專利名稱：鋼管水淬方法
技術領域：
本發明涉及無縫鋼管整體水淬領域，具體涉及一種鋼管水淬方法。
背景技術：
在鋼管的調質處理過程中，對于具有重要用途的鋼管產品，如油井管、鍋爐管等，為了獲得理想的力學性能一般均需要淬火處理，冷卻作為淬火處理的關鍵環節對于鋼管熱處理的生產效率、最終產品質量以及經濟效益都具有重要的影響。通過對無縫鋼管的水淬火處理，可以提高鋼管的硬度和耐磨性；或者淬火與不同溫度的回火配合可以大幅度提高鋼管韌性及疲勞強度，從而獲得綜合機械性能較好的鋼管。在鋼管的各種淬火技術中，水作為淬火介質可以減少環境污染、降低鋼管成本、提高管材性能。無縫鋼管整體水淬實用技術已大量應用于較強淬透性的中碳CrMo系列鋼管淬火生產，主要設備為臥式鋼管淬火機、水循環系統等，目前，國內外常用的水淬主要有浸潰、浸潰加內軸向噴射(即內噴外浸式)、外表面層流噴射以及外表面層流冷卻加內軸向噴射(即內噴外淋式)四種方式，其中內噴外浸式和內噴外淋式兩種冷卻效果較好些，使用范圍也較廣泛。在水淬技術的改進方面目前更多的是針對水淬火設備的改進，比如文獻“無縫鋼管水淬火設備的設計和應用”(徐向紅、楊立坤、祖家樂，《冶金設備》，2010年02期)中采用國內外先進的“外淋+旋轉+內噴”淬火工藝，對水淬火設備進行了大量的結構改造、技術創新，有效的提高了鋼管的精度和機械性能，大大減少了淬裂、彎曲、橢圓等缺陷。對于內噴外浸式和內噴外淋式兩種水淬方式，目前行業內均采用內外冷卻同時進行的方式，即對于內噴時間、外浸(淋)時間、內噴與外浸(淋)之間的動作時序沒有系統設定人工控制等缺陷，這對鋼管水淬后開裂及截面硬度不均有很大影響。

發明內容
本發明的目的 在于克服現有技術不足，提供一種鋼管水淬方法，該方法適用于內噴外浸式和內噴外淋式兩種水淬方式。由于鋼管水淬開裂及截面硬度不均多為水淬時內外表冷卻不均所致，因此本發明通過獨立控制內噴和外浸(淋)時間，合理安排兩個工序的動作時序，對于規格跨度較大的鋼管(比如外徑76-273mm，壁厚7_80mm)而言，能夠有效地控制其內外表冷卻速度，從而達到減少水淬開裂風險及縮小截面硬度差的目的。為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案:—種鋼管水淬方法，為了盡可能縮小鋼管內外表冷卻不均，本發明通過根據來料規格，選擇不同的內噴延時時間(即從內噴到開始外浸(淋)的時間)來實現，隨著鋼管壁厚增加，其內噴延時時間也逐漸增加，從而保證水淬后內外表溫差盡可能小，一般控制在30°C以內。該方法具體如下:首先按照設定的內噴延時時間對位于水淬系統中的鋼管的內表面進行冷卻，然后再同時對鋼管的內外表面冷卻，以控制所述鋼管的內外表面溫差不大于30°C，當鋼管的溫度冷卻至馬氏體轉變溫度以下時停止對鋼管的內外表面的冷卻處理。在上述方法中，所述水淬系統是本領域內常用的內噴外浸式或內噴外淋式水淬系統，例如在專利號為ZL201020117079.3的實用新型專利中所記載的外淋內噴式水淬系統。在上述方法中，所述鋼管的外徑優選為76-273mm，壁厚優選為7_80mm。在上述方法中，所述設定的內噴延時時間優選為l-40s，內噴延時時間隨著鋼管壁厚的增加而增加。在上述方法中，優選所述鋼管的材質為4330VM0D或13Cr。本發明的有益效果:本發明通過水淬內噴延時時間設定的技術革新，使現場內噴外浸(淋)水淬實際控制水平有了質的提高，淬火裂廢品由技術革新前(即無內噴延時時間的設定，而是直接對位于水淬系統中的鋼管的內外表層同時進行冷卻)的3.5%以上，降低到
2.1%以下，按年產8萬噸、調質管銷售價格I萬元/噸，廢鋼回收4000元/噸計算，年創效672萬元。此外，使用這一技術革新水淬已經成功應用于強淬透性無縫鋼管4330VM0D、13Cr等鋼種水淬生產，打破同行一致認為4330VM0D、13Cr等強淬透性鋼不能水淬的思維，有著廣闊的發展前景。
具體實施例方式以下通過具體實施例對本發明進行詳細說明，但本發明并不限于此。實施例1
