[发明专利]不锈钢荒管的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及冶金工艺，特别涉及一种不锈钢荒管的生产工艺。

背景技术

在现有技术中，不锈钢荒管一般采用以下工艺流程生产：

管坯→检验→剥皮→锯断→定心→加热→穿孔→水淬→检验→修磨→冷扩和冷拔。

对于外径≥273mm的不锈钢荒管的生产，采用上述生产工艺容易造成荒管内壁产生裂缝，壁厚不均匀，需要大量的人工修磨。

发明内容

本发明的目的，在于克服上述现有技术存在的问题，提供一种不锈钢荒管的生产工艺。

本发明的目的是这样实现的：一种不锈钢荒管的生产工艺，其工艺流程为：管坯→检验→剥皮→锯断→定心→加热→穿孔→水淬→检验→修磨→冷扩和冷拔，其中的穿孔分两次进行，包括一次穿孔和二次穿孔，一次穿孔采用三辊斜轧穿孔机将管坯穿孔成厚壁空心坯，二次穿孔采用二辊斜轧穿孔机将厚壁空心坯减壁扩径成薄壁空心坯；所述的管坯的直径为130-240mm；所述的厚壁空心坯的直径为156-288mm，壁厚为12-42mm；所述的薄壁空心坯的直径为202-373mm，壁厚为7-36mm。

所述的二次穿孔中，采用的二辊斜轧穿孔机的轧辊直径为700mm，轧辊长度为450mm，送进角≥12°，轧辊转速＜60转/分，轧辊辊型采用小入口锥角或小锥角双锥度辊型。

本发明不锈钢荒管的生产工艺采用的设备主要包括剥皮机(连铸坯不剥皮)、锯切机、定心机、加热炉、一次穿孔机(三辊斜轧穿孔机)和二次穿孔机(二辊斜轧穿孔机)。以下是几个主要设备的特点及技术参数：

1、加热炉

有效使用：长22000mm；宽3200mm；

烧嘴双排炉顶布置10支；

燃料：煤气或天然气；

端进端出，出口设计有可移动的接钢槽；

最大产能；10吨/小时。

2、一次穿孔用三辊斜轧穿孔机组

2.1、设备技术参数

管坯规格：￠130～240mm；换辊型：￠65～130mm；

荒管规格：外径￠132～242mm；扩径穿孔：￠156～288mm；壁厚9～42mm；换辊型：外径￠68～132mm；壁厚7～12mm；

轧辊直径：￠500～380mm(130mm以上)；

          ￠400～350mm(130mm以下)；

轧辊长度：400mm；

碾轧角：0～6度；

送进角：0～12度。

2.2、设备性能

三辊斜轧穿孔机，是由三个主动轧辊与顶头构成环形孔型，从而取消了二辊斜轧穿孔的导板。三辊斜轧穿孔的运动学分析、咬入条件分析、轧制力计算和工模具设计的方法以及穿孔工艺制度中各参数的选定，均与二辊斜轧穿孔相类似。由于三辊穿孔机是三个轧辊彼此成120°角配置，轧辊从三个方向上来阻止金属的横向流动，所以横向扩展是很小的，这样由于横向扩展所引起的横向拉应力也大为减小，在三个轧辊共同压缩下，坯料在径向和横向都受压应力作用，这是因为横向拉应力很小，在横向由基本应力和附加应力组成的合成应力仍为压应力，因此在三辊穿孔机上径向应力与横向应力之差比二辊轧机要小得多，这就使剪应力难于达到屈服限而不产生塑性变形(或很小的塑性变形)，这样，产生管坯中心破裂的必要条件不存在，同时由于横向不存在拉应力，那么中心破裂的充分条件也不充分了。

由于三辊构成孔型的椭园度小，封闭性好，孔型轧槽底部和顶部各点间线速度差值小，金属表面受力及变形更加流畅，不均匀变形的应力状态得到极大改善，从而获得高精度的壁厚和光洁的内外表面质量。同时封闭良好的孔型也避免或减少了管端折叠和毛剌的形成。

三辊构成孔型使辊缝凸缘区(荒管既不与轧辊也不与芯棒接触的区域)比二辊减少30％，在轧制时辊缝处金属的纵向拉应力降低，减少了表面质量缺陷的产生，也使主要轧制工具的磨损均匀，降低了消耗。

所以，不论施加于管坯上的变形程度有多大，三辊机都不会出现孔腔，这样就避免了在荒管内壁产生撕裂的可能性。在三辊穿孔时金属的变形状态为两向压缩一向延伸，应力状态为两向压一向拉(轴向)，轴向滑动系数较二辊大15％～20％甚至更大，轴向滑动就小，使金属变形均匀，得到较好的壁厚偏差，也使得穿孔效率提高大大缩短了穿孔时间。这不仅对提高生产能力有利，而且对延长顶头寿命也有很大意义。

与二辊斜轧穿孔相比，三辊机具有以下优点

(1)扩大了可穿孔钢种的范围，适宜高合金钢(不锈钢)的轧制；