用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法.pdf

本发明涉及一种用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法。本发明主要是解决现有的生产方法存在的材料利用率低和能源浪费严重的技术问题。本发明的技术方案是：用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法，其包括合金熔化—钢液精炼—铸造空心坯—加热—热挤压—粗加工—热处理—精加工步骤；所述钢液精炼是指采用氩氧脱碳炉外精炼，以减少合金元素的烧损及提高钢水的纯净度，冶炼温度为1640℃～1680℃；所述铸造空心坯是指当精炼的钢水温度降到1570℃～1600℃时，采用自硬砂造型浇注获得空心铸坯；所述热挤压是指将空心铸坯加热至初始挤压温度1200℃～1250℃，然后在挤压机上进行挤压，挤压速度控制在300～400mm/s之间，挤压比为8～12。

权利要求书一种用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法，其特征是：它包括合金熔化—钢液精炼—铸造空心坯—加热—热挤压—粗加工—热处理—精加工步骤；所述钢液精炼是指采用氩氧脱碳炉外精炼，以减少合金元素的烧损及提高钢水的纯净度，冶炼温度为1640℃～1680℃；所述铸造空心坯是指当精炼的钢水温度降到1570℃～1600℃时，采用自硬砂造型浇注获得空心铸坯；所述热挤压是指将空心铸坯加热至初始挤压温度1200℃～1250℃，然后在挤压机上进行挤压，挤压速度控制在300～400mm/s之间，挤压比为8～12。
根据权利要求1所述的用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法，其特征是：所述挤压机为垂直挤压机或卧式挤压机中的任意一种。

