CN115228965A - 一种大口径铜管的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大口径铜管的生产方法，解决了现有技术中无法对大口径铜管行加工的技术问题。它包括坯料准备阶段、坯料加热阶段、斜轧穿孔阶段、毛管检查修磨阶段、毛管加热阶段、周期轧管阶段、退火阶段以及成品机加工阶段；所述坯料为外径为300‑850mm的锻造圆坯，将所述锻造圆坯进行加热、斜轧穿孔后得到初加工后毛管，毛管经检查修磨消除其内外表面缺陷后，对其再次进行加热，加热后进行周期轧制，轧制后进行退火，最后经机加工得到成品管。
Description
技术领域
本发明涉及大口径无缝铜管制造技术领域，具体涉及一种大口径铜管的生产方法。
背景技术
结晶器铜管是连铸机上的核心部件，承担着钢水凝固成型的作用，结晶器铜管质量的好坏不仅对铸坯产量、质量有很大的影响，而且对铜管本身的使用寿命影响更大；在连铸生产过程中，结晶器铜管内表面的镀层与高温的钢水相接触，受到钢水的化学腐蚀，热侵蚀以及与坯壳之间的摩擦等综合的影响，结晶器铜管容易发生热变形，以及表面镀层的划伤，影响了连铸机的正常运行，降低了连铸效率，降低了铸坯的质量；由于铸坯的钢种与连铸机的工艺参数不同，结晶器铜管的使用寿命也不同；因此需要更好的铜管制备方法和制造水平提高结晶器铜管的使用寿命。
结晶器铜管的使用寿命主要取决于结晶器铜管的材质和铜管的制造水平，由于连铸坯断面具有一定的复杂性，因此对结晶器铜管有相对更高的质量要求；目前的结晶器铜管多采用银铜合金作为结晶器铜管生产材料，虽然结晶器铜管受铜管材料性能的限制，结晶器的使用寿命也受到限制；因此需要更好制备方法以及工艺流程提高结晶器铜管的使用性能和使用寿命。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
1、现有技术中对于大口径铜管的生产方法无法满足连铸结晶器的制造需求，并且工作效率低，成本较高；
2、现有技术中对于大口径铜管的生产方法使结晶器铜管易发生热变形，降低了铜管的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大口径铜管的生产方法，以解决现有技术中的生产效率低、在生产不同口径的铜管时，需耗费大量的人力，解决结晶器铜管发生热变形的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种大口径铜管的生产方法，包括以下步骤：
步骤1，坯料准备，选择所需尺寸的坯料，并去除坯料的外表面缺陷，所述坯料的中心出设有通孔，所述通孔的直径为80-120mm；
步骤2，坯料加热，对步骤1中所制备的坯料通过加热炉加热至820-840℃，且加热时长为10-18h；
步骤3，斜轧穿孔，对步骤2中所制备的坯料通过穿孔机进行穿孔，并获得毛管；
步骤4，毛管检查修磨，对步骤3中经穿孔得到的毛管内外表面进行检查修磨，消除内外表面的缺陷；
步骤5，毛管加热，将步骤4中修磨后的毛管经加热炉加热至800-820℃，待温度到达800-820℃后，保温4-8小时；
步骤6，周期轧管，对步骤5中加热后毛管通过周期式轧管机进行周期轧制，所述周期轧管机进行轧制工作时，根据管坯尺寸和材质的不同，每次或每周期的进给量为20-50mm，最终得到设定尺寸的荒管；
步骤7，退火，将步骤6中制备的荒管通过加热炉进行退火处理，退火温度为520-540℃，出炉后自然冷却至常温；
步骤8，成品机加工，将步骤7中所制备的荒管通过矫直机进行矫直后，对矫直后的荒管进行车削或镗削并且达到成品尺寸要求。
可选的或优选的，所述坯料为外径为300-850mm的锻造圆坯，所述锻造圆坯为铜或铜银合金。
可选的或优选的，所述步骤2中斜轧穿孔，当坯料直径大于500mm时，需要进行两次斜轧穿孔，第二次斜轧穿孔时需将第一次斜轧穿孔后的毛管进行补温，补温温度为820-840℃，保温时间为4-5h。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
