CN107931331B - 一种高精度二辊冷轧无缝钢管的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度二辊冷轧无缝钢管的生产方法，通过该方法生产的无缝钢管管径φ20mm，壁厚2mm以上，外径、内径公差尺寸范围在0.02‑0.04mm以内，其中该方法包括钢坯加热、热轧穿孔、冷拔精整、热处理、酸洗润滑、二辊冷轧等工艺设计，生产得到的二辊冷轧无缝钢管产品在弥补三辊冷轧产品因生产工艺特点而产生的内表面发黑、光洁度低等缺陷的同时，通过对传统二辊冷轧模具、管坯尺寸、产品轧制工艺、设备调整参数的重新设计，将二辊冷轧生产产品尺寸精度由原来的≥0.1mm提高到0.02‑0.04mm范围内，具有工序简化、工艺优化、生产效率提高、成本降低等效果。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体为一种高精度二辊冷轧无缝钢管的生产方法。
背景技术
随着近年来我国汽车工业的飞速发展，汽车市场竞争日趋激烈。无缝钢管作为生产汽车零部件的原材料，零部件生产厂家对钢管尺寸精度、光洁度要求不断提高。基于上述发展趋势，无缝钢管工艺优化、提高产品质量势在必行。目前国内二辊冷轧无缝钢管生产工艺为减径在20mm以上，减壁在1-2mm，开坯延伸系数控制在2.2-2.6之间，该种工艺生产的钢管反作用力大，钢管的尺寸精度在0.1mm以内，三辊冷轧无缝钢管精度控制相对较高在0.05mm以内；生产高精度公差尺寸在0.02-0.04mm产品时，主要生产工艺为：钢坯锯床下料→打中心孔→热轧穿孔生产成热轧管坯（毛管）→毛管热处理→毛管切头尾、断面倒角→酸洗冷检磨→酸洗、磷化、皂化→二辊冷轧→除油→热处理→矫直→酸磷皂→三辊冷轧成品，而通过该工艺生产φ20mm壁厚2mm以上冷轧产品时，虽然公差尺寸合格，但是因工艺特点存在内表面发黑、不光亮、轻微麻坑等缺陷不能满足客户需求，而且该生产工艺因为是两道次精轧，存在工序复杂、生产效率低、生产周期长、加工费用高等问题。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高精度二辊冷轧无缝钢管的生产方法，通过对孔形、轧辊开口、中间管壁厚、外径、延伸系数等合理设计，既满足了产品内孔粗糙度的要求又将二辊冷轧尺寸精度提高了0.02-0.04mm。
为实现上述目的，本发明提供的提升二辊冷轧无缝钢管生产方法包括钢坯加热、热轧穿孔、冷拔精整、热处理、酸洗润滑、二辊冷轧等工艺设计，其中该工艺路线为：钢坯锯床下料→打中心孔→热轧穿孔生产成热轧管坯（毛管）→酸洗冷检磨→酸洗、磷化、皂化→冷拔→热处理→矫直→切头尾→两端倒角→酸洗、磷化、皂 化→二辊冷轧生产。
该方法生产的无缝钢管管径φ20mm，壁厚2mm以上，外径、内径公差尺寸范围在0.02-0.04mm以内，该方法包括以下步骤：
第一步：钢坯锯床截断，经过打孔机进行定心处理；
第二步：管坯加热进行热轧穿孔，把钢坯生产成毛管；
第三步：初步酸洗，经检验磨修进入下一道次；
第四步：酸洗、磷化、皂化处理；
第五步：钢管进行初步冷拔精整；
第六步：冷拔后进行热处理，降低钢管加工后的硬度，还原钢管组织；
第七步：热处理后冷轧用管坯进行矫直处理；
第八步：冷轧中间管进行切头尾，两端进行倒角处理；
第九步：冷轧中间管进行酸磷皂，润滑处理
第十步：使用二辊冷轧机生产成品，其中冷轧机使用的轧辊开口尺寸为根据轧制成品中间管坯尺寸特定的轧辊，成品轧制时冷轧机机头回转次数、送进量进行调整，通过计算调整轧制时的减径减壁量，把轧制延伸系数控制在1.5-1.7mm之间；
第十一步：矫直，采用矫直机对钢管进行校直处理，消除生产过程中产生的弯曲情况；
第十二步：除油，钢管在除油缸内清洗，除去钢管内外表面油污、杂质；
第十三步：浸油，除去精轧油污后，浸防锈油进行防锈；
第十四步：检验，涡流、超声波探伤处理，检查钢管内外表面缺陷，千分尺、内径表检测公差尺寸；
第十五步：合格产品包装入库。
