[发明专利]制造大直径无缝钢管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用压力处理金属的领域，即涉及到生产无缝钢管的工艺。

背景技术

最有效制造大直径无缝钢管的过程是基于使用热挤压方法的过程。与其它已知的方法相比(锻造、机加工、冲孔和拉伸)，该方法可确保较高的尺寸精度及所得管子的形状，可制造大长度的管子，中、高合金钢管子，双金属管子，其中包括内部包覆不锈钢层的管子，可确保制造过程高的生产能力和较少的金属废料。

与本申请发明类似的一个发明是“Камерон”公司的在力30000吨和35000吨立式水力挤压机上制造直径达1200mm钢管的工艺过程((Avery D.HowCameron立式挤压无缝多则管金属进展，1977年，卷3No.2 52-57页)。其它类似的是按较晚的1980-90年代苏联设计的在力45000吨立式挤压机上制造直径达1400mm的管子(СтариковB.C等压制方法制造大直径钢管的工艺和工具//锻压制造1988年No.10，14-17页)。

按上面引用的类似方法制造管子的特征是，使用正挤压方法使管子从上面排出，利用去毛刺机把管子与冲压余料分离开。在挤压过程中，安装在压力机工作台上的压力冲头保持不动，挤压模体在台上上下移动。与在“Камерон”公司实施的并规定使用工艺石墨基润滑脂的工艺不同，在45000吨压力机上的挤压，可以用确保所得管子表面高质量及提高挤压工具强度的高效玻璃其润滑脂来进行。这是由于研制出了带自由活动垫圈(不固定在压力冲头上)新结构压力工具后达到的(苏联发明证书No.1274889——“管挤压用的工具”)。

上述类似发明的严重缺点是：在挤压机上挤压必须使用空心的钢坯，这个缺点导致管挤压系统中必须有附加的大设备(锻造或冲孔挤压机)用来预先准备这些钢坯，这本身既使建造系统又使随后的运行更费钱。

作为本发明的原型，选择了俄罗斯专利No.2166394的制造无缝钢管的方法。与上述类似发明相比，该原型的优点在于它保证可能使用安心钢坯，这是由于通过直接在挤压机上把钢坯冲孔达到的，而且，管的冲压和随后的挤压结合到了一个挤压工作循环，因此，实现了冲孔和挤压联合过程。

原型方法包括：加热钢坯，在钢坯上和工具上涂上玻璃润滑脂，依次在立式水力挤压机上用挤压心棒(心轴)冲孔钢坯(预先用压力冲头在挤压模体中预压钢坯)；用正压方法挤压，经模子往下排出管子，这个挤压是用移动压力冲动和自由(不固定)挤压垫圈在固定挤压模体中的模子中实施的；用挤压机装置上专门设置的切断方法，把所得管子与冲压余料分离开。

在制造通常最广泛使用规格的管子时，原型方法可保证明显降低建立管生产部门的基本建设投资费用，劳动工作量及制造管时的运行消耗(电能，工具，设备维护等)，有利于在生产无缝钢管整个范围内提高热挤压方法所得管子的份额，创造建设小型冶金工厂的有利可图的条件，以及在机械制造企业，在企业的制造工段，创造组织专门生产管子的有利条件。

但是，在用到制造大直径(400～500mm和更大的达1400mm特殊的天然钢管时，其中包括有高厚壁(达100mm)的管子时，原型方法的一些明显特征就成了用该方法制造上述管时发生严重缺点的原因。

这样，按原型方法制造管时，必须有一台挤压机，该挤压机除了要有为靠压力冲头冲程挤压管的主传动装置外，还要有一个心棒冲孔初始钢坯时实施心棒工作行程的独立的大功率传动装置及一个切断管子冲压余料的大体积的装置，这导致额外增加挤压机的体积和质量和建造费用。这些情况成了用原型方法得到大直径管时该方法的主要特点。在这里，恰当要指出的是，即使是按上述类似方法，从空心钢坯用来生产直径小于1400mm管子的力为45000吨的挤压机，没有大功率的冲孔系统和切割系统，然后，已有庞大的体积(长-31.1米，宽-14.9米，高-52.7米)。同时，整个挤压装置的质量达到了2万吨。使用到大直径管时，原型方法的另一些缺点是：必须直接在挤压机上把管与挤压余料分离开，把钢坯支承到挤压模子冲孔。这相应地引起在挤压机上制造管子循环时间的增加和切去心棒冲透钢坯底时得到的金属废料体积的增大。应该提到的是，在45000吨挤压机上制造壁厚100mm直径14000管子时的初始空心钢坯的质量为18吨。

指出原型方法这些缺点，同时应特别考虑，制造大直径热挤压管用的管挤压系统的建立及其运行，关系到巨大的财力和物力的消耗。所以，所要建立的管生产利润指标和竞争能力在这里具有特别重要的、首要的意义。

发明内容