CN104148489A - 生产大口径中薄壁无缝钢管的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生产大口径中薄壁无缝钢管的方法和系统，所述生产大口径中薄壁无缝钢管的方法包括如下步骤：a)加热管坯：提供一定尺管坯，将所述定尺管坯送入环形加热炉内加热；b)穿孔：将加热完毕后的所述定尺管坯送到穿孔机上进行热轧穿孔，以制成空心毛管；c)旋转扩径：将所述空心毛管在旋转扩径机轧制，得到直径增大、壁厚减薄的荒管；d)定径：将所述荒管送往定径机定径，得到所需直径的钢管。本发明的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法和系统，生产的大口径中薄壁无缝钢管只需一次加热，节省了燃料消耗，钢管金属烧损少，成材率提高。

Description

生产大口径中薄壁无缝钢管的方法和系统

技术领域

本发明有关于一种生产大口径无缝钢管的方法和系统，尤其有关于一种冶金工艺领域中生产大口径中薄壁无缝钢管的方法和系统。

背景技术

目前，大口径无缝钢管的生产方法主要有热轧旋转扩径机组、垂直挤压管机组、周期轧管机组、大顶管机组、热拉拔扩管机组、推扩管机组等。垂直挤压管机组、周期轧管机组、大顶管机组适合生产大口径厚壁无缝钢管；热轧旋转扩径机组、热拉拔扩管机组、推扩管机组主要用于生产大口径中薄壁无缝钢管。采用热拉拔扩管机组、推扩管机组生产大口径中薄壁无缝钢管均需经过二次加热，能耗高，并且生产效率低，成材率也较低，因此采用热轧旋转扩径机组生产大口径薄壁无缝管是目前选用的最主要方式。

传统的热轧旋转扩径机组采用的是二火成材扩径工艺生产大口径中薄壁无缝钢管，即首先是管坯在热轧管生产线上经加热、穿孔、轧管、定径、冷床冷却后生产成热轧无缝钢管，然后，热轧无缝钢管被送到旋转扩径机生产线再经步进式加热炉和旋转扩径后成大口径无缝钢管。

传统热轧旋转扩径工艺主要存在下列不足：

(1)采用二次加热工艺，燃料消耗大，金属烧损多，成材率较低；

(2)原料管采用穿孔后毛管经轧管、定径和冷床冷却后的热轧管，能源消耗量多，生产工具和备件消耗大；

(3)旋扩管线需要设置专门的二次加热炉，因此，生产线占地面积大，生产周期长，生产成本高；

(4)设备配置较多，占地面积大，项目投资多。

因此，有必要提供一种新的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法及系统，来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，该方法生产的大口径中薄壁无缝钢管只需一次加热，节省了燃料消耗，钢管金属烧损少，成材率提高。

本发明的另一目的是提供一种生产大口径中薄壁无缝钢管的系统，该系统的生产线布置紧凑，生产周期短，通过该系统生产的大口径中薄壁无缝钢管只需一次加热，节省了燃料消耗，钢管金属烧损少，成材率提高。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，所述生产大口径中薄壁无缝钢管的方法包括如下步骤：

