无缝工艺（精选4篇）
无缝工艺 篇1
无缝钢管的生产通常采取热轧或热穿冷拔工艺, 两种工艺能耗都很高。但对于Φ100以上的大管来说, 热轧工艺较热穿冷拔工艺节能效果明显。我公司从2 0 0 8年起, 陆续对Φ100、Φ114、Φ140生产线热穿冷拔工艺优化为热轧工艺。改造过程中, 参照大型阿塞尔轧管机组的生产工艺, 结合二辊斜轧延伸机的实际操作经验, 通过反复论证, 对原生产工艺进行节能优化。
1 原生产工艺
1.1 原工艺流程
公司Φ100、Φ114、Φ140三条生产线原工艺流程包括热轧和冷拔两大工序:热轧工序主要内容为将管坯加热后穿孔, 生产出毛管;冷拔工序是将毛管经酸洗、磷化、皂化后, 进行拉拔、退火、矫直、切割、探伤、入库。
1.2 工艺能耗
根据该年度拟改造的三套机组的实际年产量28.5万t计算, Φ100、Φ114、Φ140三套机组2008年实测共消耗块煤51015t、电3847.5万k Wh、酸5 7 0 0 t、石灰5 6 4 3 t、废水排放60960m3;未改造的其它3条冷拔生产线2008年实测共耗块煤7320t、电560万k Wh、酸840t、石灰840t、废水排放8550m3。
1.3 存在问题
(1) 能耗高。生产过程中需两次加热, 煤耗量较大;煤耗量为179kg/t, 其中退火工序耗煤量为53kg/t, 占煤耗总量的29.6%。
(2) 环境治污成本高。酸洗工序产生大量废水, 需进行废水处理。耗酸量为20kg/t, 酸洗后排放出的废液203.2m3/d, 进入污水处理场每天消耗石灰为19.8t。
(3) 金属消耗量大, 成材率低, 生产成本高。生产过程中需打头, 最后切除, 成材率低;打头部分约300mm左右, 占整根毛管的3.57%, 切割后这部分当成废料卖出, 每吨折价损耗1800元。
(4) 生产周期长, 交货周期和资金周转周期长。由于工序离散、工序作业时间长和生产效率较低的原因, 造成生产周期长。从投料到出产品生产周期时间为30小时。
2 改造后工艺方案
利用现有的穿孔机组进行改造, 配套国内先进的Accu轧管机组和三辊定径机及链式冷床, 并对原有加热炉的换热装置进行改造, 将原冷拔管改为热轧管出成品。改造后的生产工艺为加热、穿孔、轧制、定径、精整, 省去了原冷拔生产工艺中的酸洗、磷化、皂化、冷拔、退火等工序。技改后工艺流程是, 将管坯加热后穿孔后直接进入轧管机进行二次延伸, 接着进入定减径机进行定径、减径, 冷却后矫直, 切割头尾, 探伤后入库。
3 改造效果
3.1 优点
(1) 利用热轧工艺, 直接减省了原生产工艺中的退火工序, 降低了原煤消耗。
(2) 降低了单位产品电力消耗。
(3) 提高了成材率。原工艺中需对毛管打头, 最后切除, 技改后的热轧工艺无需打头, 半成品只对头、尾部进行少许切割。
(4) 生产流转时间较原工艺缩短近一半, 提高了应对市场的能力。
3.2 节能量
3.2.1 节煤量
3.2.1. 1 改造前用煤量
改造前采用冷拔生产工艺, 管坯加工成成品管平均需要两个冷拔道次, 冷加工后的钢管产生加工硬化, 必须进行退火或正火处理, 拟改造的三套机组2008年共耗煤实测为51015t, 根据国内同行业生产同种规格钢管厂家近年来实际生产状况, 结合该公司实际生产工艺现状, 平均每生产1吨成品管加热工序加热炉加热需消耗块煤131kg、退火工序需消耗块煤48kg, 合计消耗179kg块煤。
3.2.1. 2 改造后用煤量
改造后由于采用热轧生产工艺, 实现了一火成材, 与原冷拔生产工艺相比, 省去退火工序, 吨产品块煤消耗可降低48kg, 同时, 对机组加热炉进行改进, 吨产品块煤消耗可节约6kg, 合计每吨产品可节约块煤消耗53kg, 吨产品块煤消耗可降至126kg, 按拟改造机组2008年实际年产量28.5万t计算。
