中頻感應(yīng)加熱鋼管熱處理設(shè)備技術(shù)參數(shù)

1、中頻感應(yīng)加熱鋼管熱處理設(shè)備技術(shù)參數(shù)一、概述其設(shè)備主要用于60.3325的各種鋼管、油管、套管、鉆桿、等的整體淬火回火和正火處理。本中頻感應(yīng)加熱鋼管熱處理設(shè)備主要用于273106630-130鋼管的整體淬火回火熱處理。如果按照年產(chǎn)量1萬(wàn)噸計(jì)算:(每年按照工作240天,每天工作7小時(shí)每小時(shí)產(chǎn)量約為:6000公斤(也就是每分鐘加熱100公斤。淬火加熱溫度按照1000計(jì)算,功率為:1500KW.根據(jù)以上計(jì)算,如果按年產(chǎn)量1萬(wàn)噸計(jì)算,功率選擇1500KW,所對(duì)應(yīng)的鋼管加熱走速就很慢,還沒(méi)有到鋼管淬火噴淋裝置時(shí),鋼管溫度就下降達(dá)不到淬火工藝要規(guī)格每米重量(公斤功率選擇1500KW 走速(年產(chǎn)量1萬(wàn)噸功率選

2、擇4000KW 走速(年產(chǎn)量3萬(wàn)噸直徑273壁厚30179 1.79分鐘走1米(每分鐘走558毫米每分鐘走1670毫米直徑600壁厚30419 4.19分鐘走1米(每分鐘走238.7毫米每分鐘走715毫米直徑600壁厚130149714.97分鐘走1米(每分鐘走67毫米每分鐘走200毫米直徑711壁厚305005分鐘走1米(每分鐘走200毫米每分鐘走600毫米直徑711壁厚130185018.95分鐘走1米(每分鐘走54毫米每分鐘走160毫米直徑1066壁厚307617.61分鐘走1米(每分鐘走131.4毫米每分鐘走393毫米直徑1066壁厚130298029.8分鐘走1米(每分鐘走33.6毫

3、米每分鐘走100毫米求。所以要想達(dá)到工藝要求,并滿足273106630-130所有鋼管生產(chǎn)要求,淬火總功率必須選擇為4000KW.回火因?yàn)榧訜釡囟缺容^低,總功率可以選擇3000KW.方案可以選擇三種方式:1、淬火、回火集中在一條生產(chǎn)線上一次完成。2、先進(jìn)行淬火工藝,干完一批后,在回過(guò)頭來(lái)在淬火生產(chǎn)線上完成回火工藝。3、只考慮27360030-130的鋼管工藝要求方案。下面主要介紹第一種方式方案:本套設(shè)備是在以上設(shè)備基礎(chǔ)上,根據(jù)近幾年我公司在感應(yīng)加熱及熱處理方面積累的豐富經(jīng)驗(yàn),按照貴單位提出的工藝要求而作出的更加合理.更加可行的一套方案。該成套設(shè)備主要由中頻淬火部分、中頻回火部分二部分組成。淬火

4、部分包括:中頻電源(1000kW/200Hz、4臺(tái)、電容器柜(4臺(tái)、淬火感應(yīng)器(因?yàn)楝F(xiàn)在貴方?jīng)]有提供詳細(xì)的鋼管規(guī)格表,我方現(xiàn)在只能按照2731066直徑現(xiàn)大概初步進(jìn)行配置感應(yīng)器:共六種規(guī)格第一種:GTR350(加熱273350的鋼管。第二種:GTR450(加熱350450的鋼管.第三種:GTR600(加熱450600的鋼管第四種:GTR750(加熱600750的鋼管第五種:GTR900(加熱750900的鋼管第六種:GTR1066(加熱9001066的鋼管、淬火冷卻裝置(噴霧圈、集液槽、托輥傳動(dòng)裝置等,主要用于鋼管(根據(jù)工藝要求進(jìn)行的淬火?；鼗鸩糠职?中頻電源(KGPS750kW/200Hz