优选地，钢坯加热采用步进式加热炉分成预热区、加热区、均热区三区，对钢坯进行分段式加热，使钢坯加热均匀，提高加热效率，能有效保证穿孔后毛管内外表面、壁厚偏差、组织得质量。
进一步优选地，预热区温度区间为560oC-660oC，加热区温度区间为1080oC~1160oC，均热区区间为1220oC-1270oC；根据加热不同外径钢坯，步进炉出钢频率控制在25~40S/支，钢坯加热出钢后使用全自动φ50曼式穿孔机生产毛管。
优选地，酸缸硫酸液浓度在15%-25%之间，硫酸亚铁含量100g/L以下，温度在40-70oC；磷化缸总酸度25-37.5滴，游离酸度1.5-2.5滴，总酸游离酸比值在15-20之间，磷化缸温度保持在65oC-75oC；皂化缸PH7.5-9.5之间,温度保持在70oC-85oC。
本发明生产的φ20-φ70mm、壁厚2-8mm范围内，公差精度在0.02-0.04mm内的高精度二辊冷轧无缝钢管，改变了传统φ20mm壁厚2mm以上厚壁冷轧无缝钢管通过二辊冷轧开坯，再经过三辊冷轧生产的工艺；从而提高大口径厚壁高精度冷轧无缝钢管生产效率、产品内表面光洁度，实现了工序简化、工艺优化、生产效率提高、成本降低的目的。
附图说明
图1为本发明中冷轧机轧辊的结构尺寸示意图；
图2为本发明中轧辊开口尺寸示意图。
具体实施方式
本发明所述的一种高精度二辊冷轧无缝钢管的生产方法，该方法生产的无缝钢管管径φ20mm，壁厚2mm以上，外径、内径公差尺寸范围在0.02~0.04mm以内，其生产步骤如下：
第一步：钢坯锯床截断，经过打孔机进行定心处理，打中心孔用φ16-φ18mm钻头，打孔深度在100-150mm范围内，经过打孔机定心处理，可以使钢坯在穿孔咬入的瞬间顶头准确对准钢坯中心，从而降低了穿孔后毛管壁厚不均度，降低了顶头与钢坯直接接触瞬间冲击力，提高顶头寿命。
第二步：管坯加热进行热轧穿孔，把钢坯生产成毛管，钢坯加热采用步进式加热炉分成预热区（560oC-660oC）、加热区（1080oC-1160oC）、均热区三区（1220oC-1270oC），对钢坯进行分段式加热，使钢坯加热均匀，提高加热效率；根据加热不同外径钢坯，步进炉出钢频率控制在25-40S/支，钢坯加热出钢后使用全自动φ50曼式穿孔机生产毛管。
第三步：初步酸洗，经检验磨修进入下一道次（使用百叶片或砂轮片）；
第四步：酸洗、磷化、皂化处理，酸缸硫酸液浓度在15%~25%之间，硫酸亚铁含量100g/L以下，温度在40-70oC；磷化缸总酸度25-37.5滴，游离酸度1.5-2.5滴，总酸游离酸比值在15-20之间，磷化缸温度保持在65oC-75oC；皂化缸PH7.5-9.5之间,温度保持在70oC-85oC。
第五步：钢管进行初步冷拔精整；
第六步：冷拔后进行热处理，降低钢管加工后的硬度，还原钢管组织；
第七步：热处理后冷轧用管坯进行矫直处理；
第八步：冷轧中间管进行切头尾，两端进行倒角处理；
第九步：冷轧中间管进行酸磷皂，润滑处理，处理方法同上第四步。
第十步：使用二辊冷轧机生产成品，该发明中最大特点在于生产过程中使用模具、设备参数等方面的设计：
生产二辊冷轧产品所采用的轧辊相对比传统轧辊，经重新设计后缩小了轧辊圆周利用率，将轧辊圆周利用率调整到1/3左右，弧度在100°-150°之间，见图1。
②生产二辊冷轧产品所采用的轧辊轧辊开口尺寸为根据轧制成品中间管坯尺寸特定轧辊，轧辊开口尺寸大于生产成品用中间管坯外径10mm-15mm，见图2。
③成品轧制时冷轧机机头回转次数、送进量进行调整，二辊冷轧设备参数保证轧机机头回转次数≥80次/h，送进量≥3.5mm/次以上的范围内。
④成品通过计算调整轧制时减径减壁量，轧制成品时所使用中间管坯，直径大于所轧制成品外径10-15mm，减壁量控制在0.5-1mm，轧制延伸系数控制在1.5-1.7mm之间。
第十一步：矫直，采用矫直机对钢管进行校直处理，消除生产过程中产生的弯曲情况。
第十二步：除油，通过在除油缸内清洗，除去钢管内外表面油污、杂质 ；
