[发明专利]一种热轧无缝钢管加工方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及热轧无缝钢管加工领域，具体而言，涉及一种热轧无缝钢管加工方法及其装置。

背景技术

目前国内热轧无缝钢管生产中，荒管加热工艺主要为再加热炉加热+涨减轧制。该加热技术在热轧生产薄壁超长HRSG碳钢管(余热锅炉用管)时，由于钢管总减径量大、壁厚薄、终轧温度低(＜800℃)，热轧态钢管无法满足产品性能要求，需要进行正火热处理。随着国家对节能降耗、减少污染的要求的不断提高，直接热轧轧制成品且性能满足要求，减少热处理工序意义重大。

该类产品由于规格小、壁厚薄，目前主要采用热穿+冷拔的方式进行生产，带来一系列环境污染、能耗增加等社会问题。而热轧生产也面临热处理能耗工序，生产成本和生产周期的增加也大大降低了企业的生产效益。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的是解决目前行业中生产薄壁超长碳钢管存在的如热轧生产成品性能不能满足要求，硬度偏高、抗拉性能偏高，需要进行正火热处理等生产工艺难题。

本发明的第二目的在于提供实施热轧无缝钢管加工方法的装置，该装置相比于传统工艺设备，工艺更简便，生产得到的产品性能优良。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种热轧无缝钢管加工方法，在高压水除鳞后进行温度补偿，然后进行管径涨减，再经冷却、收集得到产品。

以薄壁超长碳钢管(32mm*2.67mm*24m，20G)为例进行说明。

热轧无缝钢管的传统生产工艺流程如下：

管坯加热—穿孔—轧管—荒管再加热—高压水除鳞—涨减—冷床—收集—运输—正火—收集—精整。

该生产工艺下生产，荒管再加热980℃出炉，经过高压水除鳞除去表面氧化皮，造成50～80℃温降，经过涨减机轧制成32*2.67时，整个轧制过程较长，且轧辊冷却水持续作用，带来钢管温降，终轧温度仅有720～780℃，在此终轧温度下，产品抗拉强度、硬度均超出标准要求，性能一次合格率不足10％。待钢管在冷床冷却后进行收集，运输至热处理工序。热处理时由于钢管长度长、外径小、壁厚薄，很多钢管缠绕在一起，需要多名员工进行排料，同时在运输过程中钢管撞瘪变形问题突出，增加了劳动强度。综合述之，该工艺条件下，生产该类产品存在能耗大、工序长、效率低、周期长、劳动强度大、成本高等的缺点。

本发明人通过在钢管生产过程积累的实践经验，加以创新的思考，设计出组合式的荒管加热工艺。具体的生产工艺如下：

管坯加热—穿孔—轧管—荒管再加热—高压水除鳞—中频感应加热—涨减—冷床—收集—精整。

该生产工艺条件下，荒管再加热至980℃出炉，通过高压水除鳞温度降低50-80℃，紧接着通过中频感应加热装置进行温度补偿100-150℃，通过涨减机轧制成32*2.67时，终轧温度仍可保证在850～880℃，满足产品性能所需的终轧温度，无需进行热处理作业。

综上可见，本发明通过在固有的再加热炉加热后面布置一组加热装置进行温度补偿，使正常生产过程的钢管在荒管再加热炉加热后通过补热装置，在涨减轧制前温度提升，从而使钢管终轧温度＞840℃，保证了钢管终轧后性能所需的温度，减少后续热处理，大大简化了钢管的生产工序，降低生产周期、生产成本、劳动强度以及生产能耗，并且得到的产品的性能一次合格率显著提高，由传统方法的10％左右提高至99％以上。

之所以叫性能一次合格率，是因为性能不合格可以通过专门的热处理炉再进行一次正火，产品性能可以满足要求，但增加了一道热处理工序(成本约为250元/吨)，增加生产成本，并且生产流程加长、生产周期变长。

本发明中，通过高压水除鳞后温度补偿使得终轧温度提高，一般高于840℃，进而提高钢管性能一次合格率，并且性能均匀性提升。该过程中，温度补偿根据钢管材质而定，一般地，温度补偿的温度为50-200℃，优选为100-150℃，可满足后续终轧温度。

进一步地，所述管径涨减的减径率为60％-76％，如减径率可以为60％、62％、65％、68％、70％、72％、75％、76％等等。减径率＝(减径前的管径-减径后的管径)/减径前的管径×100％。

进一步地，所述高压水除鳞所用的高压水的压力为11-14MPa。如可以为11MPa、12MPa、13MPa、14MPa等等。

进一步地，所述高压水除鳞时，钢管的通过速度为0.8-1.5m/s。如通过的速度可以为0.8m/s、1m/s、1.2m/s、1.5m/s等等。在上述水压下以该速度进行除鳞，钢管温度降低50～80℃。