CN109013704A - 无缝钢管制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无缝钢管制作工艺，涉及钢管加工领域，解决了现有技术中冷轧工艺容易使管料破裂而出现废料的问题，其技术方案要点是包括以下步骤：a．加热；b．穿孔；c．酸洗处理；d．磷化处理；e．皂化处理；f．缓冷操作；g．冷轧；h．退火；i．校验操作；j．矫直；k．切割，通过采用缓冷的方式，减少了管料在进行冷轧的过程中因管料破裂而出现废料的问题。

Description

无缝钢管制作工艺
技术领域
本发明涉及钢管加工领域，更具体的说，它涉及一种无缝钢管制作工艺。
背景技术
无缝钢管由整块金属制成的，表面上没有接缝的钢管，称为无缝钢管，无缝钢管主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构钢管。
现有的无缝钢管的制作方法，通常首先对管坯进行热轧穿孔工艺后得到管料，管料冷却之后再对管料进行冷轧操作，冷轧是采用冷轧机组中的轧辊对管料进行轧制变形操作，在一次冷轧得不到规定尺寸的钢管之后，需要对管料进行退火操作，去除管料内因冷轧而产生的内应力，然后再进行冷轧操作，循环的进行退火和冷轧操作，直至得到规定尺寸的无缝钢管为止。
现有的无缝钢管制作工艺中，冷轧的操作是无缝钢管制作过程当中最容易出现废品的一个环节，现有的无缝钢管加工过程当中，在进行冷轧时极易出现管料破裂的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种无缝钢管制作工艺，其通过采用缓冷的方式，减少了管料在进行冷轧的过程中因破裂而出现废料的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种无缝钢管制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a．加热：将管坯放入环形加热炉进行加热，加热时间为5-10秒，以将管坯加热至合适的温度，适于后续的穿孔工艺；
b．穿孔：穿孔温度为1100℃-1150℃，既能够保证穿孔工艺的顺利进行，又不影响穿孔机的使用寿命；
c．酸洗处理：采用酸洗液对管料进行酸洗处理；
d．磷化处理：对酸洗后的管料进行磷化处理的步骤中，采用磷化液对管料进行磷化处理；
e．皂化处理：采用皂化液对管料进行皂化处理；
f．缓冷操作：将穿孔结束的管料进行缓冷操作，具体的将管料放置在缓冷坑当中，缓冷24H；
g．冷轧：采用冷轧机组对管料进行冷轧操作，冷轧时单道次冷轧的相对变形量不能够超过50%，管料进行开坯轧制时相对变形量应该控制在40%-50%；
h．退火：将管料进行退火操作；
i．校验操作：对退火结束的管料进行管径的校验，校验合格之后进行下一步操作，校验之后发现尺寸未达到要求时，再次进行冷轧和退火操作，之后再校验，直至管料的管径符合要求为止；
j．矫直：由于管料在制作过程中经常会产生各种形状缺陷，如弯曲等，通过矫直工艺可使弯曲等缺陷在外力作用下得以消除，使管料满足生产质量的要求；
k．切割：将矫直之后的管料切割成符合规格长短的钢管。
通过采用上述技术方案，在缓冷操作之后，管料当中形成的时细片状珠光体加马氏体，这种结构能够更加容易的适应冷轧操作，在进行冷轧操作的过程当中不容易出现破裂的情况，从而减少在冷轧过程当中出现的废料。
本发明进一步设置为：所述步骤b中，对管坯进行穿孔工艺的步骤中，采用立式二斜辊穿孔机，并调节斜辊的轴线与轧制线之间的倾斜角至8°8′，对管坯进行穿孔。
通过采用上述技术方案，采用立式二斜辊穿孔机进行穿孔，能够更好的对穿孔的方向以及位置进行控制，从而更好的提高无缝钢管的质量。
本发明进一步设置为：所述步骤c中，酸洗液为质量分数为18％-22％的硫酸溶液。
