專利名稱：一種制造鋼管的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造鋼管的裝置和方法，更具體地，涉及一種制造具有改善的表面處理結(jié)構(gòu)的鋼管的裝置和方法。
背景技術(shù)：
通常，制造鋼管的方法包括注射成形方法和將鋼板成形為管狀的方法。由于注射成形方法成本較高，因而使用鋼板的方法被廣泛采用。
由于鋼板變形為管狀，且端部通過電阻焊方法焊接在一起，因此由鋼板方法制成的鋼管稱為電焊管。
制造電焊管的方法廣泛使用在從小直徑到大直徑的大多數(shù)鋼管的制造方法中。如上述制造的小直徑鋼管廣泛應(yīng)用于冷卻裝置的冷凝器中，比如冰箱、制動系統(tǒng)的液壓線路以及其他需要較高耐用性和可靠性的應(yīng)用。因此，這種小直徑鋼管應(yīng)精心制造。
同時，為了防止小直徑鋼管的表面腐蝕，正在研究更加有效的表面處理技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在解決上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于制造鋼管的裝置和方法，所述鋼管的表面經(jīng)由鍍處理從而提高了抗腐蝕性。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于制造鋼管的裝置，該裝置包括用于將鋼板成形為鋼管的管成形裝置；與管成形裝置連接在一個生產(chǎn)線上，以將鋼管加熱到高溫的熱處理裝置；用于使鋼管退火并提供還原氣氛的預(yù)處理裝置；以及鍍處理裝置，該鍍處理裝置包括用于存儲熔融狀態(tài)下由鋁和鋅構(gòu)成的SeAHLume合金的容器；選擇性地插入所述熔融合金中以調(diào)整所述熔融合金液位的液位塊；以及鍍處理部分，所述熔融合金響應(yīng)于液位塊的插入而流入該鍍處理部分，并且鋼管基本垂直地穿過該鍍處理部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于制造鋼管的方法，該方法包括第一步驟，將鋼板成形為鋼管；第二步驟，將成形的鋼管連接以基本垂直地穿過鍍處理部分；第三步驟，熔融由鋁和鋅構(gòu)成的SeAHLume合金；第四步驟，將液位塊插入熔融合金中，以升高合金的液位，從而將熔融合金引入所述鍍處理部分；以及第五步驟，移動鋼管通過鍍處理部分，并且將氣體注入到移動的鋼管內(nèi)，以調(diào)整鍍到鋼管上的合金的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，一種用于制造鋼管的方法，該方法包括第一步驟，將鋼板成形為鋼管；第二步驟，將鋼管加熱到高溫以進(jìn)行熱處理；第三步驟，使鋼管退火并提供還原氣氛；第四步驟，熔融由鋁和鋅構(gòu)成的SeAHLume合金，并使鋼管垂直通過熔融合金，以將所述熔融合金鍍在鋼管表面上；以及第五步驟，冷卻鋼管。


通過結(jié)合附圖，對下面代表性實(shí)施方式的描述將使本發(fā)明的上述及其他的方面和優(yōu)勢顯而易見且更容易理解，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明代表性實(shí)施方式用于制造鋼管的裝置的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明代表性實(shí)施方式鍍處理裝置的橫截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明代表性實(shí)施方式用于制造鋼管的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明代表性的實(shí)施方式將參考附圖加以詳細(xì)地描述，在整個附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