a)加热管坯：提供一定尺管坯，将所述定尺管坯送入环形加热炉内加热；

b)穿孔：将加热完毕后的所述定尺管坯送到穿孔机上进行热轧穿孔，以制成空心毛管；

c)旋转扩径：将所述空心毛管在旋转扩径机轧制，得到直径增大、壁厚减薄的荒管；

d)定径：将所述荒管送往定径机定径，得到所需直径的钢管。

在优选的实施方式中，在所述步骤a)中，所述定尺管坯在所述环形加热炉内的加热温度为1100℃～1250℃。

在优选的实施方式中，在所述步骤b)与所述步骤c)之间还包括步骤b1)：对穿孔后的所述空心毛管依次进行高压水除鳞处理和内喷盐溶液处理。

在优选的实施方式中，在所述步骤c)与所述步骤d)之间还包括步骤c1)荒管均整：将所述荒管送到均整机进行均整。

在优选的实施方式中，在所述步骤c1)与所述步骤d)之间还包括步骤c2)再加热处理：将均整后的所述荒管送入再加热炉进行再加热处理。

在优选的实施方式中，在所述步骤c2)与所述步骤d)之间还包括步骤c3)：对再加热后的所述荒管进行高压水除鳞处理。

在优选的实施方式中，在所述步骤d)之后还包括步骤e)冷床冷却：将定径后的所述钢管送至冷床上冷却，得到成品直径的钢管。

在优选的实施方式中，在所述步骤e)之后还包括步骤f)钢管精整：将出冷床的所述钢管依次进行矫直、铣切头尾、超声波探伤、水压试验、铣头倒棱、管端探伤、测长、称重、标记和表面涂漆处理。

本发明还提供一种生产大口径中薄壁无缝钢管的系统，所述生产大口径中薄壁无缝钢管的系统包括：

环形加热炉，其具有入口端和出口端，所述环形加热炉的入口端与一管坯锯相连；

穿孔机，其与所述环形加热炉的出口端相连；

旋转扩径机，其一端与所述穿孔机相连，其另一端连接定径机。

在优选的实施方式中，所述旋转扩径机与所述定径机之间连接有均整机，所述均整机与所述定径机之间连接有再加热炉。

在优选的实施方式中，所述再加热炉与所述定径机之间设有高压水除鳞装置。

在优选的实施方式中，所述穿孔机与所述旋转扩径机之间依次连接有高压水除鳞装置和盐溶液装置。

在优选的实施方式中，所述定径机依次连接有冷床、矫直机、铣切锯、超声波探伤装置、水压试验机、铣头倒棱机、管端探伤装置、测长承重标记设备及涂漆设备。

本发明的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法及系统的特点及优点是：该定尺管坯在环形加热炉内加热，经穿孔制成空心毛管后，直接送到旋转扩径机上进行旋转扩径，从管坯到旋转扩径机扩管，该生产大口径中薄壁无缝钢管的方法及系统只需对管坯进行一次加热，相对传统工艺及系统中对管坯进行二火成材或再加热工序来说减少了一次加热过程，有效节省了燃料消耗，在获得相同大口径中薄壁无缝钢管的性能和几何尺寸的条件下，本发明的方法及系统，管坯金属烧损少，成材率提高；另外，进行旋转扩径的原料管直接采用穿孔后的空心毛管，取消了空心毛管需轧管、定径和冷床冷却的工序，节省了能源、生产工具和备件的消耗。生产线布置紧凑，占地面积小，节省了项目投资，取消了中间倒运环节，生产周期缩短，生产成本降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法的工艺流程图。

图2为本发明的生产大口径中薄壁无缝钢管的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施方式1

如图1所示，本发明提供一种生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，其包括如下步骤：

a)加热管坯：提供一定尺管坯，将所述定尺管坯送入环形加热炉内加热；

b)穿孔：将加热完毕后的所述定尺管坯送到穿孔机上进行热轧穿孔，以制成空心毛管；

c)旋转扩径：将所述空心毛管在旋转扩径机轧制，得到直径增大、壁厚减薄的荒管；

d)定径：将所述荒管送往定径机定径，得到所需直径的钢管。

具体是，步骤a)中提供的定尺管坯，是通过锯切机锯切成一定长度尺寸的管坯，该管坯的长度是根据最后成型钢管的长度尺寸进行确定的。该定尺管坯经检查、修磨后送入环形加热炉内进行加热，在本发明中，定尺管坯在所述环形加热炉内的加热温度为1100℃～1250℃。

