CN103937952B - 一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺，包括如下工艺步骤：1）冷轧；钢管经上下两道轧辊来回多次的冷轧，每次冷轧一次结束后轧辊复位的过程中，芯棒与钢管一起转动15°~30°，重复上述步骤，保证芯棒与钢管一共转动的角度之和在90°~120°之间；2）去油清洗；3）热处理；在加热炉内加热，常温—350度慢速加热，加热时间5~10分钟；350—550度快速加热，加热时间20~30秒；550—1000度中速加热，加热时间6~8分钟；1000—1100度为保温时间，保温时间为5~10分钟；4）酸洗。本发明生产工艺简单，可避免钢管在冷轧工艺中出现开裂，壁厚不均的现象，热处理过程中受热不均等问题，提高了钢管的成品率和产品精度，大大的缩短生产时间。

Description

一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺

技术领域

本发明涉及不锈钢管的生产工艺，特别是超级双相不锈钢钢管的生产工艺。

背景技术

超级双相不锈钢是指PREN（耐点蚀当量）大于40，含25%Cr和高钼（>3.5%），高氮（0.22%～0.30%）的双相钢，主要牌号有UNS S32550(UR52N+)、S32750（SAF 2507)和S32760(Zeron 100),分别是法国CLI、瑞典SANDVIK和英国MATER+PLATT等公司开发的，它们的变形材约在1990和1991年先后问世，近年走入市场。该品种的不锈钢管具有抗氯化物、抗间隙腐蚀等特殊性能，被海水淡化以及卤水味介质状态下的热交换器部件，同时还具有很高的机械强度和具有较好的塑性。

常规的制钢管工艺因超级双相不锈钢比较高的含合金量，造成生产效率低、成才率也低，特别是在冷拔工艺的时候变形区出现裂纹、壁厚精度很难保证。如申请公布号: CN103266281A的一种超级双相不锈钢管及其生产工艺，公开了比较复杂的生产工艺。

参考中国百科网-《冷拔管变形原理》，在次文献中详细的讲解了钢管冷拔时的受理状态和变形原理。

发明内容

    本发明的目的，是解决上述技术问题，提供一种提高超级双相不锈钢钢管在加工过程中成品率，防止开裂的生产工艺。

    本发明的技术解决方案是：一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺，包括如下工艺步骤：

1）冷轧；钢管经上下两道轧辊来回多次的冷轧，每次冷轧一次结束后轧辊复位的过程中，芯棒与钢管一起转动15°~30°，重复上述步骤，保证芯棒与钢管一共转动的角度之和在90°~120°之间；

    由于超级双相不锈钢钢管在上下轧辊冷轧的同时，其两侧会产生相应的向外的延展也就是变形，一旦变形量大，就会产生开裂，所以分多次来冷轧，可以减少这种变形量，避免开裂。并且每次冷轧后，按一定的角度来翻转钢管，使变形区的延展可以通过轧辊的再次冷轧而使管体内金属有一个再次的挤压，使每处的壁厚都得到冷轧，这样壁厚的精度得到的了保证。另外由于芯棒在与钢管同时被冷轧的同时，芯棒也会产生变形，特别是长期使用后，芯棒的变形也就更加明显，这种变形会使钢管的内圆也产生变形，并且容易划伤钢管内壁，所以用芯棒与钢管一起转动的方法来避免上述问题的产生。

2）去油清洗；用汽油或四氯化碳喷淋钢管的全部表面,然后用高压气体吹干钢管表面；为了后续的热处理工艺，前期需要去除钢管表面的杂质。

3）热处理；在加热炉内加热，常温—350度慢速加热，加热时间5~10分钟；350—550度快速加热，加热时间20~30秒；550—1000度中速加热，加热时间6~8分钟；1000—1100度为保温温度，保温时间为5~10分钟；出加热炉后采用低压大流量的冷却水来冷却，冷却水的压力：2~4MPa，流量：9~12升/分钟；

加热炉的加热方式采用多段逐步加热的方式，优点是加热均匀，不容易产生变形或过热。并且冷却水采用低压大流量的冷却方式，与常规的高压小流量的冷却方式相反，因为在加热处理中有比较长的保温时间，钢管的内部性能已经比较稳定，而冷却只要全面就可以了，所以用大流量的冷却水就可以全面覆盖钢管的表面，如果高压反而会对钢管的表面产生冲击。