（1）本发明提供的一种大口径铜管的生产方法，通过将毛坯加热至一定的温度，再通过斜轧穿孔，有利于提高连铸结晶器的铜管的使用寿命，以及提高铜管的使用寿命；
（2）本发明提供的一种大口径铜管的生产方法能够满足连铸结晶器铜管的性能需求，并且适合大口径的铜管生产，生产成本较低，质量可控。
（3）本发明提供的一种大口径铜管的生产方法能够降低降低结晶器铜管的发生热变形，并且能够有效的提高铜管的使用寿命。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1:制备D360/d300mm、产品材质为T2的纯铜管的生产方法：
步骤1，采用圆坯外径为530mm，并通过车床将圆坯的氧化层车削掉，使圆坯表面无黑皮、凹坑、裂纹、夹杂等缺陷，可以有效减小或根除锻造圆坯在穿孔过程中产生的外折缺陷，在锻造圆坯的中心开设通孔，通孔的直径为80mm，能够有效的减少或根穿孔毛管内折缺陷和提高毛管壁厚的均匀性，并且便于后续步骤的加工。
步骤2，对步骤1中所制备的带孔锻造圆坯通过电炉加热至820-840℃，加热时长为12h，电炉加热升温速度快、炉内温差小、控制精度高，能够保证带孔锻造圆坯在电炉内达到理想的变形温度区间，这样也有利于提高最终产品的使用寿命。同时，在综合能效和加热质量方面电炉远远优于燃气炉，是加工有色金属的必备设备，能够有效的节约资源提高产品质量。
步骤3对步骤2中所制备的带孔锻造圆坯进行两次斜轧穿孔，通过两次斜轧穿孔毛管的壁厚相对于一次穿孔毛管的壁厚要更加均匀，第一次斜轧穿孔后毛管规格为D520/d200mm,第二次斜轧穿孔后毛管规格为D535/d310mm，第一次穿孔后的毛管要回到电炉进行补热和保温，加热温度为820-840℃，总加热时长为4h。完成两次穿孔后毛管下线空冷。
步骤4对冷却后对毛管进行内外修磨，消除毛管内外表面的缺陷，能够更好的降低毛管经其它工序加工后产生缺陷的机率，杜绝废品的产生。
步骤5将步骤4中所制备的毛管用电炉加热至800-820℃，加热时长为5h，保证毛管的温度均匀，确保铜管周期轧制后的质量。
步骤6为对加热后的毛管通过周期轧管机对毛管进行周期轧制，周轧荒管的规格为D375/d285mm，根据毛管及成品的截面比率、产品材质，设计出合理的给进量，此实施例1的给进量为30mm/周期，通过控制合理的周轧给进量，能够确保最终产品品质及寿命达到最佳平衡。
步骤7将步骤6中制备的荒管进行退火处理，采用电炉对毛管进行退火，退火能够降低铜管内的应力，防止铜管在加工过程中产生裂纹，此实施例1设定的退火温度为520-540℃，加热时长为3h，出炉后采用空冷至常温，从而获得更好的加工性能。
步骤8将步骤7中所制备的荒管，需要通过辊式矫直机进行矫直，使荒管获得更佳的平直度，便于铜管的后序机加工，之后转入机加工工序，通过机加工（内镗和外车）达到最终要求的成品尺寸，此实施例1的成品规格为D360/300mm，其外径公差为：0~+2mm；内径公差为：-2~0mm；表面粗糙度：6.3；设计加工余量为7.5mm。
至此，完成实施例1的制造和加工。
实施例2:制备D580/d520mm、产品材质为TP2的磷脱氧纯铜管的生产方法：
步骤1，采用圆坯外径为680mm，并通过车床将圆坯的氧化层车削掉，使圆坯表面无黑皮、凹坑、裂纹、夹杂等缺陷，可以有效减小或根除锻造圆坯在穿孔过程中产生的外折缺陷，在锻造圆坯的中心开设通孔，通孔的直径为120mm，能够有效的减少或根穿孔毛管内折缺陷和提高毛管壁厚的均匀性，并且便于后续步骤的加工。
步骤2，对步骤1中所制备的带孔锻造圆坯通过电炉加热至820-840℃，加热时长为14h，电炉加热升温速度快、炉内温差小、控制精度高，能够保证带孔锻造圆坯在电炉内达到理想的变形温度区间，这样也有利于提高最终产品的使用寿命。同时，在综合能效和加热质量方面电炉远远优于燃气炉，是加工有色金属的必备设备，能够有效的节约资源提高产品质量。
