CN106180208B

CN106180208B - 跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法

Info

Publication number: CN106180208B
Application number: CN201610779368.1A
Authority: CN
Inventors: 曾晓东; 朱学强; 龙金花; 陆超; 冷柏春; 李恩学; 许磊; 胡亚东; 郑卫卫
Original assignee: Jiangsu Tianhuai Steel Pipe Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Tianhuai Steel Pipe Co Ltd
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2019-02-12
Anticipated expiration: 2036-08-31
Also published as: CN106180208A

Abstract

本发明公开了一种跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，包括以下步骤：1）将坯料放入环形加热炉进行加热；2）当坯料的温度加热到1250摄氏度以上的时候，将坯料取出之后穿孔成毛管；3）将穿孔之后的毛管通过连轧机进行PQF三辊连轧；4）将连轧之后的荒管进行脱管，再通过定径机架对荒管的外径进行减径和定径；5）将定径之后的钢管周转至冷床上进行冷却。从上述结构可知，本发明的跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，通过跨规格组距产品的生产，可以禁用530毫米孔型的轧辊、454毫米孔型的轧辊以及383毫米孔型的轧辊，生产出外径范围在508毫米~273毫米的任何一种钢管。

Description

跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法

技术领域

本发明涉及跨规格组距无缝钢管生产的领域，具体涉及一种跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法。

背景技术

随着石油工业发展，石油和天燃气输送管道用管的质量要求越来越高，而且管道的尺寸型号也越来越多。目前530毫米孔型的轧辊原可生产的钢管外径范围为在440毫米~508毫米，454毫米孔型的轧辊原可生产的钢管外径范围为在368毫米~426毫米，383毫米孔型的轧辊原可生产的钢管外径范围为在299毫米~356毫米。而外径位于440毫米~426毫米之间的钢管、外径位于368毫米~356毫米之间的钢管、以及外径小于299毫米的钢管则无法使用上述三种孔型的轧辊进行生产，从而需要停机更换轧辊的孔型，甚至还要使用对应轧辊空性的坯料，导致坯料采购成本的增加、吨钢生产成本的增加、机架的数量增加、效率降低、同时停机之后还会导致能耗的增加。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，钢管生产为流水线生产，换工具的时间越少，吨钢生产成本越低，通过跨规格组距进行生产钢管，可以减少更换工具的时间和次数，提高了生产效率和降低了生产成本；一般钢管企业会对坯料的采购量进行控制，通过跨规格组距进行生产钢管，可以采购较少型号的坯料生产多种规格的钢管，进而在节约运营成本的前提下，提高了企业的产品多样性；通过跨规格组距产品的生产，不需要额外孔型的轧辊，所以也不需要对应其它孔型轧辊的机架，从而节约了工具成本；通过跨规格组距产品的生产，减少换孔型时间提高生产效率，提高坯料使用率，节约工具成本；通过跨规格组距产品的生产，可以禁用530毫米孔型的轧辊、454毫米孔型的轧辊以及383毫米孔型的轧辊，生产出外径范围在508毫米~273毫米的任何一种钢管。

本发明所采取的技术方案是：

跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，包括以下步骤：

1）将坯料放入环形加热炉进行加热；

所述坯料的直径为500毫米，或者所述坯料的直径为450毫米，或者所述坯料的直径为380毫米；

2）当坯料的温度加热到1250摄氏度以上的时候，将坯料取出之后穿孔成毛管；

3）将穿孔之后的毛管通过连轧机进行PQF三辊连轧；

对于直径为500毫米的坯料穿孔后的毛管，采用530毫米孔型的轧辊进行连轧，连轧之后的荒管外径为530毫米，对于直径为450毫米的坯料穿孔后的毛管，采用454毫米孔型的轧辊进行连轧，连轧之后的荒管外径为454毫米，对于直径为380毫米的坯料穿孔后的毛管，采用383毫米孔型的轧辊进行连轧，连轧之后的荒管外径为383毫米；

