CN105239011B - 混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法,所述的制造方法包括以下步骤：炼钢：铁水脱硫→转炉/电炉→LF精练炉→VD真空处理→连铸圆坯；轧管：管坯在环形炉加热，按1150～1230℃加热后，经穿孔、连轧管机轧制、张减机定减径、矫直，完成管坯的轧制；钢管去应力退火：采用连续炉进行退火处理。本发明采用“VD连铸坯→热轧→去应力退火→探伤→后序处理”工艺稳定生产混凝土泵车输送用耐磨无缝钢管，大大提高产品成材率，降低生产成本，该无缝钢管具有高硬度高耐磨性，生产方法简单，成材率高，适合大生产操作。
Description
技术领域
本发明涉及高耐磨无缝钢管制造技术领域，具体涉及一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法。
背景技术
近年来混凝土输送泵车被广泛应用于工业与民用设施、国防建筑等混凝土浇注的工程中，65Mn钢种由于其良好的耐磨性，目前被大量用于制作泵送耐磨管。对于一台混凝土泵车，输送泵的锥管形状特殊，主要采用65Mn无缝钢管通过下料推制并经过调质处理后与法兰焊接使用。在输送混凝土过程中，一方面要承受混凝土泥浆的持续性冲蚀和磨损，另一方面在向较高处或较远处输送混凝土泥浆时，还要承受更高的压力作用，因此要求65Mn无缝钢管应具有较高的硬度和耐磨性能。
原65Mn无缝钢管的生产工艺是“轧坯或连铸坯→穿孔→冷加工”，据了解采用该工艺生产过程中一直存在两个问题：(1)65Mn钢种的含碳量较高，冷加工性差，采用冷轧生产的成材率较低；(2)采用轧坯生产，坯料增加了一道工序造成了生产成本较高。目前也有一些企业采用“连铸坯→穿孔→冷加工”的工艺进行试生产，但由于65Mn连铸圆坯的质量波动较大，造成穿孔后毛管内表面经常出现内折缺陷，成材料也较低。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法。
本发明在传统的65Mn钢种的基础上添加了适量的Cr和Ti微合金元素的成分设计，并配以优化的炼钢、连铸工艺及轧管工艺、退火工艺，使生产的连铸圆坯钢质纯净，质量稳定，满足直接轧管的质量要求；另外采用连轧机组轧制，保证65Mn-1无缝钢管成材率高到88％以上，同时配以去应力退火工艺，避免产品产生应力开裂。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法,所述的制造方法包括以下步骤：
炼钢
铁水脱硫→转炉/电炉→LF精练炉→VD真空处理→连铸圆坯；
轧管
管坯在环形炉加热，按1150～1230℃加热后，经穿孔、连轧管机轧制、张减机定减径、矫直，完成管坯的轧制；
钢管去应力退火
采用连续炉进行退火处理。
更进一步的技术方案是炼钢步骤中，在65Mn钢的基础上添加Cr、Ti合金元素。
更进一步的技术方案是炼钢步骤中，通过控制转炉/电炉吹氧量和吹氧强度，控制初炼钢水终点碳不小于0.10％。
更进一步的技术方案是炼钢步骤中，控制LF炉精炼白渣出钢。
更进一步的技术方案是炼钢步骤中，控制VD炉在真空度≤66.7Pa下，保持时间≥15min直至炉渣不再发泡，并保持2min以上。
更进一步的技术方案是炼钢步骤中，连铸圆坯时，连铸二冷制度采用弱冷方式。
更进一步的技术方案是连铸圆坯时，连铸二冷区采用气雾冷却，二冷比水量为0.18～0.39L/kg，二冷区分5段冷却。
更进一步的技术方案是轧管步骤中，环形炉加热温度为1150～1230℃,均热段加热温度为1180～1220℃。
更进一步的技术方案是钢管去应力退火步骤中，采用淬火炉和回火炉进行去应力回火，淬火炉加热段和均热段都按800±15℃控制，出炉空过淬火装置，回火炉加热段按835±15℃升温保温，加热二段按720±10℃降温均温，均热段按700±10℃降温均温，步进周期定为60至70秒。
更进一步的技术方案是耐磨无缝钢管化学成分按重量份计算包括：C：0.57～0.65份，Si：0.17～0.37份，Mn：0.70～1.00份，P：不大于0.025份，S：不大于0.020份，Cr：0.20～0.80份，Ti：0.01～0.05份；Ni：不大于0.25份，Cu：不大于0.30份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用“VD连铸坯→热轧→去应力退火→探伤→后序处理”工艺稳定生产混凝土泵车输送用耐磨无缝钢管，大大提高产品成材率，降低生产成本，该无缝钢管具有高硬度高耐磨性，生产方法简单，成材率高，适合大生产操作。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述。
根据本发明的一个实施例，本实施例公开一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法,所述的制造方法包括以下步骤：
炼钢
铁水脱硫→转炉/电炉→LF精练炉→VD真空处理→连铸圆坯。
优选的，进行炼钢时，在65Mn钢的基础上添加Cr、Ti合金元素，通过在65Mn钢的基础上添加适量的Cr、Ti合金元素，保证了钢管的强度、耐磨性和硬度均满足用户需求，同时也改善钢管的焊接性能。
进一步的，通过对炼钢的工艺研究，特别制定连铸二冷区采用气雾冷却，弱冷方式，二冷比水量0.18～0.39L/kg，二冷区分5段冷却。另外通过控制转炉/电炉吹氧量和吹氧强度，保证初炼钢水终点碳不小于0.10％，降低钢中氧含量，使钢管全氧含量控制在15～22ppm，保证连铸坯的质量满足直接穿孔和热轧管坯的要求。
