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无缝钢管管坯加热

发布者: 发布时间:2016/9/6 17:06:23 阅读:次 【字体:

   曾坯加热的目的在于为穿孔和轧管邮良好的加工组织和改善绷性姥。一方面加热可使管坯损高塑性、降低变形抗力及减少能量消耗,另一方面在加热过程中可改善钥的组织性能(如获得单相的固镕体组织、溶解碳化物、韧生带状组织的非金属相曲扩散等)。但加热过程中也会带来缺陷,如金属表面较真化而形成氧化铁皮.增加了金属消耗;金属表面层脱碳或镑碳,使金属表面质量降低。由于表面层脱碳特会降低轴承钢管的性能(如表面硬度、疲劳强度、耐磨性能),不锈钢在加热过程中会产生增碳现象,降低不锈钢的抗蚀性能。

  对于轧钢工作者来说.重要的是攀抱在加热过程中金屑内部发生的各种变化。这首先决定于加热制度。加热制度(指加热温度、加热速度和时间等)在很大程度上决定苔成品管的质量——内外表面质量,机械性能和工艺性能等。

  管坯加热一般分低温加热阶段和高温加热阶段。低温加热阶段往往是一些特殊合金钢的关键时期.因为这时钢的导热性差,塑性低,因此.选择加热速度时必须敌意。在高温加热时期主要问题是如何保证沿管坯横断面和长度上加热均匀,改善组织结构,减少脱碳、氧化以及防止过热、过烧。

  一、加热速度和时间

  实际生产中常用的加热曲线有3种.如团1—1历

  示.

  (I)曲线2是从袋护到出炉温度始终不变的最大加热速度进行加热,称快速加热。对于小直径低碳钢和低台金钢管坯都可以采用这种加热方式。快速加热提高了炉子生产率,减少了金属氧化、脱碳和燃料消耗。由于减少氯化、管坯表面酌蔼层氧化铁皮比较牢固,这种氧化铁皮可以增加穿孔时金属和轧辊之间的摩摄系数,改善了穿孔速度条件(滑动减小)使得钢管内外表面质量提高。

  对于快速加热,应有适当的保温段,以保证管坯加热均匀.

  (2)曲线3是采取低温带和高温带不同的加热速度进行加热。这种加热方法一般都用于低导热性的合金钢及高碳钢等,很明显,低温段采取惧遭加热是为了防止产生加热缺陷。

图1-1管坯加热制度

  图1-1管坯加热制度

  (3)曲线4是考虑到金属在组织转变中进行均热的加热制度。这种加热方法用得很少。

  加热速度决定着加热时间,高温段加热时间较重要。一方圆较长的加热时间可使温度沿管坯横断面和长度上分布更均匀。也有利于溶解碳化物等。但另一方面,加热时间愈长,沮废席高测品粒长大众严重,使钢塑性降低.恶化穿孔性能。从而应该全面地分析加热各种钢种的主要矛盾,合理的选取高温段的加热速度。

  管坯加热时间可按下面经验式计算:

  j=XftD2

  式中‘——管坯加热时间,mb5

  D.——管坯宣径(方坯为边长).cm;

  xj——管坯单位加热时间,min人团。

  xf的值与钢种、管坯断面大小、炉子因式、供热能力和操作制度有关,管坯单位加热时间可参阅下表数据。

表1 管还单位加热时间(轧坯)min/c加直径

  表1 管还单位加热时间(轧坯)min/c加直径

  二、加热量厦的璃定

  口警温度升高,钢的塑性提高,变形抗力降低,一方面可降低电能和工具消耗,轧制力减小及设备圈损小。另一方面加热温度还受到其它一些因素的影响。确定合理的加热温度应考虑以下诸因素:

  (1)温度过高产生过热和过烧,S金属过熟时晶粒长得很大,从而降低了金属塑性,过烷时使晶界溶化,金屑变脆。

  (2)考虑在自动轧管机上的终轧温度。因为终轧温度对产品性能影响很大.如轧创厚壁轴承钢管时,终轧温度愈高,管子冷却愈攫.则网状碳化物析出的可能性就愈大。一般当缨轧温度约900℃并迅速冷却时.在成品管上不形成网状碳化物*

  (3)温度过高,钢的表层脱碳严重。

  (4)考虑金属的烧报和钢管的表面质量。温度愈高,氯化铁皮愈厚,过厚的氧化铁皮不但增加了金屑消豁,也会给穿孔带来困难,氯化铁皮轧入金属中,将降低钢管表面质量.

  (5)考虑金属在加热过程中的组织变化。钢在单相状态下具有最大的塑性,因为固镕体组织有良好的塑性(即穿孔性能)。由不同相所组成的组织,6于各相的性能不同,(如表1—3所示),因此.变形是不均匀的。

  带有弥散相的多相组织的钢.也具有足够的塑性.这种组织中析出相质点很小,从而析出相可以自由地在高塑性肋固溶体中移动,这样变形也较均匀*

  当在众多相组织中带有不均匀分布的粗大桥出相时,钢的塑性就会显著下降。

  对于铁家体钢,由于这种钢不存在相变,从而随温度升高而品粒不断长大,当加热温度过高时,台得到极大的品粒组织,显著降低了钢的机械性能。一般铁索体类钢的加热温度比奥氏体类钢要低得多。

  (6)考虑穿孔过程中的升温槽况。由于热效应的结果穿孔时温度有所升高,对于某些高合金钢显得持别重要。因为这类钢的过热敏感性.而温升的大小又决定于穿孔速度和变形量。

  (7)考虑轧制成品的规格,轧制厚望管因为温降小一般加热温度可稍低。

  (8)管坯加热温度和穿孔顶头材质有关,用馅基顶头穿孔.加热温度要低806c一900c。

  对于碳家钢的加热温度范围应在y铁的固涪体区域中.由于奥氏体区比较宽,开轧温度较终轧温度可较低。过共析钢加热温度则低些,这是因为奥氏体区较窄,R时过共析钢完全在单相状态下轧制是不可能的,这是因为只在奥氏体区中加工时加工温度范围太窄,生产上达不到,再者是不可能很细地破碎渗碳体网。同时选择过共析钢的加工温度,还必须考虑到这些钢在低温时塑性降低,变形抗力猛增的特性,从而终轮温度也不能太低。

  对于某些合金钢和高合金钢的穿孔温度,一般不用相固来确定,这时因为由相团确定的穿孔温度并不朗保证良好的穿孔性能。可在实验室用热扭转法或在小穿孔钒上实际穿孔的方法确定合金钢员合适的穿孔温度。用这种方法确定出的数据很可靠。据很可靠。

  三、加熟设备的比较

  管坯加热炉,用得最为广泛的是斜底式炉和环形炉。

  斜底式炉与普通的连续式加热妒相似,该种炉子结构简单、投资少.但沪墙上开有很多炉门,炉内温度不均,管坯加热温度也不均;铲子密封性差.金属烧损大,最高烧损率达3.5%;翻钢不易实现机械化,劳动强度差。

  环形护中管坯随炉底一起转动,不用翻锡,实现了加热操作机极化,密封性好,吸入空气少,再者,管坯相对于炉底静止不动,表面的氧化铁皮不易脱落,城少了金属氢化,因而减少了金属烷损,环形炉的金属烧损为1%左右,而斜底炉的金屑烧损为3%左右;密封性好,易于控制妒内压力和气视,因此,加热湿度均匀,管坯之间有一定间欧.三面加热,加热时间短。

  由于环形炉具有以上优点,近十年来环形沪得到了大力发展,其缺点是投资大,单位燃耗高。

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