WO2019144584A1 - 1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法，步骤为：管坯加热、穿孔、精整、冷拔、热处理、再次精整和成品管检验，其中冷拔是：先将由精整步骤得到的毛管进行低温烘烤得到待冷拔毛管，再将待冷拔毛管进行低速度小变形量冷拔，冷拔结束后以相同方式进入下一循环的冷拔，直至达到工艺所要求的壁厚，得到待热处理管。

Description

1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法 技术领域
本发明属于铁素体不锈钢管制备技术领域，具体涉及一种1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法。
背景技术
由于铁素体不锈钢不含或少含贵金属镍，因而原材料成本相对低廉。此类钢的主要用途是制作耐氯盐如氯化钠溶液和耐不同浓度的硝酸或磷酸腐蚀的容器，也可作为制造换热器、蛇形管(盘管)、蒸汽过热管道和硝酸浓缩设备的材料。
高铬铁素体不锈钢是指铬含量大于17％的铁素体不锈钢，代表牌号如前述的1Cr25Ti，此类高铬铁素体不锈钢在铬系不锈钢中是耐蚀性能及耐高温氧化性能最好的一类。前述1Cr25Ti铁素体不锈钢无缝管的常规的技术指标要求是：力学性能如Rm≥445MPa、Rp0.2≥245MPa以及A≥17％，钢管的内外表面不允许有害缺陷存在。
已有技术中对含铬铁素体不锈钢无缝管的常规生产工艺的流程依次为：管坯加热、穿孔、精整、冷轧或冷拔、热处理、再次精整和成品检验，管坯加热是将实心圆钢在加热炉中加热至穿孔所需的温度如1050-1100℃；穿孔通常采用辊式斜轧穿孔机对加热后的圆钢即管坯进行穿孔，变为毛管，由于毛管外形及表面质量因达不到成品管要求，因此需对毛管进行冷加工(即冷轧)；精整包括退火、矫直和酸洗；冷轧或冷拔是由冷轧管机或冷拔管机在室温下对经过精整的毛管进行冷轧或冷拔，以便达到成品管所要求的表面质量以及尺寸精度要求；热处理是由热处理炉对冷轧或冷拔后的钢管进行热处理，使成品管的理化性能满足要求；再次精整后包括矫直及酸洗(酸洗的目的是去除热处理后在钢管表面产生的氧化皮)而藉以满足钢管表面质量的工艺要求。
如业界所知，由于1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢具有热加工容易但冷加工性能差的特点，于是在冷拔或冷轧过程中易出现断头和开裂情形，具体如下：当冷加工采用在常温下冷拔的方式时，按常规变形量和常规冷拔速度冷拔，因拔制开始时易产生断头而致使拔制无法顺利进行，目前的解决办法是减小变形量以及降低冷拔速度，但是实践证明效果微乎其微；当冷加工采用常温下冷轧的方式时，按相对较小的变形量和轧制速度进行轧制，在轧制过程中，端部易出现纵向开裂和碎裂情形，致使无法继续轧制。
下表所示为本申请人就含铬铁不锈钢无缝管按现有技术即按常规生产工艺进行试 生产过程中得到的不同变形工艺与拔制结果关系：
Figure PCTCN2018096740-appb-000001
由上表可知，由于常规的含铬铁素体不锈钢无缝管的冷加工(冷拔、冷轧)无法使1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管达到尺寸及表面质量要求，因而常规的高铬铁素体不锈钢无缝管的冷加工工艺不能盲目套用于对1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的冷加工。
由上述说明可知，冷变形(冷拔或冷轧)加工能否顺利进行与1Cr25Ti的尺寸及表面质量能否达到预期的技术要求有着密不可分的因果关系，具体而言，若要获得理想的尺寸一致性以及优异的表面质量(表面光滑)的1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管，则必须由良好的变形工艺保障。
在公开的中国专利文献中可见诸关于铁素体不锈钢无缝管的制备方法的技术信息，如CN1259515C推荐有“铁素体不锈钢无缝管制造方法及其冷加工工艺”，该方法先经三次轧制，再经六次拔制，而后经一次轧制，最后经成品退火，得到铁素体不锈钢无缝管。又如CN1721128A提供有“高铬铁素体不锈钢无缝管的冷加工工艺”，该专利申请的技术内容与前述CN1259515C趋于雷同。由于这两篇专利文献公开的变形温度俱在500℃，又由于其是冷轧与冷拔交替进行的，因而对于冷加工即对于冷拔前述1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管不具有可借鉴的技术启示，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的任务在于提供一种1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法，该方法能避免在拔制过程中出现断头和开裂而藉以保障生产的顺利进行并且确保成品管的表面质量、尺寸公差以及力学性能。
