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不锈钢管生产技术的发展方向

作者: 来源:原创 日期:2016/4/22 23:16:36 人气:135

1.高精度

    为满足深井采油和机器制造对精度的要求,近年来生产的不锈钢管在精度上达到了一个新的水平。

    (1)不锈钢管的壁厚公差由±12.5%提高到±5%%,新投产的轧机可保证壁厚公差为±4%。

    (2)不锈钢管外径公差由±1.25%提高到±0.5%,近年来通过现代减定径机,外径公差甚至可达到±0.3%。

    (3)不锈钢管的弯曲度由1 mm/m,提高到0.5 mm/m,甚至达到0.3 mm/m。

    (4)不锈钢管内外表面无缺陷或少缺陷,整支、整批不锈钢管表面同样光洁。

    (5)不锈钢管长短基本一致,端部切齐,有些产品尚要求倒棱。

    (6)除了控制上述公差外,还要控制重量公差,并要求内径通棒检查,内径与直棒之间隙<3mm。

2.多品种

    其主要内容是:

    (1)1套轧机可以生产多品种的钢管。比如石油管、锅炉管、化工合金管、结构管、高合金不锈钢管,具有较高的成材率和产量,且具有较高的经济效益。

    (2)1套工具(同一套轧辊、导盘,同一根芯棒)可以通过孔型调整而生产多种规格的钢管。比如调整导盘上、下位置可生产不同外径的钢管,使用同一芯棒可得到不同壁厚的钢管。

    (3) 1套轧机可以轧制不同种类的钢坯及钢种。比如轧制轧坯与连铸坯,轧制中高合金钢、不锈钢。

    (4)1种规格的管坯可以生产多种规格的不锈钢管。轧机可通过扩径、等径、减径轧制法得到多种规格的不锈钢管,并可按二倍尺或多倍尺长度进行轧制,尽量减少管坯的种类,尽量扩大不锈钢管的规格。

    (5)工具备件标准化。如电机、传动系统、转鼓、一导盘等部件互换性强,发生故障时可成套更换,尽星缩短辅助时间。

    (6)1支长管可以切成多支定尺管,而轧制长度由2m向18m,甚至33m发展,经过张减后长度可达150160m。

3.高性能

    (1)成分波动小

    一般地,成分波动在以下范围:C 0.02%0.03%n,Si0.03%0.05%,Mn0.04%0.05%,S<0.025% , P<0.025%。严格控制钢中有害元素含址,其中:Cu≤0.2%,Sn<0.02%,As<0.03%。气体含量控制在:H2≤0.000 3%,O2<0.000 5%~0.002 5%,N<0.008%0.012%。夹杂物总量≤0.170%(硫化物、三氧化二铝、粒状氧化物等),可溶性Al≤0.015%。

    (2)性能波动小

    每支、每批不锈钢管性能基本一致。

    大的总变形量,不仅对轧制功和能力是一种浪费,而且对材料的内部性能,尤其是横向性能反而有害,增大了纵、横向性能的剪刀差。

    塑性指标随着变形的增加而产生纵横向性能剪刀差的原因,是金属中的硫化锰等非金属夹杂物在原始状态基本成圆形,经过纵向变形,它们被拉长重叠成细长扁带形的异物而嵌在金属内部,极大地影响了金属的横向性能。从性能上,钢锭的总变形(延伸系数)为56就可保证有较好的性能,但是变形量(延伸系数)56不能轧出不锈钢管,一般轧管总变形.护(延仲系数)控制在630。

    轧管用的管坏由轧坯(钢锭)向连铸坯发展,这样既可以净化钢质,又可以降低成本,提高成材率(≈10%)。另一方面,由于大大减小了所轧材的总变形报(延伸系数从60120减小到630),从而有利于缩小不锈钢管纵向与横向性能差。

    (3)充分利用轧制余热进行热处理,发挥材料的潜在性能。例如,高强度不锈钢管的热处理正在从离线调质热处理向在线热处理发展,其工艺方法是不锈钢管定径后立即淬火、回火,从而生产出品粒细化的不锈钢管

    定径前的再加热会使金属的晶粒长大,为消除晶粒长大的影响,必须要有25%30%的变形量,因此,定径机除有修正圆周的作用外,还要进行一定的变形(延伸系数1.4左右)。定径机的机架数不宜太多,每架的变形量在3.2%~3.5%内,所以采用12机架较宜。为了保证精度和适应多种外径及壁厚变化要求,应根据产品大纲选择微张力定径与张力定径。

4.少工序

    轧管工艺线由长向短发展,一般从穿孔到定径由46道工序减少到穿孔(形成内孔)、轧制(修正壁厚)及定径(修正圆周)3道基本工序。轧管机组布置非常紧凑,既节约了投资,降低了成本,又简化了工艺,提高了效益。世界上第一台AccuRoll轧管机在烟台投产后,充分证明了仅有穿孔→轧制→定径3道工序的合理性。以前采用的斜轧穿孔→自动轧管机二道返回热轧→均整→再加热→定径或减径工艺以及水压穿孔→延伸、顶管、松棒、脱棒→切杯底→再加热→定径或减径的工艺将被简化或代替。少工序的基础是变形延伸系数均衡分配,以便使每个工序之间实现协调而稳定的配合

    现今穿孔机的延伸系数由22.5提高到34主轧机,如连轧机组的延伸系数由56降为24,而Accu Roll轧管机主要起一个均正作用,其延伸系数由22.5降低为1.31.8定径机则由1.11.2提高到1.41.5。这样适当减轻主机变形量、增加前后工序变形量,就可以使生产更为均衡、稳定、高效。

5.高质量管坯

    稳定持久地获得高质量低成本的连铸圆管坯或其他专用管坯,确实是改造轧机的基本条件。因为管坯对轧管厂的经营成本影响非常大,它占不锈钢管成本的60%以上另外稳定的管坯来源可保证不锈钢管质量的稳定,也就从根本上保证了市场的占有率。