【文章內(nèi)容簡介】 60℃），并保溫一定時間（20～60min根據(jù)鋼種壁厚確定），在爐內(nèi)冷卻至300℃以下出爐。然后將正火后的管料用吊車放在輥底式回火爐上料臺架上，成排送入輥底式回火爐中加熱到回火所需的溫度（690~780℃），并保溫一定時間（約70min），在爐內(nèi)冷卻至300℃以下出爐。熱處理后的管料再送回各分廠進行后步加工。各分廠部分需要水壓的出口管及必須經(jīng)水壓的商品管可運至本生產(chǎn)線進行試驗。 生產(chǎn)工藝流程框圖鋼管淬火、回火熱處理線生產(chǎn)工藝流程框圖見圖2－1。高壓鍋爐管熱處理生產(chǎn)工藝流程框圖見圖2－2圖2－1 鋼管淬火、回火熱處理線工藝流程圖圖2－2 高壓鍋爐管熱處理線工藝流程圖 工作制度及年工作小時 熱處理生產(chǎn)線采用三班連續(xù)工作制。每年大修一次，每次為14天；中修一次，每次為7天。每周用一個班進行設(shè)備小修。 年工作時間確定如下： 年日歷時間： 8760h(365d) 節(jié)假日： 240h(10d) 每年大、中修時間： 504h(21d) 小修每周一次共計： 392h 以上非生產(chǎn)時間共計： 896h 年規(guī)定工作時間： 7864h 換輥、換工具及其它停工時間： 864h 年（有效）工作時間： 7000h 主要工藝設(shè)備選擇及其特點根據(jù)高鋼級無縫石油油管、套管、接箍料、鉆桿管料、合金管、管線管以及高壓鍋爐管熱處理工藝要求，選用了一條鋼管淬火、回火熱處理生產(chǎn)線用于上述無縫鋼管的熱處理，采用一座輥底式正火爐和一座輥底式回火爐用于高壓鍋爐管的無氧化熱處理。 熱處理爐的選擇熱處理爐是熱處理生產(chǎn)線的主要設(shè)備。在鋼管淬火、回火熱處理線上，一般都選用兩座爐子分別用于鋼管的淬火和回火處理，它可以使鋼管在淬火后及時進行回火，避免鋼管在淬火后因擱置時間久產(chǎn)生裂紋，對一些高鋼級的鋼種特別有利，同時它可以保證生產(chǎn)的連續(xù)性，提高生產(chǎn)線的作業(yè)率，滿足大批量生產(chǎn)的要求。本次設(shè)計擬采用步進式燃氣熱處理爐，其加熱溫度容易控制，加熱均勻、溫差小、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，國內(nèi)外一般都普遍采用這種爐型。 對于高壓鍋爐管，根據(jù)其熱處理工藝，要求無氧化熱處理，故選擇采用氮氣為保護氣氛的輥底式正火爐和回火爐，保證鋼管在熱處理過程中無氧化，表面狀態(tài)良好。 水淬火裝置鋼管淬火有水淬火、油淬火和介質(zhì)水淬火等方式。采用哪種方式淬火與熱處理鋼種和所掌握淬火技術(shù)程度有關(guān)?，F(xiàn)有淬火熱處理線采用水淬火工藝，能滿足目前油井管的淬火要求。因此，鋼管淬火、回火熱處理線擬采用水淬火方式，既能保證淬火質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，又能解決環(huán)境污染問題。淬火方式擬采用外淋內(nèi)噴式，同時對于壁厚較厚的鋼管也可進行槽淬方式。 定徑機由于熱處理的鋼管規(guī)格較大，熱處理后的鋼管外徑增加，為了保證熱處理后的鋼管有較高的外徑精度和平直度，在鋼管回火爐之后設(shè)置定徑機進行鋼管定徑。為提高定徑精度，擬采用3機架三輥式定徑機。 熱矯直機熱處理后的鋼管除熱定徑外還需要矯直。由于熱處理的鋼級中既有高鋼級又有低鋼級，需要分別采用熱矯和溫矯兩種方式對鋼管進行矯直。