本发明的任务是这样来完成的，一种1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法， 包括的步骤依次为：管坯加热、穿孔、精整、冷拔、热处理、再次精整和成品管检验，特征在于：所述冷拔是：先将由精整步骤得到的毛管投入烘烤炉进行低温烘烤并且控制低温烘烤温度和控制低温烘烤时间，出烘烤炉，得到待冷拔毛管，再将待冷拔毛管供冷拔管机进行低速度小变形量冷拔，并且控制低速度小变形量冷拔的工艺参数，冷拔结束后以相同方式进入下一循环的冷拔，直至达到工艺所要求的壁厚，得到待热处理管。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的控制低温烘烤温度是将低温烘烤温度控制为150-200℃；所述的控制低温烘烤时间是将低温烘烤时间控制为20-40min。
在本发明的另一个具体的实施例中，所述的控制低速度小变形量冷拔的工艺参数是：将冷拔管机咬入时的初始冷拔速度控制为0.2-0.5m/min，将进入正常冷拔阶段的冷拔速度控制为2-3m/min，将变形量控制为15-20％。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的化学元素及其质量％比为：≤0.12％的C、≤1.00％的Si、≤0.80％的Mn、≤0.03％的S、≤0.035％的P、24.00-27.00％的Cr和(5*C)-0.8％的Ti，余为Fe。
本发明提供的技术方案由于开创性地在冷拔步骤中先将由精整步骤得到的毛管进行低温烘烤，再进行低速度小变形量冷拔，因而不仅可以有效地控制在不锈钢无缝管冷加工过程中的断头和开裂而藉以使生产顺利进行，而且能够确保得到的1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的表面质量、尺寸公差和力学性能满足国家标准GB13296-1991规定的技术指标要求。
具体实施方式
实施例1：
本发明提供的1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法所包括的步骤依次为管坯加热、穿孔、精整、冷拔、热处理、再次精整和成品管检验，作为本发明提供的技术方案的技术要点，在冷拔步骤中先将由前道步骤即由精整步骤得到的毛管投入烘烤炉进行低温烘烤，低温烘烤的温度控制为150℃，低温烘烤的时间控制为40min，出烘烤炉，得到待冷拔毛管，再将待冷拔毛管供使用直流变速电机的冷拔管机进行低速度小变形量冷拔产，具体是：将开始冷拔也就是将咬入时的冷拔速度控制为0.2m/min，以便在顺利咬入后为提高冷拔速度提供保障，在咬入后即在进入冷拔阶段，将冷拔速度控制为2m/min，将变形量控制为15％，以避免大的变形量产生较大的拔制力和变形热，避免断 头和表面拉毛，冷拔结束后以相同方式进入下一循环的冷拔，直至达到工艺所要求的壁厚(即管壁厚度)，得到待热处理管，经所述热处理、再次精整并对成品管检验，得到1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管，其化学元素及其质量％比为：≤0.12％的C、≤1.00％的Si、≤0.80％的Mn、≤0.03％的S、≤0.035％的P、24.00-27.00％的Cr和(5*C)-0.8％的Ti，余为Fe。
实施例2：
本发明提供的1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法所包括的步骤依次为管坯加热、穿孔、精整、冷拔、热处理、再次精整和成品管检验，作为本发明提供的技术方案的技术要点，在冷拔步骤中先将由前道步骤即由精整步骤得到的毛管投入烘烤炉进行低温烘烤，低温烘烤的温度控制为170℃，低温烘烤的时间控制为30min，出烘烤炉，得到待冷拔毛管，再将待冷拔毛管供使用直流变速电机的冷拔管机进行低速度小变形量冷拔产，具体是：将开始冷拔也就是将咬入时的冷拔速度控制为0.35m/min，以便在顺利咬入后为提高冷拔速度提供保障，在咬入后即在进入冷拔阶段，将冷拔速度控制为2.5m/min，将变形量控制为18％，以避免大的变形量产生较大的拔制力和变形热，避免断头和表面拉毛，冷拔结束后以相同方式进入下一循环的冷拔，直至达到工艺所要求的壁厚(即管壁厚度)，得到待热处理管，经所述热处理、再次精整并对成品管检验，得到1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管，其化学元素及其质量％比为：≤0.12％的C、≤1.00％的Si、≤0.80％的Mn、≤0.03％的S、≤0.035％的P、24.00-27.00％的Cr和(5*C)-0.8％的Ti，余为Fe。