在步骤b)中，经环形加热炉加热后的定尺管坯被运送到穿孔机上进行热轧穿孔，以将实心管坯穿轧成空心毛管。

在步骤c)中，该空心毛管被送往旋转扩径机轧制，从而得到直径增大、壁厚减薄的荒管。

最后，进行步骤d)，将荒管送往定径机定径，得到所需直径的钢管。

本发明的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，该定尺管坯在环形加热炉内加热，经穿孔制成空心毛管后，直接送到旋转扩径机上进行旋转扩径，从管坯到旋转扩径机扩管，该生产大口径中薄壁无缝钢管的方法只需对管坯进行一次加热，相对传统工艺中对管坯进行二火成材或再加热工序来说减少了一次加热过程，有效节省了燃料消耗，在获得相同大口径中薄壁无缝钢管的性能和几何尺寸的条件下，本发明的工艺方法金属烧损少，成材率提高；另外，进行旋转扩径的原料管直接采用穿孔后的空心毛管，取消了空心毛管需轧管、定径和冷床冷却的工序，节省了能源、生产工具和备件的消耗。

根据本发明的一个实施方式，在所述步骤b)与所述步骤c)之间还包括步骤b1)：对穿孔后的所述空心毛管依次进行高压水除鳞处理和内喷盐溶液处理，以提高空心毛管的内外表面质量。

根据本发明的一个实施方式，在所述步骤c)与所述步骤d)之间还包括步骤c1)荒管均整：将所述荒管送到均整机进行均整，以改善荒管的壁厚均匀性和内外表面质量。在本发明中，需对旋转扩径后的荒管壁厚在16mm以下的荒管进行均整处理，当旋转扩径后的荒管壁厚在16mm以上时，就不需要对该荒管进行均整处理。

由于均整后的荒管整体温度有所下降，为便于后续进行步骤d)定径处理，需对均整后的荒管进行步骤c2)再加热处理：将均整后的所述荒管送入再加热炉进行再加热处理。待步骤c2)进行完毕后，在将荒管送往定径机的过程中对荒管进行步骤c3)：对再加热后的所述荒管进行高压水除鳞处理，也即对荒管进行高压水表面除鳞处理。

根据本发明的一个实施方式，在所述步骤d)之后还包括步骤e)冷床冷却：将定径后的所述钢管送至冷床上冷却，得到成品直径的钢管。

进一步的，在所述步骤e)之后包括步骤f)钢管精整：将出冷床的所述钢管依次进行矫直、铣切头尾、超声波探伤、水压试验、铣头倒棱、管端探伤、测长、称重、标记和表面涂漆处理。也即，出冷床后的钢管送到矫直机进行矫直，然后进行头尾锯切，之后钢管可根据品种的不同进行超声探伤、水压试验、铣头倒棱、管端探伤、离线修磨等检查，之后对检查后的钢管进行测长、称重和标记，并送到涂漆装置进行外表面涂漆处理，最后将涂漆后的钢管送到成品库存放，至此完成了旋转扩径钢管的生产。

实施方式2

如图2所示，本发明提供一种生产大口径中薄壁无缝钢管的系统，所述生产大口径中薄壁无缝钢管的系统包括环形加热炉1、穿孔机2和旋转扩径机3。其中：环形加热炉1具有入口端和出口端，所述环形加热炉1的入口端与一管坯锯4相连；穿孔机2与所述环形加热炉1的出口端相连；旋转扩径机3的一端与所述穿孔机2相连，其另一端连接定径机5。

具体是，管坯锯4通过辊道与一上料装置41相连，一管坯经上料装置41和辊道后送入管坯锯4中进行锯切，从而得到一定长度尺寸的定尺管坯，该定尺管坯的长度是根据最后成型钢管的长度尺寸进行确定的。

管坯锯4通过横移装置及辊道与环形加热炉1的入口端相连，经管坯锯4锯切后的定尺管坯通过横移装置及辊道被送入环形加热炉1中进行加热，在本发明中，该定尺管坯在环形加热炉1中的加热温度为1100℃～1250℃。环形加热炉1的出口端通过横移装置及辊道与穿孔机2相连，经加热后的定尺管坯通过横移装置及辊道送至穿孔机2进行热轧穿孔，以制成空心毛管。

