CN115463996A - 一种高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法 - Google Patents

一种高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，制造步骤为：⑴锻造坯料；⑵加工验收；⑶一次感应炉加热；⑷润滑；⑸扩孔；⑹二次感应炉加热；⑺润滑；⑻挤压成型；⑼热处理；⑽矫直‑锯切；⑾酸洗、修磨；⑿超声探伤‑检验切合。高硅奥氏体不锈钢管为耐浓硫酸腐蚀的UNSS38815无缝钢管。本发明采用锻坯+扩孔+挤压工艺生产无缝钢管，加工后的不锈钢管尺寸、外径和壁厚公差符合标准要求，表面质量好，解决了传统工艺生产高硅无缝钢管质量差、成材率低的问题，拓宽了高硅无缝钢管的规格。

Description

一种高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法
技术领域
本发明属于工业设备生产领域，涉及一种高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法。
背景技术
目前，高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法主要是热轧、热穿孔+冷轧等方式，尤其是一些外径大，壁厚薄的规格，尺寸精度要求高，一般采用热穿孔+多道次冷轧方法生产，上述成型方法一方面质量不稳定，表面极易出现裂纹等质量缺陷，探伤合格率低。另一方面工序较多，成本较高。
从变形特点的角度分析，挤压工艺是最好的变形工艺，金属在挤压变形区处于强烈的三向压应力状态，可以充分发挥其塑性，获得较大的变形量，挤压变形可以改善金属材料的组织，提高其力学性能，产品综合质量高。
而由于钢种塑性差的问题，此钢种不易采用穿孔生产，若想扩大生产组距，需要增加设备，这样增加了企业对生产设备的投入，严重影响到产品生产的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，解决传统工艺生产高硅无缝钢管裂纹、开裂和成材率低的问题，提高高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的质量，拓宽高硅无缝钢管的规格，降低生产成本。
本发明的技术方案是：高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，制造步骤如下：
⑴锻造坯料：始锻温度≥1050℃，终锻温度≥900℃对坯料进行锻造，锻造比≥4，完成锻造开坯后进行水冷处理；
⑵加工验收：对锻造后坯料进行加工处理，机加工包括定尺锯切、剥皮、钻孔和端面加工修整；加工完成后进行坯料检验、修磨和验收；所述检验坯料表面粗糙度Ra≤1.6μm；
⑶一次感应炉加热：采用感应炉加热，以高功率冲温至需要的后，迅速出炉；
⑷润滑：坯料加热后快速转移到玻璃粉润滑设备上，坯料旋转前进，外表面均匀粘上一层玻璃粉润滑剂；
⑸扩孔：将加工后的坯料用电磁感应炉均匀加热到1100℃～1150℃，然后进行扩孔；
⑹二次感应炉加热：加热后外表面温度到1050-1150℃，中心温度到1080-1100℃；
⑺润滑：坯料加热后快速转移到玻璃粉润滑设备上，坯料旋转前进，外表面均匀粘上一层玻璃粉润滑剂；玻璃垫的润滑，挤压前将事先制备的玻璃垫贴在挤压模上，玻璃垫内腔比挤压模内腔5-10mm；
⑼热处理：将不锈钢管均匀加热到1040℃～1080℃，出炉后水冷；
⑽矫直-锯切：利用辊矫工装对热处理后不锈钢管进行矫正，使之无明显弯曲和扭转；切掉两端尺寸不合格的部分，然后根据成品长度要求进行锯切；
⑾酸洗、修磨：对不锈钢管进行酸洗，去除油污；酸洗后进行检验和精整修磨，去除表面裂纹、折叠、划道和麻坑缺陷；
⑿超声探伤-检验切合：对酸洗、修磨后的不锈钢管进行尺寸检测、超声波探伤、液体渗透检测和理化性能检测；检验合格后喷标、打捆、入库。
高硅奥氏体不锈钢管为耐浓硫酸腐蚀的UNSS38815无缝钢管。一次感应炉加热到扩孔需要的温度为1100-1150℃。挤压成型的感应加热温度为1050-1150℃。热处理温度1040-1080℃，保温1h,水冷。酸洗的用酸为硝酸和氢氟酸1:1配制的混合酸。
本发明高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，采用锻坯+扩孔+挤压工艺生产无缝钢管，加工后的钢管尺寸、外径、壁厚公差符合标准要求，表面质量好，解决了传统工艺生产高硅无缝钢管质量差、成材率低的问题，拓宽了高硅无缝钢管的规格。与现有技术相比，本发明的有益效果是：①产品表面质量好。②直接挤压出成品。③产品耐浓硫酸腐蚀。④扩大生产组距，减少设备投入，降低生产成本。⑤生产工艺过程灵活，适合于此类钢种少批量、多品种的制造特点。
附图说明
图1为本发明高硅奥氏体不锈钢无缝钢管制造方法的工艺流程框图。
