[发明专利]一种扩管机组多段中频加热方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属管材压力加工领域中的扩管机组多段中频加热方法及装置，特别是涉及一种大口径薄壁钢管的热扩感应加热方法及装置。

背景技术

目前，大口径钢管的应用越来越广泛，钢管口径也快速的增大。现有的成套热轧加工设备，不能满足日益增长的钢管口径不断增大的要求。在直径超过300mm以上的钢管中，有50％以上靠后续的热扩管工艺完成。

我国热扩管方法的技术进步主要体现在加热装置的应用，从最开始的燃料加热炉加热、电炉加热、中频加热到目前的中频控温加热，随着长程油缸的普及，两步法扩管也都趋于改进为一步法。中频加热加工方法适合大口径钢管，能耗低，容易实现温度控制，目前已经在我国广泛使用。

现有的扩管机组中频加热装置如附图1所示，它只有一个螺旋感应圈2，该螺旋感应圈2的结构如附图2、附图3和附图4所示，该螺旋感应圈由截面为中空矩形的紫铜加热线圈8、支架10、底座9、导线连接头11和冷却水接头12组成。支架10固定在底座9上，加热线圈通8过锁紧螺母7固定在两个支架10之间，导线连接头11和冷却水接头12安装在加热线圈8的两端，整个螺旋感应圈2安装在扩管机组的导轨上。加热线圈8一端的冷却水接头12接有冷却水，另一端为出水口，保证在加热时为螺旋感应圈提供足够的冷却水。

热扩钢管最重要的质量控制指标是壁厚工差，它比热轧钢管有较大的程度提高，但实际的工艺过程往往不能达到它的要求，对于壁厚直径比小于1/40的钢管，就更加困难。其中，加热质难于控制是主要原因，是因为目前所使用的热扩设备都采用单段式中频螺旋感应圈，只有一个中频螺旋感应圈，其温度控制在690～910℃，不能兼顾钢管各个不同截面对温度的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种在钢管扩管机组上使用的多段中频加热方法及装置。

本发明的技术方案是：一种扩管机组多段中频加热方法及装置，其多段中频加热方法是：当钢管在扩管机组上被送入螺旋感应圈内和芯模之间以后，由三个独立的中频电源对三个独立的螺旋感应圈提供电源和温度控制，钢管在螺旋感应圈中的电流作用下加热，加热温度分为预热段、热扩段和定径段，钢管在动力装置的驱动下向前方向运动，芯模紧贴钢管的内壁，并决定钢管的最终直径尺寸，达到加工的要求。

各段螺旋感应圈对钢管的温度控制如下：

预热段：300～500℃；热扩段：500～800℃；定径段：880～980℃。

本发明还提供了一种扩管机组多段中频加热装置，该装置包括三个圈径不同独立安装在扩管机组上的螺旋感应圈，三个螺旋感应圈分为预热段螺旋感应圈、热扩段螺旋感应圈和定径段螺旋感应圈，每个螺旋感应圈都配备一个独立的中频电源。三个螺旋感应圈在扩管机组上呈串联排布，其排布的顺序是：从钢管的进口端依次排布，预热段螺旋感应圈、热扩段螺旋感应圈和定径段螺旋感应圈，三个螺旋感应圈之间的间隔距离为5～8cm，各螺旋感应圈的内径与钢管外径之间的间隔距离为3～8cm。三个螺旋感应圈具有不同的圈径，其比例为1∶1.5∶1.6，分别对应于钢管热扩管中的预热段、热扩段和定径段。

所述的三个螺旋感应圈除了具有不同的圈径，其结构一样，由截面为中空矩形的紫铜加热线圈、支架、底座、导线连接头和冷却水接头组成。支架固定在底座上，加热线圈通过锁紧螺母固定在两个支架之间，导线连接头和冷却水接头安装在加热线圈的两端，整个螺旋感应圈安装在扩管机组的导轨上。加热线圈一端的冷却水接头接有冷却水，另一端为出水口，保证在加热时为感应圈提供足够的冷却水。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

一、改变传统一段式热扩设备中的中频感应加热结构，通过三段分别加热，满足钢管在变形不同阶段的温度要求。

二、该装置具有结构简单、操作方便、效果显著和便于安装在现有拉拔机上。

三、该装置可以根据产品要求，热扩直径300-800mm，长度4-12米以上，壁厚6-18mm的合金钢或碳钢钢管。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

附图说明

附图1为现有的单段中频加热装置结构示意图，图中的箭头方向为钢管的运动方向；

附图2为现有的螺旋感应圈结构示意图；

附图3为附图2中的A-A剖示图；

附图4为俯图2的左视图；

附图5为本发明提供的多段中频加热装置结构示意图，图中的箭头方向为钢管的运动方向。

具体实施方式