[发明专利]空心芯棒在线热处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空心芯棒制造，尤其是空心芯棒在线热处理的方法。

背景技术

芯棒是连轧管机组最重要的变形工具之一，无缝钢管轧制过程中芯棒的服役条件十分恶劣，其表面承受着压应力、摩擦力和冷热交变应力等。芯棒的被破坏形式主要有表面热疲劳龟裂、机械划伤、剥落掉块、镀铬层损坏等。芯棒质量的好坏，关系到轧制过程能否顺利进行，所轧钢管质量能否满足标准要求，以及钢管制造成本的高低。

由于制造限动芯棒技术性强、难度大，在国际上只有法国、意大利、德国少数几个国家的企业能够生产，多年来，国内生产大口径无缝钢管的企业主要从国外进口芯棒，2007年我国芯棒进口量约为9000吨。进口芯棒不仅价格十分昂贵，且交货期不能控制，对生产造成一定影响。据资料报道，2008年我国无缝钢管产量已达2018万t。据不完全统计，我国已投产和即将投产的连轧管机组共有26套，连轧管机组年产能在1000万t以上，按照连轧管机组平均消耗芯棒1.0kg/t管计算，年消耗芯棒近1万t。由此可见，连轧管机芯棒国产化工作十分必要。

另一方面，随着钢管业竞争的日益加剧，降低生产成本、提高生产效益成为人们关注的焦点，而影响钢管生产成本的重要因素之一是芯棒的成本。那么提高芯棒的使用寿命，同时降低制造芯棒材料使用量是提高芯棒经济效益的重要途径。同样的材料采用不同的处理方式，提高芯棒的质量，从而提升芯棒使用寿命，这对钢管企业生产成本的下降至关重要。高性能的空心芯棒恰恰能满足这些要求。空心芯棒能降低芯棒重量30％以上，芯棒材料成本降低65％以上。空心芯棒的开发不仅降低芯棒总的制造成本，而且因为芯棒重量的降低从而降低连轧管机的负载，减少轧机的维修频率，提高生产效率。

传统的台车式电炉或者煤气炉对空心芯棒进行热处理加热存在三个问题：a.加热空心芯棒时，空心芯棒在台车上相对位置固定，如果是大尺寸空心芯棒加热，靠近炉顶和台车表面的两个部位由于加热温度存在差异，很容易造成空心芯棒四个象限性能不一；b.空心芯棒是随着台车一起进入炉内，由于靠近炉门端和远离炉门端两个温区存在温差，那么也会造成空心芯棒两端的性能存在差异，这个直接影响到空心芯棒的使用寿命。c.装料及出料节奏慢，产量较低。图1为传统的空心芯棒在台车式电炉里的加热的示意图。

综上，对加热炉进行在线热处理的工艺亟待改进。采用步进式加热炉进行在线热处理的工艺，能够使得空心芯棒不同部位的性能相对稳定，从而提升空心芯棒的使用寿命，而此方法未见报道。

发明内容

为解决上述技术中存在问题，本发明的目的在于提供一种空心芯棒在线热处理的方法，使得空心芯棒各个部位材料的性能统一，从而提升其使用寿命，并使得生产节奏更加连贯。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种空心芯棒在线热处理的方法，该方法是在高温步进梁式加热炉和在低温步进梁式加热炉进行的，该方法包括有以下步骤：

(1)入口装料：将需热处理的空心芯棒移动至高温步进梁式加热炉前的上料台架，通过炉内辊道从入炉口送至炉内；

(2)步进梁传动：高温步进梁式加热炉内的步进梁上升后将所述空心芯棒托起，向前平移后步进梁下降，空心芯棒靠重力沿着炉内固定梁弧面滚到固定梁下一个齿根上，空心芯棒在滚落到下一个固定梁齿根上的过程中空心芯棒自身滚动15°角；

(3)加热：空心芯棒在高温步进梁式加热炉内的二个温度区段加热，升温区段温度为850℃～960℃、保温区段温度为900℃～960℃；

(4)出口出料：空心芯棒在保温区段加热达到900℃～960℃，保温时间为1h～2h，然后由高温步进梁式加热炉内出炉辊道传送至出炉口；

(5)淬火：空心芯棒出高温步进梁式加热炉后，在炉旁的水冷装置进行淬火，淬火时间为200s，淬火介质为水；

(6)低温步进梁式加热炉回火：在低温步进梁式加热炉内，经步骤(5)淬火后的空心芯棒加热升温温度为500℃～600℃、保温温度为600℃～640℃，保温时间为1h～2h，空心芯棒出炉后进行空冷；

(7)性能测试：对空冷后的空心芯棒取样进行力学性能测试。