CN101551041B - 整体无焊缝锥度管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种整体无焊缝锥度管，其特征在于：整体无焊缝锥度管是锥度为0度～30度，长度为1.5～20米；直径为φ89mm-φ2000mm，壁厚0.5～60mm的锥度管；制备整体无焊缝锥度管采用如下步骤：(1) 采用与整体无焊缝锥度管直径相对应的钢管为原料进行热扩；(2) 预先制造与之相同的一个或一组模具；(3) 在热扩机的感应线圈中加热；(4) 进行精整处理。本发明具有设计合理、结构简单、安装维修方便的特点，采用整体无焊缝锥度管用于制造转炉炼钢用锥度氧枪，可避免因氧枪枪体粘渣而造成的生产延误和给工人造成的繁重体力劳动及给生产造成的不利影响，提高了吹氧枪的使用寿命，降低其消耗，使安全生产得到了保证。

Description

整体无焊缝锥度管

技术领域

本发明涉及一种可用于制造转炉炼钢用锥度氧枪的锥度管，用于核电站、水净化的输送管道及工程建筑用的一种锥体管件，特别涉及一种整体无焊缝锥度管。

背景技术

在冶金行业中，为避免和改善炼钢转炉氧枪的粘渣状况，通常采用更改氧枪结构和改变钢渣成分的方法，经过实践证明将氧枪的外管、中管改为锥体形状即可有效的避免粘渣。国内大多数钢厂均采用这种形式的转炉氧枪，由于工艺和加工方法的限制，目前使用的锥体转炉氧枪均为锥体分段焊接式，这种形式虽然的解决了枪体粘渣问题，但由于是分段焊接，在整个氧枪上存在多个焊缝，结果导致氧枪的强度和疲劳强度较整体管明显下降，特别是氧枪工作环境非常恶劣，氧枪外管工作温度在室温～1500℃之间呈周期性反复变化，结果导致焊缝强度、疲劳强度严重下降，焊缝很快开裂，个别钢厂因焊缝开裂发生过崩炉事故，实践证明焊缝开裂是氧枪主要失效形式之一，因此锥体分段焊接式转炉氧枪存在严重的安全、生产隐患。同样在其他领域凡涉及分体焊接式锥度管如核电站、水净化的输送管道及工程建筑等领域所涉及的锥度管也都存在上述无法克服的缺陷。

发明内容

本发明克服了上述存在的缺陷，目的是提供一种用于制造转炉炼钢用锥度氧枪的锥度管，用于核电站、水净化的输送管道及工程建筑用的一种整体无焊缝锥度管。

本发明整体无焊缝锥度管内容简述：

本发明整体无焊缝锥度管，其特征在于：整体无焊缝锥度管(1)是锥度为0度～30度，长度为1.5～20米；直径为φ89mm-φ2000mm，壁厚0.5～60mm的锥度管；

制备整体无焊缝锥度管采用如下步骤：

(1)、采用与整体无焊缝锥度管直径相对应的钢管为原料进行热扩，此钢管根据设计要求选用无缝不锈钢管或无缝钢管或高频焊管或螺旋管或不锈钢管为原料；

(2)、根据整体锥度管规格和形状，预先设计并制造与之相同的一个或一组模具；

(3)、选取与整体无焊缝锥度管加工部位相对应的模具，依次安装在热扩机的感应线圈中加热到900---950℃，然后再推到管件对接部位加热到600--850℃，当模具和管件达到上述温度要求时，分别在模具表面和管件内壁涂润滑剂，选取鳞状石墨粉与目数为300目的粉状石墨粉按1∶4比例调制而成，与浓度为95％的氢氧化镁粉末按5∶1比例混合，然后进行锥度管的热扩过程；

(4)、热扩后的锥体管经过矫正机、椭圆机、表面处理设备，进行精整处理。

本发明整体无焊缝锥度管，具有设计合理、结构简单、安装维修方便的特点，采用整体无焊缝锥度管用于制造转炉炼钢用锥度氧枪，可避免因氧枪枪体粘渣而造成的生产延误和给工人造成的繁重体力劳动，同时也避免了因担心粘枪进行吊吹给生产造成的不利影响，提高了吹氧枪的使用寿命，降低其消耗，使安全生产得到了保证。

附图说明

图1是整体无焊缝锥度管结构示意图

图中：1是整体无焊缝锥度管。

具体实施方式

本发明整体无焊缝锥度管是这样实现的，下面结合附图做具体说明。见图1，本发明整体无焊缝锥度管，整体无焊缝锥度管1是锥度为0度～30度，长度为1.5～20米；直径为φ89mm-φ2000mm，壁厚0.5～60mm的锥度管。