為了確保矯直質(zhì)量并盡量節(jié)約投資，設(shè)計考慮選用一臺矯直機既可進行熱矯，同時保證在鋼管溫度較低的情況下也能進行矯直。 硬度試驗機設(shè)硬度試驗機的目的在于抽查熱處理后的管體硬度，根據(jù)硬度值的大小及時調(diào)整熱處理制度，確保生產(chǎn)高質(zhì)量的熱處理鋼管，所以硬度試驗機測量硬度值必須是精確的。為確保測量精度，硬度試驗機按引進考慮。 管體探傷裝置為確保熱處理后的鋼管管體質(zhì)量，需對其全長進行管體探傷。探傷設(shè)備是控制產(chǎn)品最終質(zhì)量的設(shè)備，探傷裝備性能好，一方面可提高用戶對產(chǎn)品的信賴，另方面可正確判斷廢次品，提高鋼管成材率。因此，設(shè)計上考慮探傷裝置引進。 管端磁粉探傷裝置無論采取何種管體探傷方式，管端均有盲區(qū)，因此管端需要補充探傷。目前一般管端探傷都采用磁粉探傷。本設(shè)計擬采用磁粉探傷裝置對管端進行探傷。為確保探傷質(zhì)量，設(shè)計上擬按引進該設(shè)備考慮。 水壓試驗機對于油管、套管、管線管以及其他一些用戶要求進行水壓試驗的鋼管，要進行水壓試驗。現(xiàn)公司Φ340mm機組后管加工分廠已配備水壓試驗機。為滿足89分廠和108分廠部分產(chǎn)品進行水壓試驗的要求，擬增設(shè)一臺水壓試驗機，~。 熱處理線選用工藝設(shè)備的特點熱處理線上選用的工藝設(shè)備具有以下特點：a) 采用1座步進式淬火爐和1座步進式回火爐，用于鋼管熱處理。這種爐型具有加熱溫度均勻、鋼管變形小等優(yōu)點，回火爐設(shè)有高溫煙氣循環(huán)風機，可保證回火時的溫度均勻和節(jié)約能源。b) 采用鋼管水淬火方式，確保鋼管全長冷卻均勻，不產(chǎn)生彎曲。另外采用水淬火方式不會產(chǎn)生油煙，操作環(huán)境較好。c) 采用了熱定徑機，保證管子有很好的尺寸精度，同時還可提高被定徑鋼管的直線度。d) 設(shè)置了輥式冷熱矯直機可滿足對不同溫度鋼管的矯直要求。e) 采用雙向鏈式冷床，在冷卻鋼管的同時，進一步保證管子有良好的直線度。f) 設(shè)置硬度試驗機，在線抽查熱處理后的管體硬度，可根據(jù)硬度值的大小及時調(diào)整熱處理制度，確保生產(chǎn)高質(zhì)量的熱處理鋼管。g) 熱處理線上設(shè)置完善的無損檢測裝置，確保生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。 主要工藝設(shè)備組成及主要設(shè)備性能 設(shè)備組成熱處理生產(chǎn)線設(shè)備包括：輥底式無氧化正火爐 1座輥底式無氧化回火爐 1座水壓試驗機 1臺步進式淬火爐 1座水淬火裝置 1套步進式回火爐 1座高壓水除鱗裝置 1套定徑機 1臺雙向鏈式冷床 2座熱矯直機 1臺硬度試驗機 1臺取樣鋸 1臺吸灰裝置 1套管體探傷裝置 1套管端磁粉探傷裝置 1套輸送及連接設(shè)備 1套改尺鋸 1套 引進技術(shù)及設(shè)備熱處理生產(chǎn)線的設(shè)備主要立足國內(nèi)，本著既先進，又成熟可靠的原則，選用了生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、操作方便、性能可靠的設(shè)備。對于某些保證產(chǎn)品質(zhì)量，而國內(nèi)尚不能制造或不能滿足要求的設(shè)備，如輥底式無氧化熱處理爐關(guān)鍵部件、探傷裝置、硬度試驗機等，考慮采用進口設(shè)備。初步確定擬引進的設(shè)備見表2－3。