5、、4臺(tái)、電容器柜(4臺(tái)、回火感應(yīng)器(因?yàn)楝F(xiàn)在貴方?jīng)]有提供詳細(xì)的鋼管規(guī)格表,我方現(xiàn)在只能按照2731066直徑現(xiàn)大概初步進(jìn)行配置感應(yīng)器:共六種規(guī)格第一種:GTR350(加熱273350的鋼管。第二種:GTR450(加熱350450的鋼管.第三種:GTR600(加熱450600的鋼管第四種:GTR750(加熱600750的鋼管第五種:GTR900(加熱750900的鋼管第六種:GTR1066(加熱9001066的鋼管、托輥傳動(dòng)裝置等,主要用于鋼管的整體回火。機(jī)械傳輸裝置包括:斜置式托輥傳送機(jī)組、減速電機(jī)、變頻器、上料臺(tái)架和出料臺(tái)架等。控制部分包括:傳感器、紅外測(cè)溫儀、PLC、工控機(jī)、操作柜等。本套

6、設(shè)備感應(yīng)器為整體結(jié)構(gòu)、可實(shí)現(xiàn)快速定位安裝、水電快速聯(lián)接,并可方便的進(jìn)行上下調(diào)節(jié)以適應(yīng)多種規(guī)格鋼管加熱要求。二、工件參數(shù)及工藝要求1、工件尺寸:直徑:2731066。2、淬火正火溫度:880-900;±103、回火溫度:650-680。±10。4、壁厚:30-1305、生產(chǎn)節(jié)拍:按淬火總功率4000KW(分成4臺(tái)1000KW,回火總功率3000KW(分成4臺(tái)750KW。(1066壁厚130100毫米/分鐘(淬火、回火。整條生產(chǎn)線年產(chǎn)量可以達(dá)到3萬(wàn)噸以上。6、工件材質(zhì):鋼種:碳素鋼及低合金鋼壁厚公差:±8%彎曲度:<1mm/1000mm7、鋼管材料長(zhǎng)度8000-

7、12000毫米;三、熱處理工藝流程及工作過(guò)程描述:1、熱處理工藝流程:鋼管由天車(chē)放上上料臺(tái)架進(jìn)行散捆上料機(jī)上料變頻送料輥道將鋼管向前輸送淬火電磁感應(yīng)加熱(低溫爐、(高溫爐加熱到720 1000紅外測(cè)溫并反饋組成閉環(huán)控制調(diào)節(jié)電磁變頻感應(yīng)加熱電爐功率噴淋淬火經(jīng)翻料機(jī)把管子抬起放在管內(nèi)余水瀝干裝置上經(jīng)翻料機(jī)把管子抬起放在回火輥道上(低溫回火感應(yīng)加熱爐(高溫回火感應(yīng)加熱爐加熱到450760紅外測(cè)溫并反饋組成閉環(huán)控制調(diào)節(jié)電磁變頻感應(yīng)加熱電爐功率翻料機(jī)鏈?zhǔn)诫p向冷床翻料機(jī)水環(huán)再次冷卻進(jìn)入探傷工段。2、工作過(guò)程描述根據(jù)用戶提供鋼管規(guī)格的調(diào)質(zhì)要求,鋼管由天車(chē)吊到儲(chǔ)料臺(tái)上,待生產(chǎn)線各工作單元處于正常工作狀態(tài)時(shí),感

8、應(yīng)器通電待料,變頻送料機(jī)正常旋轉(zhuǎn),手動(dòng)或自動(dòng)操作上料機(jī)工作,把第一根鋼管從儲(chǔ)料臺(tái)出口端平穩(wěn)地抬起滾送到到呈傾斜角度安裝的變頻雙托輥送料機(jī)上。變頻雙托輥送料機(jī)以設(shè)定的速度向前送料,變頻送料機(jī)為雙托輥傳動(dòng),速度可調(diào),輥面專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)成圓弧形式,以便加厚管端不產(chǎn)生阻斷現(xiàn)象。雙托輥裝置和鋼管前進(jìn)方向有一定的夾角,使鋼管保持適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度,這樣就使鋼管既有自身的旋轉(zhuǎn)還能按照要求的速度前進(jìn)。由于采用了感應(yīng)器防漏磁爐口板設(shè)計(jì),所以感應(yīng)器不會(huì)對(duì)爐間輥道加熱,故所有的輥道采用普通鋼設(shè)計(jì)。在高溫區(qū)的輥道軸內(nèi)裝有內(nèi)水冷卻裝置,冷卻送料輥的軸和軸承,便于鋼管連續(xù)加熱。鋼管經(jīng)輥道進(jìn)入電磁變頻淬火加熱區(qū),加熱區(qū)由4套1000