以內噴外浸水淬方式為例對無縫鋼管13Cr進行水淬處理，其中鋼管的外徑為273mm，壁厚為30mm。具體方法如下:當加熱完全的鋼管運送至水淬系統時，開啟內噴水動作，優先冷卻鋼管內壁，經過12s的內噴延時時間后,將鋼管浸入水槽外浸以冷卻其外表面(整個外浸過程中內噴水一直工作)，此時內外表面同時冷卻(鋼管的內外表面溫差已經下降到30°C以下)，冷卻45s后外浸內噴停止，此時鋼管的溫度已經在150°C以下，實現了馬氏體的完全轉變，整個水淬過程完成。采用本實施例的方法共處理了 100噸上述規格的鋼管，淬火裂廢品率為2.1%，盡管本領域人員一致認為13Cr強淬透性鋼不能水淬，但是采用本發明的方法可以實現較好的水淬效果。實施例2以內噴外浸水淬方式為例對無縫鋼管4330VM0D進行水淬處理，其中鋼管的外徑為200mm，壁厚為20mm。具體方法如下:當加熱完全的鋼管運送至水淬系統時，開啟內噴水動作，優先冷卻鋼管內壁，經過8s的內噴延時時間后,將鋼管浸入水槽外浸以冷卻其外表面(整個外浸過程中內噴水一直工作)，此時內外表面同時冷卻(鋼管的內外表面溫差已經下降到30°C以下)，冷卻35后外浸內噴停止，此時鋼管的溫度已經在130°C以下，實現了馬氏體的完全轉變，整個水淬過程完成。采用本實施例的方法共處理了 100噸上述規格的鋼管，淬火裂廢品率為2.0%，盡管本領域人員一致認為4330VM0D強淬透性鋼不能水淬，但是采用本發明的方法可以實現較好的水淬效果。實施例3以內噴外淋水淬方式為例對無縫鋼管4145H進行水淬處理，其中鋼管的外徑為80mm,壁厚為 10mnin具體方法如下:當加熱完全的鋼管運送至水淬系統時，開啟內噴水動作，優先冷卻鋼管內壁，經過4s的內噴延時時間后，開啟外部噴淋動作以冷卻鋼管外表面(整個外噴淋過程中內噴水一直工作)，此時內外表面同時冷卻(鋼管的內外表面溫差已經下降到30°C以下)，冷卻18s后外淋內噴停止，此時鋼管的溫度已經在110°C以下，實現了馬氏體的完全轉變，整個水淬過程完成。采用本實施例的方法共處理了 100噸上述規格的鋼管，淬火裂廢品率為1.8%。對比例以內噴外浸水淬方式為例對無縫鋼管4145H進行水淬處理，其中鋼管的外徑為80mm,壁厚為 10mnin具體方法如下:當加熱完全的鋼管運送至水淬系統時，開啟內噴水動作同時將外淋動作開啟，SP同時進行內外表面的冷卻，冷卻20s后外淋內噴停止，此時鋼管的溫度已經在110°C以下，實現了馬氏體的完全轉變，整個水淬過程完成。采用對比例的方法共處理了 100噸上述規格的鋼管，淬火裂廢品率為3.6%。應當理解，這些實施例的用途僅用于說明本發明而非意欲限制本發明的保護范圍。此外，也應理解，在閱讀了本發明的技術 內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動、修改和/或變型，所有的這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的保護范圍之內。
權利要求
1.一種鋼管水淬方法，其特征在于，首先按照設定的內噴延時時間對位于水淬系統中的鋼管的內表面進行冷卻，然后再同時對鋼管的內外表面冷卻，以控制所述鋼管的內外表面溫差不大于30°c，當鋼管的溫度冷卻至馬氏體轉變溫度以下時停止對鋼管的內外表面的冷卻處理。
2.根據權利要求1所述的鋼管水淬方法，其特征在于， 所述水淬系統是內噴外浸式或內噴外淋式水淬系統。
3.根據權利要求1所述的鋼管水淬方法，其特征在于， 所述鋼管的外徑為76-273_，壁厚為7-80_。
4.根據權利要求1所述的鋼管水淬方法，其特征在于， 所述設定的內噴延時時間為l-40s。
5.根據權利要求1所述的鋼管水淬方法，其特征在于， 所述鋼管的 材質為4330VM0D或13Cr。
全文摘要
本發明公開了一種鋼管水淬方法，該方法首先按照設定的內噴延時時間對位于水淬系統中的鋼管的內表面進行冷卻，然后再同時對鋼管的內外表面冷卻，以控制所述鋼管的內外表面溫差不大于30℃，當鋼管的溫度冷卻至馬氏體轉變溫度以下時停止對鋼管的內外表面的冷卻處理。該方法能夠有效地控制其內外表冷卻速度，從而達到減少水淬開裂風險及縮小截面硬度差的目的。
文檔編號C21D9/08GK103146901SQ201310101878
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者楊煌光, 黎福華, 張有蓬 申請人:湖北新冶鋼有限公司