一種大口徑無縫合金鋼管的製造方法
2023-07-23 16:32:41 1
專利名稱：一種大口徑無縫合金鋼管的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種大口徑無縫合金鋼管的製造方法。
背景技術：
目前我國大口徑無縫合金鋼管，主要生產工藝為熱軋大口徑無縫合金鋼管和熱擴大口徑無縫合金鋼管，熱擴無縫鋼管可生產非國標的尺寸，熱擴無縫管就是我們常說的熱擴管，密度比較低但是收縮很強的鋼管用斜軋法或拉拔法擴大管材直徑的一種荒管精軋工序。在較短的時間內使鋼管增粗，可生產非標，特殊型號的無縫管。熱軋無縫管一般在自動軋管機組上生產，實心管坯經檢查並清除表面缺陷截成所需長度，在管坯穿孔端端面上定心，然後送往加熱爐加熱，在穿孔機上穿孔，在穿孔同時不斷旋轉和前進，在軋輥和頂頭的作用下，管坯內部逐漸形成空腔稱毛管，再送至自動軋管機上繼續軋制最後經均整機均整壁厚，經定徑機定徑，達到規格要求，利用連續式軋管機組生產熱軋無縫鋼管是較先進的方法，若欲獲得尺寸更小和質量更好的無縫管，必須採用冷軋、 冷拔或者兩者聯合的方法冷軋通常在二輥式軋機上進行，鋼管在變斷面圓孔槽和不動的錐形頂頭所組成的環形孔型中軋制，冷拔通常在單鏈式或雙鏈式冷拔機上進行，擠壓法即將加熱好的管坯放在密閉的擠壓圓筒內穿孔棒與擠壓杆一起運動，使擠壓件從較小的模孔中擠出，此法可生產直徑較小的鋼管。隨著合金含量的提高，合金鋼的加工塑性下降、變形溫度區間變窄、脆性增大、變形抗力增大，使得加工變得困難。由此還帶來加工的耗時多、成本高、裝備噸位高，成品質量難以保證等問題。
發明內容
本發明針對現有大口徑無縫合金鋼管加工製造方法存在的不足，提供一種用優選的具有高強度且韌性好的大口徑無縫合金鋼管的製造方法。本發明採用的技術方案為，所述大口徑無縫合金鋼管的製造方法包括以下步驟
1)取材，選擇以下化學成分重量百分比的原料進行高潔淨度精煉 C 0. 02 0. 03% ；Mn :2. Γ2. 3% ；
Si 0. 15、. 20%,Nb :0. 04^0. 06%,
Ti 0. 02、. 04%,V 0. 05、. 09%,
Mo 0. Γ0. 4%,Ni :0. ΟΓΟ. 05%,
Cr :0. 55、. 65%,Al :0. 06、. 10%
其餘為狗和雜質；
2)在鑄型的旋轉軸線與水平夾角為0度的臥式離心鑄造機上進行離心鑄造，鑄造出的大口徑空心管坯；3)在上述大口徑空心管坯的頭尾兩端固接碳素鋼圓形部件作為咬入頭和尾端部件，咬入頭長度300mm，尾端圓形部件F720 X 30mm X 600mm ；
4)頭端碳素鋼的外表面加工成錐度為1:1.5，管坯和碳素鋼端內外表面機加工，內外表面分別切削5mm和2mm，得到兩端帶有碳素鋼段的管坯尺寸為F802X 112X 1980mm ；
5)將上述管坯加熱至100(TC並除磷，然後空心管坯內插入芯棒並定位，送入周期軋管機進行往復軋制，送進量為軋制碳素鋼的60% ；軋輥變形段孔型的寬高比為軋制碳素鋼的 1. 01倍，周期軋管機延伸率設定為4. 8，軋成尺寸為F620X^X4900mm尺寸的管件；
6)軋制完成後管件脫芯棒、切頭、切尾後經加熱、定徑、精整，製得合格尺寸為 F620X28X4000mm的大口徑無縫合金鋼管成品件。本發明的優點在於採用本發明的大口徑無縫合金鋼管的製造方法，所製造的無縫合金鋼管綜合性能良好，低溫衝擊韌性優異，並且製備工藝簡單，縮短工藝流程、降低成本。
具體實施例方式一種大口徑無縫合金鋼管的製造方法，包括以下步驟
