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夜狼app下载特钢不鏽鋼管的生产工艺流程
发布者:不鏽鋼管厂(www.aboutnote.cn) 发布时间:2020/4/17 阅读:102

 以浙江夜狼app下载特鋼有限公司生産1Cr18Ni9Ti不鏽熱軋鋼管爲例(生産冷拔坯較簡單)。由圖可以看出,不鏽鋼管的生産流程較碳鋼要複雜些,特別是管坯准備和精整工序較多較全。

 

一、不鏽鋼管的技术条件

不鏽鋼管应符合以下技术要求:

 1. 化学成分应符合有关国家标准;

 2.鋼管熱處理(固溶處理)後的機械性能應符合下表規定。

3. 钢合经B法晶间腐蚀试验符合要求;

4. 不鏽鋼管经扩口试验,扩口处应无裂纹、裂口;

5. 其他见有关标准。


二、管坯

 76~100机组所用的不鏽鋼管坯多由电弧炉冶炼,有锻坯和轧坯两种。

 管坯應進行以下各項檢驗:a相鑒定,低倍組織和高倍組織,塔形車削,化學成分,幾何尺寸公差,表面質量。
   
 管還表面質量要求是:表面不得有嚴重的折疊、裂紋、結疤、夾雜等缺陷;對少經剝皮的管坯而言允許有深度不大于2毫米的缺陷存在。

  對a相和晶粒度的規定是:奧氏體鈉的a相≤3級,晶粒度5~8級。

  對合金鋼管坯做嚴格的檢查,一是爲了保證最終産品的質量,二是爲了保證熱軋時金屬有良好的加工性能,因爲特殊合金鋼價格昂貴。如果鋼質不良會造成大量的廢品。管坯存在著經加熱不能去除(氧化燒掉)而殘留在表面上的嚴重缺陷時,經過塑性變形缺陷將擴大和加深,給最終産品造成大量缺陷。

  要求管坯的幾何尺寸盡可能精確,也是爲了減少軋制廢品,如管坯直徑過小或橢圓度、彎曲度過大將惡化穿孔咬入條件,直徑過大則增加穿孔時的壓縮量,容易導致孔腔形成等缺陷。

  管坯冶煉和澆注條件對加工性能的影響主要是夾雜物含量、氣體含量、表面裂紋以及低倍組織(縮孔、中心疏松)等,如本書第二章所述。


三、管坯截斷、剝皮和定心

  普通钢的管坯多用剪切机切断对于不鏽鋼管坯由干剪切断面质量要求高(如保证穿孔时咬入顺利、内折缺陷少、两端部壁厚不均小等),剪切机不能满足要求,一般多采用锯机锯断。

  60~100機組所用的鋸機有砂輪鋸、弓形鋼和圓盤鋸等。

  此外,不鏽鋼因強度較高、硬化現象嚴重,用剪機剪切也有困難。對強度極限較高的鋼種如30CrMnSiA,GCr15等,在剪機上剪切時容易在剪切端面産生剪切裂紋(深到20~30毫米),這就容易造成毛管端部破裂。這類鋼也多用鋸切或經預熱後再剪切。這類鋼也有用火焰切割的,但切割端面質量較差,金屬消耗大。

  不鏽鋼管坯一般都要经剥皮处理,以去除表面缺陷。但有的工厂对非航空用的不鏽鋼管坯则不剥皮而用砂轮研磨。表面缺陷一般是在浇注钢锭时产生的。1Cr18Ni9Ti钢中加入了钛元素,钛和氧、氮有较大的结合力,在浇注钢水时,钦与空气中氧和氮接触,形成稳定的氧化钛和氨化钛,在钢水温度降低时来不及逸出便造成钢锭的表面缺陷。

 另外由于不锈钢导热性差和线膨胀系数大,所以冷热尺寸变化大。再加上塑性较差,表面易出现裂纹。管坯上的裂纹通过剥皮处理去除后可以较大地提高成品率,剥皮量一般在5~ 10毫米(按直径算)剥皮可在专用车床上进行。
   
