CN110153189B - 一种利用钢管连轧管机组并行生产锆合金无缝管的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用钢管连轧管机组并行生产锆合金无缝管的方法，具体包括下列步骤：(1)锆合金坯料端面打定心孔后表面涂覆氮化硼陶瓷；(2)采用新建加热炉对锆合金坯料加热；(3)穿孔机穿孔；(4)连轧管机轧管；(5)张力减径机减径；(6)冷床冷却；(7)管子切头尾、定尺等后续工作。本发明采用现有钢管连轧机组并行生产锆合金管，坯料不用钻通孔，成材率高，生产效率高；避免了由于锆合金加热制度与普通钢管加热温度差异较大影响普通钢管的生产，造成连轧机组产量下降的问题；坯料不包铜，采用了新的工艺减轻加热时的吸氢，并有效解决了穿孔时的锆合金粘导板问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用钢管连轧管机组并行生产锆合金无缝管的方法。
背景技术
一般生产无缝锆合金管时主要采用热挤压方式生产。其中热挤压主要的生产流程为钻孔——倒角——加热——扩孔——热挤压——后续处理等。现有锆合金管生产工艺技术存在的问题：
(1)由于热挤压需要对坯料钻通孔以及倒角，坯料利用率大大降低。
(2)热挤压在生产锆合金时需要对坯料进行包铜处理，坯料准备复杂，挤压成管材后需要进行酸洗去除包铜，增加了成本。
(3)热挤压生产效率低，生产节奏慢。
(4)热挤压生产锆合金管时不能挤压薄壁管，做薄壁管时后续加工道次多。
(5)由于锆合金加热温度远低于普通钢管温度，需专门加热锆合金，而由于锆合金批量较小，并且由于大幅升降温需要较长时间，炉子不能充分利用，大大增加了加热成本，影响热轧机组的产量，造成热轧机组生产锆合金管无任何经济效益。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种锆合金无缝管的生产制造工艺，采用现有钢管连轧机组并行生产锆合金管，坯料不用钻通孔，成材率高，生产效率高；避免了由于锆合金加热制度与普通钢管加热温度差异较大影响普通钢管的生产，造成连轧机组产量下降的问题；坯料不包铜，采用了新的工艺减轻加热时的吸氢，并有效解决了穿孔时的锆合金粘导板问题。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种利用钢管连轧管机组并行生产锆合金无缝管的方法，所述钢管连轧管机组包括环形加热炉、穿孔机、连轧管机、张力减径机和冷床，新建加热炉作为锆合金管生产专用加热炉，具体包括下列步骤：
(1)锆合金坯料端面打定心孔后表面涂覆氮化硼陶瓷；
(2)采用新建加热炉对锆合金坯料加热，在加热过程中环形加热炉可继续出钢生产普通钢管，当锆合金坯料满足生产要求后，环形加热炉停止出料；
(3)新建加热炉内出料后通过旁通送料辊道将锆合金坯料送至穿孔机前台穿孔，穿孔后形成锆合金毛管；
(4)将锆合金毛管送至连轧管机，连轧管机轧管，得到锆合金荒管；
(5)张力减径机对锆合金荒管减径，减径后形成锆合金光管；张力减径机生产结束后立刻回复调整参数，环形加热炉出钢生产钢管；
(6)冷床对锆合金光管冷却；
(7)管子切头尾、定尺等后续工作。
具体情况下，步骤(2)中，新建加热炉为电阻加热炉、感应加热炉或盐浴炉，新建加热炉设定温度为850-1000℃，坯料保温1-3小时。