在下文中，將參考附圖對根據(jù)本發(fā)明代表性實(shí)施方式的用于制造鋼管的裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明代表性實(shí)施方式用于制造鋼管的裝置的示意圖。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明代表性實(shí)施方式用于制造鋼管的裝置包括用于將鋼板成形為鋼管的管成形裝置和在鋼管表面鍍上合金的裝置，這兩個裝置在一個生產(chǎn)線上一體形成。因此，鋼管的整個制造過程可以在一個單獨(dú)的生產(chǎn)線上快速完成，從而提高了生產(chǎn)率。
如圖所示，管成形裝置可以包括展開裝置A，用于將卷曲的鋼板變平；對焊裝置B，用于將多個鋼板焊接在一起；卷環(huán)裝置C，用于在保持鋼板的環(huán)形狀態(tài)的同時，將焊接的鋼板排出，以均勻地供應(yīng)鋼板；電阻焊裝置D，用于將鋼板成形為管，并將接合點(diǎn)焊接；冷卻裝置E，用于將成形的鋼管冷卻至適當(dāng)溫度；以及縮徑裝置F，用于將鋼管直徑減小到確定的標(biāo)準(zhǔn)。
這里，冷卻裝置E還包括切割裝置，用于平滑地切割鋼管1的焊珠部分，也就是焊接的部分，以防止在后面的鍍處理工序中鋼管產(chǎn)生缺陷。此外，在鋼管1縮徑以后，使用表面活性劑對鋼管1的表面進(jìn)行化學(xué)處理。然后，通過快速轉(zhuǎn)動的鋼絲刷將附著在鋼管表面的雜質(zhì)如氧化物物理清除，并用水和空氣凈化鋼管表面。
接著，鋼管1經(jīng)過熱處理裝置7、預(yù)處理裝置10以及鍍處理裝置20，從而將SeAHLume合金鍍到鋼管1的表面上。
具體地，使用熱處理裝置7的感應(yīng)線圈將鋼管1加熱到750℃-850℃的高溫，由此通過熱處理以改善鋼管1的機(jī)械性能。
然后，鋼管1經(jīng)過預(yù)處理裝置10，該預(yù)處理裝置10包括雙重管9、注氣裝置8a以及冷卻水供應(yīng)裝置8b。
在這個過程中，雙重管9包括環(huán)繞鋼管1的內(nèi)管9b，和圍繞內(nèi)管9b圓周設(shè)置的外管9a。鋼管1通過內(nèi)管9b的中心移動。此時，混合氣體通過注氣裝置8a供應(yīng)到內(nèi)管9b中而形成還原氣氛。
混合氣體由10-30％的還原氣體如氫氣，以及70-90％的惰性氣體如氮?dú)鈽?gòu)成。氫氣和氮?dú)獾牧魉倏梢栽谡{(diào)節(jié)每個管中的壓力之后通過控制流量計來調(diào)節(jié)。而且，流速經(jīng)過調(diào)整的氣體可以混合在一起并流經(jīng)一個混合氣體管。
上述還原氣氛可以防止加熱的鋼管表面氧化變黑，從而能夠使后面的鍍處理工序更穩(wěn)定地進(jìn)行。
此外，在內(nèi)管9b和外管9a之間供應(yīng)冷卻水，以使鋼管1退火至大約570℃-620℃。為此，內(nèi)管9b和外管9a之間的間隙與用于提供冷卻水的冷卻水供應(yīng)裝置8b相連，冷卻水吸收熱量且將熱量排放到外面。此外，鋼管1可以通過選擇性的預(yù)加熱裝置11來預(yù)加熱。
同時，鍍處理裝置20是用于在鋼管1的表面鍍上抗腐蝕合金的裝置，該裝置包括加熱器22和用于存儲熔融合金的容器21。合金(指SeAHLume合金)包括55wt％的鋁和43.4-44.9wt％的鋅，具有極佳的抗腐蝕性。此外，合金還可以包括0.1-1.6wt％的硅。而且，加熱器22可以安裝在容器21的下部，以使用感應(yīng)加熱方法將合金熔融。
而且，容器21是用于存儲熔融合金的容器，容器21可以包括鍍處理部分21a，鍍處理部分21a從容器21的一側(cè)突出，并設(shè)置在鋼管1經(jīng)過的路徑上。也就是說，熔融合金的一部分引入到鍍處理部分21a，并且在通過鍍處理部分21a上形成的孔移動的鋼管1的表面上鍍上該合金。
