本发明专利技术提供了一种薄壁调质无缝钢管及其热处理系统、方法，属于冶金行业薄壁调质无缝钢管热处理技术领域。本发明专利技术结合薄壁无缝钢管(壁厚≤25mm)热处理保温时间短、表面质量要求高和容易变形的特点，设计一套包含“中频感应加热奥氏体化——淬火水环水淬——中频感应回火加热——电阻加热保温——回火冷床冷却”等主要设备及工序的生产线，经过此产线调质后其产品性能均匀、表面质量高、平直度好，其综合性能明显优于传统的薄壁调质无缝钢管生产线。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金行业薄壁调质无缝钢管热处理，具体涉及一种薄壁调质无缝钢管及其热处理系统、方法。
技术介绍
1、薄壁调质态无缝钢管(薄壁调质无缝钢管、薄壁调质管)广泛应用于工程机械(如臂架管)、石油装备(如油管、套管)和汽车(如车轴、转向架)等行业，随着行业发展，用户对薄壁调质管的性能稳定性、表面质量以及平直度提出更高要求。传统的薄壁调质管生产流程(以下简称工艺一)为“步进式淬火炉加热——高压水除磷——水淬——步进式回火炉——热矫直——回火冷床”等工序，因其生产效率高和性能稳定等优点，得到大厂家的普及推广，但是也存在薄壁调质管的表面质量差、平直度不高以及一次投资成本高等缺点。近几年在一些热处理厂新上感应调质线(以下简称工艺二)，专门生产薄壁调质无缝钢管，其生产流程为“感应淬火——水淬——一次感应回火——二次感应回火——收集”，因其一次投资少以及薄壁调质管表面质量高和平直度好等优点，得到一些小厂批量应用，但是其产能低(必须二次回火)，所产薄壁调质管性能均匀性差，很大限制了其大批量应用。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种薄壁调质无缝钢管及其热处理系统、方法，结合薄壁无缝钢管(壁厚≤25mm)热处理保温时间短、表面质量要求高和容易变形的特点，设计一套包含“中频感应加热奥氏体化——淬火水环水淬——中频感应回火加热——电阻加热保温——回火冷床冷却”等主要设备及工序的生产线，经过此产线调质后其产品性能均匀、表面质量高、平直度好，其综合性能明显优于传统的薄壁调质无缝钢管生产线。
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p>2、具体提供以下技术方案：3、第一方面，一种薄壁调质无缝钢管热处理系统，所述热处理系统包括用于调质薄壁无缝钢管的主要热处理设备，所述主要热处理设备包括依次设置的淬火感应加热装置、淬火冷却水环、回火感应加热装置、回火保温电阻装置和回火冷却冷床。
4、进一步地，所述淬火冷却水环上设有喷嘴，所述喷嘴的喷水方向与所述薄壁无缝钢管的前进方向呈夹角25-50°，进一步为40°。
5、更进一步地，所述淬火冷却水环为高压水淬环。
6、更进一步地，所述高压水淬环的冷却水压为0.2-1.5mpa。
7、进一步地，所述热处理系统还包括相关辅助设备，所述相关辅助设备包括辊道和薄壁管端部套帽；所述薄壁管端部套帽用于避免所述薄壁无缝钢管内表进水。
8、更进一步地，所述辊道电机频率为5-30hz。
9、更进一步地，所述薄壁管端部套帽具有套帽筒体和设置于套帽筒体上的支脚，所述套帽筒体的内径大于所述薄壁管外径1-2mm，厚度为3-5mm，圆周高度为3-5mm。
10、更进一步地，所述薄壁管端部套帽中，所述支脚均匀分布于所述套帽筒体的圆周上，优选3或4个支脚。
11、更进一步地，所述薄壁管端部套帽的材质为304不锈钢。
12、进一步地，所述主要热处理设备中，各个设备的数量均不小于1。
13、进一步地，所述回火保温电阻装置的回火保温温度450-780℃。
14、进一步地，所述回火冷却冷床采用正反链形式，且有坡度2-10°，进一步为5°，所述坡度为沿着所述薄壁无缝钢管前进方向与水平方向的夹角。
15、进一步地，所述回火冷却冷床的传动电机频率为3-10hz。
16、进一步地，所述回火冷却冷床为自矫直旋转冷床。
17、第二方面，一种薄壁调质无缝钢管热处理方法，所述热处理方法通过前述热处理系统进行，对薄壁无缝钢管依次进行淬火的感应加热和水环冷却，以及回火的感应加热、电阻保温和冷床旋转冷却，得到薄壁调质无缝钢管。
18、进一步地，所述淬火的感应加热和所述回火的感应加热均采用中频感应加热。
19、进一步地，在淬火感应加热时，所述薄壁无缝钢管的温度为800-1080℃。
20、进一步地，在水环冷却时，所述薄壁无缝钢管在通过水环过程中，外表受水冷却，且沿着前进方向，从一端至另一端逐步受水冷却。
21、进一步地，在水环冷却时，所述薄壁无缝钢管的前进方向与水环的出水方向呈夹角25-50°，进一步为40°。
22、进一步地，在水环冷却时，一端进入水环而另一端未进入水环的所述薄壁无缝钢管上，未进入水环一端套有薄壁管端部套帽以防止水进入所述薄壁无缝钢管内表。
23、进一步地，在水环冷却后，所述薄壁无缝钢管的表面温度为20-250℃。
24、进一步地，在回火电阻保温时，所述电阻保温的温度为450-780℃。
25、第三方面，一种薄壁调质无缝钢管，所述薄壁调质无缝钢管的壁厚不大于25mm，进一步地，壁厚为5-25mm。