9、KW變頻電源配8臺(tái)變頻電磁感應(yīng)爐組成淬火電磁感應(yīng)加熱區(qū),加熱溫度7201000,保證工件加熱溫度均勻。鋼管向前移動(dòng)經(jīng)過(guò)三級(jí)噴淋冷卻淬火(其中前兩級(jí)為噴水霧氣冷卻,后一級(jí)為噴水冷卻。加熱大管子時(shí)四級(jí)冷卻都打開(kāi),若加熱的是小管子時(shí)水冷圈只開(kāi)二級(jí)就行。第四級(jí)空氣冷卻的部分不僅對(duì)鋼管進(jìn)行冷卻淬火,還可以將水淬后留在管子外表面的水分吹干,從而有效的避免了留在管子外表面的水對(duì)鋼管進(jìn)行回火感應(yīng)加熱的影響。在電磁感應(yīng)加熱爐的出口處安裝進(jìn)口的雙色比色紅外測(cè)溫儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)油管的溫度,并把信號(hào)反饋到變頻電源,自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻電源的輸出功率,組成閉環(huán)控制系統(tǒng),從而控制產(chǎn)品工藝溫度差在允許的誤差范圍內(nèi)。加熱好的鋼管進(jìn)入噴淋淬

10、火區(qū),由于工件材質(zhì)為含碳量0.3%左右的低合金鋼適合采用水為淬火介質(zhì),我們采用環(huán)狀冷卻裝置連續(xù)將水流噴射到被加熱的鋼管表面,從而達(dá)到完全淬透管壁所要求的快速均勻散熱的效果。強(qiáng)噴淋515秒之內(nèi)達(dá)到淬火馬氏體組織轉(zhuǎn)變,要求的壓力為1.01.2MPa,流量350m3/h,保證使工件表面產(chǎn)生的蒸汽膜破壞,使鋼管迅速達(dá)到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度,全部轉(zhuǎn)變?yōu)榇慊瘃R氏體,從而保證回火索氏體。由于噴淋中會(huì)有氧化皮脫落在淬火介質(zhì)中,淬火介質(zhì)必須經(jīng)過(guò)沉淀池粗濾、磁性吸濾、網(wǎng)過(guò)濾等多級(jí)處理(水泵、管道沉淀池和過(guò)濾冷卻由用戶配套。噴淋區(qū)要設(shè)置隔離來(lái)防止水飛濺,為利于水的回用和減少水的損耗,還應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩把水蒸汽抽出廠房外,以保

11、證車(chē)間的干燥。噴淋淬火后的鋼管由輥道傳送至管內(nèi)除水段由翻板機(jī)把鋼管抬放在傾斜臺(tái)上,經(jīng)瀝水后,再由翻板機(jī)抬放至回火線輥道上,在輥道的輸送下進(jìn)入變頻回火電磁感應(yīng)加熱區(qū),加熱溫度450760?；鼗鹱冾l電磁感應(yīng)加熱電源為4套配8臺(tái)電磁變頻感應(yīng)加熱爐組成回火電磁感應(yīng)加熱區(qū)。在后部一個(gè)電磁感應(yīng)爐的出口處安裝進(jìn)口的雙色比色紅外測(cè)溫儀來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)鋼管的溫度,并把信號(hào)反饋到變頻電源,自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻電源的輸出功率,組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。經(jīng)回火后的鋼管通過(guò)翻料機(jī)構(gòu)翻出落入儲(chǔ)料區(qū)。最終,鋼管被運(yùn)至探傷工段進(jìn)行探傷檢測(cè)(探傷工段用戶自制。以上工作過(guò)程由操作工人在計(jì)算機(jī)上,按所需加熱的鋼管,輸入規(guī)格型號(hào)等相關(guān)參數(shù)后,設(shè)備即可進(jìn)行