冶炼过程中应加强脱氧脱硫操作，LF炉精炼必须做到白渣出钢；VD炉必须做到在真空度≤66.7Pa下，保持时间≥15min直至炉渣不再明显发泡并保持2min以上；必须做好中间包长水口Ar保护，防止钢水二次氧化，连铸二冷制度采用弱冷。
轧管
管坯在环形炉加热，按1150～1230℃加热后，经穿孔、连轧管机轧制、张减机定减径、矫直，完成管坯的轧制。
开轧前认真检查轧辊、导盘、顶头、芯棒等变形工具的表面质量，并加强芯棒润滑。避免钢管表面产生结疤、麻坑等缺陷。轧制时，环形炉加热温度为1150～1230℃,均热段加热温度为1180～1220℃，为确保壁厚均匀，坯料的保温时间要足够。
钢管去应力退火
采用连续炉进行退火处理。具体的，采用连续炉(淬火炉+回火炉)进行去应力回火，淬火炉加热段和均热段都按800±15℃控制，出炉空过淬火装置，回火炉加热段按835±15℃升温保温，加热二段按720±10℃降温均温，均热段按700±10℃降温均温，步进周期初定为65秒。
本实施例生产的无缝钢管规格为Φ133*5.5，钢管化学成分的要求见表1
表1
本实施例混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法的生产工艺线为：
转炉或电炉→LF钢包精炼炉→VD真空精炼→连铸圆坯→加热→穿孔→159连轧机轧制→退火→矫直→涡流或超探→检查→包装。
本实施例制造方法制造出的产品质量检验结果如下：
1.连铸坯低倍检验结果
连铸坯低倍检验无白点、裂纹等，质量达到一级的水平。
2.本实施例生产的无缝钢管成材率指标见表2
表2
3.产品非金属夹杂物检验结果
本实施例制造方法生产的无缝钢管非金属夹杂物检验结果见表3。
表3
综上所述，本实施例采用采用“VD连铸圆坯→159连轧机组轧制→退火处理→探伤”工艺生产出的高碳锰低合金耐磨无缝钢管，钢质纯净，连铸坯质量满足直接穿孔和连轧机热轧的要求，成材率高达88％以上，各项性能指标均满足用户的设计和使用要求。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (9)
1.一种混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法,其特征在于：所述的制造方法包括以下步骤：
炼钢
铁水脱硫→转炉/电炉→LF精练炉→VD真空处理→连铸圆坯；
轧管
管坯在环形炉加热，按1150～1230℃加热后，经穿孔、连轧管机轧制、张减机定减径、矫直，完成管坯的轧制；
钢管去应力退火
采用连续炉进行退火处理；
所述的钢管去应力退火步骤中，采用淬火炉和回火炉进行去应力回火，淬火炉加热段和均热段都按800±15℃控制，出炉空过淬火装置，回火炉加热段按835±15℃升温保温，加热二段按720±10℃降温均温，均热段按700±10℃降温均温，步进周期定为60至70秒。
2.根据权利要求1所述的混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法，其特征在于所述的炼钢步骤中，在65Mn钢的基础上添加Cr、Ti合金元素。
3.根据权利要求1所述的混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法，其特征在于所述的炼钢步骤中，通过控制转炉/电炉吹氧量和吹氧强度，控制初炼钢水终点碳不小于0.10％。
4.根据权利要求1所述的混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法，其特征在于所述的炼钢步骤中，控制LF炉精炼白渣出钢。
5.根据权利要求1或4所述的混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法，其特征在于所述的炼钢步骤中，控制VD炉在真空度≤66.7Pa下，保持时间≥15min直至炉渣不再发泡，并保持2min以上。
6.根据权利要求1所述的混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法，其特征在于所述的炼钢步骤中，连铸圆坯时，连铸二冷制度采用弱冷方式。
7.根据权利要求1或6所述的混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法，其特征在于所述的连铸圆坯时，连铸二冷区采用气雾冷却，二冷比水量为0.18～0.39L/kg，二冷区分5段冷却。
8.根据权利要求1所述的混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法，其特征在于所述的轧管步骤中，环形炉加热温度为1150～1230℃,均热段加热温度为1180～1220℃。
9.根据权利要求1所述的混凝土泵车用耐磨无缝钢管的制造方法，其特征在于所述的耐磨无缝钢管化学成分按重量百分含量wt％计算包括：C：0.57～0.65，Si：0.17～0.37，Mn：0.70～1.00，P：不大于0.025，S：不大于0.020，Cr：0.20～0.80，Ti：0.01～0.05；Ni：不大于0.25，Cu：不大于0.30；其余量为Fe。
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