制备整体无焊缝锥度管采用如下步骤：

(1)、采用与整体无焊缝锥度管直径相对应的钢管为原料进行热扩，此钢管根据设计要求选用无缝不锈钢管或无缝钢管或高频焊管或螺旋管或不锈钢管为原料；

(2)、根据整体锥度管规格和形状，预先设计并制造与之相同的一个或一组模具；

(3)、选取与整体无焊缝锥度管加工部位相对应的模具，依次安装在热扩机的感应线圈中加热到900---950℃，然后再推到管件对接部位加热到600--850℃，当模具和管件达到上述温度要求时，分别在模具表面和管件内壁涂润滑剂，选取鳞状石墨粉与目数为300目的粉状石墨粉按1∶4比例调制而成，与浓度为95％的的氢氧化镁粉末按5∶1比例混合，然后进行锥度管的热扩过程；

(4)、热扩后的锥体管经过矫正机、椭圆机、表面处理设备，进行精整处理。

可根据热扩锥度管长度、锥度、壁厚、直径范围的变化，采用如下的补偿参数：

(a)热扩压强P≤2×壁厚×材料屈服强度下限×60％÷外径×80％；

(b)扩管长度L_max＝KL+(k-1)Δ_L1+a

K：倍尺倍数

L：单倍尺长度

ΔL：切口余量公差

a：允许长度正偏差

(C)热扩速度：

P＝(C×G×ΔT)÷(0.24×η×¹/_V)

P：电源功率KW

C：管材比热(kCaI/Kg.℃)

ΔT：管材升温的温度差℃

η：总效率％

V：扩管速度m/s

G：变形区管材重量Kg/m

(d)扩管精整直径的确定

D＝(D₀-2S₀+2ΔS)×(1+ΔT×α_f)/(1+ΔT×α_g)

其中：

D₀：成品管外径毫米

S₀：成品管壁厚毫米

ΔS：壁厚增量，取0.1毫米

ΔT：加热后的温升℃

A_f：钢管的热膨胀系数/10^-6℃^-1

A_g：模具热膨胀系数/10^-6℃^-1；

现以φ273毫米，壁厚10毫米，锥度15°锥体长度5米为例对各种参数进行确定和计算：

(a)热扩压强P

P≤2×壁厚×材料屈服强度下限×60％÷外径×80％＝2×10×245×60％÷273×80％＝8.615Mpa

(b)扩管长度L_max

L_max＝KL+(k-1)(Δ_L1+a)

式中K＝2；

Δ_L1＝0.005

a＝0.003

L_max＝2×5+(2-1)×(0.005+0.003)＝10.008米

管件定尺长度为10.008米。

(C)热扩速度：V

根据P＝(C×G×ΔT)÷(0.24×η×¹/_V)

得：V＝P(0.24×η×1)÷(C×G×ΔT)

式中：P＝400KW

C＝0.168

G＝64.86Kg/m

ΔT＝850℃

η＝0.5

V＝400(0.24×0.5)÷(0.168×64.86×850)＝0.00518m/s

(d)扩管精整直径D

D＝(D₀-2S₀+2ΔS)×(1+ΔT×α_f)/(1+ΔT×α_g)

其中：

D₀＝273毫米

S₀＝10毫米

ΔS＝0.1

ΔT＝850℃

α_f＝1.2×10^-5/10^-6℃^-1

α_g＝0.95×10^-5/10^-6℃^-1

D＝(273-2×10×0.1)×(1+850×1.2×10^-5)÷(1+850×0.95×10^-5)＝271.57毫米

扩管精整直径为271.57毫米。

经试验，采用本发明整体无焊缝锥度管制造转炉炼钢用锥度氧枪，可避免因氧枪枪体粘渣而造成的生产延误和给工人造成的繁重体力劳动，同时也避免了因担心粘枪进行吊吹给生产造成的不利影响，提高了吹氧枪的使用寿命，降低其消耗，使安全生产得到了保证。本发明还可以用于核电站、水净化的输送管道及工程建筑用锥体管件。

Claims (1)

1.一种整体无焊缝锥度管，其特征在于：整体无焊缝锥度管(1)是锥度为0度～30度，长度为1.5～20米；直径为φ89mm-φ2000mm，壁厚0.5～60mm的锥度管；

制备整体无焊缝锥度管采用如下步骤：

(1)、采用与整体无焊缝锥度管直径相对应的无缝钢管为原料进行热扩；

(2)、根据整体锥度管规格和形状，预先设计并制造与之相同的一个或一组模具；

(3)、选取与整体无焊缝锥度管加工部位相对应的模具，依次安装在热扩机的感应线圈中加热到900---950℃，然后再推到无缝钢管对接部位加热到600--850℃，当模具和无缝钢管达到上述温度要求时，分别在模具表面和无缝钢管内壁涂润滑剂，选取鳞状石墨粉与目数为300目的粉状石墨粉按1∶4比例调制而成，与浓度为95％的氢氧化镁粉末按5∶1比例混合，然后进行锥度管的热扩过程；

(4)、热扩后的锥体管经过矫正机、椭圆机、表面处理设备，进行精整处理。 

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