新一代TMCP技术在钢管热处理工艺与设备中的应用研究

摘要

1 钢管的热处理工艺及控冷技术在钢管生产中的应用现状

1.1 钢管热处理

1.2 钢管的热处理工艺

1.2.1 钢管主要的热处理工艺

1.2.2 钢管在线常化工艺

1.2.3 钢管在线加速冷却工艺

1.2.4 淬火热处理工艺

1.3 以超快冷技术为核心的新一代TMcP技术

1.4 钢管控制冷却技术发展现状

2 天津钢管加速冷却系统研究

2.1 控制冷却原理及常用冷却方式

2.2 冷却设备及其现场布置

2.2.1 冷却器结构简介

2.2.2 冷却辊道及其布置

2.2.3 供风供水设备配置

2.3 加速冷却系统应用效果

2.3.1 现场应用状况

2.3.2 冷却试验分析

2.4 钢管螺旋形冷却不均问题的分析

2.5 宝鸡钢管柔性热处理设备与连续热处理装置的研制

3 宝鸡钢管管材柔性热处理设备研制

3.1 设备主要技术参数

3.1.1 试样尺寸

3.1.2 加热和冷却系统

3.1.3 液压系统

3.1.4 真空系统

3.1.5 气动系统

3.1.6 水冷系统

3.2 柔性热处理设备机械结构设计

3.2.1 设计理念

3.2.2 平面布置

3.2.3 炉体

3.2.4 夹具系统

3.2.5 液压系统

3.2.6 真空系统与保护气系统

3.3 管材柔性热处理设备加热与冷却系统

3.3.1 加热系统

3.3.2 冷却系统

3.4 管材柔性热处理设备的控制系统

3.4.1 控制系统的硬件配置

3.4.2 控制系统的软件结构

3.5 管材柔性热处理装置的人机界面

3.5.1 试验参数设定界面

3.5.2 数据处理界面

3.5.3 数据库管理界面

3.6 现场实验效果

3.6.1 φ73mm×5.5 1mm×550mm管试样喷水淬火实验

3.6.2 550mm×200mm×1.9 mm板试样喷雾冷却实验

3.6.3 550mm×200mm×1.9 mm板试样喷气冷却实验

3.6.4 550mm×200mm×9.1 7mm板试样喷水冷却实验

3.6.5 550mm×200mm×13.7 2mm板试样喷水冷却实验

4 宝鸡钢管管材连续热处理装置的研制

4.1 装置概述

4.1.1 主要技术参数

4.1.2 装置布局

4.1.3 工艺流程

4.2 辊道系统

4.2.1 辊道概述

4.2.2 辊道冷却

4.3 中频感应加热炉

4.3.1 技术参数

4.3.2 中频电源

4.3.3 感应加热器

4.3.4 闭式冷却塔

4.4 电阻炉（1号／2号电阻炉）

4.4.1 主要性能指标

4.4.2 电阻炉结构特点

4.5 超快速冷却（UFC）系统

4.5.1 技术参数

4.5.2 设备结构特点

4.6 内喷外淋装置

4.6.1 设备的组成及功能特点

4.6.2 润滑控制系统

4.7 液压系统

4.7.1 液压站组成

4.7.2 站内配管

4.7.3 控制阀台

4.7.4 蓄能器单元

4.7.5 中间配管

4.8 连续热处理装置控制系统

4.8.1 控制系统结构

4.8.2 软硬件配置

4.8.3 控制系统功能

4.8.4 人机界面和数据库

4.9 现场应用效果

4.9.1 现场试验状况

4.9.2 超快冷系统的冷却能力

5 利用超快冷技术开发DP钢管的工艺研究

5.1 开发DP钢管热处理工艺及设备简介

5.2 利用热轧Q345无缝钢管开发DP钢管的热处理工艺探讨

5.2.1 热轧Q345无缝钢管的初始组织

5.2.2 热轧Q345钢管热处理为DP钢管的显微组织

5.2.3 循环热处理获得超细晶双相无缝钢管

5.3 热处理冷拔Q345钢管为DP钢管实验研究

5.3.1 开发冷拔Q345钢管为DP钢管的热处理工艺

5.3.2 热处理冷拔Q345钢管为DP钢管的显微组织

5.3.3 热处理冷拔Q345钢管为DP钢管的力学性能分析

6 利用超快冷技术开发冷拔TRIP无缝钢管的工艺研究

6.1 冷拔TRIP无缝钢管的两段式热处理工艺研究

6.1.1 实验材料

6.1.2 两段式热处理工艺的制定

6.1.3 两段式热处理试样的微观组织

6.1.4 拉伸断裂前后残余奥氏体含量及其中的碳浓度分析

6.1.5 不同热处理工艺下试样的力学性能

6.2 冷拔TRIP无缝钢管的中频感应热处理工艺探讨

6.2.1 工艺设计思路

6.2.2 试制TRIP无缝钢管的热处理工艺

6.2.3 试制TRIP无缝钢管的组织性能

6.2.4 试制TRIP无缝钢管的基体组织

6.2.5 试制TRIP无缝钢管内的残余奥氏体含量

6.3 TRIP钢无缝管的周向力学性能和成型陛能研究

6.3.1 管端扩口性能的研究

6.3.2 周向力学性能的研究

6.3.3 液压自由膨胀性能的研究

6.4 实验室T型管接头的试制

6.5 冷弯成型异形管的工业试制

7 结论

参考文献

《RAL·NEU研究报告No.0006：新一代TMCP技术在钢管热处理工艺与设备中的应用研究》介绍了钢管的热处理工艺及控冷技术在钢管生产中的应用现状；天津钢管加速冷却系统设备与应用、宝鸡石油钢管管材柔性热处理设备和管材连续热处理装置的研制情况；详细介绍了RAL国家重点实验室近年来利用新一代TMCP技术开发DP、TRIP钢管的工艺研究成果。
　　《RAL·NEU研究报告No.0006：新一代TMCP技术在钢管热处理工艺与设备中的应用研究》对冶金企业、科研院所从事钢管材料研究与开发、工艺开发和钢管热处理设备研发的人员有重要的参考价值，也可供中、高等院校中的钢铁冶金、材料学、材料加工及热处理等专业的从教人员和研究生阅读、参考。