專利名稱：鋼管及其在線淬火方法
技術領域：
本發明涉及冶金熱處理領域，具體而言涉及一種鋼管及其在線淬火方法。
背景技術：
鋼管的生產工序包括鋼坯加熱一穿孔一軋管一再加熱一定徑一冷卻一成品。為了滿足相關標準的要求，使鋼管得到較高的強度和較好的韌性以及合適的組織，需要對鋼管進行淬火熱處理，把鋼管加熱到相應的溫度以上，保溫一定時間，然后以一定的速度在水中或油中快速冷卻以獲得馬氏體或貝氏體組織，從而得到硬度較高的鋼管。現有技術中的淬火處理一般為離線淬火，即經軋管定徑后的鋼管不經過熱處理，而是經過切割定尺、矯直、探傷、檢驗等工序后入管料庫，再根據需要將鋼管從管料庫中取出，重新加熱到一定溫度進行淬火處理。這種離線淬火方式浪費了大量能源，使得鋼管的能耗成本較高、生產周期較長。
發明內容
本發明旨在提供一種鋼管及其在線淬火方法，以解決現有技術的淬火方法能耗成本高、鋼管生產周期長的問題。根據本發明的一個方面，提供了一種鋼管的在線淬火方法，將經過軋制、定徑的高溫鋼管直接進行淬火冷卻處理，在線淬火方法包括以下步驟1)將高溫鋼管直接轉至淬火槽；2)使鋼管旋轉，同時向淬火槽內快速充水；以及3)鋼管降溫到4(T200°C時完成淬火得到淬火鋼管，同時將淬火槽內的水排出。進一步地，上述高溫鋼管的溫度為82(T880°C。進一步地，上述步驟2)向淬火槽內快速充水使鋼管在2 5s內被淹沒。進一步地，上述步驟2)還包括向鋼管的內壁進行噴水，噴水方向沿鋼管的延伸方向延伸。進一步地，上述步驟2)中向鋼管的內壁噴水的噴水速度為1000 4000m3/h，噴水時間為10 300秒。進一步地，上述步驟2)還包括沿不同的噴射方向向鋼管的外壁噴水。進一步地，上述噴射方向沿鋼管外壁切線方向，且與鋼管旋轉方向相反，噴水速度為 50 2000m3/h。根據本發明的另一方面，還提供了一種鋼管，該鋼管經過上述的在線淬火方法淬火處理得到。根據本發明的在線淬火方法，當鋼管完成軋管定徑后，其溫度一般仍在80(T85(TC之間，在此基礎上直接進行淬火處理，避免了二次加熱，從時間上來說，節約了升溫時間和淬火保溫的時間，縮短了鋼管的生產周期，擴大了產能；從能耗上來說，節約了鋼管二次加熱的能耗，減少了設備投資；從產品上來說，減少了二次加熱過程中鋼管的表面氧化，提高了鋼管表面質量，得到的鋼管強韌性較好。并且，通過向淬火槽內快速充水，使高溫鋼管以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻發生馬氏體轉變，完成淬火。
說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I示出了根據本發明的在線淬火方法的流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明的實施例中的技術方案進行詳細的說明，但如下實施例以及附圖僅是用以理解本發明，而不能限制本發明，本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。在本發明的一種典型的實施方式中，提供了一種鋼管的在線淬火方法，將經過 軋制、定徑的高溫鋼管直接進行淬火冷卻處理，上述在線淬火方法包括以下步驟1)將高溫鋼管直接轉至淬火槽；2)使鋼管旋轉，同時向淬火槽內快速充水；以及3)鋼管降溫到4(T200°C時完成淬火，得到淬火鋼管，同時將淬火槽內的水排出。根據本發明的在線淬火方法，當鋼管完成軋管定徑后，其溫度一般仍在80(T85(TC之間，在此基礎上直接進行淬火處理，避免了二次加熱，從時間上來說，節約了升溫時間和淬火保溫的時間，縮短了鋼管的生產周期，擴大了產能；從能耗上來說，節約了鋼管二次加熱的能耗，減少了設備投資；從產品上來說，減少了二次加熱過程中鋼管的表面氧化，提高了鋼管表面質量，得到的鋼管強韌性較好。并且，通過向淬火槽內快速充水，使高溫鋼管以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻發生馬氏體轉變，完成淬火。當對鋼管進行淬火時，鋼管在淬火冷卻前的溫度需要控制在一定的范圍之內，經過定徑后的鋼管，其溫度一般都高于830°C，所以根據所處理的鋼管的壁厚以及對成品鋼管的性能要求需要對該溫度進行一定的調節，優選地，高溫鋼管的溫度為82(T880°C。為了使鋼管進一步的快速冷卻，從而獲得更好的馬氏體或貝氏體組織，優選地，本發明的步驟2)向淬火槽內快速充水使鋼管在2 5s內被淹沒。在本發明一種優選的實施例中，上述步驟2)還包括向鋼管的內壁進行噴水，噴水方向沿鋼管的延伸方向延伸。