[实用新型]一种直接用于制造大口径中厚壁无缝钢管的管坯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制备无缝钢管的管坯，尤其涉及一种直接用于制造大口径中厚壁无缝钢管的管坯。

背景技术

大口径无缝钢管，特别是直径大于500毫米、径壁比在25以下的大口径中厚壁无缝钢管，在很多工业领域的重要场合，有着广泛的用途。如：用于火力发电的主蒸汽管道和核电的回路管道，以及CNG拖车用、气站用高压气瓶与各类高压容器的缸体等等。正因为大口径中厚壁无缝钢管的用途广泛，导致对其机械性能和理化性能的要求各不相同，从而对其材质及其加工工艺方法的选择亦有所不同。对于能源工业、天燃气管道、核电回路、火力主蒸汽管、拖车用大型气瓶、蓄能器管等各类高压容器用管，大部分必须采用口径大于500毫米、具有一定长度(有的长达13米)的大口径无缝管材，又因为管道内的介质基本上都是高温、高压，有的还具有放射性、高腐蚀性等，使用环境十分恶劣，对管道的物理、化学性能、长度和尺寸精度、表面质量均提出了很高的要求。因而，对于用于上述能源工业等特殊领域的大口径中厚壁无缝钢管，不但要求材质为难加工的不锈钢、各种合金钢，例如304、316、30CrMuA、35CrMo、30CrMnSiA等特钢种，还必须要经过独特的锻造或者轧制使之具有合理的锻态或轧态的金相结构。

为了达到上述要求，一些传统的生产方法已经不能生产出符合要求的大口径中厚壁无缝钢管。但是在强大的市场需求下，各国先后开发出了多种生产大口径中厚壁无缝钢管的工艺方法，并在美国、日本、意大利、法国、英国以及委内瑞拉、捷克、印度等国家得到了成功的应用。据目前粗略统计，世界上已经建有多台套机组专门用来生产大口径中厚壁无缝钢管。主要有三类：挤压法、顶管法和扩径(管)法。无论那种加工方法都必须先制备能够满足后道工序的管坯，其中顶管法，在美国、日本、法国、英国都建有用方坯、八角坯或圆坯冲出带杯底的管坯，然后在顶管机上生产φ500～φ1500毫米成品钢管，方坯或圆坯最重可达22吨，管长可达9米。该加工方法中制备管坯的局限性十分明显：首先，该方法流程长、设备多、投资和维护成本高。其中，目前用于压力定型即用于冲压出带杯底坯料的设备是大型的水压机；其次，因为冲压模具的限制，被加工的管材长度有限；再次，尤其在冲孔的过程中，工件内孔易出现裂纹等种种缺陷，而这些缺陷很难被后道工序所克服而且还有可能被后道工序进一步扩大，造成后续修正量增加和成品率不高。其中挤压法，用于制管的管坯是对方坯或圆坯加热后进行热穿孔而制得，同样存在工序多、成本高和所制得管坯质量难以得保证等缺陷；而扩径法的管坯，则是通过对方坯、八角坯或圆坯加热后进行热穿孔和周期性热轧获得，也同样存在上述管坯的种种缺陷，尤其是用以生产难变形且用途特殊的高端大口径中厚壁无缝成品管材的管坯质量是难以满足其苛刻要求的。在上述背景下，本实用新型申请人通过一种新的方法制得一种新结构的管坯，可直接满足后续顶管加工的要求，制得的管材质量优良、符合要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种通过离心铸造而成的、质量好、利于后期加工的、直接用于生产大口径中厚壁无缝钢管的优良管坯。

按照本实用新型提供的一种直接用于制造大口径中厚壁无缝钢管的管坯，包括大口径中厚壁离心铸造空心管坯和位于所述空心管坯一端的环状杯底。

按照本实用新型提供的一种直接用于制造大口径中厚壁无缝钢管的管坯还具有如下附属技术特征：

所述空心管坯和所述杯底通过离心铸造一体成形。

所述杯底的厚度H为：

H=F3.611*Dx*σ*μd]]>

其中：H-足以承受顶管轧制时芯棒顶推力的杯底厚度；

F-稳定轧制时的顶推力；

Dx-顶管的芯棒直径；

σ-钢材的高温抗拉强度；

μ_d-杯底轧后计算所得的延伸系数。

所述杯底轧后计算所得的延伸系数μ_d为：