CN104772333B - 热轧无缝连轧薄壁管的轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种热轧无缝连轧薄壁管的轧制方法，包括以下步骤：A.对轧制节奏和坯料头尾温差进行控制，包括：a.对轧制节奏控制：使气瓶管轧制节奏控制在3根/分钟以下，13Cr薄壁管控制在1.7根/分钟以下以及P9/P91薄壁管控制在2根/分钟以下；以及b.将坯料头尾温差控制在10℃以内；B.对连轧来料壁厚进行控制，包括：a.修订毛管和空心坯减径设定壁厚，降低连轧减壁量；b.制定毛管、空心坯减径管壁厚控制标准，壁厚公差要求±8％以内；C.优化分配多架连轧机减壁量，使金属变形均匀合理；D.优化设定穿棒间隙；以及E.优化连轧机转速。本发明可有效解决连轧管技术领域的管壁收缩质量缺陷问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种热轧无缝连轧钢管的轧制方法，具体说涉及一种热轧无缝连轧薄壁管的轧制方法。
背景技术
一般热轧无缝钢管制管工艺流程为：坯料分段-环形炉加热-斜轧穿孔－空心坯减径－连轧－切尾－螺旋冷床冷却－再加热－张力减径－步进冷床冷却－分段。规格为钢管壁径比小于0.08的钢管被定义为薄壁管。在热轧无缝连轧技术领域中，薄壁管最易在环形炉－连轧工序产生的质量缺陷为管壁收缩缺陷。管壁收缩是一种钢管内表面多点圆滑凹坑缺陷，宏观上在管体内表呈现1到2条对称直线状分布，凹坑深度过大造成壁厚负超废品。在含Cr量超过3％的合金钢薄壁管中以及壁径比小于0.045的薄壁管中，此类缺陷经常造成批量废品。例如，在生产气瓶管、耐腐蚀套管、高压锅炉管时管壁收缩废率会高达30％以上。
现有无缝连轧薄壁管轧制方法存在以下几方面的不足：1)生产节奏过快，坯料未得到充分加热，特别4米以上长料尾部温度偏低造成进入连轧前台的空心坯的减径管尾部温度低，造成在连轧过程中尾部金属塑性差、变形不均而引起尾部管壁收缩缺陷。2)连轧来料壁厚过厚，一方面工艺设定来料偏厚，造成连轧整体变形量过大引起不均匀变形；另一方面实际来料壁厚比工艺设定壁厚厚，客观上更加恶化了连轧的变形均匀性。3)多架机架连轧变形量分配不够合理，前两架变形量过大造成管料局部变形不均匀。4)穿芯棒间隙过小，造成管料局部冷却过快引起金属变形不均。5)连轧转速设定不够合理，转速速差过大造成拉力应力过大引起金属变形不均。
发明内容
本发明的目的是提供一种热轧无缝连轧薄壁管的轧制方法，可有效解决连轧管技术领域的管壁收缩质量缺陷问题。
本发明的技术方案如下：
一种热轧无缝连轧薄壁管的轧制方法，包括：
A.对轧制节奏和坯料头尾温差进行控制，包括：
a.对轧制节奏控制：使气瓶管轧制节奏控制在3根/分钟以下，13Cr薄壁管控制在1.7根/分钟以下以及P9/P91薄壁管控制在2根/分钟以下；
b.将坯料头尾温差控制在10℃以内；
B.对连轧来料壁厚进行控制，包括：
a.修订毛管和空心坯减径设定壁厚，降低连轧减壁量；
b.制定毛管、空心坯减径管壁厚控制标准，壁厚公差要求±8％以内；
C.优化分配多架连轧机减壁量，使金属变形均匀合理；
D.优化设定穿棒间隙；
E.优化连轧机转速。
各孔型系连轧总减壁量如下：
A,φ119.0孔型系：连轧减壁量范围为6～8mm
B,φ152.5孔型系，连轧减壁量范围为6～9.75mm
C,φ169.0孔型系，连轧减壁量范围为6.5～8.5mm
D,φ195.0孔型系，连轧减壁量范围为5.5～8.5mm
多架连轧机为八架连轧机，其减壁量优化数据如下：
| 机架号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# |
| 减壁量(％) | 25 | 35 | 20 | 12 | 5.5 | 2 | 0.5 | 0 |
穿棒间隙为13～17mm。
本发明的有益效果是：本发明的热轧无缝连轧薄壁管的轧制方法通过提出轧制节奏和坯料头尾温差控制要求及相关参数、连轧减壁量优化及相关参数、毛管、空心坯减径管壁厚控制标准要求、多架连轧机减壁量优化分配及相关参数、优化穿棒间隙及相关参数、降低连轧转速速差连轧机转速设计及相关参数及其组合，有效解决了连轧管技术领域的管壁收缩质量缺陷问题,降低了产品管壁收缩废率，从而降低企业质量成本，提高了批量稳定供货能力，提升企业竞争力。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下对本发明的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。