第十三步：浸油，除去精轧油污后，浸防锈油进行防锈；
第十四步：检验，涡流、超声波探伤处理，检查钢管内外表面缺陷，千分尺、内径表检测公差尺寸；
第十五步：合格产品包装入库。
以下将结合具体实例详细说明本能发明，但不以任何方式限制本发明。
实例一：
本发明中生产35#64*4.5*55产品按照上述生产方法生产，经测量外径、内径（mm）见下表。
表一
表二
实例二
本公司生产35#66.5*5产品，产品按照上述发明工艺方法生产，经测量外径、内径（mm）见下表。
表一
表二
从以上两个实例表中数据可看出该发明所生产二辊冷轧无缝钢管，完全能满足上述发明方法中外径、内径0.02~0.04mm范围内公差要求，而且生产效率明显提高，内孔粗糙度明显改善，内孔颜色光亮。
Claims (4)
1.一种高精度二辊冷轧无缝钢管的生产方法，该方法生产的无缝钢管管径φ20mm，壁厚2mm以上，厚壁公差尺寸范围在0.02-0.04mm以内，其特征在于，该方法包括以下步骤：
第一步：钢坯锯床截断，经过打孔机进行定心处理；
第二步：管坯加热进行热轧穿孔，把钢坯生产成毛管；
第三步：初步酸洗，经检验磨修进入下一道次；
第四步：酸洗、磷化、皂化处理；
第五步：钢管进行初步冷拔精整；
第六步：冷拔后进行热处理，降低钢管加工后的硬度，还原钢管组织；
第七步：热处理后冷轧用管坯进行矫直处理；
第八步：冷轧中间管进行切头尾，两端进行倒角处理；
第九步：冷轧中间管进行酸磷皂，润滑处理
第十步：使用二辊冷轧机生产成品；
①生产二辊冷轧产品所采用的轧辊相对比传统轧辊，经重新设计后缩小了轧辊圆周利用率，将轧辊圆周利用率调整到1/3左右，弧度在100°-150°之间；
②生产二辊冷轧产品所采用的轧辊开口尺寸为根据轧制成品中间管坯尺寸特定的轧辊，轧辊开口尺寸大于生产成品用中间管坯外径10mm-15mm；
③成品轧制时对冷轧机机头回转次数、送进量进行调整，二辊冷轧设备参数保证轧机机头回转次数≥80次/h，送进量≥3.5mm/次的范围内；
④成品通过计算调整轧制时减径减壁量，轧制成品时所使用中间管坯，直径大于所轧制成品外径10-15mm，减壁量控制在0.5-1mm，轧制延伸系数控制在1.5-1.7mm之间；
第十一步：矫直，采用矫直机对钢管进行校直处理；
第十二步：除油，钢管在除油缸内进行除油处理 ；
第十三步：浸油，除去精轧油污后，浸防锈油进行防锈；
第十四步：检验，涡流、超声波探伤处理，检查钢管内外表面缺陷，千分尺、内径表检测公差尺寸；
第十五步：合格产品包装入库。
2.根据权利要求1所述的一种高精度二辊冷轧无缝钢管的生产方法，其特征在于：
第二步：钢坯穿孔加热时采用全自动控温步进式加热炉，分三区式预热、加热、均热来完成钢坯热轧穿孔前的加热工作，步进式加热炉加热效率高、加热均匀，能有效保证穿孔后毛管内外表面、壁厚偏差、组织的质量。
3.根据权利要求2所述的一种高精度二辊冷轧无缝钢管的生产方法，其特征在于：步进式加热炉在三区式预热、加热、均热中的温度分别为560℃-660℃、1080℃-1160℃和1220℃-1270℃；根据加热不同外径钢坯，步进式加热炉出钢频率控制在25-40S/支，钢坯加热出钢后使用全自动φ50曼式穿孔机生产毛管。
4.根据权利要求1所述的一种高精度二辊冷轧无缝钢管的生产方法，其特征在于：第四步：酸洗过程中酸缸硫酸液浓度在15%-25%之间，硫酸亚铁含量100g/L以下，温度在40℃-70℃；磷化过程中磷化缸总酸度25-37.5滴，游离酸度1.5-2.5滴，总酸游离酸比值在15-20之间，磷化缸温度保持在65℃-75℃；皂化过程中皂化缸PH7.5-9.5之间,温度保持在70℃-85℃。
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| CN107931331A (zh) | 2018-04-20 |
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