3.2.1. 3 节煤量计算
3.2.2 节电量
利用热轧工艺, 减少冷成型和化学处理工序, 相应降低了单位产品电力消耗, 但由于热轧生产工艺中增加了轧制和定径工序, 需新增部分电耗。改造前拟改造的三套机组2008年共耗电实测为3847.5万k Wh, 吨产品用电量为135k Wh/t, 改造后的工艺用电量为130k Wh/t, 节约5k Wh/t, 按2008年实际年产量28.5万t计算。
改造后工艺耗电量:1 3 0×285000=3705万k Wh
节电量为:3847.5-3705=142.5万k Wh
折标煤:142.5万×3.5≈498.8t
3.2.3 节水量
项目原生产工艺中的酸洗工序需要用水6 0 9 6 0 m3进行酸洗, 因热轧工艺无需进行钢管的酸洗、磷化、皂化等工序, 该几项工艺中耗水为0, 因此项目无污染废水排放, 年可节水60960m3。
3.2.4 总节能量
改造后年节能量为节电量、节煤量和节水量折标煤量之和, 即:13594.5+498.8+15.7=14108.9tce, 吨产品降低消耗为14108.9tce/285000t=45.36kgce。
3.2.5 减排效果
本次技术改造后, 因热轧工艺无需进行钢管的酸洗、磷化、皂化等工序, 无污染废水排放, 无需进行废水处理, 年可节约用酸570 0t、节约石灰5643t、减少废水排放60960m3、减少CODcr的排放量为6.10t/a, 减少烟尘排放量1.5t/a, 减少SO2排放54t/a, 因此项目的实施有着较大的社会效益。
4 结语
对于无缝钢管生产, 尤其是Φ100以上的较大口径无缝管的生产来说, 热穿冷拔工艺改造成热轧工艺, 对于节约原煤, 电力以及减少废水排放, 降低废水处理费用, 是切实可行的。
无缝工艺 篇2
为加快公路新技术应用, 加大预防性养护力度, 甘州公路管理段采用BJ200桥梁无缝伸缩缝对G312线K2652+242东黑河桥、G312线K2652+342西黑河桥和G312线K2653+791三门桥桥梁伸缩缝进行了维修。
BJ200桥梁无缝伸缩缝应用在公路桥梁预防性养护中, 具有简便快捷、工期短、经济性能、技术性能优越的特点。该伸缩缝比以往型钢橡胶伸缩缝养护大大提高了维修工效;并且与桥面粘结力好, 浑然一体, 行驶平整顺畅, 有效提升了桥梁行车的舒适度。BJ200桥梁无缝伸缩缝底层铺设固定钢板, 填充橡胶混合料, 经简单夯实铺设后即可通车节省了大量交通管制时间和养护费用。
为确保工程质量, 开工前, 要制定详细的施工组织设计, 对BJ200无缝伸缩缝的施工方案、机械及材料的使用计划、关键工序及重点工作的确定、施工程序的安排等做详细的计划和准备。
1 BJ200桥梁无缝伸缩缝施工准备
1.1 施工所需材料
1.1.1 BJ200接缝料
BJ200接缝料是高分子聚合物沥青粘合剂, 最大能适应5厘米的桥面位移 (即只适合伸缩量为5厘米以内的伸缩缝) , 提供平稳的、持久的路面承载区域。
1.1.2 铺垫钢板:低碳钢板
板厚6mm, 宽200mm, 长1.20m, 沿中心线开一排6mm的孔, 孔距不超过300mm
1.1.3 石料
类型:石头应是花岗岩、玄武岩等坚硬岩, 一般不用石灰石。形状:石料经清洗, 两次粉碎, 保证多角形或立方形。
1.1.4 衬垫条
密封泡沫组织, 可抵抗热聚合物改性沥青粘合剂的温度, 温度达到210℃时不熔化。
1.1.5 固定用钢钉
钢钉用5寸钢钉, 保证钢钉长度能将钢板固定牢固。
1.2 施工劳动力配备
抽调有经验的职工10人, 2人负责疏通交通, 3人负责BJ200接缝料的加热, 其他5人负责BJ200桥梁无缝伸缩缝的具体施工。
1.3 施工机具与设备
(1) 小型切锯机
(2) 空气压缩机
(3) 喷灯