4）酸洗；首先对酸洗溶液进行加热，加热温度为30℃~50℃，然后用加热后的酸洗溶液不停的冲洗钢管。

    提高去除氧化层的功效，并可以带走钢管表面的杂质。

    作为优选，所述步骤1的冷轧工艺过程中，芯棒内喷射出润滑油到钢管的内表面，润滑油喷出的流量每分钟1~3升，喷油压力2~3MPa，润滑油的温度为15~25℃。润滑油的作用一是轧制时，对钢管进行冷却作用。二是冷轧的时候，钢管的内表面也对产生一个变形，润滑油就可以对这个变形区进行冷却和润滑作用，防止开裂。三是冲刷钢管内表面上的异物，防止异物对钢管内表面产生划痕和刮伤。

作为优选，所述步骤3的热处理工艺中，钢管在加热炉内是步进式的移动，也就是前进10~15秒，然后停止10~15秒，再前进10~15秒，如此反复地移动。这种步进式移动可以确保每段钢管受热的均匀性，避免了出现过热现象。

作为优选，所述步骤4的酸洗工艺中，酸洗溶液包括：浓度为8-10g/L的硝酸、浓度为5-7g/L氢氟酸和浓度为3-5g/L的柠檬酸铵，其余为水。

作为进一步优选，所述步骤4的酸洗工艺分为三次酸洗，第一次用浓度为8-10g/L的硝酸冲洗50-70分钟，第二次用浓度为5-7g/L氢氟酸20-40分钟，第三次用浓度为3-5g/L的柠檬酸铵20-40分钟。硝酸是比较常用的清洗剂，成本比较低。通过上述方法可有效的去除钢管表面的氧化层，酸洗所用时间明显降低。

本发明有益效果是：

本超级双相不锈钢钢管的生产工艺简单，可避免钢管在冷轧工艺中出现开裂，壁厚不均的现象，热处理过程中受热不均等问题，提高了钢管的成品率和产品精度，大大的缩短生产时间。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

    1、实施例1，一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺，包括如下工艺步骤：

1）冷轧；钢管经上下两道轧辊来回6次的冷轧，每次冷轧一次结束后轧辊复位的过程中，芯棒与钢管一起转动15°，重复上述步骤，保证芯棒与钢管一共转动的角度之和在90°；轧辊的来回一次，为一个轧制的过程，第一次的前进是有对钢管进行轧制，回退返程的一次是没有对钢管进行轧制。

     在轧制的同时，芯棒内喷射出润滑油到钢管的内表面，润滑油喷出的流量每分钟1升，喷油压力2MPa，润滑油的温度为15℃。

2）去油清洗；用汽油喷淋钢管的全部表面,然后用高压气体吹干钢管表面；

3）热处理；在加热炉内加热，常温（20度）—350度慢速加热，加热时间5分钟；350—550度快速加热，加热时间20秒；550—1000度中速加热，加热时间6分钟；1000—1100度为保温温度，保温时间为5分钟；出加热炉后采用低压大流量的冷却水来冷却，冷却水的压力：2MPa，流量：9升/分钟；

钢管在加热炉内是步进式的移动，也就是前进10秒，然后停止10秒，再前进10秒，如此反复地移动。

4）酸洗；首先对酸洗溶液进行加热，加热温度为30℃，然后用加热后的酸洗溶液不停的冲洗钢管。酸洗工艺分为三次酸洗，第一次用浓度为8g/L的硝酸冲洗50分钟，第二次用浓度为5g/L氢氟酸20分钟，第三次用浓度为3g/L的柠檬酸铵20分钟。

通过两组，每组100件超级双相不锈钢钢管分别进行试验，一组用常规上次工艺，一组用本发明的生产工艺，测试最后产品的成品率。使用发明的生产工艺的钢管成品率高达95%，而常规生产工艺的成品率只有30%。

通过本发明工艺制作出的超级双相不锈钢钢管，其抗拉强度可达800MPa，延伸率可达到25%。

    2、实施例2，一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺，其特征在于包括如下工艺步骤：

1）冷轧；钢管经上下两道轧辊来回5次的冷轧，每次冷轧一次结束后轧辊复位的过程中，芯棒与钢管一起转动20°，重复上述步骤，保证芯棒与钢管一共转动的角度之和在100°；

    芯棒内喷射出润滑油到钢管的内表面，润滑油喷出的流量每分钟2升，喷油压力2.5MPa，润滑油的温度为20℃。

2）去油清洗；用四氯化碳喷淋钢管的全部表面,然后用高压气体吹干钢管表面；

3）热处理；在加热炉内加热，常温—350度慢速加热，加热时间8分钟；350—550度快速加热，加热时间25秒；550—1000度中速加热，加热时间7分钟；1000—1100度为保温温度，保温时间为8分钟；出加热炉后采用低压大流量的冷却水来冷却，冷却水的压力：3MPa，流量：10升/分钟；