1)取材，選擇以下化學成分重量百分比的原料進行高潔淨度精煉 C 0. 02 0. 03% ； Mn :2. Γ2. 3% ；
Si 0. 15、. 20%,Nb :0. 04^0. 06%,
Ti 0. 02、. 04%,V 0. 05、. 09%,
Mo 0. Γ0. 4%,Ni :0. ΟΓΟ. 05%,
Cr :0. 55、. 65%,Al :0. 06、. 10%
其餘為狗和雜質；
2)在鑄型的旋轉軸線與水平夾角為0度的臥式離心鑄造機上進行離心鑄造，鑄造出的大口徑空心管坯；
3)在上述大口徑空心管坯的頭尾兩端固接碳素鋼圓形部件作為咬入頭和尾端部件，咬入頭長度300mm，尾端圓形部件F720 X 30mm X 600mm ；
4)頭端碳素鋼的外表面加工成錐度為1:1.5，管坯和碳素鋼端內外表面機加工，內外表面分別切削5mm和2mm，得到兩端帶有碳素鋼段的管坯尺寸為F802X 112X 1980mm ；
5)將上述管坯加熱至100(TC並除磷，然後空心管坯內插入芯棒並定位，送入周期軋管機進行往復軋制，送進量為軋制碳素鋼的60% ；軋輥變形段孔型的寬高比為軋制碳素鋼的 1. 01倍，周期軋管機延伸率設定為4. 8，軋成尺寸為F620X^X4900mm尺寸的管件；
6)軋制完成後管件脫芯棒、切頭、切尾後經加熱、定徑、精整，製得合格尺寸為 F620X28X4000mm的大口徑無縫合金鋼管成品件。C可以增加鋼強度的有效元素，但對鋼的韌性、塑性、焊接性能有負面的影響。少量的Mn可以起到固溶強化作用，還在一定程度上細化晶粒，改善鋼的衝擊韌性。Nb可以延遲奧氏體再結晶、降低材料的相變溫度，通過固溶強化、相變強化、析出強化等機制來提高強度，但不降低低溫衝擊韌性。通過析出物的釘扎作用，阻止奧氏體在軋制過程的晶粒長大。 V在鋼中可以補充Nb析出強化的不足，還能改善鋼材焊後韌性。Mo能降低相變溫度、抑制塊狀鐵素體形成、促進針狀鐵素體轉變，是貝氏體形成的主要元素，並且能提高Nb (C、N)的沉澱強化效果。微量的Ti可以在高溫下與碳、氧結合，形成高溫難熔的析出物，有利於抑制焊接熱影響區的奧氏體晶粒長大，顯著改善焊接熱影響區的韌性。Ni和Cr可以提高鋼的淬透性，以提高強度改善厚度方向上的性能均勻性；Si是對鋼進行脫氧的主要元素，具有較強的固溶強化效果。上述組分的含量過高或者過少都影響最終成品的質量，本發明經過大量實驗，最終採用了優選的組分及生產方法。
實施例1
1)取材，選擇以下化學成分重量百分比的原料進行高潔淨度精煉 C 0. 03% ；Mn 2. 3% ；
Si 0. 20%,Nb 0. 06%,
Ti 0. 04%,V 0. 09%,
Mo 0. 4%,Ni 0. 05%,
Cr 0. 65%,Al :0. 10%
其餘為狗和雜質；
2)在鑄型的旋轉軸線與水平夾角為0度的臥式離心鑄造機上進行離心鑄造，鑄造出的大口徑空心管坯；
3)在上述大口徑空心管坯的頭尾兩端固接碳素鋼圓形部件作為咬入頭和尾端部件，咬入頭長度300mm，尾端圓形部件F720 X 30mm X 600mm ；
4)頭端碳素鋼的外表面加工成錐度為1:1.5，管坯和碳素鋼端內外表面機加工，內外表面分別切削5mm和2mm，得到兩端帶有碳素鋼段的管坯尺寸為F802X 112X 1980mm ；
5)將上述管坯加熱至100(TC並除磷，然後空心管坯內插入芯棒並定位，送入周期軋管機進行往復軋制，送進量為軋制碳素鋼的60% ；軋輥變形段孔型的寬高比為軋制碳素鋼的 1. 01倍，周期軋管機延伸率設定為4. 8，軋成尺寸為F620X^X4900mm尺寸的管件；
