[發明專利]一種采用鋼錠大減徑成形管模毛坯的方法

有效

• 申請號: 201210485880.7
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102974979A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 李陽華;肖松良;龍功名;陳紹林;鄧丕安;冉旭;張戟;張敏
• 申請（專利權）人: 衡陽華菱鋼管有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 劉勛階

技術領域

本發明涉及管模制造技術領域，特別是一種采用鋼錠大減徑成形管模毛坯的方法。

背景技術

目前，利用離心澆注技術生產球墨鑄鐵管具有生產節奏快和效率高的優點，具有極其廣闊的發展前景。而管模是離心澆注機上澆鑄鐵管的大型關鍵部件，且使用環境極其惡劣。管模在高速旋轉狀態下，澆注中鐵水因離心作用而敷在管模內壁上，使管模內壁溫度急劇升高，而外表面通過循環水冷卻以降低溫度。由于管模長期承受交變熱應力、拉伸應力和扭轉應力等組合工況，故對管模質量要求極高，管模用管的常用牌號為21CrMo10。

管模常用的規格范圍為DN80~DN1200?，承口端外徑最大達到1569mm。根據不同的規格，其加工工藝和方法也不同：1）對于規格小于DN?200的管模，坯料采用實心鍛件，機加工采用深孔鉆孔、鏜孔的工藝方法；2）對于規格在DN?200~?DN?500范圍內的管模，坯料用實心鍛件，采用套料、鏜孔的工藝方法，套出的芯料可以作為小一號規格管模的坯料，實現了二次利用；3）對于規格大于DN?500的管模，采用空心鍛件，在高效率深孔組合機床上加工，實現了一次裝夾、定位完成管模內孔、外圓等部位的通身加工，生產效率較高。

對于規格為DN?200~?DN?500小范圍內的管模，還有采用連鑄坯曼式穿孔周期軋管生產毛坯的管模制造工藝，該工藝發揮了連鑄坯具有的成材率高、成本低和能耗少的優點，降低了管模的生產成本。但由于受連鑄坯規格的限制（最大外徑為800mm）,?不能生產DN?600及以上規格的管模毛坯（DN600管模毛坯大端外徑應不小于860mm）；管模承口端僅通過曼式穿孔延伸（受曼式穿孔機減徑能力的限制，壓縮比為1.4左右），未經過周期軋管機軋制變形，連鑄坯疏松的內部結構不能得到改善，甚至會更加惡化；大口徑合金連鑄圓管坯中心不可避免存在疏松和縮孔，投料前需對管坯內孔進行粗鏜孔加工，以保證管模坯內表質量（管坯中心疏松和縮孔如不清除，經環形爐加熱氧化，曼式斜軋穿孔后內表會形成較深的裂紋，且后續工序無法焊合）。

現有管模制造工藝主要存在以下不足：

（1）現有管模多采用實心或空心鍛件深孔加工方式制造，雖然在大管徑管模制造中采用了套料工藝以提高原材料利用率，材料損耗率一般在40%左右。

（2）現有管模制造存在管模承口端不易成型，需要額外采用加厚、擴管等工藝來完成喇叭型管模承口端的制造，這就使得現有管模制造工藝存在工藝復雜、制造周期偏長等問題。

（3）采用連鑄坯周期軋管生產管模毛坯，自然形成的皮爾格頭，即喇叭型管模承口端沒有經過周期鍛壓軋制成形，不能保證和其它部分一樣具有與鍛坯相近的壓縮比（軋制比），不能保證管模該部分原材料的性能。而離心澆注時承口端與傳動皮帶聯接，帶動管模高速旋轉，使用工況最為惡劣，存在較大的安全隱患；大口徑連鑄圓管坯投料前，必需對管坯內孔進行粗鏜孔加工，增加了材料的損耗（約5%）和鏜孔加工成本；受連鑄坯規格的限制，還存在管模毛坯生產范圍窄的問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的上述不足，而提供一種采用鋼錠大減徑成形管模毛坯的方法，以解決現有技術中存在的生產工藝復雜、制造周期偏長、成材率低，產品規格覆蓋范圍不廣等不足。

本發明的技術方案是：一種采用鋼錠大減徑成形管模毛坯的方法，包括鋼錠冶煉、鋼錠復檢、環形爐加熱、水壓沖孔、大減徑穿孔、周期軋管、人工初檢、矯直、粗機加工、超聲波探傷、熱處理、理化檢驗、精加工、磁粉探傷、人工復檢、包裝入庫；鋼錠冶煉時，考慮到鑄管模特殊的工作環境，而鋼錠質量是基礎，鋼錠材料為21CrMo10，并嚴格控制磷、硫、氮、氫、氧的含量，其中磷含量小于0.008%，硫含量小于0.004%，氮含量小于100ppm，氫含量小于2?ppm，氧含量小于35?ppm，鋼錠采用如下工藝進行生產：高爐煉鐵、電爐煉鋼、LF爐精煉、鋼包扒渣、VD爐真空脫氣、喂絲處理、澆鑄鋼錠、檢查、切冒口、修磨；鋼錠復檢時，在環形爐加熱之前復檢鋼錠的表面質量、幾何尺寸，鋼錠本體外周的棱的外接圓直徑D為660~1650?mm，鋼錠外接圓直徑D較棱的內切圓直徑d大40mm，即D=d+40?mm，棱的數量為16~24邊，錐度范圍為1.6?~?2.5?°，管模最小壓縮比u（軋制比）為2.7~3.3（承口端）；本體外周的棱的內切圓直徑d與管模承口端外徑H關于最小壓縮比u的關系式(式中S為毛管壁厚)如下(單位：mm)：d×d=4×u×S×(H+10-S)。