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浙江不鏽鋼管热挤压工艺及行业现状
发布者:不鏽鋼管厂(www.aboutnote.cn) 发布时间:2020/4/26 阅读:172

  20世紀50年代,隨著玻璃潤滑劑的發明,黑色金屬的擠壓技術得到了快速發展。采用熱擠壓技術生産不鏽鋼管具有産品質量穩定、更換品種靈活、工模具費用低的優點,適用于不鏽鋼、特殊鋼以及低塑性和難變形材料的加工。對于高溫耐蝕合金管、不鏽鋼油井管、雙相不鏽鋼管、尿素级不鏽鋼管、高参数奥氏体火电锅炉管等,采用热挤压是必需的生产方法。目前,世界上有70多台(套)钢挤压机组,其中大多数用于生产优质管材。我国在20世纪70年代初,四川江汕长城钢厂从原函德引进了一条31.5MN挤压机生产线,专门用于生产不锈钢及特殊合金管及棒材。21世纪初,浙江久立集团从意大利的Danieli公司引进了一台35MN挤压机,成为了我国第一家专门用挤压机生产不鏽鋼管的民营企业。至今已先后建成投产多条挤压机生产线。这些挤压机生产线的建成投产,标志着我国从一个钢管大国走向了钢管强国,使我国的高端不锈钢无缝钢管产量得到了快速增长,无缝钢管产业得到了不断的优化。

 

 不鏽鋼管的热挤压工艺流程 :坯料准备→环形炉预热→立式感应炉加热→玻璃粉润滑→立式压机冲( 扩) 孔→除磷→立式感应炉再加热→玻璃粉润滑→挤压→切压余→冷却。

 

 不鏽鋼管的热挤压坯料可以是锻坯、轧坯、连铸坯、离心浇注坯等。长坯或短坯在加工车间经剥皮、锯断、钻深孔、车削端面及倒角后进入挤压生产线。

 

 加工好的坯料進入環形加熱爐加熱前要先經過清洗機進行脫脂處理,再進入環形爐加熱。一般坯料在環形爐內加熱到900℃以內。但可根據工藝要求直接加熱到鋼的熱擠壓溫度(適用于不需擴孔的坯料直接擠壓)。然後進入到立式感應加熱爐加熱到材料的熱擠壓溫度。加熱好的坯料在鋪粉台架上將外圓塗好玻璃粉後,由機械手將坯料放入沖(擴)孔筒中,之後在坯料端部的“喇叭口”中加入玻璃粉後,在立式穿孔機上進行沖(擴)孔。經過沖(擴)孔後的空心坯料由于和模具接觸而産生溫降應進行補熱即再加熱,但坯料表面的玻璃粉影響再加熱時的溫度檢測,從而使加熱溫度出現偏差,所以一般在再加熱前先進行除磷,以清除坯料表面的玻璃膜,再進行加熱,而加熱後的坯料經過內外表面塗玻璃粉後,由供錠器送入擠壓機中心,進行擠壓。擠壓完成後由分離鋸分離制品和壓余。制品和工具需要進行相應的冷處理。

 

 在整個擠壓生産過程中,坯料的無氧化加熱,潤滑以及工模具的壽命是影響鋼擠壓技術的三個重要工藝難題。

 

1. 坯料的无氧化加热

   一般来讲,材料在加热时,最高温度应在其“液相线”以下80℃~150℃。为了控制材料的加热过程中不产生“过烧”现象应严格控制金属材料的加热温度,但加热温度又不能过低而造成闷车。现代挤压工艺中—般采用环形炉预热+立式感应炉加热的方法。—般认为900℃是钢的无氧化温度,在环形炉内加热到900℃以内,再由感应炉快速加热到材料的热挤压温度。不仅提高了加热速度,使金属的烧损得以减少,提高了加热质量,而且感应加热的过程自动化控制以及加热控制模型的建立可有效保证坯料长度方向和直径方向的温度精度,是保证挤压制品质量的关键。对于部分钢种,也可在感应加热时采用在保护气氛条件下加热,使金属不产生氧化。

 

2. 润滑

  润滑是钢挤压技术的关键工艺难题。玻璃粉润滑剂的发明对钢的挤压技术的发展有里程碑的意义。用玻璃粉作为钢管热挤压的润滑剂有以下优点:①玻璃粉在高温状态下呈熔融状态附属在坯料表面,在挤压过程中,降低流动金属和工模具问的摩擦阻力,同时在制品表面形成均匀连续的玻璃膜,保护制品的表面质量。②玻璃在高温下的导热系数较低,具有非常好的隔热性能,保证工模具在挤压过程中不会过快升温从而保护工模具的使用寿命。③玻璃粉的主要成分有SiO2等,具有稳定的化学性质,在与高温的坯料接触时,不与其产生化学反应,保证了制品的质量。④通过不同颗粒度和配比的选择,使其有不同的性能,从而可用于不同的材料和不同的场合。近年来,北京钢铁研究院、上钢五厂、北京玻璃研究院、本溪玻璃厂等单位均对玻璃润滑剂做了深入研究,并取得了不错的成果。

 

3. 工模具的使用寿命

  由不鏽鋼管的热挤压简图可以看出,工模具中与热坯料直接接触的有挤压垫、穿孔针、挤压模和挤压筒,其中挤压垫工作时处于受压状态,虽与热坯料直接接触,但之间没有相对金属流动,挤压垫正常使用时不会大量削耗,一般每套系统配2~3个挤压垫循环使用。工模具的使用寿命通常指的是挤压筒、穿孔针和挤压模这些工作时与热金属接触,并与热金属有相对流动的工具的使用寿命。

 

  众所周知,挤压筒为过盈热装配在一起的多层筒,在过盈量设计合理,加工尺寸符合图纸要求的前提下,使用前先预热,定期清理内壁玻璃粉,并检查内壁划痕的情况下,一般使用寿命在5000~10000次以上。挤压模在挤压过程中与热金属的接触时间最长,使用寿命相对最短。为使挤压模使用寿命更长,一般要求在可能的条件下挤压速度更快,锯切分离的时间更短,来缩短热金属在挤压模内的停留时间,同时挤压模每次挤压后都应进行检查和处理,不仅能保证制品质量,也提高了挤压模寿命。穿孔针由于断面积小,在挤压时包裹在热金属内,温升快而造成力学性能下降,所以必须进行充分冷却。国外的钢挤压机设计时都设计了穿孔针的内冷系统,但从使用效果看比较—般。对于小规格的穿孔针内冷孔极大地缩减了穿孔针的强度,易造成退针时针的断裂,而对大规格的穿孔针而言冷却速度又太慢。通泽公司在设汁36MN不锈钢挤压机时,考虑到产品对象中小规格产品居多,所以未设计内冷系统,而是设计了一套专门的穿孔针冷却装置对穿孔针在挤压完成后进行外冷,取得了不错的效果,使穿孔针使用寿命由原来的10-30次提高到100次以上,大大提高了穿孔针的使用寿命。

 

 以上三个工艺难题的解决对不鏽鋼管挤压技术起到了决定性的作用。

 


 现在的不鏽鋼管热挤压技术随着生产中的不断摸索,已经取得了长足进步。如常熟华新丽华特殊钢有限公司经过不断实验及摸索,已经成功生产了钛及钛合金、镍及镍合金、特殊合金等上百种材质。随着节能减排要求的提出和能源价格的不断上涨,高污染高能耗的落后产能必将遭到淘汰。高端无缝管企业应当抓住机遇使我国无缝钢管产业健康发展。

 
 

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