這里，鋼管1經(jīng)過鍍處理部分21a的路徑可以是垂直的。也就是說，鋼管1可以在上導(dǎo)輥31和下導(dǎo)輥30之間垂直移動，從而防止由于重力作用而使鍍處理的合金不均勻。
在垂直升高鋼管1以后，鋼管1通過上導(dǎo)輥31以預(yù)定角度下降，以移動到后面的工序。當(dāng)鋼管1到達(dá)水平移動區(qū)域的時候，鋼管1通過氣冷或水冷裝置15冷卻。冷卻過程可以通過向鋼管1的表面吹送空氣或者噴水而實(shí)現(xiàn)(淬火)。
通過上面裝置制造的鋼管1經(jīng)過泄漏試驗(yàn)，然后纏繞成線圈以移動到后面的工序。接著，為了防止在鋼管1的電鍍表面上有像黑銹或白銹那樣的污點(diǎn)，通過鉻化裝置在鋼管1的表面上進(jìn)行5秒或更短時間的Cr3+鉻化過程，優(yōu)選為1秒或更短。
同時，圖2是根據(jù)本發(fā)明代表性實(shí)施方式的鍍處理裝置的橫截面圖。參考圖2對鍍處理裝置的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖2所示，感應(yīng)加熱器22安裝在容器21的下部，并且鍍處理部分21a從容器21的一側(cè)突出。
優(yōu)選地，鋼管1垂直地通過鍍處理部分21a的路徑，該路徑包括安裝在上端和下端的上導(dǎo)輥31和下導(dǎo)輥30，以引導(dǎo)鋼管1的移動。為此，在進(jìn)行鍍處理操作之前，成形的鋼板1應(yīng)該在兩邊連接以垂直地通過鍍處理部分21a。
如圖所示，鋼管1水平地引入下導(dǎo)輥30下方，并且向上彎曲以垂直地移動。下導(dǎo)輥30被一個箱體包圍，箱體包括一個輔助工具，用于調(diào)整由于鋼管1的直徑差而產(chǎn)生的縫隙。
然后，鋼管1通過鍍處理部分21a，以鍍上由55wt％的鋁和43.4-44.9wt％的鋅所構(gòu)成的SeAHLume合金。合金還可以包括0.1-1.6wt％的硅。同時，不需要總是在鍍處理部分21a中存儲熔融合金，而且可以通過液位塊26來調(diào)整引入鍍處理部分21a內(nèi)熔融合金的液位，可以選擇性地將液位塊26插入容器21內(nèi)。
具體地，容器21包括隔擋24，隔擋24安裝在容器21內(nèi)，以將上部空間分開，并且安裝有液位塊26，以在隔擋24的一側(cè)可以垂直移動。隔擋24防止由于液位塊26的垂直移動而在鍍處理部分21a周圍的熔融合金中產(chǎn)生波動。當(dāng)液位塊26向下移動以浸沒在熔融合金中時，熔融合金的液位升高，以將熔融合金導(dǎo)入到鍍處理部分21a中。另一方面，當(dāng)液位塊26向上移動時，融化合金的液位降低，以將融化合金從鍍處理部分21a中移除。
同時，鍍處理部分21a在其底表面具有用于鋼管1通過的孔21b，以及用于防止熔融合金從孔21b中泄漏的壓力調(diào)節(jié)裝置。壓力調(diào)節(jié)裝置可以包括下噴嘴裝置41和導(dǎo)管40。
這里，導(dǎo)管40與環(huán)繞下導(dǎo)輥30的箱體相連，并且惰性氣體如氮?dú)庖?.1-0.3巴的壓力供應(yīng)到導(dǎo)管40內(nèi)以維持壓力高于大氣壓力。此外，導(dǎo)管40在其上端與下噴嘴裝置41連通，并且下噴嘴裝置41也保持在高壓下以防止在鍍處理部分21a中的熔融合金向下泄漏。
如上所述，通過調(diào)整在包括導(dǎo)管40和下噴嘴裝置41的壓力調(diào)節(jié)裝置中的壓力，能夠均勻地將熔融合金鍍在垂直經(jīng)過鍍處理部分21a的鋼管1上，并且防止熔融金屬向下泄漏。
此外，可以在下噴嘴裝置41的上部和下部安裝引導(dǎo)噴嘴，并且必要的時候可以更換該引導(dǎo)噴嘴以便與鋼管1的外徑配合。
如上面所述，因?yàn)殇摴?在與重力相反的方向上垂直移動，鋼管1可以在經(jīng)過鍍處理部分21a的同時能均勻地鍍上熔融合金。也就是說，鍍到鋼管1上的熔融合金會由于重力而向下流動，從而防止鋼管1鍍上不均勻的厚度。