12、自動(dòng)工作。五、設(shè)備主要描述及技術(shù)指標(biāo)1、電源功率:4000KW(分成4臺(tái)1000KW+3000kW(分成4臺(tái)750KW;2、電源頻率:200HZ;3、啟動(dòng)成功率:100;4、控制溫度精度:±10;5、淬火溫度:900;6、回火溫度:6807、產(chǎn)量:每小時(shí)18000Kg,8、控制方式:自動(dòng)、手動(dòng);9、每種規(guī)格規(guī)格鋼管使用八臺(tái)1000KW加熱爐(每臺(tái)1000KW中頻電源各帶兩臺(tái)加熱爐體及相關(guān)設(shè)備用于鋼管的淬火;10、每種規(guī)格規(guī)格鋼管使用八750KW加熱爐(每臺(tái)750KW中頻電源各帶兩臺(tái)加熱爐體及相關(guān)設(shè)備用于鋼管的淬火;六、現(xiàn)場(chǎng)工作條件:1、設(shè)備參數(shù)及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的條件要求1設(shè)備總功率7000K

13、W,頻率200Hz;2冷卻爐體的冷卻進(jìn)水溫度035°3冷卻爐體的出水溫度小于55°4冷卻爐體的進(jìn)水水壓0.20.3MPa;5使用環(huán)境:1室內(nèi)安裝,設(shè)備接地良好,接地線顏色與控制線有明顯區(qū)別(接地線顏色為黃色,其截面積>4mm2,接地電阻不大于4;2海拔高度不超過(guò)1000米,否則應(yīng)降低額定值使用;3周?chē)h(huán)境溫度不超過(guò)+40,不低于+5;4空氣相對(duì)濕度不大于85%;5無(wú)劇烈振動(dòng),無(wú)導(dǎo)電塵埃,無(wú)各種腐蝕性氣體及爆炸性氣體;6安裝在通風(fēng)良好場(chǎng)合。6電網(wǎng)要求a中頻電源配電總?cè)萘坎恍∮?750KVA,由二臺(tái)2500KVA整流變壓器及二臺(tái)1900KVA整流變壓器給中頻電源供電。其參

14、數(shù)如下:1.1.1輸入電壓:10KV;1.1.2輸出電壓:660V.660V;1.1.3接線方式:/,丫-11;1.1.4進(jìn)線電壓±5%可調(diào);1.1.5短路阻抗:6-8%;2整套裝置額定功率輸出運(yùn)行時(shí),向公用電網(wǎng)注入的諧波電流及在公用電網(wǎng)中的諧波電壓符合GB/T14549-93標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。3變壓器的繞組可滿足爐子滿爐冷料啟動(dòng)時(shí)及允許短期功率超載時(shí)的電參數(shù)。變壓器除其他附件外,下部設(shè)有四個(gè)輪子,便于安裝維修時(shí)拉出。變壓器由國(guó)家認(rèn)可的正規(guī)變壓器生產(chǎn)廠家制造。b電網(wǎng)電壓應(yīng)為正弦波,諧波失真不大于5%。c三相電壓間不平衡度應(yīng)小于±5%。d電網(wǎng)輸入電壓為線電壓交流10000V(6000

15、V,電網(wǎng)電壓持續(xù)波動(dòng)范圍不超過(guò)±10%,電網(wǎng)頻率變化不超過(guò)±2%(即應(yīng)在4951HZ間。e中頻電源輸入電壓:660V。f附助設(shè)備電源容量:小于200KVAg噴淋水泵的電源容量:小于80KVA附助設(shè)備電源電壓:380V±10%。三相四線制。2、水冷卻系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)1、加熱爐水冷卻系統(tǒng):采用風(fēng)水冷卻器;每?jī)商?000KW中頻設(shè)備(淬火選擇一套FL-1000風(fēng)水冷卻器進(jìn)行冷卻。每?jī)商?50KW中頻設(shè)備(回火選擇一套FL-750風(fēng)水冷卻器進(jìn)行冷卻。共需兩套FL-1000風(fēng)水冷卻器及FL-750風(fēng)水冷卻器。以上設(shè)備的冷卻也可利用使用方現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。全部設(shè)備耗水量

