[发明专利]一种喷射成形制备特厚或复合管坯工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及钢管制造技术，特别涉及一种喷射成形制备特厚或复合管坯工艺及装置。

背景技术

通常的无缝管坯是由实心管坯经穿孔后轧制的。

按生产方法不同可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管等。

(1)热轧无缝管一般在自动轧管机组上生产。实心管坯经检查并清除表面缺陷，截成所需长度，在管坯穿孔端端面上定心，然后送往加热炉加热，在穿孔机上穿孔。在穿孔同时不断旋转和前进，在轧辊和顶头的作用下，管坯内部逐渐形成空腔，称毛管。再送至自动轧管机上继续轧制。最后经均整机均整壁厚，经定径机定径，达到规格要求。利用连续式轧管机组生产热轧无缝钢管是较先进的方法。

(2)若欲获得尺寸更小和质量更好的无缝管，必须采用冷轧、冷拔或者两者联合的方法。冷轧通常在二辊式轧机上进行，钢管在变断面圆孔槽和不动的锥形顶头所组成的环形孔型中轧制。冷拔通常在0.5～100T的单链式或双链式冷拔机上进行。

(3)挤压法即将加热好的管坯放在密闭的挤压圆筒内，穿孔棒与挤压杆一起运动，使挤压件从较小的模孔中挤出。此法可生产直径较小的钢管。

中国专利CN95195732《无缝钢管的制造方法及其制造设备》及中国专利CN02115560《大口径后壁无缝钢管的制造工艺》公布了一种制造无缝钢管的方法及其制造设备，其工序为：

(1)连续铸造方法制造横断面形状为圆形的钢坯；

(2)将钢坯冷却到Ar₁相变点以下温度；

(3)将港普加热到可穿孔的温度；

(4)以200mm/s以下的速度进行穿孔轧制、制造空心管坯；

(5)对空心管坯进行延伸轧制及精轧；

(6)在Ar₃相变点以上对钢管进行再结晶处理；

(7)在Ar₃相变点以上对钢管进行淬火处理；

(8)对钢管进行回火处理。

上述方法存在的主要缺点是：

1.无法生产复合管坯；

2.若制备高合金、硬度高的管坯，顶头的消耗严重，生产成本较高；

3.挤压设备复杂，精度控制要求高；

通常的焊管是采用高频感应焊接或者其它方式加工而成的。

焊管的生产工艺流程为：

开卷-平整-端部剪切及焊接-活套-成形-焊接-内外焊珠去处-预矫正-感应热处理-定径及矫直-涡流检测-切断-水压检测-酸洗-最终检查-包装

中国专利CN01131448.6《大中径高精直缝焊管热连轧新工艺及其设备》公布了制造大中径直缝焊管的新型工艺及其设备。因其成形过程系热塑变形，故变形充分，应力小、精度高，它避免了螺旋焊管焊缝长及焊缝与介质流斜交结污挂垢阻力大等弊端。也比横卷成形的直缝焊管大大也提高了生产效率和质量。故此项技术和设备可促成流水作业和生产自动线，极大地提高产量降低成本。

中国专利CN200510100162.3《焊管生产工艺》公布了一种焊管制造方法，将大直缝埋弧焊管生产工艺是将钢板放在刨边机上，对钢板两边进行刨削加工，输送到成型机，成型后的钢板管筒输送到后弯机，对管筒板边弯曲加工，然后是管筒全长预焊，在焊接前，对成型后钢板管筒的对缝边缘部位平直段进行板边弯曲加工，管筒对缝处的两板边分别在滚压成型机构的上辊压轮和下辊压轮之间移动，管筒对缝处的两板边被上辊压轮和下辊压轮滚压，钢板产生塑性变形，本发明管筒板边弯边设计合理，可以避免钢管产品的尖嘴“桃形”现象，经过后弯的钢板边缘工序尺寸稳定，回弹小，效果良好。

上述工艺存在的局限为：

1.不能加工复合管坯；

2.对于特厚的钢管，在感应加热调制处理过程中不能完全实现；

3.焊管制造过程工艺设备复杂，要求控制精度高。

中国专利CN200410022954.9《喷射沉积制备大型环件的方法及其设备》公开了一种喷射沉积制备大型环件的方法，将熔融金属或合金在惰性气体中雾化，形成颗粒喷射流，直接喷射在较冷的基体上，经撞击、聚结、凝固而形成沉积坯，且坩埚和雾化器的运动以及基体的旋转、升降运动均由智能控制，基体采用内热方法加热，其特征是：熔融金属过热温度为150℃～350℃，喷射高度为100～300mm，雾化气压为0.8～1.2MPa，液流直径为3.0～6.0mm，基体转速为1～10rpm，坩埚运动速率为5～20mm/s，基体升降速度为0.1～1.0mm/min。本发明还公开了该方法所采用的设备。该发明是一种对于大型环件的制备不会产生开裂崩断的喷射沉积制备大型环件的方法。