4）将连轧之后的荒管进行脱管，再通过定径机架对荒管的外径进行减径和定径；

对于直径为500毫米的坯料连轧后的荒管，定径之后的钢管外径在426毫米~508毫米范围内，对于直径为450毫米的坯料连轧后的荒管，定径之后的钢管外径在356毫米~440毫米范围内，对于直径为380毫米的坯料连轧后的荒管，定径之后的钢管外径在299毫米~356毫米范围内；

5）将定径之后的钢管周转至冷床上进行冷却。

本发明进一步改进方案是，所述步骤1）中，环形加热炉内分为多段温度对坯料进行加热。

本发明更进一步改进方案是，所述坯料从环形加热炉出炉的时候，坯料的芯部温度与表面温度相差不超过10摄氏度。

本发明更进一步改进方案是，所述环形加热炉的第一段温度至最后第三段的温度，依次逐渐升高；最后两段的温度均与坯料的出炉温度相同，最后第三段的温度比坯料的出炉温度高10摄氏度~30摄氏度。

本发明更进一步改进方案是，所述步骤1）中，当毛坯的直径为500毫米的时候，环形加热炉的各段温度依次分别在865摄氏度~895摄氏度、1060摄氏度~1100摄氏度、1160摄氏度~1220摄氏度、1190摄氏度~1240摄氏度、1280摄氏度~1320摄氏度、1270摄氏度~1290摄氏度和1270摄氏度~1290摄氏度。

本发明更进一步改进方案是，所述步骤1）中，当毛坯的直径为450毫米的时候，环形加热炉的各段温度依次分别在805摄氏度~835摄氏度、1045摄氏度~1075摄氏度、1155摄氏度~1785摄氏度、1170摄氏度~1200摄氏度、1275摄氏度~1305摄氏度、1275摄氏度~1285摄氏度和1275摄氏度~1285摄氏度。

本发明更进一步改进方案是，所述步骤1）中，当毛坯的直径为380毫米的时候，环形加热炉的各段温度依次分别在730摄氏度~760摄氏度、1005摄氏度~1055摄氏度、1135摄氏度~1765摄氏度、1160摄氏度~1190摄氏度、1270摄氏度~1300摄氏度、1275摄氏度~1285摄氏度和1275摄氏度~1285摄氏度。

本发明更进一步改进方案是，当用直径为500毫米的坯料生产外径为508毫米的大口径钢管的时候，所述步骤2）中，穿孔用的顶头的直径为476毫米，顶头的长度为1062毫米，顶杆的直径为450毫米，穿孔时的辊距为441毫米，导距为512毫米，顶头的前伸量为240毫米，轧辊角度为8.5度，轧辊转速在每分钟32转~45转的范围内，并通过选用不同的芯棒使穿孔后的毛管的外径为577毫米，毛管的壁厚在23毫米~75毫米的范围内。

本发明更进一步改进方案是，所述步骤4）中，脱管机架在连轧机将毛管轧制成荒管之后通过脱管机架进行脱管，脱管的同时脱管机架对荒管的外径进行减径；再通过定径机架进行定径，所述定径机架中的最后两个定径机架为精整机架。

本发明的有益效果在于：

第一、本发明的跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，钢管生产为流水线生产，换工具的时间越少，吨钢生产成本越低，通过跨规格组距进行生产钢管，可以减少更换工具的时间和次数，提高了生产效率和降低了生产成本。

第二、本发明的跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，一般钢管企业会对坯料的采购量进行控制，通过跨规格组距进行生产钢管，可以采购较少型号的坯料生产多种规格的钢管，进而在节约运营成本的前提下，提高了企业的产品多样性。

第三、本发明的跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，通过跨规格组距产品的生产，不需要额外孔型的轧辊，所以也不需要对应其它孔型轧辊的机架，从而节约了工具成本。

第四、本发明的跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，通过跨规格组距产品的生产，减少换孔型时间提高生产效率，提高坯料使用率，节约工具成本。

第五、本发明的跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，通过跨规格组距产品的生产，可以禁用530毫米孔型的轧辊、454毫米孔型的轧辊以及383毫米孔型的轧辊，生产出外径范围在508毫米~273毫米的任何一种钢管。