表2－3 引進設(shè)備表序號設(shè) 備 名 稱單位數(shù)量擬引進國別1硬度試驗機臺1德國、美國2管體無損探傷裝置套1德國、美國3管端磁粉探傷裝置組1意大利、美國 主要設(shè)備性能 熱處理爐 見工業(yè)爐篇。 水淬火裝置淬火管子規(guī)格： 外徑 60～245mm 壁厚 ～30mm 長度 6～淬火裝置數(shù)量 1個管子進槽和出槽方式 機械式淬火噴嘴噴射速度 10～15m/s淬火噴嘴噴射壓力 8bar 高壓水除鱗裝置鋼管規(guī)格： 外徑 60～245mm 壁厚 ～30mm 長度 6～高壓水壓力 16Mpa高壓水耗量 48m3/h(最大) 定徑機 用途：用于管料熱處理后的定徑，確保鋼管直徑精度。型式 3輥式機架數(shù) 3軋輥直徑 700mm鋼管規(guī)格： 外徑 60～245mm 壁厚 ～30mm 長度 6～定徑溫度 500～720℃定徑機入口速度 ～ 熱矯直機用途：用于經(jīng)熱定徑后鋼管的矯直。鋼管規(guī)格：外徑60～245mm壁厚～30mm長度6～矯直機型式6輥式，帶矯直輥快開裝置矯直溫度300～550℃矯直速度～ 管體探傷裝置鋼管規(guī)格： 外徑 60～245mm 壁厚 ～30mm 長度 6～探傷速度 15～35m/min 水壓試驗機鋼管規(guī)格： 外徑 60～ 壁厚 ～ 長度 6～ 最大試驗壓力 100MPa 工藝平面布置熱處理生產(chǎn)線設(shè)備布置在原100分廠AB、BC跨和新增的A’B’、B’C’跨廠房內(nèi)，主廠房面積16920m2，其中新增主廠房面積8280m2，新增廠房吊車軌面標高9m。BC跨布置一座輥底式正火爐和一座輥底式回火爐。東側(cè)是高壓鍋爐管的管料庫，用于接收各分廠送來進行熱處理的管料和向各個分廠發(fā)送熱處理后的管料。當正火爐和回火爐能力不匹配時，西側(cè)留有堆放場地作為熱處理中間產(chǎn)品的堆放場地。AB跨是鋼管淬火、回火熱處理線管料庫和半成品庫跨。由于水壓試驗機不但要承擔鋼管淬火、回火熱處理線的部分鋼管的水壓試驗，而且還要承擔其他分廠部分石油管、管線管等鋼管的水壓試驗，鋼管淬火、回火熱處理線管料庫和半成品庫還要存儲這部分鋼管。水壓試驗機布置在該跨廠房中部，工藝流程順暢，物料流程短。鋼管淬火、回火熱處理線布置在A’B’跨和B’C’跨。A’B’跨廠房內(nèi)有淬火爐、淬火裝置、回火爐上料臺架、硬度試驗機、管體探傷、管端探傷、人工修磨、改尺鋸等設(shè)備。硬度試驗不合格需再進行回火處理的鋼管可用吊車直接放在回火爐上料臺架上或淬火爐上料臺架上，再重新進行相應(yīng)的熱處理。B’C’跨廠房有高壓水除鱗裝置、定徑機、熱矯直機等設(shè)備。回火爐橫跨A’B’、B’C’兩跨廠房。鋼管淬火、回火熱處理線的布置工藝流暢、合理，物流流程短，無交叉運輸，布置緊湊，避免了鋼管頻繁過跨。－1 。 技術(shù)經(jīng)濟指標熱處理生產(chǎn)線的主要技術(shù)經(jīng)濟指標見表2－4。表24 主要技術(shù)經(jīng)濟指標序號指標名稱單位數(shù)量備注1年熱處理量t2000002年需原料鋼管t2022603主廠房面積m216920其中：新建m282804熱處理線設(shè)備總重量t1925不包括工業(yè)爐其中：工藝設(shè)備t1605 起重設(shè)備t3205熱處理線裝機容量kWh3220不包括工業(yè)爐6職工人數(shù)人75其中：生產(chǎn)工人人687全員勞動生產(chǎn)率t/()其中：生產(chǎn)工人t/()29418單位產(chǎn)品原、輔料及動力消耗（1）原料t/t（2）燃料GJ/t（3）電kWh/t60（4）水m3/t70包括循環(huán)水（5）壓縮空氣m3/t（6）軋輥及工具kg/t（7）耐火材料kg/t3（8）潤滑油、液壓油kg/t13 工業(yè)爐鋼管廠石油管熱處理線設(shè)有步進式淬火爐一座, 步進式回火爐一座。