钢管在加热炉内是步进式的移动，也就是前进12秒，然后停止12秒，再前进12秒，如此反复地移动。

4）酸洗；首先对酸洗溶液进行加热，加热温度为30℃~50℃，然后用加热后的酸洗溶液不停的冲洗钢管。酸洗工艺分为三次酸洗，第一次用浓度为9g/L的硝酸冲洗60分钟，第二次用浓度为6g/L氢氟酸30分钟，第三次用浓度为4g/L的柠檬酸铵30分钟。

通过两组，每组100件超级双相不锈钢钢管分别进行试验，一组用常规上次工艺，一组用本发明的生产工艺，测试最后产品的成品率。使用发明的生产工艺的钢管成品率高达96%，而常规生产工艺的成品率只有30%。

通过本发明工艺制作出的超级双相不锈钢钢管，其抗拉强度可达820MPa，延伸率可达到23%。

    3、实施例3，一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺，包括如下工艺步骤：

1）冷轧；钢管经上下两道轧辊来回4次的冷轧，每次冷轧一次结束后轧辊复位的过程中，芯棒与钢管一起转动30°，重复上述步骤，保证芯棒与钢管一共转动的角度之和在120°之间；

在冷轧工艺过程中，芯棒内喷射出润滑油到钢管的内表面，润滑油喷出的流量每分钟3升，喷油压力3MPa，润滑油的温度为25℃。

2）去油清洗；用汽油喷淋钢管的全部表面,然后用高压气体吹干钢管表面；

3）热处理；在加热炉内加热，常温—350度慢速加热，加热时间10分钟；350—550度快速加热，加热时间30秒；550—1000度中速加热，加热时间8分钟；1000—1100度为保温温度，保温时间为10分钟；出加热炉后采用低压大流量的冷却水来冷却，冷却水的压力：4MPa，流量：12升/分钟；

钢管在加热炉内是步进式的移动，也就是前进15秒，然后停止15秒，再前进15秒，如此反复地移动。

4）酸洗；首先对酸洗溶液进行加热，加热温度为50℃，然后用加热后的酸洗溶液不停的冲洗钢管。酸洗工艺分为三次酸洗，第一次用浓度为10g/L的硝酸冲洗70分钟，第二次用浓度为7g/L氢氟酸40分钟，第三次用浓度为5g/L的柠檬酸铵40分钟。

通过两组，每组100件超级双相不锈钢钢管分别进行试验，一组用常规上次工艺，一组用本发明的生产工艺，测试最后产品的成品率。使用发明的生产工艺的钢管成品率高达94%，而常规生产工艺的成品率只有30%。

通过本发明工艺制作出的超级双相不锈钢钢管，其抗拉强度可达790MPa，延伸率可达到23%。

Claims (5)

1.一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺，其特征在于包括如下工艺步骤：

1）冷轧；钢管经上下两道轧辊来回多次的冷轧，每次冷轧一次结束后轧辊复位的过程中，芯棒与钢管一起转动15°~30°，重复上述步骤，保证芯棒与钢管一共转动的角度之和在90°~120°之间；

2）去油清洗；用汽油或四氯化碳喷淋钢管的全部表面,然后用高压气体吹干钢管表面；

3）热处理；在加热炉内加热，常温—350度慢速加热，加热时间5~10分钟；350—550度快速加热，加热时间20~30秒；550—1000度中速加热，加热时间6~8分钟；加热到1000—1100度后为保温温度，保温时间为5~10分钟；出加热炉后采用低压大流量的冷却水来冷却，冷却水的压力：2~4MPa，流量：9~12升/分钟；

4）酸洗；首先对酸洗溶液进行加热，加热温度为30℃~50℃，然后用加热后的酸洗溶液不停的冲洗钢管。

2.按权利要求1所述的一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺，其特征在于：所述步骤1的冷轧工艺过程中，芯棒内喷射出润滑油到钢管的内表面，润滑油喷出的流量每分钟1~3升，喷油压力2~3MPa，润滑油的温度为15~25℃。

3.按权利要求2所述的一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺，其特征在于：所述步骤3的热处理工艺中，钢管在加热炉内是步进式的移动，也就是前进10~15秒，然后停止10~15秒，再前进10~15秒，如此反复地移动。

4.按权利要求3所述的一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺，其特征在于：所述步骤4的酸洗工艺中，酸洗溶液包括：浓度为8-10g/L的硝酸、浓度为5-7g/L氢氟酸和浓度为3-5g/L的柠檬酸铵，其余为水。

5.按权利要求4所述的一种超级双相不锈钢钢管的生产工艺，其特征在于：所述步骤4的酸洗工艺分为三次酸洗，第一次用浓度为8-10g/L的硝酸冲洗50-70分钟，第二次用浓度为5-7g/L氢氟酸20-40分钟，第三次用浓度为3-5g/L的柠檬酸铵20-40分钟。