图2为高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造装置的流程图；
图3为卧式挤压机的机构示意图。
其中：1—锻造机、2—坯料加工处理设备、3—检验设备、4—一次感应炉、5—润滑设备、6—扩孔机、7—二次感应炉、8—挤压成型设备、9—热处理设备、10—矫直机、11—锯切设备、12—酸洗设备、13—精整修磨设备、14—超声探伤仪、15—产品验收设备、23—模尾座、24—模中座、25—模座、26—挤压模、27—挤压筒中间层、28—挤压筒内衬、29—挤压筒、30—芯棒、31—挤压垫、32—挤压杆、33—模支撑。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
本发明利用高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造装置进行生产。如图2所示，高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造装置包括锻造机1、坯料加工处理设备2、检验设备3、一次感应炉4、润滑设备5、扩孔机6、二次感应炉7、挤压成型设备8、热处理设备9、矫直机10、锯切设备11、酸洗设备12、精整修磨设备13、超声探伤仪14和产品验收设备15。锻造机、坯料加工处理设备、检验设备、一次感应炉、润滑设备、扩孔机、二次感应炉、挤压成型设备、热处理设备、矫直机、锯切设备、酸洗设备、精整修磨设备、超声探伤仪、产品验收设备依次布置。坯料加工处理设备包括剥皮设备、数控车床、修磨机、抛光机和清洗器。检测设备包括尺寸检测仪、粗糙度检测仪、检验修磨器、理化性能检测机、密度检测仪、渗透探伤仪和精整检验切合机。
挤压成型设备为6300吨卧式挤压机。如图3所示，卧式挤压机包括模尾座23、模中座24、模座25、挤压模26、挤压筒中间层27、挤压筒内衬28、挤压筒29、芯棒30、挤压垫31、挤压杆32和模支撑33。
本发明高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，高硅奥氏体不锈钢管为耐浓硫酸腐蚀的UNSS38815无缝钢管。整个生产过程如图1所示，主要包括：锻造坯料→定尺锯切→钻孔→端面加工→坯料验收→一次感应炉加热→润滑→扩孔→二次感应炉加热→润滑→挤压→入水→初检→热处理→矫直→锯切→酸洗→精整修磨→检验探伤→入库生产过程，具体制造步骤如下：
⑴锻造坯料：始锻温度≥1050℃，终锻温度≥900℃对坯料进行锻造，锻造比≥4，完成锻造开坯后进行水冷处理。
⑵加工验收：对锻造后坯料进行加工处理，机加工包括定尺锯切、剥皮、钻孔和端面加工修整；加工完成后进行坯料检验、修磨和验收；所述检验坯料表面粗糙度Ra≤1.6μm。
⑶一次感应炉加热：采用感应炉加热，预热温度700-900℃，一次感应炉加热到扩孔需要的温度1100-1150℃。保温时间≥2.5h；采用分段加热和间歇保温方法，逐渐提高加热功率，以高功率冲温至需要的后，迅速出炉。
⑷润滑：坯料加热后快速转移到玻璃粉润滑设备上，坯料旋转前进，外表面均匀粘上一层玻璃粉润滑剂。
⑸扩孔：将加工后的坯料用电磁感应炉均匀加热到1150℃～1220℃，然后进行扩孔。
⑹二次感应炉加热：加热后外表面温度到1050-1150℃，中心温度到1000-1050℃。
⑺润滑：坯料加热后快速转移到玻璃粉润滑设备上，坯料旋转前进，外表面均匀粘上一层玻璃粉润滑剂；玻璃垫的润滑，挤压前将事先制备的玻璃垫贴在挤压模上，玻璃垫内腔比挤压模内腔5-10mm。
⑻挤压成型：用63MN卧式挤压机进行热挤压成型，挤压成型的感应加热温度为1050-1150℃。挤压速度180-400mm/S，挤压筒温度≥300℃，挤压力理论计算值不超过61MN；挤压成型后不锈钢管放入水冷池冷却。
⑼热处理：将不锈钢管均匀加热到1040-1080℃，保温1h,出炉水冷。待不锈钢管温度冷却至低于40℃，再入炉加热到640℃～680℃进行回火处理。
⑽矫直-锯切：利用拉矫工装配合冷拔设备对热处理后不锈钢管进行拉直、矫正，使之无明显弯曲和扭转；切掉两端尺寸不合格的部分，然后根据成品长度要求进行锯切。
⑾酸洗、修磨：对不锈钢管进行酸洗，去除油污；酸洗后进行检验和精整修磨，去除表面裂纹、折叠、划道和麻坑缺陷。酸洗的用酸为硝酸和氢氟酸1:1配制的混合酸。
⑿超声探伤-检验切合：对酸洗、修磨后的不锈钢管进行尺寸检测、超声波探伤、液体渗透检测和理化性能检测；检验合格后喷标、打捆、入库。
坯料规格：外径φ242/内孔φ45*长度550mm。实际检验数据外径φ242.1/内孔φ45*长度548mm。成品管尺寸：外径φ133*壁厚9*长度7000mm。实际检验数据外径φ133.5*壁厚9.3*长度7010mm。
本发明高硅奥氏体不锈钢UNSS38815无缝钢管的制造方法，解决了传统工艺生产高硅无缝钢管质量差、裂纹、开裂和成材率低的问题，拓宽了高硅无缝钢管的规格，制品综合质量高。