本发明的一种热轧无缝连轧薄壁管的轧制方法，包括以下步骤：
A.对轧制节奏和坯料头尾温差进行控制，包括：
a.对轧制节奏控制：使气瓶管轧制节奏控制在3根/分钟以下，13Cr薄壁管控制在1.7根/分钟以下以及P9/P91薄壁管控制在2根/分钟以下；
b.将坯料头尾温差控制在10℃以内；
B.对连轧来料壁厚进行控制，包括：
a.修订毛管和空心坯减径设定壁厚，降低连轧减壁量；
b.制定毛管、空心坯减径管壁厚控制标准，壁厚公差要求±8％以内；
C.优化分配多架连轧机减壁量，使金属变形更均匀合理；
D.优化设定穿棒间隙；
E.优化连轧机转速。
各孔型系连轧总减壁量如下：
A,φ119.0孔型系：连轧减壁量范围为6～8mm
B,φ152.5孔型系，连轧减壁量范围为6～9.75mm
C,φ169.0孔型系，连轧减壁量范围为6.5～8.5mm
D,φ195.0孔型系，连轧减壁量范围为5.5～8.5mm
多架连轧机为八架连轧机，其减壁量优化数据如下表5.1.3：
| 机架号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# |
| 减壁量(％) | 25 | 35 | 20 | 12 | 5.5 | 2 | 0.5 | 0 |
穿棒间隙为13～17mm。
以下进一步结合具体实例说明本发明上述方案以及相较于现有技术的有益效果。其中各表格中的方法一列中所述的“新(新方法)”、“原(原方法)”分别是指本发明方法和现有技术的方法。
方案实施案例1：
φ152.5孔型系中，成品规格114.3×6.02规格P9产品，前期轧制出现批量性管壁收缩缺陷废。通过本发明降低连轧减壁量的方法生产解决了管壁收缩问题。
1)降低整体连轧减壁量的变化引起的穿孔、空减变形变化：
2)降低连轧轧辊转速速差的连轧转速：
| 方法 | 外径 | 壁厚 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# |
| 新 | 152.5 | 6 | 108 | 154 | 176 | 187 | 202 | 225 | 225 | 225 |
| 原 | 152.5 | 6 | 104 | 154 | 175 | 186 | 200 | 221 | 221 | 221 |
3)穿芯棒间隙由9mm优化到12mm。
4)各机架变形量分配如表5.1.3。
5)轧制节奏控制在30秒/根，也就是2根/分钟。
6)实测坯料头尾温差8℃。
7)实测空心坯减径管壁厚偏差±6％
方案实施案例2：
φ195孔型系中，成品规格177.8×10.36规格13Cr产品，前期轧制出现批量性管壁收缩缺陷废。通过本发明降低连轧减壁量的方法生产解决了管壁收缩问题。
1)降低整体连轧减壁量的变化引起的穿孔、空减变形变化：
2)降低连轧轧辊转速速差的连轧转速：
| 方法 | 外径 | 壁厚 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# |
| 新 | 195 | 10.5 | 116 | 140 | 153 | 163 | 169 | 186 | 186 | 186 |
| 原 | 195 | 10.5 | 110 | 140 | 152 | 161 | 167 | 182 | 182 | 182 |
3)穿芯棒间隙由11mm优化到16mm。
4)各机架变形量分配如表5.1.3。
5)轧制节奏控制在35秒/根，也就是1.714根/分钟。
6)实测坯料头尾温差9℃。
7)实测空心坯减径管壁厚偏差±7％
方案实施案例3：
φ152.5孔型系中，成品规格139.7×4.5规格气瓶管产品，前期轧制偶尔出现批量性管壁收缩缺陷废，质量不稳定。通过本发明降低连轧减壁量的方法生产解决了此产品的质量稳定问题。
1)降低整体连轧减壁量的变化引起的穿孔、空减变形变化：
2)降低连轧轧辊转速速差的连轧转速：
| 方法 | 外径 | 壁厚 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# |
