CN1193835C - 温加工制造碳钢管和合金钢管的方法 - Google Patents
温加工制造碳钢管和合金钢管的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1193835C CN1193835C CNB021380201A CN02138020A CN1193835C CN 1193835 C CN1193835 C CN 1193835C CN B021380201 A CNB021380201 A CN B021380201A CN 02138020 A CN02138020 A CN 02138020A CN 1193835 C CN1193835 C CN 1193835C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipe
- rolling
- temperature
- processing
- carbon steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 85
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 abstract description 11
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明公开了一种温加工制造碳钢管和合金钢管的方法。它依次包括，连铸空心管坯表面机加工处理；管坯预加热到500℃～600℃；管坯在其预加热温度和其在变形轧制过程产生的形变热两者叠加而升温至900℃～1200℃的轧制温度条件下，以高变形速率进行轧制成形；轧制件在变形轧制温度900℃～1200℃的基础上，再升高30℃～80℃，且让此温度均衡地保持一定时间的均温条件下，以适当冷却速度冷却至环境温度等4个步骤。本发明克服了已有技术的工序多、成材率低、制造成本高、制成品质量不稳定等不足，是目前一种区别于热轧加工和冷轧加工，而采用温加工制造碳钢管和合金钢管的先进方法。
Description
技术领域
本发明属于金属管材轧制技术。具体涉及一种加工制造碳钢管和合金钢管的方法。
背景技术
已有的碳钢管和合金钢管的制造方法，主要的有穿孔管坯轧制法和带材成形焊接法。第一种传统的制造方法是将碳钢和合金钢铸成实心坯并定尺切断，进行再加热后送入二辊或三辊穿孔机穿成荒管，再将管坯进行热轧和冷轧得到成品管材。该方法是目前普遍使用的，但存在着工序多，能耗高，不能生产超长管材，管材制造成本高等不足。由实心坯到热轧第一道后的成材率仅为80％左右。而第二种带材成形焊接法，是将碳钢和合金钢铸造坯，经多道工序轧成带钢，进行光亮退火、纵剪分条处理，然后在焊管机组上进行成型焊接，而焊接一般采用高频、直流、氩弧、方波等焊接方法。该方法可以生产超长管，尤其在小口径薄壁管材和超大口径管材的生产上优势明显。生产制造成本比第一种方法低，但仍然偏高。由于是采用焊接方法，焊接质量成为使用中最关注的问题。虽然人们在焊缝的处理上进行了大量工作和努力，但始终不能全面地从根本上消除焊缝造成的缺陷和泄漏。因此在一些重要的使用场合如中高压锅炉管、中高压流体输送管道和换热器等用管体系上受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造工序较少、成材率较高、制造成本较低、制品管材质量较好的温加工制造碳钢管和合金钢管的方法，以克服已有技术的不足。
实现本发明的目的的技术构想，主要基于运用温加工和形变热处理原理，在先对连铸空心管坯作表面机加工除杂处理，然后赋予管坯一定的初始温度，紧接着将管坯导入变形轧制设备，使管坯在预加热温度，和高变形速率轧制过程中产生的形变热，两者叠加而升温至再结晶温度之上的温度条件下轧制成形，随即在均温条件下，适速冷却而制成成品。而本发明所说的温加工，是与热轧加工和冷轧加工的根本区别所在。具体地说，本发明的在先对经表面机加工除杂处理的空心管坯的预加热，仅是加热到环境温度至再结晶温度之间。本发明这种对管坯预加热的技术措施，能够有效降低能耗，节减制造成本，而且又能够使管坯的变形轧制温度，上升至再结晶温度之上，提高了铸态管坯的可塑性，且具有足够的过热度，而提高了管坯变形的延伸系数，延长了管坯变形区域范围和动态再结晶的过程，而使碳钢管和合金钢管具有足够的条件，实现完全再结晶，从而达到提高轧制效率和制成品管材质量之本发明的初衷。
本发明实现其目的的技术方案是，以连铸空心管坯为基料，依次按照以下步骤进行：管坯表面机加工；管坯预热；管坯轧制；轧制件冷却，且管坯预热和管坯轧制步骤，是在保护气氛中进行的。
本发明根据各种材质碳钢管和合金钢管的不同的再结晶温度，上述各步骤可以有多种具体的技术措施。但本发明经过反复实验而优选的各个步骤的具体技术措施，也就是本发明的发明点在于：
在管坯表面机加工步骤，采取的是车或铣或磨的机械加工方法，且其机加工切削深度，控制在能够去掉管坯表面铸造缺陷的范围内。通过管坯表面机加工，使管坯表面呈无氧化光亮态。而对连铸碳钢和合金钢空心管坯而言，切削深度一般控制在0.3mm～0.5mm范围内。且由于铣加工工效高于车加工，故本发明推荐的是铣加工。经铣加工切削后所形成的废料，可以随即收集后回用。
