不銹鋼管生產(chǎn)工藝技術(shù)介紹
不銹鋼是近代工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和日常生活中不可缺少的材料。不銹鋼的種類繁多,包括各種耐蝕不銹鋼、耐熱不銹鋼、抗氧化不銹鋼、無(wú)磁不銹鋼、無(wú)菌不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼以及各種經(jīng)濟(jì)不銹鋼等。與碳素鋼相比較,不銹鋼具有強(qiáng)度高、變形抗力大、加工溫度窄、塑性低等特點(diǎn)。因此,在20世紀(jì)50年代玻璃潤(rùn)滑劑高速擠壓法問(wèn)世之前,由于當(dāng)時(shí)已有的不銹鋼無(wú)縫管生產(chǎn)機(jī)組,如自動(dòng)軋管機(jī)組、周期軋管機(jī)組、頂管機(jī)組以及三輥軋管機(jī)組等,無(wú)法滿足不銹鋼管產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性等方面的要求,要么生產(chǎn)效率很低,且不能保證內(nèi)外表面質(zhì)量,即便是生產(chǎn)出制品,也很不經(jīng)濟(jì),導(dǎo)致一些具有很好使用價(jià)值的新型不銹鋼材料無(wú)法加工成鋼管和型材,從而限制了新型材料的使用和不銹鋼管生產(chǎn)的發(fā)展。
直至20世紀(jì)玻璃潤(rùn)滑劑高速擠壓法用于工業(yè)性生產(chǎn)后,世界上大部分制造不銹鋼管的大公司都采用擠壓法來(lái)制造不銹鋼無(wú)縫管,由此證明采用玻璃潤(rùn)滑劑高速擠壓法能夠制造長(zhǎng)而薄的不銹鋼無(wú)縫管,且其內(nèi)外表面狀態(tài)良好。因此,擠壓法成為不銹鋼管生產(chǎn)的最佳選擇。
日本是在早期就取得“玻璃潤(rùn)滑劑高速擠壓法”專利使用權(quán)的國(guó)家之一。1957年,神戶制鋼公司首先購(gòu)買了“玻璃潤(rùn)滑劑高速擠壓法”專利權(quán);1959~1960年,住友金屬工業(yè)公司、山陽(yáng)特殊制鋼公司和八幡制鐵公司也先后開(kāi)始采用于仁恩一賽茹爾內(nèi)法生產(chǎn)熱擠壓不銹鋼管。
目前,日本使用擠壓不銹鋼管的部門涉及到石油化學(xué)工業(yè)、化學(xué)藥品工業(yè)石油精制工業(yè)、纖維紡織工業(yè)、飲料工業(yè)、合成肥料工業(yè)、火力發(fā)電工業(yè)以及原能工業(yè)等。在日本生產(chǎn)的擠壓不銹鋼管除了如表1-8所列出的典型不銹鋼鋼種之外,還制造熱加工困難的鋼和合金,例如合金結(jié)構(gòu)鋼、耐熱鉻鋼、含5%~30%鉻的鐵基合金、18-8不銹鋼、25-20硅不銹鋼、尼莫尼克耐熱合金以及鉬、鈦、鋯等金屬與合金管等。
日本的不銹鋼管生產(chǎn)企業(yè),在1957年引進(jìn)玻璃潤(rùn)滑劑擠壓法之前,也是用二輥斜軋穿孔的工藝生產(chǎn)不銹鋼管,存在的問(wèn)題是,一些極具使用價(jià)值的金屬及合金材料根本無(wú)法成型。即使對(duì)某些耐蝕和耐熱的不銹鋼可以成型,也是表面缺陷很多,內(nèi)外表面磨修量很大,成材率極低,很不經(jīng)濟(jì)。而采用熱擠壓法之后,生產(chǎn)的不銹鋼管內(nèi)表面不需磨光,外表面的磨光量也大大減少。