6)軋制完成後管件脫芯棒、切頭、切尾後經加熱、定徑、精整，製得合格尺寸為 F620X28X4000mm的大口徑無縫合金鋼管成品件。 實施例2
1)取材，選擇以下化學成分重量百分比的原料進行高潔淨度精煉 C 0. 02% ；Mn 2. 1% ；
Si 0. 15%,Nb 0. 04%,
Ti 0. 02%,V0. 05%,
Mo 0. 1%，Ni 0. 01%,
Cr 0. 55%,Al :0. 06%
其餘為狗和雜質；
2)在鑄型的旋轉軸線與水平夾角為0度的臥式離心鑄造機上進行離心鑄造，鑄造出的大口徑空心管坯；
3)在上述大口徑空心管坯的頭尾兩端固接碳素鋼圓形部件作為咬入頭和尾端部件，咬入頭長度300mm，尾端圓形部件F720 X 30mm X 600mm ；4)頭端碳素鋼的外表面加工成錐度為1:1.5，管坯和碳素鋼端內外表面機加工，內外表面分別切削5mm和2mm，得到兩端帶有碳素鋼段的管坯尺寸為F802X 112X 1980mm ；
5)將上述管坯加熱至100(TC並除磷，然後空心管坯內插入芯棒並定位，送入周期軋管機進行往復軋制，送進量為軋制碳素鋼的60% ；軋輥變形段孔型的寬高比為軋制碳素鋼的 1. 01倍，周期軋管機延伸率設定為4. 8，軋成尺寸為F620X^X4900mm尺寸的管件；
6)軋制完成後管件脫芯棒、切頭、切尾後經加熱、定徑、精整，製得合格尺寸為 F620X28X4000mm的大口徑無縫合金鋼管成品件。
權利要求
1. 一種大口徑無縫合金鋼管的製造方法，其特徵在於，包括以下步驟1)取材，選擇以下化學成分重量百分比的原料進行高潔淨度精煉C 0. 02 0. 03% ； Mn :2. Γ2. 3% ；Cr 0. 55、. 65%,Nb 0. 04 0. 06%,V 0. 05、. 09%,Ni 0. ΟΓΟ. 05%,Al :0. 06、. 10%其餘為狗和雜質；2)在鑄型的旋轉軸線與水平夾角為0度的臥式離心鑄造機上進行離心鑄造，鑄造出的大口徑空心管坯；3)在上述大口徑空心管坯的頭尾兩端固接碳素鋼圓形部件作為咬入頭和尾端部件，咬入頭長度300mm，尾端圓形部件F720 X 30mm X 600mm ；4)頭端碳素鋼的外表面加工成錐度為1:1.5，管坯和碳素鋼端內外表面機加工，內外表面分別切削5mm和2mm，得到兩端帶有碳素鋼段的管坯尺寸為F802X 112X 1980mm ；5)將上述管坯加熱至100(TC並除磷，然後空心管坯內插入芯棒並定位，送入周期軋管機進行往復軋制，送進量為軋制碳素鋼的60% ；軋輥變形段孔型的寬高比為軋制碳素鋼的.1. 01倍，周期軋管機延伸率設定為4. 8，軋成尺寸為F620X^X4900mm尺寸的管件；6)軋制完成後管件脫芯棒、切頭、切尾後經加熱、定徑、精整，製得合格尺寸為F620X28X4000mm的大口徑無縫合金鋼管成品件。
全文摘要
本發明涉及一種大口徑無縫合金鋼管的製造方法，包括以下步驟1)取材；2)離心鑄造出的大口徑空心管坯；3)在上述大口徑空心管坯的頭尾兩端固接碳素鋼圓形部件作為咬入頭和尾端部件；4)對3)得到的管坯進行加工；5)將上述管坯加熱至1000℃並除磷，然後空心管坯內插入芯棒並定位，送入周期軋管機進行往復軋制，送進量為軋制碳素鋼的60%；6)軋制完成後管件脫芯棒、切頭、切尾後經加熱、定徑、精整，製得合格尺寸的大口徑無縫合金鋼管成品件。
文檔編號B21B23/00GK102553926SQ20121003893
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月21日 優先權日2012年2月21日
發明者張芝蓮 申請人:張芝蓮