热轧无缝钢管生产技术的进步

引言

随着时代的进步和科技的发展, 无缝钢管在城市基建及机械加工制造等领域得到越来越多的运用。在工业生产中, 无缝钢管的生产多采用热轧和冷轧轧制工艺, 在国内外很多无缝钢管生产企业, 一般多采取热轧工艺。热轧工艺显著能降低生产能耗、降低成本并且可以改善金属及合金的加工机械性能, 因此得到了广泛的应用。

一、热轧无缝钢管生产技术

无缝钢管在城市基建及机械产品生产加工制造过程中扮演着举足轻重的作用, 因此在市场的推动下其生产加工技术得到了飞速的发展。热轧无缝钢管生产工艺是在金属再结晶温度以上进行轧制的生产工艺, 由于其能耗低、产品机械性能较好的特点得到了广泛的应用。

热轧轧制无缝钢管生产流程主要包括圆管坯、加热、穿孔、三辊斜轧、连轧或挤压、脱管、定径 (或减径) 、冷却、矫直、水压试验等。一般在生产过程中以穿孔、轧管、定减径为主要变形工序。所运用到的设备分别为穿孔机、轧管机、定 (减) 径机。对于各主要变形工序, 均有相应严格的生产工艺控制要求。

1. 穿孔

保证穿孔过程中穿出的毛管壁厚度均匀, 椭圆度小, 几何尺寸精度高;毛管的内外表面要相对光滑无结疤、褶皱、裂纹等缺陷以保证机械性能;穿孔速度和轧制周期要相一致, 保证在轧管过程中钢管的温度保持在金属再结晶温度以上, 符合轧制需要。

2. 轧管

在轧管过程中, 需重点保证钢管具有较高的壁厚均匀度, 使得钢管各处壁厚度相对精确一致;需保证其具有良好的内外表面质量, 避免出现轧管过程中对内外表面产生的机械磨损、擦伤、扭转应裂等机械性能缺陷, 不破坏其内部应力结构, 保证钢管机械性能质量。

3. 减径

减径过程的实质是将大圆变小圆, 在生产过程中需保证一定的总减径率和较小的单机架减径率以更好地定径;尽量实现管坯多元化生产, 即一种管坯可制造多种管径成品;尽量保证不对钢管内外表面光滑产生损伤, 防止机械破坏钢管的内应力, 保证其机械性能质量。

二、热轧无缝钢管生产技术的进步

热轧无缝钢管生产技术经过多年的发展已经逐渐成熟, 已经得到了广泛的推广应用, 目前在国内外多个无缝钢管生产厂家, 多采用热轧轧制工艺。随着时代的发展和技术的进步, 一些新设备逐渐发展并运用到热轧无缝钢管生产过程中来, 提高无缝钢管热轧轧制质量, 推动其工艺的不断发展。

1. 紧凑式限动芯棒连轧机

以五机架Min-MPM连轧管机为代表的紧凑式限动芯棒连轧机逐渐应用到无缝钢管热轧轧制生产系统中。五机架MinMPM连轧管机轧机的延伸系数为3.8, 锥形辊穿孔机的延伸系数为3.2, 可以有效地保证在生产过程中能够减少钢管的壁厚偏差, 使得钢管流线整体性较好, 钢管各处厚度偏差较小, 利于后续的工作处理。

五机架Min-MPM连轧管机机架固定, 三个大机架和两个小机架呈水平—垂直布置, 并将小机架和精轧机架连结在一起以缩小轧机总长度, 在钢管进入作业时可以有效地减少金属流动的时间, 保证在轧管过程中金属钢管的温度, 降低了生产能耗, 并且缩短了生产周期, 相应地提高了生产效率。

2. 立式穿孔机

在无缝钢管生产过程中, 由于生产的需要, 在加热过程中加热的是长管毛坯料, 轧管过程采用的是高速锯切断, 而在穿孔时常采用立式穿孔机进行穿孔作业。立式穿孔机是紧凑的锥形辊穿孔机, 其轧辊垂直布置, 导盘或者导板水平布置, 这样既节省了作业空间, 也更好地保证穿孔作业中钢管的壁厚质量, 避免钢管壁厚偏差过大, 并且可以很好地避免机械对钢管内外表面形成的磨损、刮擦等损伤。

3. 精密连轧管机PQF

PQF轧机是目前优质无缝钢管生产中非常重要的设备, 属于三辊可调式芯棒限动连轧管机, 它采用轧辊孔型底部与边缘的线速度差较小及相对封闭的孔型设计, 使得在生产过程中金属变形均匀, 金属钢管在生产过程中横向流动较小, 能够有效地保证壁厚的质量, 并且很好地控制管内外表面光滑度;在机械冲击中轧制质量相对较高;且轧制过程中引起的管段切头损失较小, 有效地提高了金属的利用率, 减少了资源的浪费。

4. 现代斜孔扩径机NRE

基于斜轧原理形成并发展的现代斜孔扩径机NRE在生产过程中, 扩径钢管尺度精度较高, 钢管金相组织均匀, 机械性能较强, 且轧制的产品范围较广, 产品质量较好。

三、未来无缝钢管生产研究方向

无缝钢管热轧轧制技术目前虽然已经相对成熟并且得到广泛的应用, 但在实际工厂生产过程中, 依然有许多的问题需要着手克服。

无缝钢管在经过热轧后, 钢材内部的非金属杂质被压成薄片, 极容易在金属内部出现分层现象, 这就导致钢管在横向拉伸扭转和拉伸应力极度降低, 极其影响钢管的机械性能。而且在金属焊接过程中由于杂质夹层的出现, 使得焊接收缩时出现层间撕裂现象, 影响钢管整体的机械性能。

无缝钢管热轧过程中, 在进行冷却处理时, 由于冷却不均匀, 容易造成钢管内部残余热应力的存在, 在进行钢管焊接和使用过程中, 残余热应力极大地破坏了钢管的结构性能, 打破其内部平衡的内应力结构, 严重影响钢管的机械性能, 在扭转、拉伸过程中容易造成应力破坏而产生钢管破损、断裂等现象。

总结

在今后的机械加工制造业和城市基建业的发展过程中, 无缝钢管的市场需求巨大, 因此, 不断地通过科技创新以改进生产系统、改进生产设备和生产技术手段生产更高机械性能的产品以不断满足市场逐渐提高的产品质量要求成为无缝钢管生产厂家的必行之路, 也是科技不断进步、时代发展带来的必然。

摘要：随着科技的进步和经济的发展, 热轧无缝钢管生产技术得到了长足的进步, 从产品的生产种类到生产质量、机械性能等各方面都得到了极大的提升, 本文对热轧无缝钢管生产技术的发展进行研究, 对未来无缝钢管生产技术的研究方向提供一定的建议和意见。

关键词：热轧无缝钢管,生产技术,进步,发展历史

参考文献

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