(4) 旋转式BJ200接缝料搅拌器
(5) 平板式振捣器
(6) 红外线温度计
2 BJ200桥梁无缝伸缩缝施工方案
由于不能封闭交通, 采用半幅施工, 半幅通车。
2.1 BJ200桥梁无缝伸缩缝施工顺序
2.1.1 清除旧缝
(1) 用风镐或破碎镐将旧缝混凝土清除, 防止损坏路面, 并清除型钢。
(2) 清理槽时如有旧铆钉要将它切掉, 清理干净。槽底突起物要清理平整。对不平整的桥缝, 用快干型水泥加固化剂重做槽底。使钢板能放平整, 避免因内部压迫而变形。
(3) 将伸缩缝内所有的松软砼、杂物都清除干净。
2.1.2 清理
(1) 用刷子对槽两侧及槽底进行清理。
(2) 用金属磨刷打磨表面。
(3) 用吹风机及热喷枪将槽内清理干净。
2.1.3 修理
检测槽底是否平整, 棱线是否完好, 使用快干水泥将槽底修平整, 将棱线修整完好。
2.1.4 填缝
桥缝用75mm厚, 宽度为两倍桥缝宽度泡沫垫衬条填实。将泡沫条塞入桥缝中, 一定要塞紧, 不能留空隙。这样就可以有效地防止接缝料泄漏、钢板被腐蚀和水汽的侵入。
2.1.5 接缝料的准备
将外包装纸撕开取足够施工重量的接缝料加入到热熔釜。一定注意不要将材料加热至200℃以上, 以免烧焦材料。应时刻注意把材料加热并保温至193℃, 加热时间不得超过7小时。
2.1.6 填底料
填底料时要有连贯性, 将加热到正确施工温度的BJ200覆盖槽底, 用刮板将槽底刮平。槽的两侧面也刷上一层。注意要将整个槽底密封, 要看不到先前的槽底。在清理干净后要立即密封槽底。如果要推迟密封槽底则应在再次施工前用热喷枪进行再次清理。目的是清理灰尘和烘干水分。注意不要对快干水泥加热过度。
2.1.7 铺钢板
将宽度0.2m、厚度6mm的钢板铺在桥缝上。在钢板上钻孔, 用钉子钉入海绵垫衬条固定钢板。
2.1.8 石料准备
选择15mm-20mm碎石, 加热到不低于150℃, 不高于190℃。用手持红外线温度计监测温度。
2.1.9 材料施工
接缝料实行分层施工, 每段长度为3到3.5m, 进行下一段的施工时应把两段的连接处用喷灯加热至BJ200接缝料熔化, 否则两段间会出现连续性不好的情况, 可能会导致裂痕的出现。每次倾倒后用耙子将石料刮成不低于20mm不高于40mm的厚度。
2.1.1 0 在石料上倾倒BJ200接缝料用刮板将BJ200接缝料均匀的覆盖在石料上, 要使每个石头间没有空隙, 石头不外露。等BJ200接缝料将石料间气泡排出。然后按一层石料一层BJ200接缝料的步骤层层铺盖。直到倾倒的接缝料离路面只剩下25mm。
2.1.1 1 表层混合料
在表层倾倒BJ200接缝料和石料的混合料, BJ200接缝料和石料的比例约1:5。槽中央倾倒物要略微凸起 (约10mm高) , 这样压实的时候才不会出现凹陷。
石料和快速加热到推荐温度的BJ200接缝料加入到旋转着的搅拌机里混合。继续加入BJ200直到所有的石头都被包裹住。快速将混合料倾倒于接缝处, 刮平, 比相邻的路面要高出约10mm。
2.1.1 2 压平
用平板振动夯将表层压实与地面齐平。
2.1.1 3 最后压条
在离桥缝边线4-5cm的路面上覆盖两条胶带, 用于表面防水、防污染物, 保证接缝处与路面接合均匀。用V形桶装规定温度的BJ200通过刮板盒倾倒于槽面及两边胶带上, 填充石料间的空隙就可以。刮平, 在表面撒上干燥的加热到130℃的砂子。
2.2 BJ200桥梁无缝伸缩缝施工实例图:
3 结束语
无缝工艺 篇3
1 工艺说明
具体工艺过程如下。
1)穿棒段。毛管和芯棒分别由回转机构翻至轧机前台,芯棒限动机构拖动芯棒穿入毛管,芯棒以低速穿入毛管尾端,穿入尾端达到“尾部穿入长度”后,开始高速前进,以节约穿棒时间,减少毛管轧前温度耗损,在此过程中,芯棒将毛管带至轧机前,轧前挡板挡住毛管头端。
