CN101811149A - 一种高合金无缝钢管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高合金无缝钢管的制造方法，该方法的工艺步骤为：(1)采用离心铸造技术生产高合金的空心管坯；(2)将空心管坯进行加热，加热时将空心管坯的开口封堵；(3)利用穿孔机对加热后的空心管坯进行扩孔减壁，形成坯料；(4)利用轧管机对坯料进行轧管，形成荒管；(5)利用定减径机对荒管进行定减径，即可得到高合金无缝钢管。本制造方法的坯料采用离心浇铸空心管坯，以及利用空心坯的特点添加润滑剂，避免了高合金材料在锻造、轧制、穿孔等工艺因难变形造成金属收得率低，废品率高等问题，从而大大降低制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢管的制造方法，尤其是一种高合金无缝钢管的制造方法。
背景技术
现有制造技术为：高合金无缝钢管的制造工艺非常多，有周期轧制工艺、顶伸工艺、挤压工艺、连轧工艺、斜轧工艺等，一般工艺均为采用轧坯或锻坯作为原料进行穿孔、延伸轧制的方法。
分析现有技术条件：从变形特点的角度分析，所有的工艺均能制造出高合金无缝钢管。其中，挤压工艺是最好的变形条件，由于此具有三向应力压缩的特点，极大发挥了金属的塑性变形，非常适用于合金钢、不锈钢、镍基合金等高端产品的制造，但因其制造工艺特点造成金属成材率低，成本高而只有极少地方应用。其他工艺少量应用于生产高合金无缝钢管，主要原因是在穿孔过程中容易出现内折、裂纹等缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种材料利用率高、成本低的高合金无缝钢管的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明方法的工艺步骤为：
(1)、采用离心铸造技术生产高合金的空心管坯；
(2)、将空心管坯的开口封堵，对空心管坯进行加热；
(3)、利用穿孔机对加热后的空心管坯进行扩孔减壁，形成坯料；
(4)、利用轧管机对坯料进行轧管，形成荒管；
(5)、利用定减径机对荒管进行定减径，即可得到高合金无缝钢管。
进一步的，所述步骤(1)中，将得到的空心管坯进行内外表面及端面机械加工；所述的内外表面及端面机械加工为：首先锯掉空心管坯两端30～50mm的端头；再采用外车内镗的方法加工去掉内外各单边3mm。
进一步的，所述步骤(2)是：采用耐火材料将两开口封堵，并在坯料内表面放入还原剂，形成还原气氛；然后对空心管坯进行加热。所述的还原剂优选为碳粉，用量为2～6g；所述的耐火材料优选为高温石棉。优选的加热工艺为：空心管坯放入预热温度为700～900℃的环形加热炉中，预热时间为60～90min；然后加热到1050～1200℃，加热时间为30～60min；最后在1150～1250℃均热段保温20～40min。
进一步的，所述步骤(2)中，在加热后的空心管坯内表面铺设玻璃粉作为润滑剂。所述的在空心管坯内表面铺设玻璃粉为：将玻璃粉倒入空心管坯内表面，玻璃粉在空心管坯滚动过程中将均匀的铺满内表面，玻璃粉厚度0.2～0.8mm。
进一步的，所述步骤(3)是：将加热后的空心管坯在曼式或菌式穿孔机上进行扩孔减壁。
进一步的，所述步骤(4)是：坯料在1100～1250℃进入二辊或三辊轧机斜轧延伸成荒管。
进一步的，所述步骤(5)中，荒管在900～000℃进入定减径机进行定减径。
在坯料的内表面添加润滑剂，改善穿扩的润滑条件，使轧后的坯料内表面质量较好；把离心铸造技术、斜轧技术的灵活特点与高合金少批量、多品种的特点相结合，更凸显其生产的优越性。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：(1)、采用离心铸造技术生产的空心管坯作为生产管原料，质量明显优于钢锭坯，具备更好的基础条件，与轧制或锻造坯料相比，金属收得率高、成本低；本发明充分发挥了离心制造技术的特点，制造的空心管坯组织致密，穿孔性能好。