步骤3对步骤2中所制备的带孔锻造圆坯进行两次斜轧穿孔，通过两次斜轧穿孔毛管的壁厚相对于一次穿孔毛管的壁厚要更加均匀，第一次斜轧穿孔后毛管规格为D670/d260mm,第二次斜轧穿孔后毛管规格为D690/d620mm，第一次穿孔后的毛管要回到电炉进行补热和保温，加热温度为820-840℃，保温时长为4h。完成两次穿孔后毛管下线空冷。
步骤4对冷却后对毛管进行内外修磨，消除毛管内外表面的缺陷，能够更好的降低毛管经其它工序加工后产生缺陷的机率，杜绝废品的产生。
步骤5将步骤4中所制备的毛管用电炉加热至800-820℃，加热时长为7h，保证毛管的温度均匀，确保铜管周期轧制后的质量。
步骤6为对加热后的毛管通过周期轧管机对毛管进行周期轧制，周轧荒管的规格为D595/d505mm，根据毛管及成品的截面比率、产品材质，设计出合理的给进量，此实施例2设定的给进量为26mm/周期，通过控制合理的周轧给进量，能够确保最终产品品质及寿命达到最佳平衡。
步骤7将步骤6中制备的荒管进行退火处理，采用电炉对毛管进行退火，退火能够降低铜管内的应力，防止铜管在加工过程中产生裂纹，此实施例2设定的退火温度为520-540℃，加热时长为5h，出炉后采用空冷至常温，从而获得更好的加工性能。
步骤8将步骤7中所制备的荒管，需要通过辊式矫直机进行矫直，使荒管获得更佳的平直度，便于铜管的后序机加工，之后转入机加工工序，通过机加工（内镗和外车）达到最终要求的成品尺寸，此实施例2的成品规格为D580/520mm，其外径公差为：0~+2.5mm；内径公差为：-2.5~0mm；表面粗糙度：6.3；设计加工余量为7.5mm。
至此，完成实施例2的制造和加工
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能 利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种大口径铜管的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，坯料准备，选择所需尺寸的坯料，并去除坯料的外表面缺陷，所述坯料的中心出设有通孔，所述通孔的直径为80-120mm；
步骤2，坯料加热，对步骤1中所制备的坯料通过加热炉加热至820-840℃，且加热时长视管坯材质和尺寸不同，为10-18h；
步骤3，斜轧穿孔，对步骤2中所制备的坯料通过穿孔机进行穿孔，穿孔完毕后对圆坯进行修磨，并获得毛管；
步骤4，毛管检查修磨，对步骤3中经穿孔得到的毛管内外表面进行检查修磨，消除内外表面的缺陷；
步骤5，毛管加热，将步骤4中修磨后的毛管经加热炉加热至800-820℃，待温度到达800-820℃后，保温4-8小时；
步骤6，周期轧管，对步骤5中加热后毛管通过周期式轧管机进行周期轧制，所述周期轧管机进行轧制工作时，每次或每周期的进给量为20-50mm，最终得到设定尺寸的荒管；
步骤7，退火，将步骤6中制备的毛管通过加热炉进行退火处理，退火温度为520-540℃，出炉后自然冷却至常温；；
步骤8，成品机加工，将步骤7中所制备的毛管通过矫直机进行矫直后，对矫直后的毛管进行车削和镗削并且达到成品尺寸要求。
2.根据权利要求1所述的大口径铜管的生产方法，其特征在于，所述坯料为外径为300-850mm的锻造圆坯，所述锻造圆坯为铜或铜合金圆坯。
3.根据权利要求1所述的大口径铜管的生产方法，其特征在于，所述步骤2中斜轧穿孔，当坯料直径大于500mm时，需要进行两次斜轧穿孔，第二次斜轧穿孔时需将第一次斜轧穿孔后的毛管进行补温，补温温度为820-840℃，保温时间为4-5h。
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