[發明專利]一種用模鑄空心鋼錠鍛制合金無縫鋼管的方法

有效

• 申請號: 201110416940.5
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102513400A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 胡茂會;成海濤;郭元蓉;邊華川;劉志軍;吳紅
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團成都鋼釩有限公司
• 主分類號: B21C37/06
• 分類號: B21C37/06
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王占杰;張軍

技術領域

本發明涉及無縫鋼管制造技術，尤其涉及一種用模鑄空心鋼錠鍛制大口徑且厚壁的合金無縫鋼管的方法。

背景技術

無縫鋼管通常采用周期軋管機、連軋管機、擠壓機進行軋制生產，一般碳鋼、低合金鋼和合金結構鋼采用軋管機直接軋管生產，但是高壓鍋爐用的鉻鉬高合金無縫鋼管如P91、P92因合金含量高，軋機穿孔負荷高，鋼管內表面容易出現內折缺陷。通常采用鍛坯、軋坯或電渣鋼錠鏜孔后再進行軋制生產，以降低穿孔機負荷，提高鋼管內表面質量，而采用該工藝，金屬收得率低，生產周期長，受軋管機組能力、管坯規格和壓縮比的影響，鋼管規格會受到很大限制。

目前，有采用徑向鍛造技術生產中大口徑合金鋼無縫管的方法，該方法是：經過精煉的鋼水被離心鑄造成中大口徑空心管坯，中大口徑空心管坯的內外表面進行機加工，內表面的切削厚度不少于5毫米，外表面切削厚度不少于2毫米；并在空心管坯的一端或兩端固接碳素鋼“夾頭料”，“夾頭料”的長度為300～800毫米；加工完成的中大口徑空心管坯經過兩種加熱方式進行加熱；在空心管坯中插入芯棒，然后導入徑向鍛造機中進行鍛制成形，制得壁厚、直徑和長度符合要求的管件。該方法存在如下缺陷：中大口徑空心管坯為離心鑄造，需要進行內外表面機加工，在管坯兩端焊接“夾頭料”，管坯生產成本高，金屬收得率低，而且受離心鑄造機和徑鍛機能力的限制，管坯的外徑、重量和長度都將受到限制，因此生產的中大口徑管件外徑和壁厚均會受到很大限制。

采用自由鍛的方式也可生產大口徑厚壁管，但是由于鋼管較長且內徑小，因此內孔直徑很難鍛出，只有鍛制成實心棒材，再機加工內孔，對于生產大口徑厚壁管，造成極大的材料浪費。另外，自由鍛必不可少的大加工余量也加劇了材料的浪費，同時極大地增加機加工成本，更為重要的是由于材料利用率極低而不得不使用大鋼錠和大噸位壓力機，這樣使得生產困難且產品性能難以保證。

此外，用于超臨界電站機組的大口徑、厚壁鉻鉬高合金(例如P91、P92)高壓鍋爐管要求鋼管長度大于5米，外徑大于Φ450mm，壁厚大于60mm，壓縮比大于3。而諸如P91、P92的高合金鋼變形溫度范圍窄、塑性差、變形抗力大，導致加工困難，生產成本高和生產工序長，一直是高合金鋼管生產的難題，尤其是大口徑厚壁管長期依靠進口。由于鉻鉬高合金鋼穿孔負荷大，受軋機能力的限制，用鋼錠直接穿孔軋管，會出現穿不動或者鋼管內表面產生內折缺陷，而且受鋼錠重量的影響，軋管后壓縮比達不到規定要求。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述一個或多個問題，本發明提供了一種用模鑄空心鋼錠鍛制合金無縫鋼管的方法，所述方法包括下述步驟：將經過冶煉和精煉的合金鋼水模鑄成空心鋼錠；將空心鋼錠加熱至其變形溫度范圍，經過2-3道次鍛壓對空心鋼錠進行鍛制；在鍛壓時，空心鋼錠中設置有芯棒；用圓形砧模將鍛制后的空心鋼錠窺圓成形，再加工成期望的鋼管。

由鉻鉬高合金鋼水模鑄而成的空心鋼錠的變形溫度范圍可以為1150℃-1250℃。

在進行每道次鍛壓時，當空心鋼錠溫度達到870±20℃時停止鍛壓，并重新將空心鋼錠加熱至其變形溫度范圍，直到各道次鍛壓完成。

芯棒的直徑可以比空心鋼錠的內孔小10mm至25mm，并且芯棒可以通水冷卻。

第一道次的壓下量可以為40mm至60mm，第二道次的壓下量可以為25mm至35mm，第三道次的壓下量可以為5mm至20mm。

本發明的采用空心鋼錠鍛制鋼管的方法不受鋼錠錠型的限制，鋼管外徑和長度不會受到嚴格限制，而且鋼管壁厚越厚，金屬的收得率越高，成本越低。因此，本發明的采用空心鋼錠鍛造合金無縫鋼管的方法具有金屬收得率高、生產周期短、生產成本低等優點，并可鍛制出外徑在Φ450mm以上、壁厚在60mm以上的無縫鋼管，特別適合高合金鋼大口徑厚壁無縫鋼管生產。

具體實施方式

根據本發明的鍛制合金無縫鋼管的方法包括下述步驟：將經過冶煉和精煉的合金鋼水(例如，鉻鉬高合金鋼水)模鑄成空心鋼錠；將空心鋼錠加熱至其變形溫度范圍，經過2-3道次鍛壓對空心鋼錠進行鍛制；在鍛壓時，空心鋼錠中設置有芯棒；用圓形砧模將鍛制后的空心鋼錠窺圓成形，再加工成期望的鋼管。

由鉻鉬高合金鋼水模鑄而成的空心鋼錠的變形溫度范圍可以為1150℃-1250℃。

在進行每道次鍛壓時，當空心鋼錠溫度達到870±20℃時停止鍛壓，并重新將空心鋼錠加熱至其變形溫度范圍，直到各道次鍛壓完成。

芯棒的直徑可以比空心鋼錠的內孔小10mm至25mm，并且芯棒可以通水冷卻。