各种生产不锈钢无缝管工艺的特点及设备选型
发布时间:2022-06-09 09:15:59

 目前,国内外直径大于460mm热轧不锈钢无缝管的生产方式主要有:挤压法、顶管法、周期轧管法、二次穿孔法和扩径法。


  挤压法主要用于低塑性难变形高合金钢管的生产;顶管机、挤压机适于高合金特殊专用管材生产,其年产量低,轧制批量小。


  周期式轧管机产品尺寸精度低,缺陷多,效率和成材率不高,故使用批量较大的大直径不锈钢无缝管通常采用扩径的方式来生产,即由已有的热轧管机组提供荒管为原料,经加热扩径、减壁轧制生产,斜轧扩径机可以是离线布置的,也可以在线布置。周期轧管法可以生产直径426mm 以上的大直径厚壁钢管(如德国Rath厂的周期轧管机组可生产φ711.2mm钢管),但产品表面质量不佳,生产效率不高。随着其他更先进的轧管技术的出现,周期轧管法因其产品的壁厚精度不高,已不再是生产大口径厚壁管的最佳生产方式,目前国内最大的周期轧管机是攀成钢的ф318mm机组,产品规格范围为ф168~377mm,设计生产能力12万t;改造后外径扩大到ф508mm,产量达到17万吨。


  二次穿孔法是将已在穿孔机穿出的毛管在另一台穿孔机上进行第二次穿孔,以达到扩径减壁的目的。在世界钢管发展史上,美国Gary厂采用二次穿孔法曾生产出外径为φ339.7~508mm,最薄壁厚为6.35mm的不锈钢无缝管。近年来,我国江都诚德钢管公司在同一台ф1000mm巨龙穿孔机上进行二次穿孔,生产出直径约Φ600mm特大口径厚壁钢管,用于二次穿孔的另一台ф600mm穿孔机最近已试车投产。


  目前使用的扩径机有拉拔式扩径机、推制式扩径机和辊式斜轧扩径机三种生产方式。前两种扩径机由于受应力状态和变形特点的限制,管材表面细微缺陷扩大,易产生裂纹和内直道缺陷,外径、壁厚偏差及弯曲度均要变大,生产钢管的尺寸精度、表面质量不及辊式斜轧扩径机好。拉拔式扩径机因成材率低、生产效率低及工具费用高等缺点。现在许多国家一般都不再新。建拉拔式扩径机进行扩径生产。


  国际上采用斜轧扩径法(也称盘式扩径法或旋转扩径法)生产大口径无缝钢管的主要厂家包括:美国的USS/Kobe-Lorain厂,由自动轧管机供坯,产品规格:外径Φ406.4~660.4mm、壁厚8~10mm、最大长度13m,生产能力15万t/a;


  捷克的VFChomutov厂,在两台周期轧管机后各配一台斜轧扩径机,最大管径分别是ф530mm和ф720mm,生产能力10万t/a.


  特别值得一提的是1993年投产的意大利达尔明钢管厂的斜轧扩径机组,采用了液压小舱工艺软件包等最新技术使得产品质量、成材率、工具消耗等指标全面得到了优化。该扩径机由MPM供坯,产品规格范围为:外径φ355.6~622.3mm(可扩大到ф711.2mm)。


  据不完全统计,国际上共有7台拉拔扩径机,其中意大利2台、法国2台、委内瑞拉1台、中国1台,阿根廷1台,除法国的1台安装在Φ400mm自动轧管机之后外,其余6台均配置在周期轧管机之后,生产能力一般为3万t/a.由于拉拔扩径法生产效率低,金属消耗大,产品质量不佳,没有得到进一步发展。


  近年来,推制扩径法在我国得到了广泛应用。天津钢管实业开发公司的4台推制式扩径机可生产φ(273~800)mm×(5.4~30)mm的无缝钢管,生产能力约1万~2万吨/a.在采用了严格管理、改进工具设计、优化生产工艺等一系列措施后,产品质量得到了明显改善,但国内其他机组的产品质量难以保证。


  斜轧扩径机于20世纪20年代随着石油天然气工业对大直径热轧无缝钢管的需求增加而用于工业生产的,主要应用在美国、德国和捷克,目前有4套机组在生产运行,生产钢管的最大外径为711.2mm。


  新型辊式斜轧扩径机产品表面质量好,钢管金属组织均匀,尺寸精度高。钢管壁厚精度可达到±4.5%~8%,生产效率高,金属消耗小。上述优点已使新型斜轧扩径工艺成为当今一种经济灵活的大直径不锈钢无缝管生产工艺。斜轧扩径的产品规格为:外径Φ323~720mm、壁厚9.5~40mm、长度6000~12500mm。