旋转扩径机3通过横移装置及辊道与穿孔机2相连，经热轧穿孔后的空心毛管通过横移装置及辊道被送至旋转扩径机3进行旋转扩径，以得到直径增大、壁厚减薄的荒管。

定径机5通过横移装置及辊道与旋转扩径机3相连，经旋转扩径后的荒管通过横移装置及辊道被送至定径机5进行定径，以得到所需直径的钢管。

本发明的生产大口径中薄壁无缝钢管的系统，穿孔机2与旋转扩径机3直接相连，经管坯锯4锯切后的定尺管坯在环形加热炉1内加热，经穿孔机2制成空心毛管后，直接送到旋转扩径机3上进行旋转扩径，从管坯到旋转扩径机3扩径，该生产大口径中薄壁无缝钢管的系统只需对管坯进行一次加热，相对传统工艺系统对管坯进行二火成材或再加热工序的步骤来说减少了一次加热过程，有效节省了燃料消耗，在获得相同大口径中薄壁无缝钢管的性能和几何尺寸的条件下，本发明的生产大口径中薄壁无缝钢管的系统对管坯的金属烧损少，成材率提高；另外，进行旋转扩径的原料管直接采用穿孔后的空心毛管，取消了空心毛管需轧管、定径和冷床冷却的工序，节省了能源、生产工具和备件的消耗。该生产大口径中薄壁无缝钢管的系统生产线布置紧凑，占地面积小，节省了项目投资，取消了中间倒运环节，生产周期缩短，生产成本降低。

根据本发明的一个实施方式，所述旋转扩径机3与所述定径机5之间连接有均整机6，所述均整机6与所述定径机5之间连接有再加热炉7。

具体是，均整机6通过横移装置及辊道与旋转扩径机3相连，经旋转扩径机3旋扩后得到的荒管被送到均整机6进行均整，以改善荒管的壁厚均匀性和内外表面质量。在本发明中，需对旋转扩径后的荒管壁厚在16mm以下的荒管进行均整处理，当旋转扩径后的荒管壁厚在16mm以上时，就不需要对该荒管进行均整处理。

由于均整后的荒管整体温度有所下降，为便于后续送至定径机5进行定径处理，需对均整后的荒管进行再加热处理，也即，均整机6后台通过横移装置及辊道连接有再加热炉7，再加热炉7出炉辊道连接有定径机5。均整后的荒管通过横移装置及辊道送入再加热炉7进行再加热处理，经再加热炉7加热后的荒管在送往定径机5的过程中，再加热炉7的出炉辊道中设置有高压水除鳞装置71，该高压水除鳞装置71可对再加热后的荒管进行高压水除鳞处理。

根据本发明的一个实施方式，所述穿孔机2与所述旋转扩径机3之间依次连接有高压水除鳞装置和盐溶液装置，该高压水除鳞装置和盐溶液装置可对穿孔后的空心毛管依次进行高压水除鳞处理和内喷盐溶液处理，以提高空心毛管的内外表面质量。