| 新 | 152.5 | 4.5 | 108 | 154 | 181 | 199 | 220 | 243 | 243 | 243 |
| 原 | 152.5 | 4.5 | 102 | 154 | 182 | 199 | 219 | 242 | 242 | 242 |
3)穿芯棒间隙由10mm优化到14mm。
4)各机架变形量分配如表5.1.3。
5)轧制节奏控制在20秒/根，也就是3根/分钟。
6)实测坯料头尾温差9.5℃。
7)实测空心坯减径管壁厚偏差±6.5％
方案实施案例4：
φ195孔型系中，成品规格168.28×7.11规格P9产品，前期轧制出现批量性管壁收缩缺陷废。通过本发明降低连轧减壁量的方法生产解决了管壁收缩问题。
1)降低整体连轧减壁量的变化引起的穿孔、空减变形变化：
2)降低连轧轧辊转速速差的连轧转速：
| 方法 | 外径 | 壁厚 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# |
| 新 | 195 | 7.25 | 104 | 140 | 154 | 169 | 175 | 193 | 193 | 193 |
| 原 | 195 | 7.25 | 101 | 140 | 155 | 168 | 173 | 191 | 191 | 191 |
3)穿芯棒间隙由10mm优化到13mm。
4)各机架变形量分配如表5.1.3。
5)轧制节奏控制在30秒/根，也就是2根/分钟。
6)实测坯料头尾温差8.5℃。
7)实测空心坯减径管壁厚偏差±6.5％
综上所述，本发明的创造性特点归纳如下：
1.提出轧制节奏和坯料头尾温差控制要求及相关参数。
2.提出连轧减壁量优化及相关参数。
3.提出毛管、空心坯减径管壁厚控制标准要求。
4.提出多架例如八架连轧机减壁量优化分配及相关参数。
5.提出优化穿棒间隙思想及相关参数。
6.提出降低连轧转速速差连轧机转速设计及相关参数。
7.将以上相关技术参数组合。
本发明的无缝连轧薄壁管轧制方法解决了长期困扰连轧管技术领域的管壁收缩质量问题，降低企业质量成本，提升企业竞争力。
在以下应用实例中，取得明显效果：177.8×10.36规格BG13Cr110/L80-13Cr耐腐蚀套管、114.3×6.02及168.28×7.11规格P9高压锅炉管产品管壁收缩废率由前期的30％降低到目前的无管壁收缩废。114.3×6.88规格L80－13Cr产品由前期的批量管壁收缩废到实施后的首探合格率98.3％。薄壁管139.7×4.5规格气瓶管检验合格率稳定在98％以上。使某钢铁厂Φ140产线形成大口径薄壁规格L80－13Cr/BG13Cr110/BG13Cr110S系列产品批量稳定供货的能力。形成168×7.11、159×7、114.3×6.02等大口径薄壁规格P9/P91系列高压锅炉管产品批量稳定供货能力。
凡具有连轧管机组的厂家均可采用本发明的无缝连轧薄壁管轧制方法解决管壁收缩问题，具备广泛的推广应用前景。
应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (1)
1.一种热轧无缝连轧薄壁管的轧制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.对轧制节奏和坯料头尾温差进行控制，包括：
a.对轧制节奏控制：使气瓶管轧制节奏控制在3根/分钟以下，13Cr薄壁管控制在1.7根/分钟以下以及P9/P91薄壁管控制在2根/分钟以下；
b.将坯料头尾温差控制在10℃以内；
B.对连轧来料壁厚进行控制，包括：
a.修订毛管和空心坯减径设定壁厚，降低连轧减壁量；
b.制定毛管、空心坯减径管壁厚控制标准，壁厚公差要求±8％以内；
C.优化分配多架连轧机减壁量，使金属变形均匀合理；
D.优化设定穿棒间隙；
E.优化连轧机转速；
各孔型系连轧总减壁量如下：
φ119.0孔型系：连轧减壁量范围为6～8mm；
φ152.5孔型系，连轧减壁量范围为6～9.75mm；
φ169.0孔型系，连轧减壁量范围为6.5～8.5mm；
φ195.0孔型系，连轧减壁量范围为5.5～8.5mm；
多架连轧机为八架连轧机，减壁量优化数据如下：
所述穿棒间隙为13～17mm。
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