16、需達(dá)到300立方米/小時(shí)。水壓達(dá)到0.2-0.35Mpa.水質(zhì)要求為純凈冷卻水。進(jìn)水水溫不高于35度。2淬火液冷卻系統(tǒng);根據(jù)計(jì)算,耗水量需達(dá)到350立方米/小時(shí).此冷卻系統(tǒng)需使用方自行提供。七、電源頻率與功率的確定:1.本套設(shè)備的加熱要求為居里點(diǎn)以上加熱根據(jù)計(jì)算所選加熱爐頻率應(yīng)為200Hz,故中頻電源選用200Hz頻率。2.根據(jù)鋼管的重量和生產(chǎn)節(jié)拍可調(diào)節(jié)性,所需加熱功率為4000KW+3000KW,此功率可以滿足所有鋼管的整體淬火、回火,只是不同的鋼管加熱的速度不同而已.八、設(shè)備組成:1.供貨范圍見(jiàn)下表序號(hào)內(nèi)容備注1晶閘管中頻電源KGPS-1000/0.24套2晶閘管中頻電源KGPS-750/

17、0.24套4套31000KW補(bǔ)償電容器0.75-1000-0.2S4套4750KW補(bǔ)償電容器0.75-1000-0.2S5GTR350(加熱273350的鋼管1套(8臺(tái)淬火GTR450(加熱350450的鋼管1套(8臺(tái)淬火GTR600(加熱450600的鋼管1套(8臺(tái)淬火GTR750(加熱600750的鋼管1套(8臺(tái)淬火GTR900(加熱750900的鋼管1套(8臺(tái)淬火1套(8臺(tái)淬火GTR1066(加熱9001066的鋼管6GTR350(加熱273350的鋼管1套(8臺(tái)回火GTR450(加熱350450的鋼管1套(8臺(tái)回火GTR600(加熱450600的鋼管1套(8臺(tái)回火GTR750(加熱60

18、0750的鋼管1套(8臺(tái)回火GTR900(加熱750900的鋼管1套(8臺(tái)回火1套(8臺(tái)回火GTR1066(加熱9001066的鋼管7感應(yīng)加熱爐升降臺(tái)架16套8水冷電纜16套9連接電纜和銅排8套102500KVA整流變壓器2臺(tái)兩臺(tái)1000KW中頻電源共用一臺(tái)1900KVA整流變壓器2臺(tái)兩臺(tái)750KW中頻電源共用一臺(tái)11風(fēng)-水冷卻器2套FL1000(每套冷卻兩臺(tái)1000KW設(shè)備風(fēng)-水冷卻器2套FL750(每套冷卻兩臺(tái)750KW設(shè)備 12淬火噴淋系統(tǒng)1套13自動(dòng)控制系統(tǒng)1套11傳輸輥道1套12上料臺(tái)架1套13出料臺(tái)架1套14控制臺(tái)1套15上、出翻料機(jī)構(gòu)1套九、機(jī)械部分:1、上料臺(tái)架上料臺(tái)架是堆放待

19、加熱鋼管的,臺(tái)架與立柱采用螺栓連接。工作時(shí),吊車(chē)可將整捆料吊放到臺(tái)架上散捆,經(jīng)分離翻料裝置分了后,保證鋼管每次一根自動(dòng)滾到臺(tái)架的端頭。2、進(jìn)料翻板機(jī)構(gòu)進(jìn)料翻板機(jī)構(gòu)液壓驅(qū)動(dòng),共設(shè)有7組翻板,當(dāng)翻板翻起時(shí),鋼管自動(dòng)滾到翻板機(jī)端部定位位置。翻板落下時(shí),鋼管落在雙托輥傳輸輥道上。3、雙托輥傳動(dòng)系統(tǒng)雙托輥傳動(dòng)裝置通過(guò)雙托輥與前進(jìn)方向的夾角角度,既可實(shí)現(xiàn)鋼管自轉(zhuǎn)的速度又可保證前進(jìn)的速度。雙托輥傳動(dòng)裝置采用減速機(jī)加變頻調(diào)速裝置來(lái)保證不同直徑鋼管的前進(jìn)速度要求。雙托輥共95組,托輥間距1600mm,兩輪中心距為260mm,輥輪直徑為300mm,兼顧114.3mm到60.3mm加熱鋼管,其中一組輥輪為動(dòng)力輪,另