2)备轧段。高速前进到减速位置时,芯棒速度下降到“咬入速度”,头端先以穿棒速度进入轧机,在进入到“咬入位置”时,毛管挡板下降,夹送辊启动并压下至毛管外表面,芯棒带动毛管进入轧机,直到毛管头端接触第1架轧辊。
3)热轧段。毛管头端接触第1架轧辊,夹送辊升起并停止驱动,限动系统进入“限动速度”并保持,直至毛管尾端完全穿过孔型序列,在此过程中,毛管头端和前部进入脱管机,经严格计算过的“限动速度”使得芯棒不会进入脱管机机架,同时保证芯棒利用整个轧制段的部分参与轧制。
4)回退段:轧制完成后,芯棒停止前进,并零速保持“滞留时间”,此段时间内确保毛管与芯棒脱离,完成脱管,而后芯棒开始反向运动,经高低速回退,停车定位至芯棒起始点。由回转机构将轧后芯棒翻出轧制前台。
以上过程中,对于芯棒,由限动机构拖动,由起始点开始,经低速穿棒—高速穿棒—咬入速度—限动速度—零速滞留—高速回退—低速回退—定位—停车,最终返回起始点。限动运行过程的咬入速度、咬入位置、限动速度,以及最高允许运行速度,是工艺要求的关键参数;对于轧机,各架轧辊转速及孔型根据当前轧制规格和轧制工具参数,经工艺计算得出,在轧制过程中,轧机各架转速保持不变,与热轧棒线材生产不同的是热轧钢管工艺过程不需要速降补偿,因此要求轧辊驱动电机应具备较硬的特性。轧机的各架转速和辊缝是轧机的关键参数。
限动和轧机的关键参数如表1所示。
工艺过程所需的关键参数,根据当前轧制的毛管长度、毛管壁厚、计划轧成品荒管的壁厚、使用的轧辊辊肩尺寸、辊环尺寸、芯棒外径、限动最大速度百分比等参数,通过工艺算法计算得出。
由于产品规格多样,需要工艺人员对以上数据进行收集并计算,进一步根据轧制模型,计算出表1中各项生产使用数据,并将这些数据传送给操作员,操作员按照数据进行相关的调整和设定。在实际的操作中,由于按订单生产的特性,更换规格和轧制工具的频率较高,每次依靠工艺人员的手工计算难免出现误差和不及时的情况,且操作者在录入过程中,难免产生人为误差,造成轧卡、轧废的情况发生,消耗了一定的能源和时间成本。
2 问题的解决
为了解决这一问题,在本工程的MPM轧制自动化系统中,将工艺计算过程通过Excel内建公式实现,将工具尺寸和目标荒管的尺寸通过Wincc系统录入,并设置相应的修改权限,Excel和Wincc之间通过VB脚本实现数据交换。通过在Wincc画面中设置微调功能,允许具有权限的操作员对Excel计算得到的轧制速度和辊缝进行小范围的修正。最后将修正后的结果传递给PLC并执行输出,大大缩短了参数计算和调整时间。另一方面,Excel软件的易用性和普及性,给轧钢工艺技术人员修改轧制模型参数带来了极大的方便。本系统的网络配置如图1所示。
Excel服务器采用工控机,同时作为Wincc服务器,以西门子S7-400系列PLC作为控制单元。通过Wincc实现数据从PLC到Excel的连接互通。操作员站允许有权限的操作员登陆到参数设置的相关页面,设定工具尺寸等参数,并从Excel服务器获取到参数更新。
系统的工艺数据获取流程如图2所示。
Wincc和S7-400系列PLC采用以太网通讯,在PLC侧采用以太网通讯模块,Wincc服务器和PLC间设置100 Mbit/s以太网,在PLC端网络诊断,发生网络故障时在Wincc画面上提供报警信息。Wincc和Excel之间的通讯通过Wincc单边编写VBS脚本,由画面按钮触发脚本动作,来实现数据的读写。以下是部分VBS脚本程序摘抄:
3 结论
本方法已应用于实际现场,在热连轧无缝钢管生产作业中,实现了轧制参数的自动计算和传输,更好地将热轧无缝钢管工艺数学模型与自动生产系统相结合,提高了生产线的自动化程度。
