[发明专利]大直径钢管连铸连轧生产方法、复合钢管连铸连轧生产方法、复合钢板连铸连轧生产方法

说明书

本发明公开了一种大直径钢管连铸连轧生产方法、复合钢管连铸连轧生产方法、复合钢板连铸连轧生产方法。该大直径钢管连铸连轧生产方法、复合钢管连铸连轧生产方法、复合钢板连铸连轧生产方法，使用陶瓷管模，管模温度可控，可实现两层金属的渗透厚度可控，实现更好的复合技术要求的界面融合，最大限度的保证界面结合力，可通过控冷很容易实现三层四层金属液的浇注，尤其适用于两种不适合混熔的合金的复合很重要，不受合金成分的限制，实现真正意义上的连铸连轧，并且热轧直径尺寸无限制、壁厚无限制，可以直接生产直径一米以上的大直径钢管。

技术领域

本发明涉及一种大直径钢管连铸连轧生产方法、复合钢管连铸连轧生产方法、复合钢板连铸连轧生产方法。

背景技术

无缝钢管大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料等。目前，无缝钢管的生产工艺主要有水冷型和热模法两种，但是这两种方法均存在诸多弊端，例如：(1)离心铸造有冷速过快的缺点，特别是水冷型，金属液还没全部浇注完，先浇注的一端温度或许已经降至700℃以下了。(2)热模法的外模主要是钢管模，钢管模外面需要用水冷却，也很难保证拔管温度，使得轧制过程很难进行，而且钢管模里面钢水同样面临冷速过快的问题，会出现冷皮现象，生产出的管坯一般壁厚较大、内外表面温差大、内外表面屈服强度相差较大，导致连铸连轧面临困难。(3)水冷型和热模法都是使用钢管模，钢管模在高温下自身会熔化，所以无法通过加热方式使金属层之间实现二次重熔，尤其是生产中第一层金属层较薄时，冷速过快会导致界面无法达到冶金融合，也就是说实现复合基金属管的生产很复杂，更谈不上实现连铸连轧。(4)由于现阶段大直径钢管的生产工艺需要将管坯在1300℃左右进行第一次穿管，由于第一次穿管时内孔直径不能太大，还必须经二次扩管。在这过程中，如果管坯管壁太薄，温度下降会很快，扩管就存在困难，而且后续还需要轧制管壁、定径两道工序。例如，为了保证轧制温度，就需要在拔管后重新加热管坯，不仅会浪费能源，而且直径大的钢管坯拔管后在1250℃高温下加热时强度低，容易变形，不易控制，导致大直径钢管的制造受到很大限制，很难满足连续化生产，尤其是由于不锈钢在900-1050℃之间，容易生成脆性相Cr23C6从晶间析出，所以传统方法中为了避免脆性相析出，需要将大直径管坯先配合大直径的环形加热炉加热到900℃，保温2-2.5h后，再送入中频加热炉，快速升温至1250℃，两次加热电耗很大，环形加热炉占地面积大，进一步增加了生产成本。(5)水冷型、热模法由于离心生产过程中，冷速过快，外层金属较薄的话，浇注完会全面冷却，第二层金属液浇入时，由于模具“太凉”而无法重新熔化，因而实现不了外层极薄金属层的复合，如2mm以下的金属层。即使第一层浇注液较厚,也经常由于冷皮的出现无法轧制。(6)水冷型、热模法，由于冷速过快，渗透层厚度无法控制，一般只靠高温下的固态原子扩散完成，结合力仍然得不到充分发挥。

由于以上条件限制，水冷型、热模法轧制无逢管，直径尺寸和壁厚受到限制。因此，目前大直径薄壁钢管一般采用管线钢板焊制，而管线钢板焊制存在以下缺陷：(1)紧邻焊缝处的母材组织变化，影响力学性能；(2)管材的抗化学腐蚀能力等化学性能减弱；(3)管材焊缝处容易形成焊接缺陷；(4)生产链条加长，增加了生产成本；(5)探伤、热处理等附加工序过多，增加了施工难度。

进一步的，复合钢管、钢板是指利用复合技术将多种化学、力学性能不同的金属在界面上实现冶金结合而形成的复合材料，其极大地改善了单一金属材料的热膨胀性、强度、断裂韧性、冲击韧性、耐磨损性、电性能、磁性能等诸多性能。