通过采用上述技术方案，酸洗液为质量分数为18％-22％的硫酸溶液，能够更加干净的将管料表面的锈迹洗掉，且不容易对管料本身造成损伤。
本发明进一步设置为：所述步骤c中，酸洗液的温度为40℃-60℃，酸洗处理的时间为25-40分钟。
通过采用上述技术方案，酸洗液的温度为40℃-60℃，酸洗处理的时间为25-40分钟，能够更加彻底的将管料表面的锈迹洗掉，且不容易对管料本身造成损伤。
本发明进一步设置为：所述步骤d中，磷化液中包含浓度为40g/L的磷酸二氢锌以及浓度为55g/L的硝酸锌。
通过采用上述技术方案，磷化处理可使酸洗后的管材的表面形成磷化膜以强化管材的延伸性，从而降低缺陷的发生率。
本发明进一步设置为：所述步骤d中，磷化液的温度为50℃-75℃，磷化处理的时间为8-15分钟。
通过采用上述技术方案，磷化液的温度为50℃-75℃，磷化处理的时间为8-15分钟，能够使得磷化处理的效果更加显著，更好的提高管料的延伸性。
本发明进一步设置为：所述步骤e中，皂化液包含浓度为80g/L的硬脂酸钠。
通过采用上述技术方案，皂化处理可使磷化后的管材表面生成金属皂等物质，这些润滑物质与磷化膜相互结合，使管材的延伸性和各向同性得到加强，从而降低缺陷的发生率，提高成品的成材率。
本发明进一步设置为：所述步骤e中，皂化液的温度为60℃-75℃，皂化处理的时间大于或等于5分钟。
通过采用上述技术方案，皂化液的温度为60℃-75℃，皂化处理的时间大于或等于5分钟，能够使得皂化处理的效果更好。
本发明进一步设置为：所述步骤h中，退火时将管料加热至780℃-800℃，保温时间为3h，之后炉冷至650℃，然后出炉之后空冷至室温。
通过采用上述技术方案，炉冷至650℃，然后出炉之后空冷至室温，能够适当降低管料的硬度和脆度，使得管料能够更加适应后期矫直的操作。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1、本发明通过采用缓冷工艺，减少了管料在进行冷轧的过程中因拔断而出现废料的问题；
2、本发明通过在退火时，将管料加热至780℃-800℃，保温时间为3h，之后炉冷至650℃，然后出炉之后空冷至室温，能够适当降低管料的硬度和脆度，使得管料能够更加适应后期矫直的操作。
具体实施方式
实施例一：本发明提供一种轴承钢无缝钢管的制作方法，该方法包括如下步骤：
a．加热：将管坯放入环形加热炉进行加热，加热时间为5秒，以将管坯加热至合适的温度，适于后续的穿孔工艺；
b．穿孔：穿孔温度为1100℃，既能够保证穿孔工艺的顺利进行，又不影响穿孔机的使用寿命，对管坯进行穿孔工艺的步骤中，采用立式二斜辊穿孔机，并调节斜辊的轴线与轧制线之间的倾斜角至8°8′，对管坯进行穿孔；
c．缓冷操作：将穿孔结束的管料进行缓冷操作，具体的将管料放置在缓冷坑当中，缓冷24H；
d．酸洗处理：采用酸洗液对管料进行酸洗处理，酸洗液为质量分数为18％的硫酸溶液，酸洗液的温度为40℃，酸洗处理的时间为25分钟；
e．磷化处理：对酸洗后的管料进行磷化处理的步骤中，采用磷化液对管料进行磷化处理，磷化液中包含浓度为40g/L的磷酸二氢锌以及浓度为55g/L的硝酸锌，磷化液的温度为50℃，磷化处理的时间为8分钟，磷化处理可使酸洗后的管材的表面形成磷化膜以强化管材的延伸性，从而降低缺陷的发生率；
f.皂化处理：采用皂化液对管料进行皂化处理，皂化液包含浓度为80g/L的硬脂酸钠，皂化液的温度为60℃，皂化处理的时间大于或等于5分钟，皂化处理可使磷化后的管材表面生成金属皂等物质，这些润滑物质与磷化膜相互结合，使管材的延伸性和各向同性得到加强，从而降低缺陷的发生率，提高成品的成材率；
g．冷轧：采用冷轧机组对管料进行冷轧操作，冷轧时单道次冷轧的相对变形量不能够超过50%，管料进行开坯轧制时相对变形量应该控制在40%；