此外，可以在鍍處理部分21a的上方安裝上噴嘴裝置34，以注入空氣或者其他混合氣體。為了防止上噴嘴裝置34的氧化，少量的氫氣可以供應(yīng)給鋼管1以產(chǎn)生火焰。而且，可以通過上噴嘴裝置34將惰性氣體如氮?dú)獯档戒摴?上以調(diào)整鍍到鋼管1上的合金的厚度。
同時，穿過鍍處理部分21a的鋼管1連續(xù)地垂直向上移動大約20米的距離。此時，沿移動路徑安裝有至少一個管形冷卻裝置32以包圍鋼管1。因此，鋼管1可以通過由管形冷卻裝置32吹出的空氣冷卻至預(yù)定溫度或以下。
此外，上導(dǎo)輥31安裝在鋼管1的移動路徑的上端，并且鋼管1通過上導(dǎo)輥31彎曲以形成小于大約30°的銳角，并且接著移動到后面的冷卻裝置。隨后的工序與參考圖1所描述的一樣。
現(xiàn)在將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明代表性實(shí)施方式的一種制造鋼管的方法。
圖3是根據(jù)本發(fā)明代表性實(shí)施方式用于制造鋼管的方法的流程圖。
如圖3所示，首先，將鋼板成形為鋼管(S10)。將成形的鋼管加熱到750℃-850℃的高溫以進(jìn)行熱處理(S20)。然后，將鋼管退火至570℃-620℃的溫度，并且提供還原氣氛以進(jìn)行預(yù)處理(S30)。通過引入氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w而在鋼管周圍具有還原氣氛。
接著，熔融由55wt％的鋁、43.4-44.9wt％的鋅以及0.1-1.6wt％的硅構(gòu)成的SeAHLume合金，并且將熔融合金鍍在鋼管的表面上(S40)。SeAHLume合金具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力。在這個工序中，鋼管垂直穿過容器，且熔融合金鍍在鋼管上。為了調(diào)整鍍在經(jīng)過容器的鋼管上合金的厚度，可以將氣體注入鋼管中。如上所述，鋼管的垂直移動路徑可以通過上導(dǎo)輥和下導(dǎo)輥來引導(dǎo)。
然后，快速上升的鋼管可以冷卻至預(yù)定溫度或以下。為此，可以將空氣吹到經(jīng)過鍍處理的鋼管上或者將冷卻水注入鋼管以對鋼管進(jìn)行淬火，從而實(shí)現(xiàn)冷卻步驟(S50)。
此外，為了防止鋼管上的污點(diǎn)，可以進(jìn)行Cr3+鉻化工序。因此，能夠在防止鋼管污點(diǎn)的同時制造具有光滑外觀的鋼管。
因?yàn)橛伤龇椒ㄖ圃斓匿摴苠冇休^強(qiáng)抗腐蝕能力的SeAHLume合金，在鋼管在熱交換器等中使用時，能保證穩(wěn)定的工作。
如前述所知，用于制造根據(jù)本發(fā)明代表性實(shí)施方式的鋼管的裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)首先，因?yàn)殇摴艽怪币苿右藻兩螦l-Zn合金，能夠均勻地將Al-Zn合金鍍在鋼板上。而且，能夠通過鍍有SeAHLume合金而顯著地提高抗腐蝕能力。
其次，當(dāng)鋼管鍍上合金時，由于惰性氣體通過上噴嘴裝置提供給鋼管，能夠容易地調(diào)整鍍到鋼管上的合金的厚度。
再次，熱處理過的鋼管在還原氣氛中的雙重管內(nèi)間接退火，從而防止氧化如鋼管變黑，并且改善了鋼管的機(jī)械性能。
盡管已經(jīng)說明并描述了本發(fā)明代表性的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離由所附的權(quán)利要求及其等價物所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，這些代表性實(shí)施方式可以做出多種不同的改變。
權(quán)利要求
