[发明专利]防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于钢管冶金领域，更具体地讲，涉及一种防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法。

背景技术

钢管经热处理后，内外表面均会形成较厚的氧化铁皮层，而去除钢管内表面氧化铁皮层的办法主要有内喷砂和内修磨，但是对于小口径钢管而言，例如小口径高压锅炉管或对内表面氧化层有限制的其他小口径钢管品种，内喷砂与内修磨(受内径限制)都难以将其内表面的氧化铁皮层完全清除掉，从而严重影响钢管的后处理和使用。在此，所述的小口径钢管是指内径小于120mm的钢管。

因此，需要设计一种能够有效防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法，以简化钢管热处理之后的处理工序。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

本发明的目的在于提供一种能够有效防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法，热处理之前，在钢管的内孔中放置木质类可燃材料，并将钢管的两端用耐火部件进行封堵，再将钢管进行热处理。

根据本发明的防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法的一个实施例，所述木质类可燃材料选自木材、干草、枯枝中的至少一种。

根据本发明的防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法的一个实施例，所述木质类可燃材料的理论加入量M_理通过下式计算：

M_理＝0.0001769×(D-25)²×L，

其中，M_理的单位是g；D代表钢管外径，单位是mm；S代表钢管壁厚，单位是mm；L代表钢管长度，单位是m。

根据本发明的防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法的一个实施例，所述木质类可燃材料的实际加入量M_实为所述木质类可燃材料的理论加入量M_理的5至10倍。

根据本发明的防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法的一个实施例，所述耐火部件由耐火堵头和耐火纤维组成。

根据本发明的防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法的一个实施例，所述耐火部件可以重复使用。

根据本发明的防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法的一个实施例，所述钢管是小口径钢管，所述小口径钢管为内径小于120mm的钢管。

本发明工艺原理简单，技术效果良好，能够有效地防止钢管在热处理过程中内表面的氧化，降低了钢管内表面的氧化铁皮层厚度，符合产品标准要求。

具体实施方式

在下文中，将结合具体示例来详细说明本发明的防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法。

根据本发明的防止钢管在热处理过程中内表面氧化的处理方法具体为在热处理之前，在钢管的内孔中放置木质类可燃材料，并将钢管的两端用耐火部件进行封堵，再将钢管进行热处理。本发明的主要原理是利用管材内的木质类可燃材料在高温且密封的状态下将钢管内孔中的氧气消耗掉并形成强烈的还原性保护性气氛，从而防止钢管内表面生成氧化铁皮。主要化学原理如下：

1)C(s)+O₂(g)→CO(g)

2)CO(g)+O₂(g)→CO₂(g)

3)Fe_nO_m(s)+CO(g)→Fe(s)+CO₂(g)

当经过本发明处理后的钢管在热处理过程中时，例如正火处于高温的过程中，内孔中的木质类可燃材料在高温作用下产生燃气，木质类可燃材料首先与内孔中的氧气反映生成一氧化碳等可燃气体并逐步碳化产生焦油蒸汽和煤气，一部分焦油蒸汽和煤气从钢管的两端的耐火部件的小缝隙溢出并燃烧，木炭则存留在钢管的内孔中。由于钢管处于密封状态，内孔中的氧气会被消耗地越来越少甚至使钢管内形成无氧状态，钢管内会很快形成以可燃气体为主的强还原性气氛，阻止内表面的氧化。之后，在炉内气氛的搅动下或待钢管出炉后一旦有空气吸入，钢管内余存的高温木炭即与进入的氧气反应生产一氧化碳，一氧化碳溢出则会在钢管的两端的耐火部件的缝隙处燃烧形成间断式火焰，继续阻止内表面的氧化。待热处理结束，钢管的温度降至室温后，钢管的内表面仅有极薄的氧化层，完全符合标准要求，内表面与外表面及端面较厚的氧化铁皮层形成鲜明的对比。