20、一組輥輪作為支撐被動(dòng)輪。高溫區(qū)所有托輥轉(zhuǎn)動(dòng)軸設(shè)有水冷卻裝置,托輥支撐采用軸承。為保證工件前后傳遞速度一致和平衡,動(dòng)力采用了95臺(tái)變頻電機(jī)。電機(jī)轉(zhuǎn)速控制設(shè)有變頻器,60.3托輥前進(jìn)速度250mm/S。托輥擺放和中心成適當(dāng)?shù)膴A角。通過(guò)控制入料托輥、熱處理托輥、出料托輥的速度,使鋼管頭尾相接進(jìn)、出各段加熱爐,直至一支鋼管的管體全部離開(kāi)所有加熱爐體,并在上冷床前與其首尾相接的鋼管自動(dòng)分離。4、手動(dòng)電動(dòng)兩用加熱爐升降臺(tái)架為了使不同直徑的鋼管在加熱時(shí)均處于加熱爐的中心,每臺(tái)加熱爐均設(shè)有手動(dòng)電動(dòng)兩用加熱爐升降臺(tái)架。可以同時(shí)電動(dòng)或單臺(tái)手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。每臺(tái)爐體下面安裝一臺(tái)。臺(tái)架上安裝有刻度尺和上下限位保護(hù)裝置。5

21、、淬火液噴淋系統(tǒng)5.1、采用10組高壓水噴淋器,壓力為1.01.2MPa,流量350-400m3/h。淬火水槽為2個(gè)×90m3淬火水循環(huán)回路為從淬火水槽里抽出水經(jīng)過(guò)水泵、閥等進(jìn)入淬火冷卻器、淬火后的水流進(jìn)水箱下部鋼板槽里、經(jīng)過(guò)2次過(guò)濾、自然回流到淬火水槽里。5.2、淬火冷卻器總成6、中間瀝水前翻板機(jī)構(gòu)通過(guò)此機(jī)構(gòu)將噴淋淬火后的鋼管自動(dòng)滾到中間管內(nèi)余水瀝干臺(tái)架上。結(jié)構(gòu)與工作原理與2.2條相同。7、中間管內(nèi)余水瀝干臺(tái)架中間管內(nèi)余水瀝干臺(tái)架又型鋼組焊而成,軸向傾斜3°,橫向傾斜2.5°。8、中間瀝水后翻板機(jī)構(gòu)通過(guò)此機(jī)構(gòu)將瀝水后的鋼管自動(dòng)滾到回火雙托輥傳送輥道上。9、液壓站

22、:額定壓力6.3Mpa,使用壓力4-5Mpa,箱體1.5×1.5×1.5m。油泵:流量32L/min,型號(hào)CB-F32,電機(jī)20Kw.液壓油:46號(hào)液壓油(用戶按要求自備電磁閥:單向閥1個(gè)、同步閥2個(gè)、2位4通閥4個(gè)10、到位擋料定位裝置設(shè)計(jì)一個(gè)帶有彈簧的擋板,鋼管快速傳送到位后碰撞擋板,光電開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)給撥料器動(dòng)作一次,將鋼管撥到側(cè)面的傳送輥道上。5、自動(dòng)控制系統(tǒng)1系統(tǒng)主要組成a、研華工業(yè)控制計(jì)算機(jī)1套b、工控組態(tài)軟件(MCGS系統(tǒng)1套c、可編程控制器(SIEMENS SIMATIC S7-3001套d、紅外測(cè)溫儀(美國(guó)雷泰4臺(tái)e、光電開(kāi)關(guān)(圖爾克若干f、變頻調(diào)速器(西門(mén)子440系列g(shù)、集中操作控制臺(tái)1臺(tái),現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)4臺(tái)(上料、淬火、回火,內(nèi)部包括PLC的遠(yuǎn)程I/Oh、