摘要：某无缝钢管厂MPM轧机机组由2辊5连轧机机组构成,轧管时芯棒的运行是限动的,速度是可控的,芯棒由限动机构限定以恒定的速度前进。轧制过程中诸多关键参数需要工艺人员计算得出,采用Wincc作为组态软件,Excel作为服务器,将工艺计算公式存入Excel,通过Wincc脚本建立工艺系统和自动控制系统的连接,实现关键生产参数随工具尺寸和产品规格自动变化。
关键词：无缝钢管,芯棒限动,轧制参数
参考文献
[1]努尔艾力.阿不都卡迪尔.WINCC于Excel报表的连接在烧结控制系统中如何应用[J].河南科技,2013(16):20-26.
无缝工艺 篇4
不锈钢的技术发展与应用的范围非常广泛, 目前, 国产不锈钢在石油、化工、海水淡化等高温、高压、高腐蚀工况中的应用还不是很广泛, 最主要原因有以下几个:一是标准不配套问题。我国尚未形成满足石油、化工、海水淡化等高温、高压、高腐蚀工况发展需要的标准体系;国内对高压、高含硫、二氧化碳含量高的“三高”天然气生产设备, 对硫酸、盐酸、尿素其中也包含海水淡化处理工况用管道、管件及阀门产品的基材冶炼、产品制造、检验、附属实验等技术规范和标准尚不完备;二就是产品配套问题。主要是不锈钢板、管、锻件、焊接材料不配套;三就是尺寸问题。国内冶金行业对石油、化工、海水淡化等高温、高压、高腐蚀工况需要的中厚宽板、大口径、厚壁或耐高温、耐高压、抗酸碱腐蚀不锈钢管生产能力有限;四就是质量问题。不锈钢管产品质量不稳定;五是研究开发新材料产品后劲不足问题, 国内不锈钢新品种的研发和生产尚无法满足石油、化工、海水淡化等高温、高压、高腐蚀工况的发展需求。由于类似诸多的原因和因素的限制, 石油、化工、海水淡化等高温、高压、高腐蚀工况中所需求的不锈钢品种有很多是国内企业不能和无法提供的, 如高硅, 硅含量超过7.5%以上的高硅不锈钢管, 高氮不锈钢管等等, 均是我国尚不能生产或技术和工艺不够成熟, 产品质量不够稳定, 无法提供。诸如此类不锈钢管及其他类型不锈钢管及其设备是以国外进口的形式给予满足的。
随着世界经济一体化发展, 国内外不锈钢管件生产技术和生产量均有了很大的发展, 在社会发展和居民生活中扮演者着重要的角色。国外的工艺技术和装备水平生产线主要采用现代化的自动控制技术和激光、无损探伤检测手段以保证不锈钢最终的产品质量, 并不断优化新的产品种类。我国不锈钢生产也紧跟世界最前沿技术, 无论是无缝管还是焊接管的生产都出现了很多新工艺和高效率设备。不锈钢产品生产的技术、产量、质量和品种均有不同程度的提高和增加。目前我国不锈钢生产在新产品研究开发上还存在一定的差距, 考虑到不锈钢企业在国际市场上的竞争, 本公司历年来在不锈钢管新产品、新工艺投入研发, 目前针对海水淡化及海洋平台、深海工程用工况开发一款抗腐蚀性能高于或等于00Cr20Ni25Mo4.5Cu (904L) 的产品022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢, 加工及生产成本相比较, 且降低了30%~40%左右, 从使用工况、性能及经济效益分析, 完全能够替代00Cr20Ni25Mo4.5Cu (904L) 。
022Cr18Ni15Mo4N不锈钢材料成分与性能
普通的奥氏体不锈钢在海水中的耐腐蚀性能并不理想, 随着国内特殊钢冶炼新技术的进步, 采用“炉外精炼+电渣重熔”工艺冶高镍、高铬、高钼以及高氮的不锈钢, 可提高钢的纯净度, 使海水工况使用的超级奥氏体不锈钢实现完全国产化成为可能。022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢的主要特点是镍、铬、钼以及氮四种元素含量高, 并具有稳定的奥氏体组织及高抗腐蚀性, 按其质量计算, 022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢的化学成份为:C≤0.02%, Si≤0.75%, Mn≤2%, P≤0.035%, S≤0.0153%, Ni=13.5-17%, Cr=16.5-19%, Mo=3.5-5%, Cu≤0.75%, 以及余量的Fe, N=0.10-0.25%。