在管坯预热步骤，是在保护气氛条件下，将经表面机加工的管坯，预加热至500℃～600℃。由于空心管坯的铸态组织在常温下可塑性低，尤其是在管坯变形热传导尚未形成之前，建立稳定轧制状态比较困难，而本发明在管坯预加热步骤，特地对管坯头部的局部长度(约300mm)范围内，加热至800℃～1000℃，也就是说，所说的管坯预加热，在管坯头部的局部长度范围内的预加热温度为800℃～1000℃。而其以后的预加热温度仍然是500℃～600℃。本发明采取的预加热技术措施，是在线可燃气体火焰加热，或者是卡电电阻加热，或者是感应线圈加热。
在管坯轧制步骤，是在保护气氛条件下，将头部加热至800℃～1000℃的管坯，紧接着导入变形轧制设备。事实上本发明是在一道次的连续生产流水线上，依次进行本发明的4个步骤。因而正确地说，是将预加热的管坯，紧接着导入变形轧制设备，而管坯是在其预加热温度和其在变形轧制过程产生的形变热，两者叠加在一起而升温至900℃～1200℃的轧制温度条件下，以高变形速率进行轧制而成形的。由于管坯是在再结晶温度以上且在一定的过热度状态下发生形变的，无疑管坯的可塑性大，延伸系数大，变形区长，所发生的动态再结晶的过程长，且在多辊行星轧机的多个轧辊的反复辗轧下，而有效保证了本发明制取高质量制成品管材的成功。
在轧制件冷却步骤，是紧接着将轧制成形的轧制件，在均温条件下，以适当冷却速度冷却至环境温度。具体地说，是紧接着将轧制成形的轧制件，在均温条件下，以10℃/秒～100℃/秒的降温速率冷却至环境温度。所谓均温，也可称之为恒温。而均温的实质内涵是，在已经完成变形轧制程序后，且运行离开变形轧制区的轧制件的外围，采用电感应线圈对轧制件再加热，使其温度在变形轧制温度900℃～1200℃的基础上，再升高30℃～80℃，且让此温度均衡地保持一定时间。也就是说，所说的均温条件下适速冷却至环境温度的均温温度，为轧制温度以上30℃～80℃。而后，再让均热的管坯轧制件导入水浴或喷淋冷却至环境温度。而本发明水浴冷却的目的，是令轧制件以10～20m/min的轧出速度，通过长约1～1.5m的乳化液浴槽内而实现的。适速冷却实质是一种形变热处理，其目的主要在于细化晶粒，使本发明的制成品管材，在后续深加工过程中乃至后续产品的工作状况下长期处于优良的力学性能状态。对于冷却硬化严重的钢种，则用控制喷淋冷却强度的方式使其缓冷到环境温度。
正如在先描述的那样，管坯变形轧制的温度，是决定管坯延伸系数的主要因素，特别是所加工轧制的合金钢管材，系多元合金，其组分含量的差异很大。鉴于上述考虑，本发明特别注重变形轧制设备的选用。其变形轧制设备至少应当满足可调控管坯变形温度，具有保护气氛装置，对管坯能够反复辗轧且辗轧面积较大等要求。本发明优选的变形轧制设备，是2～6辊行星轧管机。也就是说，所说的变形轧制设备，是可调控管坯变形温度的且具有保护气氛装置的2～6辊行星轧管机。
本发明对于管坯轧制温度，在预加热、轧制和冷却三个步骤连续作业线上的在线调节和控制，是通过以下三种技术措施来实现的：
第一种是应用在相关工序上的调控技术措施。它是通过调整管坯送进力、管坯预热温度、管坯延伸系数和管坯变形轧制区冷却液流量来实现调控管坯轧制温度的。
而第二种是应用在轧制设备的相关速度的调控技术措施。它是通过所说行星轧管机回转盘的转速及轧出速度所实现的变形速率的高低而调控管坯轧制温度的。本发明优选的调整行星轧管机回转盘的转速范围，控制在280～500rpm之内，而调整轧出速度的范围，控制在10～20m/min之内。也就是说，所说的高变形速率，是通过行星轧管机回转盘转速在280～500rpm范围内，及轧出速度在10～20m/min范围内的调整而调控的，且通过高变形速率的调控，而调控管坯轧制温度。
而第三种是应用在轧制设备的相关结构上的调控技术措施。它是通过调整所说行星轧管机的轧辊送进角度，而调控管坯轧制温度的。本发明优选的调整所说轧辊送进角度的范围，控制在6°～8°之间。也就是说，所说管坯轧制温度，是通过行星轧管机轧辊送进角度在6°～8°范围内的调整而调控的。
具体实施方式
本发明将通过下述具体实施方式作进一步说明，以便对本发明实现其目的的技术方案和特点了解得更加明了。
本发明的典型实施方式之一，轧制的是10#低碳钢连铸空心管坯。轧制是在改进后的XR-SG90三辊行星轧管机上进行的。管坯为垂直连铸方法生产的，初始尺寸为φ90×25mm，轧前管坯经由3个铣头的铣加工设备，进行表面处理，其切削深度为0.5mm，使管坯表面呈无氧化光亮态，然后在线预加热。采用感应线圈加热，使管坯头部300mm预热至800℃，其他部分加热到500℃。然后进行由改进后的XR-SG90三辊行星轧机的轧制加工。管坯在预热温度和变形热温度两者叠加后，很快升温至1100℃～1150℃。轧管机以轧出速度为15m/min进行工作，并持续不断将其所轧制的管件向前送进。在紧挨轧制区的所输送出来的管件的外围，安装有电感应加热器，使轧制件继续升温至1180℃，并将此1180℃的温升持续保持5～10秒钟时间，随即使轧制管件进入长2.5m的乳化液喷淋槽内，轧制管件大约在10秒钟的时间内通过喷淋槽，而冷却至环境温度。轧制后的10#钢管规格为φ48×3mm。延伸系数为12。管材表面无任何折叠纹和其它缺陷存在，轧后管体金相组织呈很细的等轴晶粒状态(完全再结晶态)。其抗拉强度≥430MPa，延伸率为25％～30％。涡流探伤检验结果反映，成品的缺陷点很少。轧制后管材品质优良，轧制是成功的。由空心管坯到三辊行星轧管机轧出的低碳钢管的成材率为94％左右。