h．退火：退火时将管料加热至780℃，保温时间为3h，之后炉冷至650℃，然后出炉之后空冷至室温；
i．校验操作：对退火结束的管料进行管径的校验，校验合格之后进行下一步操作，校验之后发现尺寸未达到要求时，再次进行冷轧和退火操作，之后再校验，直至管料的管径符合要求为止；
j．矫直：由于管料在制作过程中经常会产生各种形状缺陷，如弯曲等，通过矫直工艺可使弯曲等缺陷在外力作用下得以消除，使管料满足生产质量的要求；
k．切割：将矫直之后的管料切割成符合规格长短的钢管。
实施例二：本发明提供一种轴承钢无缝钢管的制作方法，该方法包括如下步骤：
a．加热：将管坯放入环形加热炉进行加热，加热时间为7.5秒，以将管坯加热至合适的温度，适于后续的穿孔工艺；
b．穿孔：穿孔温度为1125℃，既能够保证穿孔工艺的顺利进行，又不影响穿孔机的使用寿命，对管坯进行穿孔工艺的步骤中，采用立式二斜辊穿孔机，并调节斜辊的轴线与轧制线之间的倾斜角至8°8′，对管坯进行穿孔；
c．缓冷操作：将穿孔结束的管料进行缓冷操作，具体的将管料放置在缓冷坑当中，缓冷24H；
d．酸洗处理：采用酸洗液对管料进行酸洗处理，酸洗液为质量分数为20％的硫酸溶液，酸洗液的温度为50℃，酸洗处理的时间为32.5分钟；
e．磷化处理：对酸洗后的管料进行磷化处理的步骤中，采用磷化液对管料进行磷化处理，磷化液中包含浓度为40g/L的磷酸二氢锌以及浓度为55g/L的硝酸锌，磷化液的温度为62.5℃，磷化处理的时间为11.5分钟，磷化处理可使酸洗后的管材的表面形成磷化膜以强化管材的延伸性，从而降低缺陷的发生率；
f.皂化处理：采用皂化液对管料进行皂化处理，皂化液包含浓度为80g/L的硬脂酸钠，皂化液的温度为67.5℃，皂化处理的时间大于或等于5分钟，皂化处理可使磷化后的管材表面生成金属皂等物质，这些润滑物质与磷化膜相互结合，使管材的延伸性和各向同性得到加强，从而降低缺陷的发生率，提高成品的成材率；
g．冷轧：采用冷轧机组对管料进行冷轧操作，冷轧时单道次冷轧的相对变形量不能够超过50%，管料进行开坯轧制时相对变形量应该控制在45%；
h．退火：退火时将管料加热至790℃，保温时间为3h，之后炉冷至650℃，然后出炉之后空冷至室温；
i．校验操作：对退火结束的管料进行管径的校验，校验合格之后进行下一步操作，校验之后发现尺寸未达到要求时，再次进行冷轧和退火操作，之后再校验，直至管料的管径符合要求为止；
j．矫直：由于管料在制作过程中经常会产生各种形状缺陷，如弯曲等，通过矫直工艺可使弯曲等缺陷在外力作用下得以消除，使管料满足生产质量的要求；
k．切割：将矫直之后的管料切割成符合规格长短的钢管。
实施例三：本发明提供一种轴承钢无缝钢管的制作方法，该方法包括如下步骤：
a．加热：将管坯放入环形加热炉进行加热，加热时间为10秒，以将管坯加热至合适的温度，适于后续的穿孔工艺；
b．穿孔：穿孔温度为1150℃，既能够保证穿孔工艺的顺利进行，又不影响穿孔机的使用寿命，对管坯进行穿孔工艺的步骤中，采用立式二斜辊穿孔机，并调节斜辊的轴线与轧制线之间的倾斜角至8°8′，对管坯进行穿孔；
c．缓冷操作：将穿孔结束的管料进行缓冷操作，具体的将管料放置在缓冷坑当中，缓冷24H；
d．酸洗处理：采用酸洗液对管料进行酸洗处理，酸洗液为质量分数为22％的硫酸溶液，酸洗液的温度为60℃，酸洗处理的时间为40分钟；
e．磷化处理：对酸洗后的管料进行磷化处理的步骤中，采用磷化液对管料进行磷化处理，磷化液中包含浓度为40g/L的磷酸二氢锌以及浓度为55g/L的硝酸锌，磷化液的温度为75℃，磷化处理的时间为15分钟，磷化处理可使酸洗后的管材的表面形成磷化膜以强化管材的延伸性，从而降低缺陷的发生率；