(2)、加热时将空心管坯的开口封堵，能使空心管坯内表面的氧化铁皮较少，且工序简单、对加热炉的加热条件要求较低；尤其是添加还原剂后，能进一步减少空心管坯内表面的氧化铁皮，对加热炉的加热条件要求更低。
(3)、本发明方法与其他工艺相比，制造高合金无缝钢管工艺的总材料利用率提高10～20％，制造成本降低10％以上。
(4)、尤其是在空心管坯内表面添加玻璃粉润滑剂后，能改善了穿孔润滑条件，避免了穿孔容易出现的内表面缺陷。
(5)、尤其是采用二辊或三辊斜轧工艺后，制造工艺灵活，比较适合于高合金少批量、多品种的制造特点。
具体实施方式
下面结合具体例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：本高合金无缝钢管的制造方法采用下述工艺步骤：
1、采用常规的离心铸造技术生产高合金空心管坯。
2、空心管坯的内外表面及端面进行机械加工。由于离心铸造后的空心管坯外表面形成均匀的凸刺状，内表面存有薄薄的渣层，且距管坯两端30～50mm内有较多的夹渣。所以，首先用带锯去掉两端30～50mm的端头；再采用外车内镗的方法加工去掉内外各单边3mm；机加工之后将取样进行性能检验及整体探伤。其中，锯掉的端头距离可根据夹渣的多少判断，本实施例中锯掉40mm端头。
3、加工后的空心管坯采用清洗液进行表面清洗、风干，然后在管坯内表面撒入4g的碳粉，用以作为还原剂，最后采用高温石棉封堵住空心管坯的两端孔洞。
4、将空心管坯放入预热温度800℃的环形加热炉中，预热时间为75min，加热到1150℃，加热时间为45min，在1200℃均热段保温30min。
5、用铁钩取出空心管坯两端封住的高温石棉，再用高压风吹干净，把玻璃粉放入铁管做成的长槽，伸入空心管坯内孔，倒入空心管坯内表面，玻璃粉在空心管坯滚动过程中将均匀的铺满内表面，玻璃粉厚度0.5mm，添加的玻璃粉将起到润滑作用。
6、空心管坯在曼式或菌式穿孔机下扩孔减壁，形成坯料。空心管坯至扩孔减壁后的延伸率为2～4％。
7、坯料在1200℃进入二辊或三辊轧机，坯料在轧机上旋转延伸成荒管，坯料至荒管的延伸率为1.5～2％。
8、荒管在950℃进入定减径机，荒管在12架三辊定减径机上减径延伸成需要的成品钢管，即可得到高合金无缝钢管。
实施例2：本高合金无缝钢管的制造方法采用下述工艺步骤：
1、采用常规的离心铸造技术生产高合金空心管坯。
2、空心管坯的内外表面及端面进行机械加工。首先用带锯去掉两端30的端头；再采用外车内镗的方法加工去掉内外各单边3mm；机加工之后将取样进行性能检验及整体探伤。
3、加工后的空心管坯采用清洗液进行表面清洗、风干，然后在管坯内表面撒入6g碳粉，用以作为还原剂，最后采用高温石棉封堵住空心管坯的两端孔洞。
4、将空心管坯放入预热温度900℃的环形加热炉中，预热时间为60min，加热到1200℃，加热时间为30min，在1250℃均热段保温20min。
5、用铁钩取出空心管坯两端封住的高温石棉，再用高压风吹干净，把玻璃粉放入铁管做成的长槽，伸入空心管坯内孔，倒入空心管坯内表面，玻璃粉在空心管坯滚动过程中将均匀的铺满内表面，玻璃粉厚度0.8mm，添加的玻璃粉将起到润滑作用。
6、空心管坯在曼式或菌式穿孔机下扩孔减壁，形成坯料。空心管坯至扩孔减壁后的延伸率为2～4％。
7、坯料在1250℃进入二辊或三辊轧机，坯料在轧机上旋转延伸成荒管，坯料至荒管的延伸率为1.5～2％。
8、荒管在1000℃进入定减径机，荒管在13架三辊定减径机上减径延伸成需要的成品钢管，即可得到高合金无缝钢管。
实施例3：本高合金无缝钢管的制造方法采用下述工艺步骤：
1、采用常规的离心铸造技术生产高合金空心管坯。
2、空心管坯的内外表面及端面进行机械加工。首先用带锯去掉两端50mm的端头；再采用外车内镗的方法加工去掉内外各单边3mm；机加工之后将取样进行性能检验及整体探伤。