进一步的，定径机5出口辊道依次连接有冷床8、矫直机9、铣切锯10、超声波探伤装置11、水压试验机12、铣头倒棱机13、管端探伤装置14、测长承重标记设备15及涂漆设备16。具体是，定径机5出口辊道连接到冷床8，冷床8与矫直机9入口辊道相连，矫直机9出口辊道与铣切锯10前辊道通过横移装置相连，铣切锯10后辊道有横移装置和辊道连接至超声波探伤装置11，超声波探伤装置11后连接着水压试验机12，水压试验机12又与铣头倒棱机13通过横移装置及辊道相连、铣头倒棱机13后设置管端探伤装置14，管端探伤装置14与测长称重标记设备15中间设有横移装置及辊道，测长称重标记设备15通过横移装置及辊道与UV涂漆设备16相连，在UV涂漆设备16后设置有成品收集装置17。也即，出冷床8后的钢管送到矫直机9进行矫直，然后通过铣切锯10进行头尾锯切，之后钢管可根据品种的不同进行超声探伤、水压试验、铣头倒棱、管端探伤等检查，之后对检查后的钢管进行测长、称重和标记，并送到涂漆设备16进行外表面涂漆处理，最后将涂漆后的钢管送到成品收集装置17存放，至此完成了旋转扩径钢管的生产。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，其特征在于，所述生产大口径中薄壁无缝钢管的方法包括如下步骤：

a)加热管坯：提供一定尺管坯，将所述定尺管坯送入环形加热炉内加热；

b)穿孔：将加热完毕后的所述定尺管坯送到穿孔机上进行热轧穿孔，以制成空心毛管；

c)旋转扩径：将所述空心毛管在旋转扩径机轧制，得到直径增大、壁厚减薄的荒管；

d)定径：将所述荒管送往定径机定径，得到所需直径的钢管。

2.如权利要求1所述的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，其特征在于，在所述步骤a)中，所述定尺管坯在所述环形加热炉内的加热温度为1100℃～1250℃。

3.如权利要求1所述的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，其特征在于，在所述步骤b)与所述步骤c)之间还包括步骤b1)：对穿孔后的所述空心毛管依次进行高压水除鳞处理和内喷盐溶液处理。

4.如权利要求1所述的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，其特征在于，在所述步骤c)与所述步骤d)之间还包括步骤c1)荒管均整：将所述荒管送到均整机进行均整。

5.如权利要求4所述的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，其特征在于，在所述步骤c1)与所述步骤d)之间还包括步骤c2)再加热处理：将均整后的所述荒管送入再加热炉进行再加热处理。

6.如权利要求5所述的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，其特征在于，在所述步骤c2)与所述步骤d)之间还包括步骤c3)：对再加热后的所述荒管进行高压水除鳞处理。

7.如权利要求1所述的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，其特征在于，在所述步骤d)之后还包括步骤e)冷床冷却：将定径后的所述钢管送至冷床上冷却，得到成品直径的钢管。

8.如权利要求7所述的生产大口径中薄壁无缝钢管的方法，其特征在于，在所述步骤e)之后还包括步骤f)钢管精整：将出冷床的所述钢管依次进行矫直、铣切头尾、超声波探伤、水压试验、铣头倒棱、管端探伤、测长、称重、标记和表面涂漆处理。

9.一种生产大口径中薄壁无缝钢管的系统，其特征在于，所述生产大口径中薄壁无缝钢管的系统包括：

环形加热炉，其具有入口端和出口端，所述环形加热炉的入口端与一管坯锯相连；

穿孔机，其与所述环形加热炉的出口端相连；

旋转扩径机，其一端与所述穿孔机相连，其另一端连接定径机。

10.如权利要求9所述的生产大口径中薄壁无缝钢管的系统，其特征在于，所述旋转扩径机与所述定径机之间连接有均整机，所述均整机与所述定径机之间连接有再加热炉。

11.如权利要求10所述的生产大口径中薄壁无缝钢管的系统，其特征在于，所述再加热炉与所述定径机之间设有高压水除鳞装置。

12.如权利要求9所述的生产大口径中薄壁无缝钢管的系统，其特征在于，所述穿孔机与所述旋转扩径机之间依次连接有高压水除鳞装置和盐溶液装置。

13.如权利要求9所述的生产大口径中薄壁无缝钢管的系统，其特征在于，所述定径机依次连接有冷床、矫直机、铣切锯、超声波探伤装置、水压试验机、铣头倒棱机、管端探伤装置、测长承重标记设备及涂漆设备。