[發明專利]一種大直徑高壓氣瓶用無縫鋼管的生產方法

有效

• 申請號: 200810306384.4
• 申請日: 2008-12-19
• 公開（公告）號: CN101444792A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 尹人潔;成海濤;晏如;邊華川;張濤;呂建剛;王婀娜
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團成都鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: B21B23/00
• 分類號: B21B23/00;B21B37/16;C21D9/70;C21D11/00;B21B19/08;B21B19/04;B21B17/02
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所
• 代理人: 武森濤

技術領域

本發明涉及一種大直徑高壓氣瓶用無縫鋼管的生產方法，屬于無縫鋼管制造領域。

背景技術

近年來，高壓氣瓶的制造已從采用鋼坯經沖孔拉拔制成轉向采用薄壁無縫鋼管制成，并已成為世界發展趨勢。車用CNG拖車瓶和加氣站用氣瓶需求量大量增加，市場上對大直徑氣瓶管的需求量也隨之增加。氣瓶用無縫鋼管除了要求鋼管的強度等力學性能滿足要求外，還要求重量輕，減少不必要的負擔，因此對氣瓶管的直徑、壁厚等幾何尺寸精度及內外表面質量要求較高，目前能夠生產氣瓶管的廠家很少，成本較高。國內該品種規格的鋼管均從意大利達爾明鋼管廠進口。意大利達爾明鋼管廠，坯料采用連鑄園坯，由MPM限動芯棒連軋管機供管坯，再采用先進的斜軋擴徑機生產工藝生產該品種。該先進的工藝設備是現代生產大直徑、中薄壁無縫鋼管的最佳方法。但設備投資巨大，成本過高。

有報道稱江蘇誠德鋼管股份有限公司開發出了用于制造氣瓶用熱軋大直徑無縫鋼管，鋼管牌號4130X，鋼管外徑(D)φ599mm，允許偏差±1.0％；鋼管壁厚(S)17.0mm，允許偏差0～+25％。江蘇誠德鋼管股份有限公司坯料采用連鑄圓坯經二次穿孔的生產工藝生產該品種高壓氣瓶鋼管。該生產工藝生產的高壓氣瓶鋼管，產品的尺寸精度差、內、外表面質量差，產品質量不能滿足要求，需要通過內外表面機械修磨達到。且產量低、生產成本高。

為了適應高壓氣瓶的迅速發展的需求，開發生產成本低，幾何尺寸精度高、內外表面質量高的CNG用大直徑，尤其外徑∮406～559mm，壁厚9～20mm，長度達11m的高壓氣瓶用無縫鋼管的方法已成為當務之急。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種大直徑高壓氣瓶用無縫鋼管的生產方法，該方法生產的大直徑高壓氣瓶用無縫鋼管幾何尺寸精度、內外表面質量符合要求且成本低。

本發明的技術方案：本發明采用圓連鑄坯由340mmMPM限動芯棒連軋管機組供管坯，再經100噸拉拔式擴管機組擴制。

其中，控制340mmMPM限動芯棒連軋管機組供管坯的尺寸精度為壁厚公差S+10-6％，極差≤2.0mm。

本發明方法中100噸拉拔式擴管機組擴制時，采用小變形量多道次的變形方式，總擴徑率≤36％，確保成品鋼管的尺寸精度；所述小變形量多道次的變形方式是指管坯每加熱一次：擴徑率控制在25％以下，進行不大于4次擴徑減壁，每次擴徑量不大于45mm，同時最后1次擴制溫度必須大于780℃。

進一步的，本發明大直徑高壓氣瓶用無縫鋼管的生產方法包括以下步驟：

a、準備符合要求的圓連鑄坯；

b、冷定心：軋制壁厚≥20mm時，圓連鑄坯前后兩端采用機械冷定心，其定心孔中心偏差要求≤5mm；

c、定心后的圓連鑄坯在環形加熱爐加熱，爐膛保持微還原性氣氛，加熱時間不低于5.5小時，出爐鋼溫1230～1270℃；

d、加熱后的圓連鑄坯用錐形輥穿孔機穿孔制備毛管，要求穿孔后的毛管目視平直，全長外徑大小一；

e、將毛管送入340mm?MPM限動芯棒連軋管機軋管生產管坯。

f、管坯脫管后轉至100噸拉拔式擴管機組，采用100噸拉拔式擴管機組，用小變形量多道次的變形方式擴制，總擴徑率≤36％，確保成品鋼管的尺寸精度；所述小變形量多道次的變形方式是指管坯每加熱一次：擴徑率控制在25％以下，進行不大于4次擴徑減壁，每次擴徑量不大于45mm，同時最后1次擴制溫度必須大于780℃擴制成成品管。

本發明方法尤其對外徑公差D±1％，壁厚公差S±12.5％(或0～+25％S)，外徑為∮406～559mm，壁厚為9～20mm，長度11m的大直徑高壓氣瓶用無縫鋼管的制備優越性突出。

具體地，本發明大直徑高壓氣瓶用無縫鋼管的生產方法是由以下步驟完成：

a、圓連鑄，為了保證鋼的純凈度，必須采用經LF精練爐+VD真空處理冶煉的圓連鑄坯。

b、冷定心，圓連鑄坯前后兩端采用機械冷定心，其定心孔中心偏差要求≤5mm；

c、加熱，定心后的圓連鑄坯加熱是在環形加熱爐中完成。為了減少圓連鑄坯氧化層，圓連鑄坯在環形爐加熱時，爐膛保持微還原性氣氛，加熱不得出現陰陽面、加熱不透、過熱或過燒現象。

為了保證鋼坯在環形爐中加熱均勻，變形時處于最佳塑性區域，加熱時間≥5.5小時，出爐鋼溫1230～1270℃。

d、錐形輥穿孔機穿孔，根據不同的生產規格，選擇相應的穿孔頂頭尺寸，毛管外徑控制在428～430mm，要求穿孔后的毛管(視平直，全長外徑大小一致；