一种钢管或圆棒的冷却方法技术

本发明专利技术提供一种钢管或圆棒的冷却方法，所述冷却方法包括以下步骤：步骤一，将加热完成的工件传送到旋转装置上，所述旋转装置位于淬水槽的上方，所述旋转装置驱动所述工件旋转；步骤二，根据工件的材质和需求控制所述旋转装置浸入所述淬水槽的深度位置，同时调控所述旋转装置的转动速度以使工件按照设定的线速度转动，实现工件的冷却。该方法将加热完成的工件通过辊道和拨料传送到旋转装置处，通过液压比例阀和位移传感器控制其下降距离，实现精准控制工件浸入淬水槽深度h，再经过旋转拖轮控制工件线速度v，最后控制整个过程冷却时间t，能有效控制工件冷却速度和强度，得到均匀组织和性能，且应用范围广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管或圆棒的冷却方法
本专利技术属于钢管或棒材的热处理
，具体涉及一种钢管或圆棒的冷却方法。
技术介绍
近年来，钢管及棒材热处理在非调钢和高淬透性调质钢研究取得重大发展，同时也面临新的技术难题。对于非调钢的技术瓶颈，传统的奥氏体化以后用风机从端部强制冷却，造成全长冷却不均匀，且强度不足问题。2018年公开的《一种钢管水雾冷却方法》(CN108315532B)成功应用于大直径大壁厚钢管，直径大于219mm，壁厚大于30mm正火冷却，对于小直径，薄壁管存在水雾冷却不均匀和弯曲问题，影响最终性能稳定性；2019年公开的《一种钢管水冷自回火工艺及装置》(CN109868352A)，该方法将奥氏体化钢管从外表向内壁快速冷却到550-650℃，然而这样连续快速冷却使钢管表面温度已经降低到马氏体开始转变点300℃以下，再经过自回火以后钢管得到浅表层回火马氏体+心部珠光体+贝氏体的混合组织，造成整个截面硬度及性能波动大，影响整体稳定性。高淬透性调质钢管水淬工艺在2013年公开的《钢管水淬方法》(CN103146901B)中介绍了通过控制内喷和外淋(或外浸)两者的时间先后顺序，满足高淬透性调质钢管的工艺要求，但该方法没有考虑工件浸入淬水槽深度与旋转速度对冷却的影响，在淬火裂控制方面没有彻底解决。目前需要一种多用途的钢管或棒材的冷却工艺，对于不同直径壁厚的非调质钢或高淬透性调质钢管或棒材，冷却速度可调，整体截面硬度及性能波动小，稳定性强的冷却工艺。因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。<br>
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钢管或圆棒的冷却方法，以解决目前钢管或棒材热处理时的冷却方式单一，适用范围窄，冷却速度无法控制的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种钢管或圆棒的冷却方法，所述冷却方法包括以下步骤：步骤一，将加热完成的工件传送到旋转装置上，所述旋转装置位于淬水槽的上方，所述旋转装置驱动所述工件旋转；步骤二，根据工件的材质和需求控制所述旋转装置浸入所述淬水槽的深度位置，同时调控所述旋转装置的转动速度以使工件按照设定的线速度转动，实现工件的冷却。在如上所述的钢管或圆棒的冷却方法，优选，根据工件的材质和需求将工件划分为两种冷却方式：对于非调质钢，所述旋转装置驱动所述工件处于液体与空气交界处，所述工件采用部分浸入循环冷却方法进行冷却；对于调质钢，所述旋转装置驱动所述工件完全浸入所述淬水槽，所述工件采用全浸入冷却方法进行冷却。在如上所述的钢管或圆棒的冷却方法，优选，对于调质钢，所述全浸入冷却方法根据钢种的淬透性高低分为浅浸入式淬火冷却和深深浸入式淬火冷却；以钢的理想临界淬透直径DI划分钢材淬透性高低，一般以DI值5.2英寸分界线，DI≥5.2英寸为淬透性高的钢种，其余为淬透性一般的钢种；淬透性高的钢种采用浅浸入式淬火冷却；淬透性一般的钢种采用深浸入式淬火冷却。在如上所述的钢管或圆棒的冷却方法，优选，所述浅浸入式淬火冷却时的工件浸入深度h为D+(10mm～80mm)，其中D为工件的直径，h为淬水槽的液面高度位置至工件最下端位置的垂直距离；D的取值范围是90mm～540mm。所述深浸入式淬火冷却时的工件浸入深度h为(H-150mm)～H，H为淬水槽内的液体深度；H的取值范围是250mm～1500mm。在如上所述的钢管或圆棒的冷却方法，优选，所述非调质钢经过所述部分浸入水空循环冷却方法后的出水整体钢温为550～650℃；所述调质钢经过所述全浸入冷却方法后的出水整体钢温为100-200℃。在如上所述的钢管或圆棒的冷却方法，优选，所述旋转装置包括：旋转拖轮系统，所述旋转拖轮系统包括旋转拖轮，所述旋转拖轮与所述工件传动连接，所述旋转拖轮与所述工件同步在所述淬水槽内升降；液压系统，所述液压系统与所述旋转拖轮连接，所述液压系统包括液压比例阀，通过所述液压比例阀的启闭控制所述旋转拖轮升降过程；位移传感器，所述位移传感器设置在所述旋转拖轮上，用于准确控制所述旋转拖轮下降至所述淬水槽中的深度位置。在如上所述的钢管或圆棒的冷却方法，优选，所述旋转拖轮系统包括旋转拖轮电机，所述旋转拖轮电机用于驱动所述旋转拖轮转动，所述旋转拖轮电机的频率在0-50HZ范围内可调。在如上所述的钢管或圆棒的冷却方法，优选，所述旋转拖轮的角速度与旋转拖轮电机的频率之比为常数a＝2.2；优选地，所述浅浸入式淬火冷却时所述旋转拖轮电机的频率为10～25HZ；再优选地，所述深浸入式淬火冷却时所述旋转拖轮电机的频率为30～45HZ。在如上所述的钢管或圆棒的冷却方法，优选，所述冷却方法还包括对钢管内壁进行内喷冷却处理，在所述钢管进入所述淬水槽内整体冷却前先对所述钢管内壁进行冷却。一种钢管或圆棒的冷却装置，所述装置包括：淬水槽，所述淬水槽内设置有液体冷却介质；旋转装置，所述旋转装置设置在所述淬水槽上方，所述旋转装置可在所述淬水槽中升降并定位；所述旋转装置为上述所述旋转装置。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下优异效果：本专利技术提供的一种钢管或棒材的冷却方法，该方法将加热完成的工件通过辊道和拨料传送到旋转装置处，旋转装置位于淬水槽正上方，通过液压比例阀和位移传感器控制其下降距离，实现精准控制工件浸入淬水槽深度h，再经过旋转拖轮控制工件线速度v，最后控制整个过程冷却时间t，该冷却方法能有效控制工件冷却速度和强度，得到均匀组织和性能。对于非调质钢采用部分浸入的循环冷却方法，实现热处理工件在液体和空气两种介质循环冷却，通过控制旋转拖轮的转速和时间，控制工件的液空循环冷却速度，能够得到均匀的正火组织和性能。对于调质钢采用全部浸入的冷却方式，随着热处理工件在淬水槽中的浸入深度增加，其冷却强度不断增加，满足对不同淬透性调质钢材料的冷却需求，得到理想的调质组织，同时能有效的控制淬火开裂。该旋转放置可以同时实现正火冷却和调质冷却两种功能，可推广应用在两条热处理线上，应用范围广泛。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：图1为本专利技术实施例的不同冷却方式的工件在淬水槽中的位置示意图；图2为本专利技术实施例的部分浸入循环冷却方法的结构示意图；图3为本专利技术实施例的浅浸入式淬火冷却的结构示意图；图4为本专利技术实施例的深浸入式淬火冷却的结构示意图。具体实施方式在本专利技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中使用的术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢管或圆棒的冷却方法，其特征在于，所述冷却方法包括以下步骤：/n步骤一，将加热完成的工件传送到旋转装置上，所述旋转装置位于淬水槽的上方，所述旋转装置用于驱动所述工件旋转；/n步骤二，根据工件的材质和需求控制所述旋转装置浸入所述淬水槽的深度位置，同时调控所述旋转装置的转动速度以使工件按照设定的线速度转动，实现工件的冷却。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢管或圆棒的冷却方法，其特征在于，所述冷却方法包括以下步骤：
步骤一，将加热完成的工件传送到旋转装置上，所述旋转装置位于淬水槽的上方，所述旋转装置用于驱动所述工件旋转；
步骤二，根据工件的材质和需求控制所述旋转装置浸入所述淬水槽的深度位置，同时调控所述旋转装置的转动速度以使工件按照设定的线速度转动，实现工件的冷却。