 不鏽鋼管坯都需要定心。管坯定心利于咬入,可减小顶头前压缩量和毛管前端壁厚不均。有的厂对小直径管坯不定心(供冷拔料的)。


四、不鏽鋼管坯的加热

 管坯加热是不鏽鋼管生产的关键工序之一,它直接影响后步工序的正常进行,也影响着成品质量。加热质量的好坏在很大程度上决定于加热制度与加热操作。

 加熱制度是指出爐溫度、加熱速度和對加熱質量的要求。

 1.出爐溫度

  碳鋼的出爐溫度一般可由相圖確定,低于鐵碳平衡圖因相線下。對過熱敏感性大、且在穿孔過程中有較高溫升(用鋁基頂頭溫升更大)的合金鋼(特別是高合金鋼),它們的出爐溫度不能簡單地由相圖確定,而多由熱扭轉試驗和小穿孔試驗確定。

  不鏽鋼的出爐溫度,應考慮以下幾個因素:內部組織狀態(如防止晶粒過大。口相較少),穿孔過程中的溫升值;穿孔工具的使用,由加熱爐到穿孔機的溫降(特別是小斷面管坯),終軋溫度以及加工溫度範圍較窄等。綜合各項因素考慮的結果是,用水冷頂頭時出爐溫度一般不超過1200℃(中心溫度),“用钼基頂頭時一般不超過1100℃。

  過去不少資料指出,1Cr18Ni9Ti不鏽鋼的加工溫度範圍很窄,這種說法不一定確切。根據76~100機組實際生産證明,不鏽鋼也具有較寬的加工溫度範圍。

  確定開軋溫度也應照顧到終軋溫度,從奧氏體不鏽鋼的相圖可以看出,當溫度800-850℃時含C<0.1%的鋼就有鉻的碳化物開始析出;碳化物析出使鋼變脆,塑性降低。同時,在900~950℃緩慢冷卻還會産生具有脆性的o相,它在a與y固溶體內溶解有限;析出時主要沿晶界分布,使鋼塑性下降。但在熱加工過程中鋼在臨界溫度範圍內持續的時間很短,o相來不及析出;所以在熱加工的條件下,o相的影響不大。


 2.加熱速度

  基于不锈钢导热性和塑性随温度变化的特点,不鏽鋼管坯最好采用三段式加热。图中1段为管坯原始温度;2段为低温慢速加热段,在炉外烘烤和在炉内预热段慢速加热。慢速加热的加热时间要充分,预热温度到850℃以上。3段为加热段。此时为了防止晶粒长大和提高炉子生产率,充分利用高温时钢的较大的导热性和塑性,采取快速加热。4段为均热段。短时间内均热,可使管坯内外温度一致。
    
  現場實際生産中一股多是控制爐見溫度和預熱段加熱時間以及分批進爐。一般規定爐尾溫度不大于750。860℃(76機組),預熱時間45~60分鍾。


  3.加热操作

  不鏽鋼管坯对加热的质量要求较高,表面要光洁,严防增碳和加热不均匀等。奥氏体不锈钢一般含碳量较低,高温下处于还原性气氛中会出现渗碳的倾向,而使耐蚀性降低,使加工性能变坏。因此,奥氏体不锈钢最好在氧化气氛中加热。另外需将管坯表面油迹擦净,并采用较大的空气过剩系数。

  加熱過程中應當經常檢查溫度情況,在斜底爐中加熱時翻鋼操作力求迅速並准確地翻轉180°,加熱時要嚴防火焰直接噴射管坯。要防止産生陰陽面和端部溫度偏高現象,並應使管坯沿長度和斷面上加熱均勻。

  在高溫段不要停留時間太長;停軋30分以內時可將爐溫降低,當停軋時間再長時應將管坯出爐。管坯出爐後1Cr13、2Cr13要堆冷,3Cr13和4Cr13要緩冷,奧氏體不鏽鋼需淬水。


