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无缝钢管生产有近100年的历史。德国人曼尼斯曼兄弟于1885年首先发明二辊斜轧穿孔机,1891年又发明周期轧管机,1903年瑞士人施蒂费尔(R.C.Stiefel)发明自动轧管机(也称顶头式轧管机),以后又出现了连续式轧管机和顶管机等各种延伸机,开始形成近代无缝钢管工业。 20世纪30年代由于采用了三辊轧管机、挤压机、周期式冷轧管机,改善了钢管的品种质量。60年代由于连轧管机的改进,三辊穿孔机的出现,特别是应用张力减径机和连铸坯的成功,提高了生产效率,增强了无缝管与焊管竞争的能力。70年代无缝管与焊管正并驾齐驱,世界钢管产量以每年 5%以上的速度递增。中国1953年后重视发展无缝钢管工业,已初步形成轧制各种大、中、小型管材的生产体系。铜管一般也采用锭坯斜轧穿孔、轧管机轧制、盘管拉伸工艺。
无缝钢管的用途及分类用途:无缝钢管是一种经济断面钢材,在国民经济中具有很重要的地位,广泛应用于石油、化工、锅炉、电站、船舶、机械制造、汽车、航空、航天、能源、地质、建筑及军工等各个部门。分类: ①按断面形状分:圆形断面管、异形断面管 ②按材质分:碳素钢管、合金钢管、不锈钢管、复合管 ③按连接方式分:螺纹连接管、焊接管 ④按生产方式:热轧(挤、顶、扩)管、冷轧(拔)管 ⑤按用途分:锅炉管、油井管、管线管、结构管、化肥管 ……
无缝钢管的生产工艺
①热轧无缝钢管主要生产工序(主要检验工序):
管坯准备及检查→管坯加热→穿孔→轧管→荒管再加热→定(减)径→热处理→成品管矫直→精整→检验(无损、理化、台检) →入库
②冷轧(拔)无缝钢管主要生产工序
坯料准备→酸洗润滑→冷轧(拔)→热处理→矫直→精整→检验
一、酸洗定义及分类
1、酸洗定义:酸类按照一定的浓度、温度、速度,用化学的方法去除氧化铁皮,称为酸洗。
2、酸洗分类:
按酸的种类分:硫酸酸洗、盐酸酸洗、硝酸酸洗、 酸洗。酸洗必须根据钢材的材质选用不同的介质,例如用硫酸和盐酸酸洗碳素钢,硝酸加 的混合酸酸洗不锈钢等。
按钢材的形状分:线材酸洗、锻件酸洗、钢板酸洗、带钢酸洗等。
按酸洗设备类型分:槽式酸洗、半连续酸洗、全连续酸洗、塔式酸洗
二、氧化铁皮的去除方法
氧化铁皮的去除方法:机械法、化学法和电化学法三大类
机械法:抛光法、滚磨法、高压水冲洗法、刷光法、喷(抛)丸法、喷砂法、破鳞法等。
化学法:即采用酸、碱等化学物质与钢材表面的氧化铁皮发生化学反应而去除氧化铁皮。
电化学法:酸洗时将浸入酸溶液中的钢材的两边通过电极通上直流电以加速氧化铁皮的去除。
三、酸洗的主要形式
目前,世界上采用的钢材钢酸洗方法主要有三种:即单件钢材酸洗法(钢板酸洗法、单卷酸洗法、单捆线材酸洗法)、连续酸洗法和半连续酸洗法。
单件酸洗法是一种原始、简单的酸洗方法,其特点是不需开卷,将整卷线材或松卷后的带钢钢卷进行酸洗,然后再吊放到水池中冲洗。由于酸洗质量差,生产效率低,尤其对环境的污染很大,目前被大力淘汰。
连续式酸洗是一种高产优质,发展较快的酸洗方法,它是通过在机组上设置焊机和活套装置,使工艺段在换卷时不停机,保证机组连续运行,但机组长,设备复杂,投资较高。连续式酸洗线主要有两种形式,分别是连续卧式酸洗机组和连续塔式酸洗机组。
半连续式酸洗是相对于单件式和连续式而言的,由于它不需设置焊机(或设置简易焊机如缝合机等)和大容量活套,因此,在换卷时要停机,这种方法适合于产量在20~90万t/a的生产。