本发明的具体实施方式之二。温轧连铸的GCr15轴承钢空心管坯。轧制是在改进后的XR-SG90三辊行星轧管机上进行的。管坯初始尺寸为φ90×25mm。经铣加工对管坯表面进行切削处理，切削深度为1mm，使管坯表面呈无氧化光亮状态，然后采用感应线圈预加热，使管坯头部升温至800℃，然后进入改进后的XR-SG90三辊行星轧管机，先将管头建立稳定轧制状态，等待管头轧制成型之后，将管坯预热温度下降为500℃，以后管坯进入轧制程序。其后轧制程序如同具体实施方式之一。而其轧制温度为1120℃～1160℃，轧出速度为12m/min，管件冷却前的均温温度为1160℃。轧制后的管材规格为φ47×3mm，其延伸系数为11。轧后钢管表面无任何折叠纹和其它缺陷。其抗拉强度为595MPa～675MPa，延伸率20.5％～27％。轧制是成功的。这种轴承钢管在后续的拉伸中，几乎无因管体本身的缺陷而发生断管现象。由空心管坯到三辊行星轧管机轧出的轴承钢管的成材率为94％左右。
综上所述，本发明所具有的在线连续作业工序少，自动化程度高，且成材率高，管材制造成本低，管材品质好等特点，是显而易见的。与已有技术相比较，本发明具有明显的实质性特点和显著的进步。
Claims (6)
1、一种温加工制造碳钢管和合金钢管的方法，以连铸空心管坯为基料，依次按照以下步骤进行：管坯表面机加工；管坯预热；管坯轧制；轧制件冷却，且管坯预热和管坯轧制步骤，是在保护气氛中进行的，其特征在于：
a、在管坯表面机加工步骤，采取的是车或铣或磨机械加工方法，且其机加工切削深度，控制在能够去掉管坯表面铸造缺陷的范围内；
b、在管坯预热步骤，是将经机加工的管坯预加热到500℃～600℃；
c、在管坯轧制步骤，是将预加热的管坯，导入变形轧制设备，而管坯是在其预加热温度和其在变形轧制过程产生的形变热，两者叠加在一起而升温至900℃～1200℃的轧制温度条件下，以高变形速率进行轧制而成形的；
d、在轧制件冷却步骤，是紧接着将轧制成形的轧制件，在变形轧制温度900℃～1200℃的基础上，再升高30℃～80℃，且让此温度均衡地保持一定时间的均温条件下，以适当冷却速度冷却至环境温度。
2、根据权利要求1所述的温加工制造碳钢管和合金钢管的方法，其特征在于：所说的管坯预加热，在管坯头部的局部长度范围内的预加热温度为800℃～1000℃。
3、根据权利要求1所述的温加工制造碳钢管和合金钢管的方法，其特征在于，所说的变形轧制设备，是可调控管坯变形温度的且具有保护气氛装置的2～6辊行星轧管机。
4、根据权利要求1所述的温加工制造碳钢管和合金钢管的方法，其特征在于，所说的管坯轧制温度，是通过调整管坯送进力、管坯预热温度、管坯延伸系数和管坯变形轧制区冷却液流量来调控的。
5、根据权利要求1所述的温加工制造碳钢管和合金钢管的方法，其特征在于，所说的高变形速率，是通过行星轧管机回转盘转速在280～500rpm范围内，及轧出速度在10～20m/min范围内的调整而调控的，且通过高变形速率的调控，而调控管坯轧制温度。
6、根据权利要求1所述的温加工制造碳钢管和合金钢管的方法，其特征在于，所说的管坯轧制温度，是通过行星轧管机轧辊送进角度在6°～8°范围内的调整而调控的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021380201A CN1193835C (zh) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | 温加工制造碳钢管和合金钢管的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021380201A CN1193835C (zh) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | 温加工制造碳钢管和合金钢管的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1390655A CN1390655A (zh) | 2003-01-15 |
| CN1193835C true CN1193835C (zh) | 2005-03-23 |
Family
ID=4749239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB021380201A Expired - Fee Related CN1193835C (zh) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | 温加工制造碳钢管和合金钢管的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1193835C (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105964693B (zh) * | 2016-01-12 | 2018-02-02 | 江苏隆达超合金航材股份有限公司 | 镍基高温合金管的行星轧制生产工艺 |
