[发明专利]生产变厚度变直径钢管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及大口径无缝钢管生产技术领域，具体涉及一种生产变厚度变直径钢管的方法。

背景技术

无缝钢管，是常用的流体输送管道。与实心圆钢相比，在抗弯抗扭强度相同时，其制造材料较少、重量较轻、便于加工成型，被广泛用于制造结构件和机械零件。无缝钢管的生产主要包括在穿孔机上管坯在轧辊和顶头的作用下管坯内部逐渐形成空腔制成空心厚壁毛管的穿孔工序，在自动轧制机上将毛管轧制成接近成品壁厚的荒管的轧制工序，经定径机定径制成所要求的成品管的定减径工序；由于直径大于400mm大口径无缝钢管相对于普通无缝钢管直径规格过大，受限于现有常用的普通无缝钢管生产设备的制造能力，大口径无缝钢管无法采用常用自动轧管机组或者连续轧管机组进行生产，只能采用扩径生产方法进行生产。

常用的扩径生产方法有斜轧扩径生产方法、拉拔扩径生产方法、推顶扩径生产方法。

其中，斜轧扩径生产方法，也称作旋转扩径工艺，是采用具有交叉倾斜设置的两个大直径类盘形轧辊的斜轧扩径机组进行一次性扩径生产。斜轧机组是在辊式斜轧机的基础上研制改进而成，其具有变形速度快、一次扩径量大、生产效率高等优点，但由于其结构复杂、设备投资大、斜轧扩径生产方法复杂，仅适用于大批量大口径无缝钢管生产，且由于旋转扩径的工艺特性，制成产品内部具有螺旋纹，表面质量较差。

公开号为CN101791627A的中国专利文献，针对现有斜轧扩径生产方法存在产品内部具有螺旋纹，表面质量较差的技术问题，公开一种盘式辊旋轧扩管机轧制大口径无缝钢管的方法，该方法是在包括有前台、主机、后台一段、后台二段四个独立的区域，并将四区域通过运输辊道连接成为盘式辊旋轧扩管机组区域进行的，该方法包括以下步骤：①坯管上料：将原料坯管用天车吊运至上料台架上；②步进炉加热：经步骤①的原料坯管通过辊道送至加热炉中进行加热，加热温度为1150～1200℃，加热到需要的温度后，原料坯管从出炉运输辊道出加热炉；③盘式辊扩管：经步骤②加热完成的原料坯管由出炉运输辊道运送到盘式辊旋轧扩管机组区域，在前台经过高压水除去外表面氧化铁皮后，由运输辊道送至盘式辊旋轧扩管机主机处进行轧制，轧制过程中，钢管外径逐渐增大、壁厚逐渐减小，完成轧制后的钢管行进到后台一段；固定在后台一段与后台二段之间的挡管器挡住坯管，使坯管停留在后台一段区域，在这个过程中，插入钢管内的顶杆则随坯管一起后退，顶杆后退至后台二段，翻料臂将坯管翻出轧制线到运输辊道上，运输至下一工序进行轧制；④锥形辊均整：经步骤③的钢管进入锥形辊均整机组进行均整，改善钢管内、外表面质量、提高壁厚精度；⑤步进炉再加热：经步骤④的钢管若需要补温或者在线常化，则进入步进式再加热炉进行再加热，温度在700～1000℃：⑥定径：经步骤⑤的钢管通过定径工序改善钢管外表面质量，提高外径精度，完成此工序后钢管经辊道运送至冷床进行冷却至室温；⑦精整工序：冷却至室温的钢管在精整作业区进行锯切、探伤、水压、喷标、检验等精整作业；⑧入库：完成上述工序后，合格的钢管办理入库手续，入成品库。该方法制得的产品表面质量好，铜管金属组织均匀，尺寸精度高，钢管壁厚精度可达到士8％，生产效率高，金属消耗小。但该方法仅适用于大批量大口径无缝钢管生产，且由于旋转扩径的工艺特性，制成产品内部仍具有螺旋纹。

拉拔扩径生产方法，是用拉拨式扩管机先将加热后的原料管端部热扩为外翻锥，用以固定管体，再将管体整体加热，用链条拉动己套入原料管并装有内模的芯棒，钢管在变形区周向为拉应力、轴向为拉应力、径向为压应力，在扩径的同时可以达到减小壁厚的目的。拉拨式扩管机具有生产效率高、可加工较长成品、设备可扩径缩径减壁多用等优点，但用拉拨式扩管机拉拔扩径生产大口径无缝钢管，需要专门设备预制喇叭口，而且在拉拔方式变形过程中，因变形区受较大的拉应力作用，扩径变形后钢管继续处于受拉状态，可能会将钢管的原始缺陷扩大，如控制不当可能造成钢管拉断。虽然其能减小壁厚但壁厚不可控，外径精度低，钢管表面不光滑。由于拉拨式扩管机生产效率低、金属消耗大、产品质量不佳，拉拔扩径生产方法在技术上没有得到进一步发展。