具体实施方式：

本发明包括以下步骤：

1）将坯料放入环形加热炉进行加热；

3）将穿孔之后的毛管通过连轧机进行PQF三辊连轧；

5）将定径之后的钢管周转至冷床上进行冷却。

所述步骤1）中，环形加热炉内分为多段温度对坯料进行加热。

所述坯料从环形加热炉出炉的时候，坯料的芯部温度与表面温度相差不超过10摄氏度。

所述环形加热炉的第一段温度至最后第三段的温度，依次逐渐升高；最后两段的温度均与坯料的出炉温度相同，最后第三段的温度比坯料的出炉温度高10摄氏度~30摄氏度。

所述步骤1）中，当毛坯的直径为500毫米的时候，环形加热炉的各段温度依次分别在865摄氏度~895摄氏度、1060摄氏度~1100摄氏度、1160摄氏度~1220摄氏度、1190摄氏度~1240摄氏度、1280摄氏度~1320摄氏度、1270摄氏度~1290摄氏度和1270摄氏度~1290摄氏度。

所述步骤1）中，当毛坯的直径为450毫米的时候，环形加热炉的各段温度依次分别在805摄氏度~835摄氏度、1045摄氏度~1075摄氏度、1155摄氏度~1785摄氏度、1170摄氏度~1200摄氏度、1275摄氏度~1305摄氏度、1275摄氏度~1285摄氏度和1275摄氏度~1285摄氏度。

所述步骤1）中，当毛坯的直径为380毫米的时候，环形加热炉的各段温度依次分别在730摄氏度~760摄氏度、1005摄氏度~1055摄氏度、1135摄氏度~1765摄氏度、1160摄氏度~1190摄氏度、1270摄氏度~1300摄氏度、1275摄氏度~1285摄氏度和1275摄氏度~1285摄氏度。

当用直径为500毫米的坯料生产外径为508毫米的大口径钢管的时候，所述步骤2）中，穿孔用的顶头的直径为476毫米，顶头的长度为1062毫米，顶杆的直径为450毫米，穿孔时的辊距为441毫米，导距为512毫米，顶头的前伸量为240毫米，轧辊角度为8.5度，轧辊转速在每分钟32转~45转的范围内，并通过选用不同的芯棒使穿孔后的毛管的外径为577毫米，毛管的壁厚在23毫米~75毫米的范围内。

所述步骤4）中，脱管机架在连轧机将毛管轧制成荒管之后通过脱管机架进行脱管，脱管的同时脱管机架对荒管的外径进行减径；再通过定径机架进行定径，所述定径机架中的最后两个定径机架为精整机架。

实施例1

用孔型为530毫米的轧辊将直径为500毫米的坯料制备成外径为508毫米、厚度为9.5毫米的钢管。

坯料的钢种为20号钢，坯料从环形加热炉出炉的温度为1290摄氏度，环形加热炉内分为7段温度进行加热，依次分别为：900摄氏度、1100摄氏度、1220摄氏度、1240摄氏度、1310摄氏度、1290摄氏度和1290摄氏度；坯料穿孔时选用芯棒的直径为507.2毫米，穿孔后的毛管尺寸为外径577毫米、厚度25.9毫米，连轧机连续进行5段轧制连，轧制参数如表1所示；连轧后的荒管尺寸为外径530毫米、厚度9.4毫米，延伸系数为4.36；脱管机架和定径机架总计5架，其中脱管机架为3架，定径机架为2架，其中最小一架定径机架2B值（孔型尺寸）为513.8毫米，经过定径机架后的成品尺寸为外径为508毫米、厚度为9.5毫米。

表1

轧制段位	1	2	3	4	5
						轧辊直径（毫米）	1125.50	1125.50	1113.00	1119.00	1120.50
转速（转每分钟）	34.9	52.9	65.4	79.7	81.3
						孔型直径（毫米）	536.82	533.30	527.45	526.53	526.53
轧制力（吨）	469	406	325	294	87