| CN107138533A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-09-08 | 射洪县才伦建材有限责任公司 | 一种成材率高的钢管加工方法 |
-
2002
- 2002-07-24 CN CNB021380201A patent/CN1193835C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1390655A (zh) | 2003-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Roberts | Cold rolling of steel | |
| CN1292847C (zh) | 奥氏体不锈钢热轧带材的制造方法和设备 | |
| CN1150064C (zh) | 带钢生产方法及其设备 | |
| CN1098136C (zh) | 制造钢的滚动轴承环的方法 | |
| CN1172758C (zh) | 温加工制造钛及钛合金管的方法 | |
| CN101412042A (zh) | 控制x80管线钢热轧中板板形的方法 | |
| CN104438326B (zh) | 薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺 | |
| CN112474797B (zh) | 一种2.0mm耐腐蚀热轧卷板轧制工艺 | |
| CN109092894B (zh) | 一种生产宽幅包铝板的轧制方法 | |
| CN1221337C (zh) | 一种制造铜及铜合金管的热轧方法 | |
| JP2004148365A (ja) | 熱延鋼材の製造方法及び製造設備 | |
| CN107177778A (zh) | 屈服强度460MPa级薄钢板及其板形控制方法 | |
| CN106270218B (zh) | 一种基于多传感器融合的在线可控连续自阻加热控制方法 | |
| CN1193835C (zh) | 温加工制造碳钢管和合金钢管的方法 | |
| CN108642410A (zh) | 一种提高铝合金板材综合力学性能的工艺方法 | |
| CN1166465C (zh) | 温加工制造铜及铜合金管的方法 | |
| CN1730185A (zh) | 钢板热卷制平焊法兰工艺技术 | |
| CN1221336C (zh) | 行星轧管机制造铜及铜合金管的方法 | |
| CN100488650C (zh) | 制管方法与制管设备 | |
| CN1203933C (zh) | 温加工制造不锈钢管的方法 | |
| JP4306079B2 (ja) | 電縫鋼管の製造方法および設備列 | |
| CN1281348C (zh) | 一种精密超长铜合金管的制造方法 | |
| CN103230961B (zh) | 铜合金管的制造方法及铜合金管 | |
| CN111482457B (zh) | 一种高碳钢叠轧坯的薄材轧制方法 | |
| JPH05228533A (ja) | 溶接管の製造方法及びその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Jiangsu Guoqiang Zinc Plating Industrial Co., Ltd. Assignor: Xingrong Hi-Tech Co., Ltd., Jiangsu Contract fulfillment period: 2007.3.26 to 2012.12.31 contract change Contract record no.: 2009320001299 Denomination of invention: Warm machining method for macking carbon steel pipe or alloy steel pipe Granted publication date: 20050323 License type: Exclusive license Record date: 2009.7.29 |
|
| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2007.3.26 TO 2012.12.31; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: JIANGSU GUOQIANG ZINC-PLATING INDUSTRY CO., LTD. Effective date: 20090729 |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050323 Termination date: 20120724 |