轴承钢管指热轧或冷轧(冷拔)的无缝钢管,供制造普通滚动轴承套圈用。钢管的外径为25-180毫米,壁厚为3.5-20毫米,分普通精度和较高精度两种。
生产轴承钢管的轴承专用钢种有以下几种(标有表示“滚”的G):铬轴承钢如GCr6, GCr9(SiMn),GCrl5(SiMn);无铬轴承钢如GSiMnV(Re),GSiMnMoV(Re),GMnMoV(Re);渗碳轴承钢如G20CrMo,G20Cr2Mn2Mo;高碳铬不锈轴承钢如9Cr18(Mo)等。
生产轴承钢管的技术条件比较严格,成品要求化学成分、力学性能、工艺性能、晶粒尺寸、碳化物形状、脱碳层深度等都符合有关标准的规定。小口径钢管按照词类的可以说是外径小的钢管,就可以称为小口径钢管,小口径钢管还可以分为:无缝小口径钢管和直缝(也可以称为焊接)小口径钢管,一般在钢管的外径89以下的,都可以统称为小口径钢管按生产方法不同可分为热轧管 、冷轧管 、冷拔管 、挤压管等, 热轧无缝管一般在自动轧管机组上生产。实心管坯经检查并表面缺陷截成所需长度, 在管坯穿孔端端面上定心 然后送往加热炉加热 在穿孔机上穿孔 在穿孔同时不断旋转和前进, 在轧辊和顶头的作用下, 管坯内部逐渐形成空腔称毛管, 再送至自动轧管机上继续轧制 经均整机均整壁厚, 经定径机定径, 达到规格要求, 利用连续式轧管机组生产热轧小口径钢管是较先进的方法, 若欲获得尺寸更小和质量更好的小口径钢管, 必须采用冷轧 冷拔或者两者联合的方法冷轧通常在二辊式轧机上进行,小口径钢管在变断面圆孔槽和不动的锥形顶头所组成的环形孔型中轧制,山东无缝钢管 冷拔通常在单链式或双链式冷拔机上进行 挤压法即将加热好的管坯放在密闭的挤压圆筒内穿孔棒与挤压杆一起运动, 使挤压件从较小的模孔中挤出, 此法可生产直径较小的钢管。
1. 再结晶及其对组织性能的影响1. 再结晶过程
变形后的金属在较高温度加热时,由于原子扩散能力增大,被拉长(或压扁)、破碎的晶粒通过重新生核、长大变成新的均匀、细小的等轴晶。这个过程称为再结晶。变形金属进行再结晶后,金属的强度和硬度明显降低,而塑性和韧性大大提高,加工硬化现象被,此时内应力全部消失,物理、化学性能基本上恢复到变形以前的水平。再结晶生成的新的晶粒的晶格类型与变形前、变形后的晶格类型均一样。
2. 再结晶温度
变形后的金属发生再结晶的温度是一个温度范围,并非某一恒定温度。一般所说的再结晶温度指的是 再结晶温度(T再), 通常用经大变形量(70%以上)的冷塑性变形的金属,经一小时加热后能完全再结晶的 温度来表示。 再结晶温度与该金属的熔点有如下关系:
T再=(0.35~0.4)T熔点
式中的温度单位为 温度(K)。 再结晶温度与下列因素有关:
(1)预先变形度 金属再结晶前塑性变形的相对变形量称为预先变形度。预先变形度越大, 金属的晶体缺陷就越多, 组织越不稳定, 再结晶温度也就越低。当预先变形度达到一定大小后, 金属的 再结晶温度趋于某一稳定值。
(2)金属的熔点 熔点越高, 再结晶温度也就越高。
(3)杂质和合金元素 由于杂质和合金元素特别是高熔点元素, 阻碍原子扩散和晶界迁移, 可显著提高 再结晶温度。如高纯度铝(99.999%)的 再结晶温度为80 ℃, 而工业纯铝(99.0%)的 再结晶温度提高到了290 ℃。
(4)加热速度和保温时间 再结晶是一个扩散过程, 需要一定时间才能完成。提高加热速度会使再结晶在较高温度下发生, 而保温时间越长, 再结晶温度越低。
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