实施例2

用孔型为530毫米的轧辊将直径为500毫米的坯料制备成外径为426毫米、厚度为16毫米的钢管。

坯料的钢种为20号钢，坯料从环形加热炉出炉的温度为1280摄氏度，环形加热炉内分为7段温度进行加热，依次分别为：900摄氏度、1100摄氏度、1220摄氏度、1240摄氏度、1310摄氏度、1280摄氏度和1280摄氏度；穿孔用的顶头的直径为476毫米，顶头的长度为1062毫米，顶杆的直径为450毫米，穿孔时的辊距为444毫米，导距为512毫米，顶头的前伸量为220毫米，轧辊角度为8.5度，轧辊转速在每分钟32转~45转的范围内，并选用芯棒的直径为501.7毫米，穿孔后的毛管尺寸为外径577毫米、厚度28.55毫米，连轧机连续进行5段轧制连，轧制参数如表2所示；连轧后的荒管尺寸为外径530毫米、厚度14.8毫米，延伸系数为3.93，首先依次通过孔型尺寸分别为524.6毫米、520.0毫米、518毫米的三架脱管机架进行脱管减径，再依次通过10架530毫米孔型的通用定径机架进行定径，孔型尺寸依次分别为：507.9毫米、499.26毫米、491.78毫米、484.4毫米、477.13毫米、469.98毫米、462.33毫米、454.79毫米、447.33 毫米、440 毫米，另外最后依次通过2架精整机架进行定径，其孔型尺寸依次为：433.59毫米和431.39毫米；经过定径机架后的成品尺寸为外径为426毫米、厚度为16毫米。

表2

轧制段位	1	2	3	4	5
						轧辊直径（毫米）	1125.50	1125.50	1113.00	1119.00	1120.50
转速（转每分钟）	43.7	60.0	69.1	80.0	81.2
						孔型直径（毫米）	541.79	538.39	533.03	531.86	531.86
轧制力（吨）	370	318	236	214	77

实施例3

用孔型为530毫米的连轧机将直径为500毫米的坯料制备成外径为430毫米、厚度为15毫米的钢管。

坯料的钢种为20号钢，坯料从环形加热炉出炉的温度为1280摄氏度，环形加热炉内分为7段温度进行加热，依次分别为：900摄氏度、1100摄氏度、1220摄氏度、1240摄氏度、1310摄氏度、1280摄氏度和1280摄氏度；坯料穿孔时选用芯棒的直径为501.7毫米，穿孔后的毛管尺寸为外径577毫米、厚度28.55毫米，连轧机连续进行5段轧制连，连轧后的荒管尺寸为外径530毫米、厚度13.95毫米，首先依次通过孔型尺寸分别为524.6毫米、520.0毫米、518毫米的三架脱管机架进行脱管减径，再依次通过10架530毫米孔型的通用定径机架进行定径，孔型尺寸依次分别为：507.9毫米、499.26毫米、491.78毫米、484.4毫米、477.13毫米、469.98毫米、462.33毫米、454.79毫米、447.33 毫米、440 毫米，另外最后依次通过2架精整机架进行定径，其孔型尺寸依次为：437.5毫米和435.1毫米；经过定径机架后的成品尺寸为外径为430毫米、厚度为15毫米。

实施例4

由原先用孔型为500毫米的轧辊制备外径为440毫米、厚度为11毫米的钢管，现在改为用孔型为454毫米的轧辊将直径为450毫米的坯料制备成外径为440毫米、厚度为11毫米的钢管。

坯料的钢种为20号钢，坯料放入环形加热炉加热，加热后的坯料穿孔时选用芯棒的直径为432.5毫米，穿孔后的毛管尺寸为外径501毫米、厚度26.1毫米，连轧机连续进行5段轧制连，连轧后的荒管尺寸为外径454毫米、厚度10.9毫米，脱管机架直接用精整机架代替，依次通过孔型尺寸分别为447.33毫米、445.19毫米、443.85毫米的三架精整机架进行脱管定径；经过定径机架后的成品尺寸为外径为430毫米、厚度为15毫米。