五、不鏽鋼管坯的穿孔

  穿孔工序是生产不鏽鋼管特别是在一般二辊穿孔机上生产时的关键工序,因为不鏽鋼管很多缺陷是在穿孔过程中造成的。

  爲了保證毛管質量首先要合理地選擇穿孔的變形參數。

  高合金鋼穿孔的主要困難就在于低的穿孔性能。臨界壓縮量較小,頂頭前壓縮量一般在標准範圍內。但壓縮量過小會造成穿孔過程不穩定,如咬入不良、滑移增加、前卡等。爲了克服這些問題,管坯要定心,且定心孔的深度較其他鋼種要大。

  顶头前压缩量过大,容易形成孔腔而产生内折缺陷。椭圆度系数取较小的值有利于提高毛管质量(如减小拉伸应力),可以限制横变形(不锈钢扩径量大)。但椭圆度系数过小也不行,会造成轧件旋转困难而轧卡;另外导板磨损厉害,也易造成外表面缺陷。因此穿轧不鏽鋼管时应经常检抽导板磨损情况并及时更换。椭圆度系数一般在1.07至1.08范围内。

  浙江夜狼app下载特钢有限公司认为,奥氏体不锈钢塑性低、抗力大,穿孔时需采用较小的延伸系数,特别是对大直径管坯穿孔。我国76~100机组的生产实践证明,这种观点不完全符合实际情况。我国穿轧不鏽鋼管都采取一次穿孔,最大延伸系数到4,采用大动延伸系数既提高了产品质量又提高了产量,降低了消耗。一次穿孔条件下有的厂热轧半成品管(供冷轧冷拔坯料)的成品率达到99.5%以上。

  不鏽鋼管坯的直径,一般选得比毛管直径小。因为不锈钢穿孔时扩径量大。管坯长度主要受顶头质量的限制。穿轧不锈钢时由于顶头上的单位压力大,发热严重,顶头容易很快被磨损。如果管坯太长顶头磨损更厉害,有时一个顶头连一根管坯都穿不过就轧卡。即使顶头不被轧卡,在穿到毛管尾端时顶头磨损处的尖锐楞角很容易把毛管内表面刮伤并粘金属,产生内表面缺陷。同时随着顶头的磨损的压堆,顶头长度减小,导致顶头前压缩量增加,也容易产生内折缺陷。76~100机组用一般顶头(30CrNi3A)时。管坯长度达1.4米,而76机组一般都较短,只有1米左右。采用钼基顶头可增加管坯长度,有的资料介绍可到1.8来,甚至更长些。

  不鏽鋼和耐熱鋼穿孔時,一般都使用最低的軋輥轉速。我國不少工廠實踐證明,低的軋輥轉速有利于低塑性難變形的金屬穿孔。高合金鋼穿孔時選用較低的轉速不但有利于提高毛管質量,而且可以減小穿孔機負荷、減小滑移和改善咬入。當然,産量會相對降低些。

  增大轧辊倾角(前进角)对耐热钢穿孔是有利的,因为这类钢在穿孔过程中表现出有较大的滑移。增加前进角会使曳入力增加,有利于减小滑移。对不锈钢来说,由于具有高的变形抗力,增加前进角主要受电机负荷和顶杆强度的限制。据资料介绍5毫米不鏽鋼管坯穿孔时,前进角到11.5°,105毫米时,前进角到11°。

  为了提高不鏽鋼管的质量和增加经济效益,不鏽鋼管的穿孔最好选用新型穿孔机,如菌式穿孔机、导盘穿孔机、三辊穿孔机。


六、不鏽鋼管的轧制

  不锈钢的塑性随着温度下降而变坏,变形抗力随温度下降而猛增,轧制时的宽展较大,并应保证一定的终轧温度。因此,不鏽鋼管的轧制都采取高温快轧,并在有足够塑性和较小变形抗力的温度下(大约1050℃)完成。

