷却室，所述冷却室由钢结构框架、辊棒、储水箱构成，储水箱与进、出水管相连，喷嘴是两层多排，安装在进水管上；在冷却室的出口端设置了螺旋式出料装置，所述螺旋式出料装 置是由设置于炉体前后圆弧形升降机构和设置于行走小车上的旋转夹紧装置构成，所述圆 弧形升降机构是由升降支架、圆弧形托架和安装于内弧面的万向滚球以及液压缸组成，所 述旋转夹紧装置包括旋转升降台和夹紧装置两部分，夹紧装置是由安装在行走小车框架顶 部横梁上的由丝杆、轴承座、电机、压紧小轮组成，旋转升降台是由圆弧形支架、导向轮以及 安置于圆弧形支架内弧面均布的齿轮和带齿轮的滚轮构成，其主动齿轮与电机相连，旋转 升降台下部固定于行走小车的底板上，底板两侧设有车轮并安装在轨道上，由行走电机驱 动。 下面结合附图对本专利技术作进一步说明。四附图说明 图1为本技术整体结构主视图； 图2为本技术行走小车及旋转夹紧装置结构示意图； 图3为本技术圆弧形升降机构结构示意图； 图4为本技术冷却室结构示意图。 图中1为电磁阀，2为燃烧器，3为蝶阀，4为球阀，5为喷嘴进水管，6为顶储水箱， 7为换热器，8为升降支架，9为万向滚球，10为压紧装置，11为圆弧形支架，12为水箱出水 管，13为天然气支管，14为助燃风管，15为天然气总管，16为辊棒，17为辊棒轴承座，18为 进料台架，19为行走小车，20为圆弧形托架，21为下钢架，22为车轮，23为轨道，24为电机， 25为电机，26为圆弧形升降机构，27为支架升降导向轮，28为齿轮，29为滚轮，30为液压 缸，31为喷嘴，32为侧墙储水箱，33为圆弧形支架导向轮，34为丝杆，35为轴承座，36为皮 带轮，37为电机，38为压紧小轮，39为升降台，40为横梁，41为汇水罩。五具体实施例方式以对管径为小457mm-(M200mm的金属管体进行热处理的企业为例，首先建设一 条4. 2米的旋转连续推进式钢管热处理炉设备，该热处理设备包括一条2. 5米的固溶炉和 1. 7米的冷却室以及进出料装置。固溶炉的炉体整体由钢结构框架、耐火材料砌筑的炉体、 燃烧系统等构成。燃烧系统主要由四个燃烧器、管路系统和换热器装置构成。炉子长度方 向的两边各有2个燃烧器2，每两个燃烧器2分为一组，燃烧器2设置于炉墙上，燃烧端处 于炉体内部，外端的燃气进口通过天然气支管13与天然气总管15连接，换热器7的烟气出 口安装了自动排烟烟囱。在固熔炉两端设置炉门，防止烟气大量外溢，从而节约能耗，炉门 能以手动开启，炉门下设置纤维，保证每一批管料刚好进入炉内热处理，当管料大小变化较 大时，由人工换用炉门保证管料通过。所述进料炉门采用耐热铸铁门，在炉子侧边可以由人 工手动操作控制炉门高度，另一侧设置配重铁，使炉门操作轻便。固溶炉后面接一座1. 7米 长的冷却室，室内设有两层多排喷嘴3 l，两侧和顶部分别设有侧墙储水箱32和顶储水箱 6，储水箱内有循环水。炉体的前端设置了 8. 9米长的进料台架18，台架上安装有带轴承座17的辊棒16，辊棒16之间的距离为700mm，辊棒一端装有链轮，链条与链轮装配，由传动电 机驱动，变频调节，作为动力驱动装置，轴承座17为双列调心辊子轴承，型号为LH-22212B， 辊棒16为小180X8mmA3钢辊，轴承座17留有加油孔，由人工定期加入润滑脂，链条由人工 定期加注20#机油润滑，管料在辊棒上存放，由辊棒16转动将管料输送到炉内。设置于炉 体和冷却室的辊棒传送机构是由采用变频调速器控制的链条传动，为大循环方式，主要包 括传动电机、链条、链轮、辊棒等，由一台传动电机驱动，驱动边为主动边，传动电机为1台 7. 5KW的调速电机，采用变频调节，辊棒轴承座为铸铁轴承座，主动边轴承为高温轴承，辊棒 为(M80X24离心浇铸辊棒，材质为ZG40Cr25Ni20Si2，轴承座留有加油孔，人工定期加注 润滑脂，链条人工定期加注20#机油润滑。由于生产时必须连续运转，为此炉辊的传动装置 要求有可靠的备用电源，以使炉辊在高温下不得停转。出料装置是由设置于炉体前后圆弧 形升降机构26和设置于行走小车19上的旋转夹紧装置构成，圆弧形升降机构26是由升降 支架8、圆弧形托架20和安装于内弧面的万向滚球9以及液压缸30组成，旋转夹紧装置包 括下部的旋转升降台39和夹紧装置10。所述夹紧装置是由安装在行走小车框架顶部横梁 40上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢管热处理工艺，其工艺流程为：　　（１）用车间内的吊车将要热处理的钢管吊到受料台架备料；　　（２）装料辊道将钢管送入进口段；　　（３）钢管按计算机设定的速度通过炉子加热；　　（４）钢管水冷出料，此时出料端旋转夹紧装置带动钢管向前行走过程中同时发生自转，防止钢管高温变形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余阳春，
申请(专利权)人：黄冈市华窑中洲窑炉有限公司，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]