高壓鍋爐管熱處理線設(shè)有無氧化輥底式正火爐一座, 無氧化輥底式回火爐一座。步進式淬火爐年處理各類成品鋼管15萬t, ～245mm,范圍比較大。經(jīng)比較，設(shè)計齒距為150mm,～, 直徑127～245mm采用間隔一根裝料?！?，直徑127～245mm的出鋼節(jié)奏最快70根/h。爐子設(shè)計最大產(chǎn)能40t/h,步進周期14秒。淬火爐裝出料輥道中心距（有效爐長）13000mm，爐寬15000 mm。設(shè)計年作業(yè)時間7000h，年純作業(yè)時間6638h，%。步進式回火爐年處理全部淬火鋼管15萬t, ～245mm。經(jīng)比較，設(shè)計齒距為150mm,～, 直徑127～245mm采用間隔一根裝料,?！睆?27～245mm的出鋼節(jié)奏最快70根/h。爐子設(shè)計最大產(chǎn)能40t/h,步進周期14秒?；鼗馉t裝出料輥道中心距（有效爐長）21750 mm, 爐寬15000 mm。設(shè)計年作業(yè)時間7000h，年純工作時間6638h，%。高壓鍋爐管熱處理線無氧化輥底式正火爐年處理各類成品鋼管5萬t, ～365mm。輥底式正火爐加熱段爐長32200mm,冷卻段長度～25000mm，裝出料密封室各2000mm，全長～61200mm, 爐寬2000mm，爐寬設(shè)計利用率90% ，輥底式正火爐年工作4809h，%。高壓鍋爐管熱處理線無氧化輥底式回火爐年處理各類成品鋼管5萬t, ～365mm?；鼗馉t加熱段爐長48200mm, 冷卻段長度～20000mm，裝出料密封室各2000mm，全長～%。輥底式回火爐年工作5587h，%，滿足產(chǎn)量及品種要求。爐子最大設(shè)計能力：淬火爐：　最大40 t/h　　　回火爐：　最大40 t/h　　　爐子最大出料頻率：淬火爐： 140 根/h回火爐： 140 根/h最大裝爐量：淬火爐： 82根回火爐： 140 根淬火爐和回火爐都采用斜臺面升降液壓驅(qū)動步進梁式爐，輥道裝料, 輥道出料,側(cè)進側(cè)出。步進梁和固定梁都采用耐熱合金鋼制造的無水冷梁。淬火爐設(shè)計分加熱段和均熱段兩段供熱，加熱段占供熱總量的 ～70%，均熱段占供熱總量的～30%。爐寬方向上分左段、中段、右段，對每段爐溫進行空煤氣比例燃燒自動控制。淬火爐均熱段及加熱段采用高速調(diào)焰燒嘴，（加熱段也可采用平焰燒嘴）每個調(diào)焰燒嘴設(shè)電點火裝置及火焰檢測裝置?；鼗馉t設(shè)計分加熱段和均熱段兩段煙氣循環(huán)，保持爐溫均勻恒定?；鼗馉t供熱系統(tǒng)沿鋼管運行方向分加熱段、保溫段，爐寬方向分左、中、右三段，每段設(shè)置２個燃燒室，每個燃燒室設(shè)置一個多段供風調(diào)焰燒嘴，2６個燒嘴各設(shè)火焰監(jiān)測及聯(lián)鎖控制，燒嘴采用電點火方式。 淬火爐和回火爐尺寸淬火爐、回火爐的主要尺寸初定見表3－1。表3－1 淬火爐、回火爐的主要尺寸序號項目單位淬火爐回火爐1爐子有效長度（裝出料輥道中心距）mm13000217502內(nèi)砌長度mm13860226103外砌長度mm14696234464爐膛內(nèi)砌寬度mm