说明书用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法
技术领域
本发明涉及一种用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法，它属于一种生产大口径厚壁无缝钢管的方法。
背景技术
目前超高临界火电核电机组、石油化工等行业工程建设用大口径厚壁无缝钢管常用的生产方法为冲孔拔伸和垂直挤压。冲孔拔伸工艺是利用锻坯冲孔，顶伸，得到钢管毛坯，再进行后续机加工和热处理；该方法适用于小规格钢管加工，可一火成型，而大规格钢管则需多火次完成，并且塑性较低的材料难以加工。垂直挤压工艺采用冶炼—浇注钢锭—去料头—加热—冲孔—加热—挤压—机加工—热处理等步骤，对于大口径厚壁无缝钢管的生产，由于采用锻件加热挤压需要除去氧化皮和冲孔，加工余量大，材料利用率低，设备费用投资大；并且空心坯在锻造及挤压前需多次加热，造成能源的浪费和废气的排放。
发明内容
本发明的目的是解决现有的生产方法存在的材料利用率低和能源浪费严重的技术问题，提供一种能节约能源、节省设备投资、材料利用率高和生产效率高的用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：
用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法，其包括合金熔化—钢液精炼—铸造空心坯—加热—热挤压—粗加工—热处理—精加工步骤；所述钢液精炼是指采用氩氧脱碳炉外精炼，以减少合金元素的烧损及提高钢水的纯净度，冶炼温度为1640℃～1680℃；所述铸造空心坯是指当精炼的钢水温度降到1570℃～1600℃时，采用自硬砂造型浇注获得空心铸坯；所述热挤压是指将空心铸坯加热至初始挤压温度1200℃～1250℃，然后在挤压机上进行挤压，挤压速度控制在300～400mm/s之间，挤压比为8～12。
所述挤压机为垂直挤压机或卧式挤压机中的任意一种。
本发明的积极效果是：由于本发明采用空心铸坯直接进行热挤压生产大口径厚壁无缝钢管，减少了加热次数（铸造空心坯后只需一次加热，即可挤压，不进行加热冲孔），节约了能源，节省了设备投资，提高了材料利用率和生产效率。通过挤压使铸造组织转变为锻造组织，获得性能质量与锻件水平相近的产品零件，充分满足核电、火电、石油化工等领域对大口径厚壁无缝钢管的需求。因此，本发明具有节约能源、节省设备投资、材料利用率高和生产效率高等优点。
附图说明
附图为本发明的工艺流程。
具体实施方式
实施例1
本实施例中用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法，其包括合金熔化—钢液精炼—铸造空心坯—加热—热挤压—粗加工—热处理—精加工步骤；所述钢液精炼是指采用氩氧脱碳炉外精炼，以减少合金元素的烧损及提高钢水的纯净度，冶炼温度为1640℃～1680℃；所述铸造空心坯是指当精炼的钢水温度降到1570℃～1600℃时，采用自硬砂造型浇注，控制浇注速度为60～68kg/s，获得空心铸坯；所述热挤压是指将空心铸坯加热至初始挤压温度1200℃～1250℃，并在空心铸坯内外表面喷涂玻璃粉润滑剂，然后在垂直挤压机上进行挤压，挤压速度控制在330～380mm/s之间，挤压比为10。粗加工：切除料头；热处理：进一步改善管件组织，并提高产品零件的力学性能；精加工：磨削产品内外圆至所需尺寸。最终得到口径φ500～φ1300mm、壁厚40～230mm、长度8000～12000mm的满足性能质量标准要求的可用于石油化工、机械、船舶等领域的大口径厚壁无缝钢管。
实施例2
本实施例中用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法，其包括合金熔化—钢液精炼—铸造空心坯—加热—热挤压—粗加工—热处理—精加工步骤；所述钢液精炼是指采用氩氧脱碳炉外精炼，以减少合金元素的烧损及提高钢水的纯净度，冶炼温度为1640℃～1680℃；所述铸造空心坯是指当精炼的钢水温度降到1570℃～1600℃时，采用自硬砂造型浇注，控制浇注速度为60～65kg/s，获得空心铸坯；所述热挤压是指将空心铸坯加热至初始挤压温度1200℃～1250℃，并在空心铸坯内外表面喷涂玻璃粉润滑剂，然后在垂直挤压机上进行挤压，挤压速度控制在300～400mm/s之间，挤压比为8。粗加工：切除料头；热处理：进一步改善管件组织，并提高产品零件的力学性能；精加工：磨削产品内外圆至所需尺寸。最终得到口径φ500～φ1300mm、壁厚40～230mm、长度8000～12000mm的满足性能质量标准要求的可用于石油化工、机械、船舶等领域的大口径厚壁无缝钢管。
实施例3
本实施例中用铸挤复合成形生产大口径厚壁无缝钢管的方法，其包括合金熔化—钢液精炼—铸造空心坯—加热—热挤压—粗加工—热处理—精加工步骤；所述钢液精炼是指采用氩氧脱碳炉外精炼，以减少合金元素的烧损及提高钢水的纯净度，冶炼温度为1640℃～1680℃；所述铸造空心坯是指当精炼的钢水温度降到1570℃～1600℃时，采用自硬砂造型浇注，控制浇注速度为64～68kg/s，获得空心铸坯；所述热挤压是指将空心铸坯加热至初始挤压温度1200℃～1250℃，并在空心铸坯内外表面喷涂玻璃粉润滑剂，然后在垂直挤压机上进行挤压，挤压速度控制在340～400mm/s之间，挤压比为12。粗加工：切除料头；热处理：进一步改善管件组织，并提高产品零件的力学性能；精加工：磨削产品内外圆至所需尺寸。最终得到口径φ500～φ1300mm、壁厚40～230mm、长度8000～12000mm的满足性能质量标准要求的可用于石油化工、机械、船舶等领域的大口径厚壁无缝钢管。
上述实施例中的垂直挤压机还可以用卧式挤压机代替。
上述实施例中的挤压比还可以在8～12之间任意选择。
本发明不仅可以用于生产合金钢的大口径厚壁无缝钢管，也可以生产普通碳素钢的大口径厚壁无缝钢管。