实施例5

由原先用孔型为500毫米的轧辊制备外径为435毫米、厚度为12毫米的钢管，现在改为用孔型为454毫米的轧辊机将直径为450毫米的坯料制备成外径为435毫米、厚度为12毫米的钢管。

坯料放入环形加热炉加热，加热后的坯料穿孔时选用芯棒的直径为432.5毫米，穿孔后的毛管尺寸为外径501毫米、厚度26.1毫米，连轧机连续进行5段轧制连，连轧后的荒管尺寸为外径454毫米、厚度11.82毫米，脱管机架直接用精整机架代替，依次通过孔型尺寸分别为447.33毫米、445.19毫米、443.85毫米的三架精整机架进行脱管定径，另外最后依次通过2架精整机架进行定径，其孔型尺寸依次为：442.35毫米和440.2毫米；经过定径机架后的成品尺寸为外径为435毫米、厚度为12毫米。

实施例6

由原先用孔型为383毫米的轧辊制备外径为360毫米、厚度为13毫米的钢管，现在改为用孔型为454毫米的轧辊将直径为450毫米的坯料制备成外径为360毫米、厚度为13毫米的钢管。

坯料的钢种为20号钢，坯料放入环形加热炉加热，加热后的坯料穿孔时选用芯棒的直径为432.5毫米，穿孔后的毛管尺寸为外径501毫米、厚度26.1毫米，连轧机连续进行5段轧制连，连轧后的荒管尺寸为外径454毫米、厚度11.8毫米，首先依次通过孔型尺寸分别为446毫米、438.2毫米、437.4毫米的三架脱管机架进行脱管减径，再依次通过10架454毫米孔型的通用定径机架进行定径，孔型尺寸依次分别为：431.63毫米、425.07毫米、418.6毫米、412.24毫米、405.98毫米、399.76毫米、393.65毫米、387.63毫米、381.62毫米、376.2毫米，另外最后依次通过2架精整机架进行定径，其孔型尺寸依次为：367.2毫米和364毫米；经过定径机架后的成品尺寸为外径为360毫米、厚度为13毫米。

实施例7

由原先用孔型为383毫米的轧辊制备外径为356毫米、厚度为16毫米的钢管，现在改为用孔型为454毫米的轧辊将直径为450毫米的坯料制备成外径为356毫米、厚度为16毫米的钢管。

坯料的钢种为20号钢，坯料放入环形加热炉加热，加热后的坯料穿孔时选用芯棒的直径为432.5毫米，穿孔后的毛管尺寸为外径501毫米、厚度29.15毫米，连轧机连续进行5段轧制连，连轧后的荒管尺寸为外径454毫米、厚度14.5毫米，首先依次通过孔型尺寸分别为446毫米、438.2毫米、437.4毫米的三架脱管机架进行脱管减径，再依次通过10架454毫米孔型的通用定径机架进行定径，孔型尺寸依次分别为：431.63毫米、425.07毫米、418.6毫米、412.24毫米、405.98毫米、399.76毫米、393.65毫米、387.63毫米、381.62毫米、376.2毫米，另外最后依次通过2架精整机架进行定径，其孔型尺寸依次为：361.8毫米和361.08毫米；经过定径机架后的成品尺寸为外径为356毫米、厚度为16毫米。

实施例8

由原先用孔型为294毫米的轧辊制备外径为280毫米、厚度为10毫米的钢管，现在改为用孔型为383毫米的轧辊将直径为380毫米的坯料制备成外径为280毫米、厚度为10毫米的钢管。

坯料的钢种为20号钢，坯料放入环形加热炉加热，加热后的坯料穿孔时选用芯棒的直径为366.4毫米，穿孔后的毛管尺寸为外径430毫米、厚度23.8毫米，连轧机连续进行5段轧制连，连轧后的荒管尺寸为外径383毫米、厚度9毫米，首先依次通过孔型尺寸分别为375.6毫米、367.8毫米、363毫米的三架脱管机架进行脱管减径，再依次通过10架383毫米孔型的通用定径机架进行定径，孔型尺寸依次分别为：360.76毫米、353.91毫米、347.18毫米、340.59毫米、334.11毫米、327.77毫米、317.52毫米、309.36毫米、298.53毫米、288.08毫米，另外最后依次通过2架精整机架进行定径，其孔型尺寸依次为：285.3毫米和283.08毫米；经过定径机架后的成品尺寸为外径为280毫米、厚度为10毫米。