具体情况下，步骤(3)中，穿孔机不使用冷却水，辊距较轧制同规格钢管时小2-3mm。穿孔机使用新的导板，每穿制1支锆合金管后在导板表面涂一层导板专用润滑剂。导板专用润滑剂为三氧化二铝及硅酸钠的混合悬浮液，其中三氧化二铝、硅酸钠与水的重量配比为1:3-5:50-60。采用该导板专用润滑剂能够有效减轻及避免穿孔机导板轧制锆合金过程中严重粘结造成导板印过重以及轧卡问题。
具体情况下，步骤(4)中，连轧管机使用芯棒生产，芯棒表面涂石墨，对芯棒进行润滑；连轧管机轧制时的壁厚的设定参数较同规格钢管厚0.3-0.7mm，芯棒限动速度较钢管低5％-10％；连轧轧管时除磷水不使用，轧辊冷却水轧制时不使用。
具体情况下，步骤(5)中，张力减径前使用电感应加热对锆合金荒管进行补温以减轻张力减径后锆合金管的弯曲；张力减径时孔型直径较轧制同规格钢管时小0.2-0.5mm；张力减径前的除鳞水不使用；张力减径速度设定与同规格钢管一致。
具体情况下，步骤(6)中，经张力减径后的锆合金光管到冷床后立刻使用风扇加快管子的冷却速度，以防管子吸氢。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
(1)与热挤压方式相比在加热以及变形过程中锆合金坯料不需要进行包铜处理，变形成为管材后不需要去除包铜，坯料准备简单，管材后续处理简单。
(2)与热挤压生产锆合金管相比，连轧机组不需要在坯料中心钻通孔，大大减少了材料的损失，提高了材料的成材率。
(3)与热挤压相比，连轧机组能够提供壁厚更薄的管材，减少了后续冷轧以及机加工时的加工量，提高了材料的利用率。
(4)满足锆合金的小批量多品种要求，生产灵活，可随时插入连轧机组原生产计划中，不影响其它钢管的生产组织。
(5)能够有效减轻及避免穿孔机导板轧制锆合金过程中严重粘钢造成导板印过重以及轧卡问题。
附图说明
图1为本发明利用钢管连轧管机组并行生产锆合金无缝管的生产流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
以规格114*6mm(外径*壁厚，下同)锆合金无缝管制造为例对本发明进行详细的描述。生产流程如图1，采用FQM-180三辊连轧管机组(达涅利公司生产)。FQM-180三辊连轧管机组主要包括环形加热炉、穿孔机、连轧管机、张力减径机和冷床，新建加热炉作为锆合金管生产专用加热炉。新建加热炉可以为电阻加热炉、感应加热炉或盐浴炉。
具体审查过程如下：
(1)管坯的准备
锆合金管安排在连轧机组生产114mm组距钢管期间生产。坯料选用直径200mm的圆坯，坯料端部钻定心孔；用清洗剂将坯料表面的油污擦干净；坯料表面涂覆氮化硼陶瓷涂料，涂料干燥后再涂一遍氮化硼陶瓷涂料，厚度控制在0.1-0.2mm，粘结剂选择磷酸二氢铝，待涂料干燥后将坯料装入专用电阻加热炉。涂覆氮化硼陶瓷涂料作用为隔绝空气，在轧制时可自动脱落并有较好的润滑性。
(2)坯料加热
锆合金坯料冷装入炉或500℃以下装炉，炉温到达950℃后坯料保温2小时。在加热过程中环形加热炉可继续出钢生产普通钢管。
(3)穿孔机穿孔
穿孔主要作用是将实心的圆管坯变成空心的毛管，为后续加工提供毛坯。穿孔出来的管称为毛管。
锆合金坯料满足生产要求后，环形加热炉停止出料，穿孔机使用新的导板，穿孔机不使用冷却水，辊距较轧制碳钢时小2-3mm以减少滑移。新建加热炉内出料后通过旁通送料辊道将锆合金坯料送至穿孔前台穿孔，穿制毛管规格为225*18.25mm。每穿制1支锆合金管后在导板表面涂一层导板专用润滑剂。导板专用润滑剂为三氧化二铝及硅酸钠的混合悬浮液，其中三氧化二铝、硅酸钠与水的重量配比为1:5:60。