实施例3：
本发明提供的1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法所包括的步骤依次为管坯加热、穿孔、精整、冷拔、热处理、再次精整和成品管检验，作为本发明提供的技术方案的技术要点，在冷拔步骤中先将由前道步骤即由精整步骤得到的毛管投入烘烤炉进行低温烘烤，低温烘烤的温度控制为200℃，低温烘烤的时间控制为20min，出烘烤炉，得到待冷拔毛管，再将待冷拔毛管供使用直流变速电机的冷拔管机进行低速度小变形量冷拔产，具体是：将开始冷拔也就是将咬入时的冷拔速度控制为0.5m/min，以便在顺利咬入后为提高冷拔速度提供保障，在咬入后即在进入冷拔阶段，将冷拔速度控制为3m/min，将变形量控制为20％，以避免大的变形量产生较大的拔制力和变形热，避免断 头和表面拉毛，冷拔结束后以相同方式进入下一循环的冷拔，直至达到工艺所要求的壁厚(即管壁厚度)，得到待热处理管，经所述热处理、再次精整并对成品管检验，得到1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管，其化学元素及其质量％比为：≤0.12％的C、≤1.00％的Si、≤0.80％的Mn、≤0.03％的S、≤0.035％的P、24.00-27.00％的Cr和(5*C)-0.8％的Ti，余为Fe。
采用上述实施例1至3的冷拔工艺与采用已有技术中的冷拔工艺得到的1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的品质由下表所示：
Figure PCTCN2018096740-appb-000002
通过上述实施方式，1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管成品尺寸、表面质量和力学性能符合GB13296-1991锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管技术条件，生产过程稳定，产品质量满足了需求，具有良好的经济效益和社会效益。

Claims (4)

  1. 一种1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法，包括的步骤依次为：管坯加热、穿孔、精整、冷拔、热处理、再次精整和成品管检验，其特征在于：所述冷拔是：先将由精整步骤得到的毛管投入烘烤炉进行低温烘烤并且控制低温烘烤温度和控制低温烘烤时间，出烘烤炉，得到待冷拔毛管，再将待冷拔毛管供冷拔管机进行低速度小变形量冷拔，并且控制低速度小变形量冷拔的工艺参数，冷拔结束后以相同方式进入下一循环的冷拔，直至达到工艺所要求的壁厚，得到待热处理管。
  2. 根据权利要求1所述的1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法，其特征在于所述的控制低温烘烤温度是将低温烘烤温度控制为150-200℃；所述的控制低温烘烤时间是将低温烘烤时间控制为20-40min。
  3. 根据权利要求1所述的1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法，其特征在于所述的控制低速度小变形量冷拔的工艺参数是：将冷拔管机咬入时的初始冷拔速度控制为0.2-0.5m/min，将进入正常冷拔阶段的冷拔速度控制为2-3m/min，将变形量控制为15-20％。
  4. 根据权利要求1所述的1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的制备方法，其特征在于所述1Cr25Ti高铬铁素体不锈钢无缝管的化学元素及其质量％比为：≤0.12％的C、≤1.00％的Si、≤0.80％的Mn、≤0.03％的S、≤0.035％的P、24.00-27.00％的Cr和(5*C)-0.8％的Ti，余为Fe。
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