2.如权利要求1所述的钢管或圆棒的冷却方法，其特征在于，根据工件的材质和需求将工件划分为两种冷却方式：
对于非调质钢，所述旋转装置驱动所述工件处于液体与空气交界处，所述工件采用部分浸入循环冷却方法进行冷却；
对于调质钢，所述旋转装置驱动所述工件完全浸入所述淬水槽，所述工件采用全浸入冷却方法进行冷却。


3.如权利要求2所述的钢管或圆棒的冷却方法，其特征在于，对于调质钢，所述全浸入冷却方法根据钢种的淬透性高低分为浅浸入式淬火冷却和深深浸入式淬火冷却；
以钢的理想临界淬透直径DI划分钢材淬透性高低，以DI值5.2英寸分界线，DI≥5.2英寸为淬透性高的钢种，其余为淬透性一般的钢种；
淬透性高的钢种采用浅浸入式淬火冷却；
淬透性一般的钢种采用深浸入式淬火冷却。


4.如权利要求3所述的钢管或圆棒的冷却方法，其特征在于，所述浅浸入式淬火冷却时的工件浸入深度h为D+(10mm～80mm)，其中D为工件的直径，h为淬水槽的液面高度位置至工件最下端位置的垂直距离；
所述深浸入式淬火冷却时的工件浸入深度h为(H-150mm)～H，H为淬水槽内的液体深度。


5.如权利要求3中任一项所述的钢管或圆棒的冷却方法，其特征在于，所述非调质钢经过所述部分浸入水空循环冷却方法后的出水整体...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨煌光，向鑫，张洋波，姚火能，袁进峰，李刚，宋耀贤，潘先明，
申请(专利权)人：大冶特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42