  軋管的減壁量一般要取小一些,這是爲了保證咬入可靠和減輕設備負荷,兩道頂頭差爲1至2毫米。有的爲了減小各道變形量軋三道,多數是軋兩道。

  为了减小温降、改善管子内表面的质量,轧制时要关小轧辊冷却水,轧毕打开冷却水快速冷却轧辊,但应防止正冲轧槽。换轧不鏽鋼管时一般都是先用碳钢试轧。

  對于耐熱鋼,爲了細化晶粒,軋管機上的軋制溫度一般取得較低。


七、不鏽鋼管的均整

  不鏽鋼管的均整应快速完成;均整时关小冷却水,保证温度。另外,扩径量要小,轧管后管子的内径应比均整机顶头直径小1毫米。扩径量大容易卡钢和不咬入。


八、不鏽鋼管的定减径

  不鏽鋼管一般都经过定径,定径时的终轧温度应在800~900℃。不鏽鋼管定径时要注意防止轧辊粘金属,否则很容易在管子表面上造成压痕。

  金屬粘結在軋輥上也容易發生在鋼管減徑機中。

  不鏽鋼管一般不经过减径(无张力减径机),这是因为减径时壁增厚量大。这样,在轧管机上需轧制更薄的管子是有困难的。小口径厚壁管也可经过减径。有的厂减径时,钢管先经过修磨,然后经再加热才减径。这样可保证减径管的质量。


九、不鏽鋼管的精整

  1.淬水(固溶處理)

  定径后的热管直接入再加热炉加热到1050℃,然后淬水。也可将管子冷却后重新加热(如电接触加热)淬水。不鏽鋼管需要固溶处理,这是不鏽鋼管精整特点之一。

  固溶處理的目的有三:
   
  a. 由于从高温下快冷,越过奥氏体的碳饱和曲线而达SK线,碳化物来不及析出,得到单一的奥氏体组织,可以提高抗腐蚀性能和塑性。
   
  b. 减弱奥氏体钢的晶间腐蚀倾向性,这是因为再加热时可把析出的碳化物重新溶解于固溶体内,同时也可减小各处铬浓度的差异(由于高温下的扩散作用)。
  
  c. 奥氏体不锈钢经水样还有助于破坏致密的表面氧化铁皮。

  水淬工藝中要嚴防增碳,普遍的和局部的增碳都會降低抗晶間腐蝕的性能,而且會給後步冷加工工序造成困難,所以用火焰爐加熱時應給予充分注意。

  在電接觸加熱床上加熱,可防止增碳,且加熱質量好,加熱均勻;但耗電大,勞動強度大。

  水淬制度是把不鏽鋼管加热到1050~1100℃,然后在低于40℃的水中快速冷却。
 
  水淬后不鏽鋼管要取样检查晶间腐蚀,不合格者要重新水淬。


  2.矯直

  由于經過水淬及搬運,有些管子彎曲度可能很大,彎曲度大于50毫米/米者需經過壓力矯直機粗矯,然後再送到輥式矯直機精矯。由于不鏽鋼強度高、硬化嚴重,矯直力很大,這是矯直時應注意的。
    
  3.切管

  切管時盡可能采用大刀具,潤滑冷卻液要直對車刀,以求良好的散熱條件,防止局部過熱。
   
  由幹不鏽鋼的強度大,切削時的能量消耗大,比切削同體積軟鋼要多耗50%左右能量。因此,應選用大號切管機,采取低轉速、大進刀量並加斷屑器。

  4.酸洗

  不鏽鋼管因使用场合重要、条件恶劣,对表面质量的要求是很高的。为了易于发现和检查表面缺陷,钢管需经过酸洗处理,酸洗后进行光泽处理,使表面光泽,提高钢管的耐蚀性。

  5.檢查和修磨

  不鏽鋼管检查按标准要求进行,为了检查出内部缺陷一般都应采用无损探伤仪器检查,如超声波探伤仪等。
  
 修磨是指研磨抛光內外表面,有的廠抛光可達V4,修磨主要是爲了去除表面微小缺陷,同時經過抛光可以提高鋼管抗蝕性。
  

十、不鏽鋼半成品管熱軋生産

    76机组生产热轧半成品管(供冷加工坯料)的工艺过程要简单一些,其流程如下:

    管坯验收→锯断→剥皮→加热→穿孔(或继续进行轧管)→水淬→毛管检验入库。

    如果利用余热打头,打头后要水淬。如果是再加热后打头,有的是打头前水淬(穿孔毛管),有的是打头后水淬。

 

 
 

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