3、加工后的空心管坯采用清洗液进行表面清洗、风干，然后在管坯内表面撒入2g碳粉，用以作为还原剂，最后采用高温石棉封堵住空心管坯的两端孔洞。
4、将空心管坯放入预热温度700℃的环形加热炉中，预热时间为90min，加热到1050℃，加热时间为60min，在1150℃均热段保温40min。
5、用铁钩取出空心管坯两端封住的高温石棉，再用高压风吹干净，把玻璃粉放入铁管做成的长槽，伸入空心管坯内孔，倒入空心管坯内表面，玻璃粉在空心管坯滚动过程中将均匀的铺满内表面，玻璃粉厚度0.2mm，添加的玻璃粉将起到润滑作用。
6、空心管坯在曼式或菌式穿孔机下扩孔减壁，形成坯料。空心管坯至扩孔减壁后的延伸率为2～4％。
7、坯料在1100℃进入二辊或三辊轧机，坯料在轧机上旋转延伸成荒管，坯料至荒管的延伸率为1.5～2％。
8、荒管在900℃进入定减径机，荒管在14架三辊定减径机上减径延伸成需要的成品钢管，即可得到高合金无缝钢管。
Claims (10)
1.一种高合金无缝钢管的制造方法，其特征在于，该方法的工艺步骤为：
(1)、采用离心铸造技术生产高合金的空心管坯；
(2)、将空心管坯的开口封堵，对空心管坯进行加热；
(3)、利用穿孔机对加热后的空心管坯进行扩孔减壁，形成坯料；
(4)、利用轧管机对坯料进行轧管，形成荒管；
(5)、利用定减径机对荒管进行定减径，即可得到高合金无缝钢管。
2.根据权利要求1所述的一种高合金无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中，将得到的空心管坯进行内外表面及端面机械加工；所述的内外表面及端面机械加工为：首先锯掉空心管坯两端30～50mm的端头；再采用外车内镗的方法加工去掉内外各单边3mm。
3.根据权利要求1所述的一种高合金无缝钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)是：采用耐火材料将两开口封堵，并在坯料内表面放入还原剂，形成还原气氛；然后对空心管坯进行加热。
4.根据权利要求3所述的一种高合金无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述的还原剂为碳粉，碳粉用量为2～6g；所述的耐火材料为高温石棉。
5.根据权利要求1所述的一种高合金无缝钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中的加热工艺为：空心管坯放入预热温度为700～900℃的环形加热炉中，预热时间为60～90min；然后加热到1050～1200℃，加热时间为30～60min；最后在1150～1250℃均热段保温20～40min。
6.根据权利要求1所述的一种高合金无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中，在加热后的空心管坯内表面铺设玻璃粉作为润滑剂。
7.根据权利要求6所述的一种高合金无缝钢管的制造方法，其特征在于，所述的在空心管坯内表面铺设玻璃粉为：将玻璃粉倒入空心管坯内表面，玻璃粉在空心管坯滚动过程中将均匀的铺满内表面，玻璃粉厚度0.2～0.8mm。
8.根据权利要求1所述的一种高合金无缝钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)是：将加热后的空心管坯在曼式或菌式穿孔机上进行扩孔减壁。
9.根据权利要求1所述的一种高合金无缝钢管的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)是：坯料在1100～1250℃进入二辊或三辊轧机斜轧延伸成荒管。
10.根据权利要求1-9所述的任意一种高合金无缝钢管的制造方法，其特征在于：所述步骤(5)中，荒管在900～1000℃进入定减径机进行定减径。
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