通过实验测试022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢不同使用温度下力学性能, 如表1所示。
通过金相显微镜对不锈钢进行金相组织观测, 并进行材料耐腐蚀性能测试。
(1) 成品钢管的组织主要为奥氏体和铁素体, 其中铁素体的含量≤0.5%左右。
(2) 通过全面腐蚀性实验, 点腐蚀和缝隙腐蚀均优于316不锈钢、2205不锈钢, 在15℃下, 不管是否进行氯化处理, 022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢耐点腐蚀性优异;在40℃, 当不加氯时, 实验结果为, 该类型不锈钢耐腐蚀性等同于00Cr20Ni25Mo4.5Cu (904L) , 比316不锈钢、2205不锈钢耐腐蚀性能高, 此钢耐点腐蚀性能好。但与00Cr20Ni18Mo6Cu N (254 SMO) 超级奥氏体不锈钢比要低。
022Cr18Ni15Mo4N不锈钢管坯生产工艺
根据022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢特点, 委托第三方钢铁厂提供管坯, 采用“电弧炉初炼+炉外精炼+电渣重熔”的工艺冶炼022Cr18Ni15Mo4N不锈钢。制定如下管坯开发工艺:
电弧炉初炼的普通奥氏体不锈钢, 进行熔化、脱碳保铬;炉外精炼采用预脱氧和深脱氧的精炼工艺, 并控制N元素含量, 使N元素含量的目标值与实际值的误差在±5×10-3%;电渣重熔采用全程保护气氛, 设计出最适宜的电渣重熔工艺, 并以锻坯交货。按该冶炼工艺冶炼的022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢管坯, 其各项性能满足技术要求。
基于022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢钢管的最终用途, 进行化学成份优化设计, 通过与904L不锈钢耐腐蚀性能对比, 进行成分优化, 添加0.01%~0.03%的LaCe复合稀土, 稀土元素原子通过在晶界上与其他合金元素交互作用, 引起晶界结构重组、化学成分偏聚和能量势垒的变化, 并最终影响各元素的扩散、形核及长大, 从而优化不锈钢的性能。稀土元素还可以与不锈钢中夹杂物形成高熔点化合物从而消除低熔点夹杂导致的不锈钢高温性能的降低。
022Cr18Ni15Mo4N不锈钢无缝管制备工艺
根据加热、穿孔、固溶处理、酸洗钝化等工艺设计, 并对022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢钢管化学成份、机械性能及晶间腐蚀性能进行检测分析, 确定其工艺的可行性, 将其该工艺产生的经济效益与00Cr20Ni25Mo4.5Cu (904L) 不锈钢钢管的生产工艺及制造成本进行对比分析。
注:虚线线框中为关键过程即创新点。
热挤压工艺
对于一般不锈钢钢管产品的研发和生产, 我国传统工艺是采用“热穿孔+冷轧 (拔) ”路线, 该工艺路线生产成本低、效率高。但对于022Cr18Ni15Mo4N不锈钢这种高氮无缝钢管, 由于考虑到其组织结构、热塑性与一般不锈钢钢管产品不同, 国际上通常采用热挤压工艺方式进行加工制造。通过热挤压工艺制造的挤压钢管, 其表面质量、尺寸精度和钢管内部组织状态对后续进行管材冷加工的质量有十分重要的影响。生产022Cr18Ni15Mo4N不锈钢无缝管母管, 其热挤压工艺为:
1) 将钢棒加热到1060℃~1080℃, 保温2h;
接着立即将钢棒温度降低到990℃~1020℃, 保温4h;
最后钢棒温度在1020℃时采用钼钉头对钢棒进行穿孔。
穿孔工艺
钼含量高会提高硬度, 022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢无缝管母管的含钼量高于3.5%, 在传统工艺下穿孔温度远高于1020℃, 因此, 在热挤压工艺步骤1、2中, 对钢棒在高温环境下的两次保温处理是为了使钢棒充分固熔, 经过两次固熔后钢棒物理和化学性能均得到提升, 使穿孔工艺有条件在相对低温的1020℃实施, 从而使步骤3的穿孔能够顺利实施, 上述穿孔工艺一次穿孔数量最好是10根, 每穿孔10根后钼顶头一般需要10min冷却。
热穿孔工艺技术是批量、稳定生产合格022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢钢管的关键, 也是难点之一。通过对热穿孔工艺技术参数, 包括钢管坯料加热工艺 (温度控制、时间控制等) 、穿孔工艺 (包括钼钻头和管坯压比控制、钻压时间控制、钻压速度控制及温差比计算) 等的研究和摸索, 已充分掌握批量生产022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢无缝管母管的技术要点。
冷加工和内外表面处理
经过热穿工艺孔后, 不锈钢母管还要经过多道冷加工和内外表面处理工艺才能得到最终的不锈钢产品。022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢钢管冷、热加工性能较好, 适宜的热加工温度为1000~1100℃, 温度再高会使钢的热加工塑性降低, 并导致表面氧化加重, 此钢的冷加工硬化倾向较强, 但并不影响此钢的冷加工性以及钢管的冷弯曲等冷成型, 但是加工变形量大的时候需要及时进行中间软化热处理。经过多次冷拉冷拔后, 每次都要进行1000~1100℃的固溶处理和酸洗钝化处理。
固溶处理和酸洗钝化处理
022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢钢管热处理及钝化工艺是采用拥有独立自主知识产权的发明专利设备及工艺, 将钢管加入到1050℃保温后利用带有重金属废水喷淋, 使钢管急速快冷。该项工艺不仅能够增强钢管强度及钢管表面的耐腐蚀性能, 同时还环保利用了工业废水资源, 降低了工业废水中的重金属含量超标对环境的污染, 循环利用过的废水, 在排放时候, 加上适量的片碱或石灰使酸碱中和后, 其重金属Ni、Cr及氟化物含量远远低于国家工业废水一级排放标准值, 实现了节能减排, 有效利用废物资源。在市场中使022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢钢管与00Cr20Ni25Mo4.5Cu (904L) 不锈钢钢管相比更加具有可比性和竞争力。
结语
从022Cr18Ni15Mo4N奥氏体无缝不锈钢管的品质要求着手, 对经过成分优化的钢坯经行冷、热穿孔、加工成型和热处理钝化后处理, 研究了化学成份、力学性能、耐腐蚀性能的影响, 研制出符合相应设计要求的高耐海水腐蚀性的022Cr18Ni15Mo4N奥氏体不锈钢无缝管。该不锈钢钢管的实物质量和性能与00Cr20Ni25Mo4.5Cu (904L) 不锈钢钢管相当, 且生产加工成本比00Cr20Ni25Mo4.5Cu (904L) 不锈钢钢管低30%~40%, 完全可以替代00Cr20Ni25Mo4.5Cu (904L) 不锈钢钢管在海水淡化、海洋平台及深海工程上应用, 可以为我国大型海洋工程项目提供管件配套和服务。