[发明专利]一种成材率高的钢管加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢管的制备领域，尤其涉及一种成材率高的钢管加工方法。

背景技术

目前，已有的钢管制造方法主要的有穿孔管坯轧制法和带材成形焊接法。第一种传统的制造方法是将钢坯定尺切断，进行再加热后送入二辊或三辊穿孔机穿成荒管，再将管坯进行热轧和冷轧得到成品管材。该方法是目前普遍使用的，但存在着工序多，能耗高，不能生产超长管材，管材制造成本高等不足。由实心坯到热轧第一道后的成材率仅为80％左右。而第二种带材成形焊接法，是将钢坯经多道工序轧成带钢，进行光亮退火、纵剪分条处理，然后在焊管机组上进行成型焊接，而焊接一般采用高频、直流、氩弧、方波等焊接方法。该方法可以生产超长管，尤其在小口径薄壁管材和超大口径管材的生产上优势明显，但是成材率也不高。

发明内容

基于以上技术问题，本发明提供了一种成材率较高、制品管材质量好的成材率高的钢管加工方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种成材率高的钢管加工方法，包括以下步骤：

加热：以连铸钢管坯为原料，将管坯均匀加热至1300～1400℃，加热时间为3～4小时；

穿孔：在热管坯上打中心孔，然后进行穿孔，穿孔温度为1000-1200℃；

机加工：在穿孔后的管坯表面机加工，从而去掉管坯表面的铸造缺陷；

退火：

第一次退火：机加工后的管坯放入退火炉内，温度升至750-760℃，保温1-1.3h；

第二次退火：将炉内温度升至800-820℃，保温3-3.5h；

第三次退火：将炉内温度降至740-770℃，保温1-1.8h；

第四次退火：将炉内温度降至680-700℃，保温1-2h；

退火后的管坯依次经过酸洗、磷化、皂化处理；

轧制预加热：将经皂化处理后的管坯预加热到500℃～600℃；

轧制：在管坯轧制步骤，是将预加热的管坯，导入变形轧制设备，而管坯是在其预加热温度和其在变形轧制过程产生的形变热，两者叠加在一起而升温至900℃～1200℃的轧制温度条件下，以高变形速率进行轧制而成形的；

冷却：以适当冷却速度冷却至环境温度。

优选的，所述酸洗步骤中酸洗温度为40-45℃，酸洗时间为40-55min，酸洗后的管坯在中和池翻滚，翻滚次数为3～4次，中和液PH值为9～10，中和后的管坯在经清水池翻滚，翻滚次数为3～4次。

优选的，所述酸洗步骤中酸洗液为稀硫酸和氯化钠溶液的混合液，所述酸洗液中稀硫酸的终摩尔浓度为25-30％，所述氯化钠溶液终浓度为5-8％。

优选的，所述磷化处理中磷酸锌浓度为10～20％，磷化液温度为62～68℃，磷化时间为10～15分钟，磷化液游离酸度为5～7，磷化液总酸度为50～60。

优选的，所述皂化处理中皂化温度为60～85℃，皂化时间为6～9分钟，皂化液PH值为8～9。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、采用加热、穿孔、表面机加工、退火、酸洗、磷化、皂化、润滑、轧制预加热、轧制、冷却流程来制备钢管，制得的钢管不开裂，质量高，所制得的钢管质量好，成材率高，减少生产成本；

2、穿孔温度关系到穿孔率以及钢管的开裂度，适合的穿孔温度可以保证穿孔效率，避免钢管开裂，还能避免废品的产生

3、本发明的退火工艺，可以克服钢管内表面或外表面容易开裂的缺陷，这可能是由于先将钢管管坯放入火炉中在750-760℃保温，保证钢管与炉内温度一致，然后进行阶段性退火处理和降温，使管坯性能稳定。

4、出炉后自然冷却会导致钢管开裂，适速冷却实质是一种形变热处理，其目的主要在于细化晶粒，使本发明的制成品管材，在后续深加工过程中乃至后续产品的工作状况下长期处于优良的力学性能状态。

5、适宜的酸洗温度可以提高酸洗效果，酸洗时间过长会导致钢管过酸洗，过酸洗的管坯表面粗躁、色暗，严重时有圆形针孔，冷轧时容易粘辊或破碎；酸洗不充分的话不能完全清除管坯表面的锈、氧化皮，得到的钢管成品抗腐蚀能力差。

6、本发明采用的稀硫酸和氯化钠溶液混合作为酸洗液，酸洗效果好，而且结合本发明所述的磷化处理，所制钢管在冷轧过程中，开裂率明显降低，防腐蚀性更好。

7、磷化处理后在钢管表面形成磷化膜，起到很好的防腐蚀效果，55-65℃下处理15-25min可形成7-10g/m2的磷化膜，既有良好的防腐效果，又能节约高温消耗的能量以及磷化液。