一种小口径厚壁钢管轧后冷却装置的制作方法

1.本实用新型属于冶金工业领域，涉及一种小口径厚壁钢管轧后冷却装置。


背景技术：

2.钢管作为钢铁行业的重要产品之一，广泛用于运输、建筑、机械、汽车、船舶、石油管道等领域。实现钢管生产工艺的核心设备包括穿孔机、轧管机及定减径机，其中，定减径机是无缝钢管生产线中的精轧设备，是扩大产品规格范围，提高轧管机产品尺寸精度、头尾尺寸公差的一种理想的生产设备，然而定减径机组生产后，钢管均在冷床上空冷，以便实现组织转变及后续的成排锯切、矫直、管体探伤、收集打捆等工序，为了提高钢管小时产量及生产效率，目前国内钢管厂均采用加大冷床尺寸、提高冷床冷却时间的生产方法。然而该种方法存在如下不足：
3.1.高精度定减径机组轧制后仅实现了高精度尺寸控制，无法控制轧后的冷却方式，进而无法控制轧后组织；
4.2.冷床冷却过程中空冷速度低，易出现粗大组织；
5.3.冷床冷却时间长，冷床占地面积大，增大了投资。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种小口径厚壁钢管轧后冷却装置，以提高小口径厚壁钢管轧后冷却效率。
7.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种小口径厚壁钢管轧后冷却装置，包括依次线性布置的加热炉、穿孔机、吹刷站、连轧管机、脱管机、感应加热装置、减径机组、减径后冷却装置、步进式冷床、收集整理系统。
9.可选的，所述吹刷站与所述连轧管机之间设有连轧前高压水除磷装置。
10.可选的，所述感应加热装置与所述减径机组之间设有减径前高压水除磷装置。
11.可选的，所述步进式冷床上设有上方冷却机构及冷床下方冷却机构。
12.可选的，所述步进式冷床上设有压缩空气清扫装置。
13.可选的，所述减径后冷却装置包括水箱支架、设置在水箱支架上的进水管道以及与所述进水管道相连通的喷环，所述喷环内形成用于通过钢管的冷却区，所述喷环内设有若干喷孔。
14.可选的，所述步进式冷床的主体结构为步进梁。
15.可选的，所述步进梁上设有水冷水箱以及与水冷水箱相连通的水箱喷嘴。
16.可选的，所述步进梁上设有吹扫喷嘴主管道以及与其相连通的吹扫喷嘴。
17.本实用新型的有益效果在于：
18.本实用新型通过减径前高压水除鳞装置及四辊或三辊减径机组实现钢管的高精度轧制，产品尺寸精度高、头尾尺寸偏差小；通过减径后冷却装置，控制轧件上冷床的问题，
减少了头尾弯曲；降低了轧后高温而产生的晶粒粗大现象；通过冷床步进结构、冷床上方冷却机构、冷床下方冷却机构、旋转机构实现钢管的均匀冷却，提高在冷床时的冷效率；通过控制组织转变，获得了理想的均匀组织，最终获得了高均匀组织及高稳定力学性能产品；提高了生产稳定性，提高了产品表面质量，提高了成材率，提高了经济效益。可以减少下游工序热处理成本。产品生产规格范围广，可以生产规格范围为外径32mm～127mm；壁厚3.5mm～16mm内所有产品；
19.本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
20.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
21.图1为本实用新型的生产线工艺布置简图；
22.图2为本实用新型的圆环状冷却器结构示意图；
23.图3为本实用新型的冷床水冷示意图；
24.图4为本实用新型的冷却结构简图。
25.附图标记：环形加热炉1、穿孔机2、吹刷站3、连轧前高压水除磷装置4、连轧管机5、脱管机6、感应加热装置7、减径前高压水除磷装置8、减径机组9、减径后冷却装置10、进水管道101、水箱支架102、喷环103、步进式冷床11、水冷水箱1101、水箱喷嘴1102、吹扫喷嘴1103、吹扫喷嘴主管道1104、上方冷却机构及冷床下方冷却机构12、压缩空气清扫装置13、收集整理系统14、钢管15。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
28.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因
此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
29.请参阅图1～图4，为一种小口径厚壁钢管轧后冷却装置，包括依次线性布置的环形加热炉1、穿孔机2、吹刷站3、连轧管机5、脱管机6、感应加热装置7、减径机组9、减径后冷却装置10、步进式冷床11、收集整理系统14。
