[发明专利]一种薄壁23000mm超长管热挤压工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄壁23000mm超长管热挤压工艺，属于不锈钢热挤压领域。

背景技术

炼铁高炉用冷却水管要求耐压、耐蚀，使用寿命至少在20年到30年。太钢高炉冷却水管以往采用的是焊接管，采用焊接工艺制作冷却水管时，焊接部位本身就是承受力的弱势点，往往会成为破坏的裂纹源。

采用热挤压工艺生产的无缝管具有明显优势，可以大大减少焊接部位，降低破坏的风险，但是采用热挤压生产高炉冷却水管也具有难点，比如说一次性挤压出成品时对管子的精度要求、内外表面的光洁度要求等都很严格。

发明内容

为了克服上述不足，本发明旨在提供一种薄壁23000mm超长管热挤压工艺，通过热挤压工艺技术将1060mm长的管坯一次挤压成型为∮89mm×5.5mm×23000mm薄壁超长管，使其精度和表面质量满足高炉冷却水管用途要求，代替以往焊接成型的冷却水管。

本发明提供的一种薄壁23000mm超长管热挤压工艺，包括坯料加工→环形炉加热→感应加热→润滑→热挤压→冷却→检验，其特征在于：所述热挤压过程中挤压比达到了25.38；所述挤压比为挤压筒内孔截面积减去挤压针截面积的差值与挤压管截面积之比，其中挤压针直径=挤压管内径×热膨胀系数1.015。

本发明提供的薄壁23000mm超长管热挤压工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）坯料加工

对锻造圆钢进行了剥皮、锯切、深孔加工和车床加工，要求经剥皮后外表面光滑无缺陷，粗糙度要求≤3.2μm；锯切后端面切斜度≤3mm；深孔加工后孔径为∮85mm，钻孔同心度≤0.3mm；车床加工后的坯料一端倒外圆R25mm，外径∮222mm，长1060mm；

（2）环形炉加热

采用环形煤气炉分阶段加热和均热的方法，具体加热参数为：预热段温度500℃，一段加热温度750℃，二段加热温度810℃，三段加热温度880℃，均热段温度860℃，出炉温度控制在850±10℃内；

（3）感应加热

采用了一段加热和两段保温的方法，实现了轴向、径向和周向温度的均匀，具体加热参数为：将经过环形炉预热的坯料加热至目标温度1210℃，经两段保温，温差控制在±10℃；出炉温度为1200±10℃；

（4）润滑

超长管热挤压过程中用到了内涂粉、外涂粉以及玻璃垫用粉，其中内涂粉采用粉枪深入坯料内孔旋转的方法施加；外涂粉采用在润滑台表面铺洒玻璃粉并使坯料在滚动的过程中黏在外表面的方法；玻璃垫为圆台形结构，内部空心且为圆台形，在挤压前将玻璃垫放置于挤压模前起润滑作用；

（5）热挤压

采用挤压机进行热挤压成型，通过挤压杆向前移动，将经过感应炉加热及内外表面润滑后的坯料推入挤压筒，使金属流快速经过挤压模从而成型为∮89×5.5的挤压管；工艺参数为：挤压比为25.38；

（6）冷却

冷却水槽长度为24000mm，挤出管子长度在23000mm，要求挤出后快速入水；

（7）检验

随机抽取样品进行尺寸检验；同时进行力学检测，按照GB/T 2975标准进行取样，在不同产品上分别取样，要求力学性能符合GB/T 14976-2002标准。

尺寸检验的方法为：随机抽取5组试样进行尺寸检验，使用300mm游标卡尺，按照十字交叉的方法测量产品外径，每组试样得到2组数据；使用超声波测厚仪，按照周向每旋转90°测量一个点的方法测量产品壁厚，每组试样得到4组数据。

在上述方案中，所述内涂粉为GN26，所述外涂粉为GW8，所述玻璃垫用粉为GD19。

在上述方案中，所述玻璃垫采用GD19玻璃粉、玻璃水和水按重量比为100：3：5的比例配料、搅拌、制作、烘烤的方法制作，然后在挤压前将玻璃垫放置于挤压模前起润滑作用。