向鋼管的內壁進行噴水冷卻，使得鋼管內壁得到水淬的同時促進水在鋼管內外部的循環，加快鋼管與水的換熱速度。在對鋼管的內壁進行噴水冷卻時，為了在實現在適當的噴水量范圍內實現較好的冷卻效果。優選地，本發明的步驟2)中向鋼管的內壁噴水的噴水速度為1000 4000m3/h，噴水時間為1(Γ300秒。在本發明另一中優選的實施例中，上述步驟2)還包括沿不同的噴射方向向鋼管的外壁噴水。向鋼管的外壁噴水時，加速了淬火槽中水的運動，當從不同的噴射方向向鋼管的外壁噴水時，可以使整個淬火槽中的水圍繞鋼管循環，促進了水與鋼管之間的熱交換，從而加快了淬火冷卻速度。為了進一步加快鋼管的冷卻速度，優選地，上述噴射方向沿鋼管鋼管外壁切線的方向，且與鋼管旋轉方向相反，噴水速度為50 2000m3/h。當向鋼管的外壁噴水的噴射方向沿鋼管的外壁的切線方向且與鋼管旋轉方向相反時，進一步增大了水流與鋼管的相對速度，從而使更多的水流以更快的速度接觸到更大面積的鋼管外壁，加快了鋼管外壁的冷卻速度。在本發明另一種典型的實施方式中，還提供了一種鋼管，該鋼管經過本發明的在線淬火方法淬火處理得到。利用本發明的在線淬火方法對鋼管進行在線淬火，減少了二次加熱過程中鋼管的表面氧化，提高了鋼管表面質量，得到的鋼管強韌性較好。以下將結合實施例和對比例，進一步說明采用本發明的有益效果。以生產450*32mm的27SiMn鋼管為例對本發明進行說明。實施例I將經過軋管定徑后的鋼管直接轉至淬火槽，此時鋼管的溫度為850°C，將鋼管用移管機構把鋼管移至旋轉托輥上，在旋轉托輥的帶動下使鋼管旋轉，同時向淬火槽內快速充水，4s內鋼管被水淹沒,充水的同時向鋼管的內壁進行噴水冷卻，噴水速度為3000m3/h;200s后鋼管降溫到100°C，將鋼管移出淬火槽，同時將淬火槽內的水排出，。然后再500±10°C下進行回火，保溫3. 5h后空冷，得到實施例I的鋼管。對比例I將軋管定徑后規格為450*32mm的27SiMn鋼管冷卻后，再加熱到900°C進行淬火，淬火方法和回火方法同實施例I。對實施例I和對比例I得到的鋼管進行拉伸試驗和沖擊試驗，試驗結果見表I。表I
權利要求
1.一種鋼管的在線淬火方法，其特征在于，將經過軋制、定徑的高溫鋼管直接進行淬火冷卻處理，所述在線淬火方法包括以下步驟 1)將所述高溫鋼管直接轉至淬火槽； 2)使所述鋼管旋轉，同時向淬火槽內快速充水；以及 3)所述鋼管降溫到4(T200°C時完成淬火得到淬火鋼管，同時將所述淬火槽內的水排出。
2.根據權利要求I所述的在線淬火方法，其特征在于，所述高溫鋼管的溫度為82(T880°C。
3.根據權利要求I所述的在線淬火方法，其特征在于，所述步驟2)向淬火槽內快速充水使所述鋼管在2 5s內被淹沒。
4.根據權利要求I所述的在線淬火方法，其特征在于，所述步驟2)還包括向所述鋼管的內壁進行噴水，噴水方向沿所述鋼管的延伸方向延伸。
5.根據權利要求4所述的在線淬火方法，其特征在于，所述步驟2)中向所述鋼管的內壁噴水的噴水速度為1000 4000m3/h，噴水時間為1(Γ300秒。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的在線淬火方法，其特征在于，所述步驟2)還包括沿不同的噴射方向向所述鋼管的外壁噴水。
7.根據權利要求6所述的在線淬火方法，其特征在于，所述噴射方向沿所述鋼管外壁切線方向，且與鋼管旋轉方向相反，噴水速度為50 2000m3/h.。
8.一種鋼管，其特征在于，所述鋼管經過權利要求I至7中任一項所述的在線淬火方法淬火處理得到。
全文摘要
本發明提供了一種鋼管及其在線淬火方法。該在線淬火方法為將經過軋制、定徑的高溫鋼管直接進行淬火冷卻處理，包括以下步驟1)將高溫鋼管直接轉至淬火槽；2)使鋼管旋轉，同時向淬火槽內快速充水；以及3)鋼管降溫到40~200℃時完成淬火得到淬火鋼管，同時將淬火槽內的水排出。根據上述方法，當鋼管完成軋管定徑后，直接進行淬火處理，避免了二次加熱，節約了升溫和保溫時間，縮短了鋼管的生產周期，擴大了產能；節約了能耗，減少了設備投資；減少了二次加熱過程中鋼管的表面氧化，提高了鋼管表面質量，得到的鋼管強韌性較好，并且，通過向淬火槽內快速充水，使高溫鋼管以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻發生馬氏體轉變，完成淬火。
文檔編號C21D9/08GK102719626SQ20121022368
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者周勇, 張業圣, 賀國盛 申請人:衡陽華菱鋼管有限公司