实施例9

由原先用孔型为294毫米的轧辊制备外径为273毫米、厚度为11毫米的钢管，现在改为用孔型为383毫米的轧辊将直径为380毫米的坯料制备成外径为273毫米、厚度为11毫米的钢管。

坯料的钢种为20号钢，坯料放入环形加热炉加热，加热后的坯料穿孔时选用芯棒的直径为361.7毫米，穿孔后的毛管尺寸为外径430毫米、厚度26.15毫米，连轧机连续进行5段轧制连，连轧后的荒管尺寸为外径383毫米、厚度9.7毫米，首先依次通过孔型尺寸分别为375.6毫米、367.8毫米、363毫米的三架脱管机架进行脱管减径，再依次通过10架383毫米孔型的通用定径机架进行定径，孔型尺寸依次分别为：360.76毫米、353.91毫米、347.18毫米、340.59毫米、334.11毫米、327.77毫米、317.52毫米、309.36毫米、298.53毫米、288.08毫米，另外最后依次通过2架精整机架进行定径，其孔型尺寸依次为：279.5毫米和275.2毫米；经过定径机架后的成品尺寸为外径为273毫米、厚度为11毫米。

Claims

1.跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将坯料放入环形加热炉进行加热；

所述坯料的直径为500毫米，或者所述坯料的直径为450毫米，或者所述坯料的直径为380毫米；环形加热炉内分为多段温度对坯料进行加热；所述坯料从环形加热炉出炉的时候，坯料的芯部温度与表面温度相差不超过10摄氏度；所述环形加热炉的第一段温度至倒数第三段的温度，依次逐渐升高；最后两段的温度均与坯料的出炉温度相同，倒数第三段的温度比坯料的出炉温度高10摄氏度~30摄氏度；

3）将穿孔之后的毛管通过连轧机进行PQF三辊连轧；

5）将定径之后的钢管周转至冷床上进行冷却。

2.如权利要求1所述的跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，其特征在于：所述步骤1）中，当坯料的直径为500毫米的时候，环形加热炉的各段温度依次分别在865摄氏度~895摄氏度、1065摄氏度~1095摄氏度、1175摄氏度~1205摄氏度、1200摄氏度~1230摄氏度、1280摄氏度~1310摄氏度、1270摄氏度~1290摄氏度和1270摄氏度~1290摄氏度。

3.如权利要求1所述的跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，其特征在于：所述步骤1）中，当坯料的直径为500毫米的时候，环形加热炉的各段温度依次分别在865摄氏度~895摄氏度、1060摄氏度~1100摄氏度、1160摄氏度~1220摄氏度、1190摄氏度~1240摄氏度、1280摄氏度~1320摄氏度、1270摄氏度~1290摄氏度和1270摄氏度~1290摄氏度。

4.如权利要求1~2中其中任意一项所述的跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，其特征在于：当用直径为500毫米的坯料生产外径为508毫米的大口径钢管的时候，所述步骤2）中，穿孔用的顶头的直径为476毫米，顶头的长度为1062毫米，顶杆的直径为450毫米，穿孔时的辊距为441毫米，导距为512毫米，顶头的前伸量为240毫米，轧辊角度为8.5度，轧辊转速在每分钟32转~45转的范围内，并通过选用不同的芯棒使穿孔后的毛管的外径为577毫米，毛管的壁厚在23毫米~75毫米的范围内。

5.如权利要求1所述的跨规格组距无缝钢管的热连轧生产方法，其特征在于：所述步骤4）中，在连轧机将毛管轧制成荒管之后通过脱管机架进行脱管，脱管的同时脱管机架对荒管的外径进行减径；再通过定径机架进行定径，所述定径机架中的最后两个定径机架为精整机架。