26、进一步地，所述薄壁调质无缝钢管的钢种为bj770钢、42crmo钢、20钢、45钢、27simn钢、35crmo钢、4145钢、h13钢。
27、本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
28、1、本专利技术薄壁调质无缝钢管热处理系统及方法，采用感应加热和电阻加热两种方式，主要包含以下工艺流程和主要装备“中频感应加热奥氏体化——淬火水环水淬——中频感应回火加热——电阻加热保温——回火冷床冷却”等主要设备及工序。其一次投资低、效率高，同时产品性能均匀、表面质量高、平直度好，有很大的推广价值。经过此产线调质后产品综合性能明显优于传统的薄壁调质无缝钢管生产线。
29、2、本专利技术薄壁调质无缝钢管热处理系统及方法，一是采用“零保温”感应淬火技术。相对于传统的步进炉燃气加热，感应加热热效率高，加热时间短，水淬后后表面光滑，无氧化皮和烧损的凹坑。二是采用感应加热以后连续水淬技术。并进一步使得高压水淬环喷水方向与钢管前进方向成一定角度，能有效防止高压水打到钢管上反弹，形成过度预冷区，影响钢管性能均匀性。三是采用一个钢管端部套帽，套住钢管尾部(后进水淬装置端)，防止钢管在水淬结束瞬间，高压水进入内孔造成钢管弯曲，甚至淬火开裂的风险。四是采用兼顾加热效率和温度精度的“感应加热+电阻保温”回火工艺。感应加热存在严重的端部效应(端部温度比其他部位明显高)，以及受原材料壁厚不均影响温度均匀性，不能满足回火保温温度精度。而电阻加热能很好的消除端部效应以及排除壁厚不均的影响，因此采用“感应加热+电阻保温”回火工艺，达到高效率和温度精度的双重目的。五是采用自矫直旋转冷床。冷床采用正反链形式，且有一定坡度，确保回火以后钢管在冷床上旋转，使其前进过程发生周向旋转，确保直度。
30、3、本专利技术薄壁调质无缝钢管，壁厚不大于25mm，性能均匀、表面质量高、平直度好，其综合性能明显优于传统的薄壁调质无缝钢管。
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【技术保护点】
1.一种薄壁调质无缝钢管热处理系统，其特征在于，所述热处理系统包括用于调质薄壁无缝钢管的主要热处理设备，所述主要热处理设备包括依次设置的淬火感应加热装置、淬火冷却水环、回火感应加热装置、回火保温电阻装置和回火冷却冷床。
2.如权利要求1所述热处理系统，其特征在于，所述淬火冷却水环上设有喷嘴，所述喷嘴的喷水方向与所述薄壁无缝钢管的前进方向呈夹角25-50°，进一步为40°；
3.如权利要求2所述热处理系统，其特征在于，所述淬火冷却水环为高压水淬环；
4.如权利要求3所述热处理系统，其特征在于，所述高压水淬环的冷却水压为0.2-1.5MPa；
5.如权利要求1-4任一所述热处理系统，其特征在于，所述回火保温电阻装置的回火保温温度450-780℃；
6.一种薄壁调质无缝钢管热处理方法，其特征在于，所述热处理方法通过利用权利要求1-5任一所述热处理系统进行，对薄壁无缝钢管依次进行淬火的感应加热和水环冷却，以及回火的感应加热、电阻保温和冷床旋转冷却，得到薄壁调质无缝钢管。
7.如权利要求6所述热处理方法，其特征在于，所述淬火的感应加热和所述回火的感应加热均采用中频感应加热；
8.如权利要求6所述热处理方法，其特征在于，在水环冷却时，所述薄壁无缝钢管在通过水环过程中，外表受水冷却，且沿着前进方向，从一端至另一端逐步受水冷却；
9.一种薄壁调质无缝钢管，其特征在于，所述薄壁调质无缝钢管通过如权利要求1-5任一所述系统或如权利要求6-8任一所述热处理方法得到。
10.如权利要求9所述薄壁调质无缝钢管，其特征在于，所述薄壁调质无缝钢管的壁厚不大于25mm，进一步地，壁厚为5-25mm；
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【技术特征摘要】
1.一种薄壁调质无缝钢管热处理系统，其特征在于，所述热处理系统包括用于调质薄壁无缝钢管的主要热处理设备，所述主要热处理设备包括依次设置的淬火感应加热装置、淬火冷却水环、回火感应加热装置、回火保温电阻装置和回火冷却冷床。
2.如权利要求1所述热处理系统，其特征在于，所述淬火冷却水环上设有喷嘴，所述喷嘴的喷水方向与所述薄壁无缝钢管的前进方向呈夹角25-50°，进一步为40°；
3.如权利要求2所述热处理系统，其特征在于，所述淬火冷却水环为高压水淬环；
4.如权利要求3所述热处理系统，其特征在于，所述高压水淬环的冷却水压为0.2-1.5mpa；
5.如权利要求1-4任一所述热处理系统，其特征在于，所述回火保温电阻装置的回火保温温度450-780℃；
6.一种薄壁调质无缝钢管热处理方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨煌光，张贞明，张洋波，向鑫，李刚，陈鹏达，
申请(专利权)人：大冶特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：
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