[发明专利]能够改善管线钢轧制质量的工序集中化流水线

说明书

本发明公开了一种能够改善管线钢轧制质量的工序集中化流水线，作业平台上依次布置有焊接装置、托架组和至少两级的轧制机组；所述焊接装置包括安装底座、能够在安装底座上往复运动的中间摩擦台，以及活动设置在中间摩擦台两侧的左支撑台和右支撑台，所述中间摩擦台、左支撑台和右支撑台上均设有用于固定钢段的固定结构，所述安装底座内部设有压力驱动机构，用于迫使左支撑台和右支撑台朝中间摩擦台紧靠；所述托架组上设置有用于打磨焊缝的砂轮车和用于加热焊接区域的高频加热箱。本发明的有益效果是：轧制后各区域的晶粒尺寸趋于一致，焊缝位置不会出现起泡、缩松、裂痕等制造缺陷，显著地提升了管线钢的轧制质量。

技术领域

本发明属于管线钢轧制技术领域，具体涉及一种能够改善管线钢轧制质量的工序集中化流水线。

背景技术

管线钢是微合金钢中最典型的钢种，具体指用于输送石油、天然气等管道所用的一类具有特殊要求的钢种，根据厚度和后续形成等方面的不同，可由热连轧机组、炉卷轧机或中厚板轧机生产，经螺旋焊接或UOE直缝焊接形成大口径钢管。

管线钢的成型工艺中，轧制工艺使用最为广泛，在现有技术中，管线钢轧制普遍采用工序分散原则进行流水线的布置，为使精轧后的管线钢接近于石油、天然气等管道所用的展开材料，往往需要对钢段进行焊接，而目前的焊接方式存在较多缺陷，会对管线钢后续的生产工序(如轧制)产生不利的影响；有人采用金相、扫描电镜断口等对焊接接头各个区域的组织和性能进行分析，发现内外焊缝区组织均为针状铁素体，热影响区粗晶区晶粒粗化严重，主要组织为粒状贝氏体和贝氏体铁素体，在原奥氏体晶界和贝氏体板条内部存在块状或条状的马氏体-奥氏体组元；热影响区冲击功离散性较大，扫描电镜断口分析呈现典型的解理断裂特征；焊接接头抗拉强度805-815MPa，断裂位置均在热影响区；焊接接头反弯试样易在热影响区出现裂纹和脆断现象；热影响区硬度在220-250HV之间，较母材下降30HV左右。可以看出:热影响区是管线钢焊接接头的薄弱环节，因此，提高管线钢的焊接稳定性成为当前研究的重点，也为后续的工序打下良好的基础。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够改善管线钢轧制质量的工序集中化流水线，以解决现有技术中焊接接头对管线钢轧制质量影响较大的技术缺陷。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种能够改善管线钢轧制质量的工序集中化流水线，包括作业平台，其关键在于：所述作业平台上依次布置有焊接装置、托架组和至少两级的轧制机组；所述焊接装置包括安装底座、能够在安装底座上往复运动的中间摩擦台，以及活动设置在中间摩擦台两侧的左支撑台和右支撑台，所述中间摩擦台、左支撑台和右支撑台上均设有用于固定钢段的固定结构，所述安装底座内部设有压力驱动机构，用于迫使左支撑台和右支撑台朝中间摩擦台紧靠；所述托架组上设置有用于打磨焊缝的砂轮车和用于加热焊接区域的高频加热箱。

采用上述结构，在管线钢轧制之前，焊接装置可对各个钢段进行摩擦焊接，具体为：待焊接的两块钢段分别固定在左支撑台和右支撑台上，并在中间摩擦台上固定放置一块衔接段，然后在中间摩擦台带动衔接段高频率往复运动时，压力驱动机构工作，迫使左支撑台和右支撑台上的钢段与衔接段的两侧紧贴，从而形成摩擦焊接。两块钢段与衔接段焊接为一体后，再整体移动至托架组上，并在托架组位置使用砂轮车打磨焊缝，使用高频加热箱对焊接区域进行热处理，最后再把热处理好的管线钢送入轧制机组进行多级轧制。采用摩擦焊接方式对管线钢进行连接，最大的优势是保持焊接接头与母材材料成分的一致性，从而保持管线钢在使用过程中性能的一致性；对焊接区域进行与管线钢生产时一样的热处理方式，可使焊后的焊接接头、热影响区与母材组织结构基本一致，随着轧制时延伸系数的增加，焊接部位粗大的晶粒得到细化，轧制变形后，随着轧制延伸系数的增大，焊接时的脱碳层变长、变薄，碳原子从基体向贫碳的焊接区扩散，使焊缝组织中珠光体含量增加。随着焊接部位碳含量的增加和晶粒的细化，焊接部位的组织逐渐趋向于基体，力学性能上与基体的差距也逐渐缩小。当然，焊缝位置也不会出现起泡、缩松、裂痕等制造缺陷，从而提升管线钢的质量。