穿制的毛管内表面喷硼砂以及氮气对毛管内表进行润滑，硼砂的燃烧以及氮气起到隔绝空气的作用。
(4)连轧管机轧管
连轧管机轧管的主要作用是对毛管进行加工，使得内外表质量以及壁厚符合规定的要求。连轧后的管称为荒管。
连轧管机使用直径为180.3mm芯棒生产，芯棒表面涂石墨，对芯棒进行润滑，提高内表面质量；连轧管机轧制锆合金管时的壁厚的设定参数较同规格碳钢厚0.3-0.7mm，芯棒限动速度较碳钢低5％-10％；连轧轧管时除磷水不使用，轧辊冷却水轧制时不使用，轧制后冷却轧辊。连轧后的荒管实际规格控制在182*6mm。
(5)张力减径机减径
张力减径主要作用是对连轧后的荒管外径进行加工，使得变形后的外径符合规定的要求。张力减径后的管称为光管。
张力减径前使用电感应加热对锆合金光管进行补温以减轻张力减径后锆合金管的弯曲。张力减径时孔型直径较轧制同规格碳钢时小0.2-0.5mm。张力减径前的除鳞水不使用。张力减径速度设定与碳钢一致。张力减径后的规格为114*6mm。
张力减径机生产结束后可立刻回复调整参数，环形加热炉出钢生产其它钢种钢管。
(6)冷床冷却、切头尾、定尺
经张力减径后的锆合金管到冷床后立刻使用风扇加快管子的冷却速度，以防管子吸氢。管子冷却后使用排管锯对切除头尾，进行定尺。
(7)管子的外观检查
检查管子内外表质量，对管子表面缺陷进行修磨处理。经检查，管子内外表质量良好，符合要求。外径尺寸113.9-114.3mm。壁厚尺寸5.92-6.52mm。尺寸精度高，符合客户需求。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (1)
1.一种利用钢管连轧管机组并行生产锆合金无缝管的方法，所述钢管连轧管机组包括环形加热炉、穿孔机、连轧管机、张力减径机和冷床，其特征在于，新建加热炉作为锆合金管生产专用加热炉，具体包括下列步骤：
(1)锆合金坯料端面打定心孔后表面涂覆氮化硼陶瓷；
(2)采用新建加热炉对锆合金坯料加热，在加热过程中环形加热炉可继续出钢生产普通钢管，当锆合金坯料满足生产要求后，环形加热炉停止出料；新建加热炉为电阻加热炉、感应加热炉或盐浴炉，新建加热炉设定温度为850-1000℃，坯料保温1-3小时；
(3)新建加热炉内出料后通过旁通送料辊道将锆合金坯料送至穿孔机前台穿孔，穿孔后形成锆合金毛管；穿孔机不使用冷却水，辊距较轧制同规格钢管时小2-3mm；
(4)将锆合金毛管送至连轧管机，连轧管机轧管，得到锆合金荒管；连轧管机使用芯棒生产，芯棒表面涂石墨，对芯棒进行润滑；连轧管机轧制时的壁厚的设定参数较同规格钢管厚0.3-0.7mm，芯棒限动速度较钢管低5％-10％；连轧轧管时除磷水不使用，轧辊冷却水轧制时不使用；
(5)张力减径机对锆合金荒管减径，减径后形成锆合金光管；张力减径机生产结束后立刻回复调整参数，环形加热炉出钢生产钢管；张力减径前使用电感应加热对锆合金荒管进行补温以减轻张力减径后锆合金管的弯曲；张力减径时孔型直径较轧制同规格钢管时小0.2-0.5mm；张力减径前的除鳞水不使用；张力减径速度设定与同规格钢管一致；
(6)冷床对锆合金光管冷却；经张力减径后的锆合金光管到冷床后立刻使用风扇加快管子的冷却速度，以防管子吸氢；
(7)管子切头尾、定尺。
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