Claims (6)

1.一种高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征是：所述制造步骤如下：
⑴锻造坯料：始锻温度≥1050℃，终锻温度≥900℃对坯料进行锻造，锻造比≥4，完成锻造开坯后进行水冷处理；
⑵加工验收：对锻造后坯料进行加工处理，机加工包括定尺锯切、剥皮、钻孔和端面加工修整；加工完成后进行坯料检验、修磨和验收；所述检验坯料表面粗糙度Ra≤1.6μm；
⑶一次感应炉加热：采用感应炉加热，以高功率冲温至需要的后，迅速出炉；
⑷润滑：坯料加热后快速转移到玻璃粉润滑设备上，坯料旋转前进，外表面均匀粘上一层玻璃粉润滑剂；
⑸扩孔：将加工后的坯料用电磁感应炉均匀加热到1100℃～1150℃，然后进行扩孔；
⑹二次感应炉加热：加热后外表面温度到1050-1150℃，中心温度到1080-1100℃；
⑺润滑：坯料加热后快速转移到玻璃粉润滑设备上，坯料旋转前进，外表面均匀粘上一层玻璃粉润滑剂；玻璃垫的润滑，挤压前将事先制备的玻璃垫贴在挤压模上，玻璃垫内腔比挤压模内腔5-10mm；
⑻挤压成型：用63MN卧式挤压机进行热挤压成型，挤压速度180-300mm/S，挤压筒温度≥300℃，挤压力理论计算值不超过61MN；挤压成型后不锈钢管放入水冷池冷却；
⑼热处理：将不锈钢管均匀加热到1040℃～1080℃，适时保温，出炉后水冷至室温；
⑽矫直-锯切：利用辊矫工装对热处理后不锈钢管进行矫正，使之无明显弯曲和扭转；切掉两端尺寸不合格的部分，然后根据成品长度要求进行锯切；
⑾酸洗、修磨：对不锈钢管进行酸洗，去除油污；酸洗后进行检验和精整修磨，去除表面裂纹、折叠、划道和麻坑缺陷；
⑿超声探伤-检验切合：对酸洗、修磨后的不锈钢管进行尺寸检测、超声波探伤、液体渗透检测和理化性能检测；检验合格后喷标、打捆、入库。
2.根据权利要求1所述的高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征是：所述高硅奥氏体不锈钢管为耐浓硫酸腐蚀的UNSS38815无缝钢管。
3.根据权利要求1所述的高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征是：所述一次感应炉加热到扩孔需要的温度为1100-1150℃。
4.根据权利要求1所述的高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征是：所述挤压成型的感应加热温度为1050-1150℃。
5.根据权利要求1所述的高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征是：所述热处理的温度为1040-1080℃，保温1h,水冷。
6.根据权利要求1所述的高硅奥氏体不锈钢无缝钢管的制造方法，其特征是：所述酸洗的用酸为硝酸和氢氟酸1:1配制的混合酸。
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