30.可选的，所述吹刷站3与所述连轧管机5之间设有连轧前高压水除磷装置4；所述感应加热装置7与所述减径机组9之间设有减径前高压水除磷装置8；所述步进式冷床11上设有上方冷却机构及冷床下方冷却机构12；所述步进式冷床11上设有压缩空气清扫装置13；所述减径后冷却装置10包括水箱支架102、设置在水箱支架102上的进水管道101以及与所述进水管道101相连通的喷环103，所述喷环103内形成用于通过钢管15的冷却区，所述喷环103内设有若干喷孔。
31.具体的，所述步进式冷床11的主体结构为步进梁；所述步进梁上设有水冷水箱1101以及与水冷水箱1101相连通的水箱喷嘴1102；所述步进梁上设有吹扫喷嘴1103主管道以及与其相连通的吹扫喷嘴1103。
32.以应用本实用新型生产外径42mm，壁厚为3.5mm 40cr钢管15为例，工艺具体如下：
33.1)环形加热炉1加热
34.采用步进梁式环形加热炉1将切好的ф150mm钢坯加热到980℃～1180℃，并保温，加热保温后钢坯芯表及头尾温差均不大于25℃。
35.2)穿孔
36.采用出料机将步骤1)经加热保温后的钢坯从炉中取出，去除表面氧化铁皮后，送往穿孔机2穿轧成毛管，穿孔后毛管外径为ф158mm，壁厚为12.2mm；穿孔时，钢坯温度为980℃～1180℃，不满足轧制温度要求或其它原因不能轧制的管坯则拨入剔除装置进行收集。
37.3)毛管内部喷吹氮气和硼砂
38.将步骤2)经穿孔后的毛管由快速横移装置送到吹刷站3，利用喷嘴向毛管内部喷吹氮气和硼砂，以清除毛管内表面氧化铁皮，防止毛管内表面产生二次氧化，并提高其内表面的润滑效果。
39.4)连轧管机5轧制
40.将步骤3)经喷吹氮气和硼砂的毛管，由快速横移装置横移到连轧管机5前台。芯棒限动系统将芯棒穿入毛管，并将芯棒前端送至连轧管机5的预设定位置时，毛管和芯棒一起进入连轧管机5轧制。在连轧管机5入口设置有高压水除鳞装置，用于清除毛管外表面氧化铁皮，连轧后钢管15外径为ф120mm，壁厚为4.0mm。
41.5)脱管
42.将步骤4)经连轧管机5轧制的荒管直接进入3机架脱管机6上进行脱管，同时芯棒返回前台。
43.6)三辊或四辊减径机组9轧制
44.将步骤5)经3机架脱管机6脱管后的荒管，经高压水除鳞及感应补热后进入24机架三辊或四辊减径机组9轧制，轧制孔型采用多段圆弧孔型系统，同时采用微张力轧制，以保证轧后尺寸精度，降低切头尾长度，轧制温度850℃～1020℃，轧制完成后，钢管15外径为ф42.42mm，壁厚为3.54mm。
45.7)减径后控制冷却
46.将步骤6)经24机架三辊或四辊减径机组9轧制后的钢管15进行控制冷却，控制冷却采用圆环状缝隙多组喷嘴对减径后的钢管15进行控制冷却，以控制轧后奥氏体组织。
47.8)冷床喷水冷却
48.将步骤7)经控制冷却后的钢管15，通过输送辊道及上料装置送往步进式冷床11冷却，经冷床上方冷却机构、冷床下方冷却机构，实现冷床上钢管15的控制冷却，确保轧后获得立项组织，采用旋转机构确保轧件不同位置均可实现冷却，以提高组织均匀性；
49.9)冷床压缩空气吹扫
50.将步骤8)经控制冷却后的钢管15，进行压缩空气吹送，确保无残留水，以防产生红锈。
51.10)组排、分料、切头尾、定尺等收集
52.将步骤9)经冷床冷却后的钢管15依次进行组排、分料，然后由输送辊道送往成排冷锯进行切头、切尾和切定尺，并进入后续收集处理。
53.本实用新型具有下列优点：
54.1)通过减径前高压水除鳞装置及四辊或三辊减径机组9实现钢管15的高精度轧制，产品尺寸精度高、头尾尺寸偏差小；
55.2)通过减径后冷却装置10，控制轧件上冷床的问题，减少了头尾弯曲；
56.3)降低了轧后高温而产生的晶粒粗大现象；
57.4)通过冷床步进结构、冷床上方冷却机构、冷床下方冷却机构、旋转机构实现钢管15的均匀冷却，提高在冷床时的冷效率；
58.5)通过控制组织转变，获得了理想的均匀组织，最终获得了高均匀组织及高稳定力学性能产品；
59.6)产品生产规格范围广，可以生产规格范围为外径32mm～127mm；壁厚3.5mm～16mm内所有产品；
60.7)提高了生产稳定性，提高了产品表面质量，提高了成材率，提高了经济效益。
61.8)可以减少下游工序热处理成本。
62.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。