f.皂化处理：采用皂化液对管料进行皂化处理，皂化液包含浓度为80g/L的硬脂酸钠，皂化液的温度为75℃，皂化处理的时间大于或等于5分钟，皂化处理可使磷化后的管材表面生成金属皂等物质，这些润滑物质与磷化膜相互结合，使管材的延伸性和各向同性得到加强，从而降低缺陷的发生率，提高成品的成材率；
g．冷轧：采用冷轧机组对管料进行冷轧操作，冷轧时单道次冷轧的相对变形量不能够超过50%，管料进行开坯轧制时相对变形量应该控制在50%；
h．退火：退火时将管料加热至800℃，保温时间为3h，之后炉冷至650℃，然后出炉之后空冷至室温；
i．校验操作：对退火结束的管料进行管径的校验，校验合格之后进行下一步操作，校验之后发现尺寸未达到要求时，再次进行冷轧和退火操作，之后再校验，直至管料的管径符合要求为止；
j．矫直：由于管料在制作过程中经常会产生各种形状缺陷，如弯曲等，通过矫直工艺可使弯曲等缺陷在外力作用下得以消除，使管料满足生产质量的要求；
k．切割：将矫直之后的管料切割成符合规格长短的钢管。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无缝钢管制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a．加热：将管坯放入环形加热炉进行加热，加热时间为5-10秒，以将管坯加热至合适的温度，适于后续的穿孔工艺；
b．穿孔：穿孔温度为1100℃-1150℃，既能够保证穿孔工艺的顺利进行，又不影响穿孔机的使用寿命；
c．酸洗处理：采用酸洗液对管料进行酸洗处理；
d．磷化处理：对酸洗后的管料进行磷化处理的步骤中，采用磷化液对管料进行磷化处理；
e．皂化处理：采用皂化液对管料进行皂化处理；
f．缓冷操作：将穿孔结束的管料进行缓冷操作，具体的将管料放置在缓冷坑当中，缓冷24H；
g．冷轧：采用冷轧机组对管料进行冷轧操作，冷轧时单道次冷轧的相对变形量不能够超过50%，管料进行开坯轧制时相对变形量应该控制在40%-50%；
h．退火：将管料进行退火操作；
i．校验操作：对退火结束的管料进行管径的校验，校验合格之后进行下一步操作，校验之后发现尺寸未达到要求时，再次进行冷轧和退火操作，之后再校验，直至管料的管径符合要求为止；
j．矫直：由于管料在制作过程中经常会产生各种形状缺陷，如弯曲等，通过矫直工艺可使弯曲等缺陷在外力作用下得以消除，使管料满足生产质量的要求；
k．切割：将矫直之后的管料切割成符合规格长短的钢管。
2.根据权利要求1所述的无缝钢管制作工艺，其特征在于：所述步骤b中，对管坯进行穿孔工艺的步骤中，采用立式二斜辊穿孔机，并调节斜辊的轴线与轧制线之间的倾斜角至8°8′，对管坯进行穿孔。
3.根据权利要求1所述的无缝钢管制作工艺，其特征在于：所述步骤c中，酸洗液为质量分数为18％-22％的硫酸溶液。
4.根据权利要求3所述的无缝钢管制作工艺，其特征在于：所述步骤c中，酸洗液的温度为40℃-60℃，酸洗处理的时间为25-40分钟。
5.根据权利要求1所述的无缝钢管制作工艺，其特征在于：所述步骤d中，磷化液中包含浓度为40g/L的磷酸二氢锌以及浓度为55g/L的硝酸锌。
6.根据权利要求5所述的无缝钢管制作工艺，其特征在于：所述步骤d中，磷化液的温度为50℃-75℃，磷化处理的时间为8-15分钟。
7.根据权利要求1所述的无缝钢管制作工艺，其特征在于：所述步骤e中，皂化液包含浓度为80g/L的硬脂酸钠。
8.根据权利要求7所述的无缝钢管制作工艺，其特征在于：所述步骤e中，皂化液的温度为60℃-75℃，皂化处理的时间大于或等于5分钟。
9.根据权利要求1所述的无缝钢管制作工艺，其特征在于：所述步骤h中，退火时将管料加热至780℃-800℃，保温时间为3h，之后炉冷至650℃，然后出炉之后空冷至室温。
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