特別是熱擠壓法生產(chǎn)的熱擠壓不銹鋼管的表面質(zhì)量很高,并且具有良好的尺寸精度,在日本被稱為熱精加工管,在一些使用領(lǐng)域,尤其是用作配管時(shí),可以取代冷精加工管。而一些對(duì)加工精度有更高要求的使用領(lǐng)域,采用擠壓鋼管作為半成品,供生產(chǎn)冷加工精管時(shí),可以選擇更接近于最終成品尺寸的毛管,縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本。熱擠壓不銹鋼管的這些優(yōu)點(diǎn)早已得到日本絕大部分不銹鋼管使用部門的公認(rèn)。
據(jù)了解,在擠壓不銹鋼管的總量中,熱擠壓成品管(熱精加工管)使用的數(shù)量,在不銹鋼管總量中已占有很大的比例。據(jù)統(tǒng)計(jì),在美國(guó)的不銹鋼無(wú)縫鋼管的市場(chǎng)上,熱擠壓成品管(熱精加工管)所占的市場(chǎng)比例達(dá)67%以上,而冷軋
冷拔管(冷精加工管)占33%;最近建成投產(chǎn)的烏克蘭 Centralis的4400噸擠壓機(jī)車間的產(chǎn)品中,熱擠壓成品管占60%以上。尼科波爾南方鋼管廠于1961年投產(chǎn)的3臺(tái)擠壓機(jī)(1500噸、1650噸和3150噸配有1000噸立式穿孔機(jī)、工頻感應(yīng)加熱爐,采用玻璃潤(rùn)滑劑,以最高擠壓速度(400mm/s)擠壓不銹鋼成品管以及冷加工用毛管,其規(guī)格為:外徑57~159mm,壁厚4.5~20.0mm,鋼種除300系列不銹鋼之外,還生產(chǎn) Cr25Ti、1Cr17Ni13Mo2Ti、1Cr18Ni12Si4TiAl、1Cr21Ni5Ti、Ni77TiAlB、0Cr18Ni28MoCuTi 等高合金鋼管壓力為。
美國(guó)的阿勒格尼·盧德侖鋼鐵公司,采用一臺(tái) 1775噸的臥式擠壓機(jī),其主缸壓力為1500噸,穿孔缸壓力為 275噸 ,兩缸可以聯(lián)合施壓或單獨(dú)施壓。配有1臺(tái)獨(dú)立的立式穿孔機(jī),大規(guī)模生產(chǎn)擠壓不銹鋼管與耐熱鋼管以及異型材。采用坯料的外徑為155mm~178mm,直接穿孔后內(nèi)徑為50mm~105mm,長(zhǎng)度為150~600mm.用擴(kuò)孔工藝時(shí),預(yù)鉆孔直徑為37mm~50mm。一般當(dāng)壁厚大于5mm時(shí)采用穿孔工藝;壁厚小于5m且管徑小于50mm時(shí),采用擴(kuò)孔工藝。坯料長(zhǎng)度與穿孔直徑之比不超過(guò)8。擠壓出口速度為0.25~0.75m/s(主柱塞速度為80~300mm/s)。生產(chǎn)的鋼管規(guī)格為外徑50~100m,長(zhǎng)度3.6~13.5m。型材的斷面積為300~1800mm2,長(zhǎng)度為3.6~18m,產(chǎn)量為25~30支/小時(shí)。
擠壓制品的最薄壁厚為2.5mm。擠壓成品的尺寸精度達(dá)到熱軋材的精度,其中鋼管的偏心度為平均壁厚的±10%,直線度保持在±0.25mm/m內(nèi)。生產(chǎn)車間里裝有1臺(tái)100噸的拉伸一扭轉(zhuǎn)矯直機(jī),矯直型材的斷面積達(dá)到3250mm2。生產(chǎn)的產(chǎn)品品種有1Cr13、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、Cr25Ni20Si2等不銹鋼管和不等邊角鋼、槽鋼等型材。
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