1.一種用于制造鋼管的裝置，包括用于將鋼板成形為鋼管的管成形裝置；與所述管成形裝置連接在一條生產(chǎn)線上，以將鋼管加熱到高溫的熱處理裝置；用于使鋼管退火并提供還原氣氛的預(yù)處理裝置；以及鍍處理裝置，該鍍處理裝置包括用于存儲熔融狀態(tài)下由鋁和鋅構(gòu)成的SeAHLume合金的容器；選擇性地插入所述熔融合金中，以調(diào)整所述熔融合金液位的液位塊；以及鍍處理部分，所述熔融合金響應(yīng)于液位塊的插入而流入到所述鍍處理部分，并且鋼管垂直地通過所述鍍處理部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，在穿過所述鍍處理部分的鋼管的上方和下方安裝有上導(dǎo)輥和下導(dǎo)輥，用以引導(dǎo)所述鋼管的移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置還包括上噴嘴裝置，該上噴嘴裝置設(shè)置在所述鍍處理部分的上方，用于注入氣體以調(diào)整鍍到鋼管上的合金的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述預(yù)處理裝置包括雙重管，具有圍繞所述鋼管的內(nèi)管和圍繞所述內(nèi)管設(shè)置的外管；注氣裝置，用于將氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w注入所述內(nèi)管中；以及冷卻水供應(yīng)裝置，用于在所述內(nèi)管和外管之間供應(yīng)冷卻水。
5.一種用于制造鋼管的方法，包括第一步驟，將鋼板成形為鋼管；第二步驟，連接所述成形的鋼管以垂直地穿過鍍處理部分；第三步驟，熔融由鋁和鋅構(gòu)成的SeAHLume合金；第四步驟，將液位塊插入所述熔融合金中，升高所述熔融合金的液位，以將熔融合金引入所述鍍處理部分；以及第五步驟，移動鋼管穿過所述鍍處理部分，并將氣體注入所述移動的鋼管中，以調(diào)整鍍到鋼管上的合金的厚度。
6.一種用于制造鋼管的方法，包括第一步驟，將鋼板成形為鋼管；第二步驟，將所述鋼管加熱到高溫，以進(jìn)行熱處理；第三步驟，使所述鋼管退火且提供還原氣氛；第四步驟，熔融由鋁和鋅構(gòu)成的SeAHLume合金，且使所述鋼管垂直穿過所述熔融合金，以將熔融合金鍍在所述鋼管的表面上；以及第五步驟，冷卻所述鋼管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，在第三步驟中，提供所述還原氣氛是通過將氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w引入所述鋼管周圍而實(shí)現(xiàn)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第五步驟包括步驟將空氣吹到所述經(jīng)過鍍處理的鋼管表面上；以及使用冷卻水淬火所述鋼管。
9.一種通過根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法制造的鋼管。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于制造鋼管的裝置和方法。所述裝置包括用于將鋼板成形為鋼管的管成形裝置；與所述管成形裝置連接在一個生產(chǎn)線上以將鋼管加熱到高溫的熱處理裝置；用于使鋼管退火并提供還原氣氛的預(yù)處理裝置；以及鍍處理裝置，該鍍處理裝置包括用于存儲熔融狀態(tài)下由鋁和鋅構(gòu)成的SeAHLume合金的容器；選擇性地插入所述熔融合金中以調(diào)整所述熔融合金液位的液位塊；以及鍍處理部分，所述熔融合金響應(yīng)于液位塊的插入而流入到所述鍍處理部分，且鋼管垂直地通過所述電鍍部分。因此，能夠制造一種具有鍍處理表面以提高抗腐蝕性能的鋼管。
文檔編號C23C2/28GK1924094SQ20061011197
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者金基赫, 金慶倫, 金龍吉, 金淳昌, 沈載坪, 金鐘書 申請人:韓國邦迪株式會社