生产钢管所用的坯料,叫做管坯。合格的管坯是异型管生产的先决条件。由于斜轧穿孔的变形特点,对管坯质量提出了严格的技术要求。管坯技术按相关标准执行,包括化学成分、断面形状、几何尺寸、内部组织、机械性能等因素。根据穿孔方式、轧管方法及制管材质的不同,异型管一般采用以下四种坯料:
(一)轧坯
一般为圆坯,生产中也经常使用。
(二)锻坯
用于穿孔性能较差的合金钢与高合金异型管的生产。
(三)连铸圆坯
连铸圆坯具有成本低、能耗少、组织性能稳定等特点,是管坯发展的主流,也是管材实现连轧的首要条件。
(四)铸坯
主要有方锭坯,用于P.P.M轧制方式或压力穿孔等异型管加工方式。
控制焊接变形此矩形管由于其外形属于细长杆类,因此焊接变形较难控制。焊接的主要变形有挠曲(正弯)、侧弯、角变形及扭曲变形等。对于此矩形管而言,主要的变形是横向收缩,使矩形断面尺寸受到影响,每边需缩进预留间隙90%左右;焊缝横向收缩后,竖板两端向内弯曲,使构件形成腰鼓状;由于焊缝断面大,输入热量多,必然引起较大的纵向收缩,使构件在长度方向形成挠曲变形;对因不合理焊接造成的扭曲变形,矫正十分困难,有时不得不割开重焊或整件报废。 从焊接变形理论可知,影响焊接变形大小的主要因素是:焊缝尺寸越大,熔敷金属越多,变形越大;焊缝尺寸相等时,焊缝热输入越大,造成的变形也越大;焊接大长焊缝时,分段比直通焊变形要小。
异型管的常用材质
异型管一般常用的材质有:20#、45#、16Mn(Q345A、B、C、D、E)27siMn、20cr、40cr等材质
在异型钢管的生产中,有的是以国标异型钢管或者圆钢作为管坯生产的,因为销量小,往往价格要**普通异型钢管,但是异型管也有弊端,因为没有固定的标准要求,有的生产商使用二级异型管废异型钢管或者次品作为管坯,那样价格就便宜多了。
所以异型管往往价格不稳定,产品质量也参差不齐。
异型管可分为等壁厚异型无缝钢管(代号为D)、不等壁厚异型无缝钢管(代号为BD)、变直径异型无缝钢管(代号为BJ)。
异型无缝钢管广泛用于各种结构件、工具和机械零部件。和圆管相比,异型管一般都有较大的惯性矩和截面模数,有较大的抗弯抗扭能力,可以大大减轻结构重量,节约钢材。
结晶器液面波动过大会造成异型管夹杂物含量**标、纵裂等质量缺陷,严重的还会引起漏钢事故。要控制结晶器液面波动可以考虑采取以下措施:
(一)控制流场
控制注入结晶器内钢水的流量,使结晶器内钢水量保持稳定。降低钢水的过热度,以减小钢水与结晶器铜板的温差,并降低铸坯壳层的热应力和收缩应力,增加凝固速率,缓解液面波动,中间包加热技术可有效降低和稳定异型管钢水的过热度。对浸入式水口的形状、插入深度、位置等进行优化后,改善了结晶器流场。
(二)控制冷却
保证冷却管道的畅通及二冷喷嘴位置合适,在此基础上,根据钢种的不同制定相应的冷却制度。为使铸坯坯壳生长均匀,可适当减少结晶器冷却区的冷却水量。为减轻铸坯鼓肚倾向,可增大二冷区上部区域的冷却强度,缓解液面波动。
(三)设备维护
在日常维护与定期检修中,排查设备隐患,消除设备故障,有助于减少异型管结晶器内钢水液面出现的波动现象。
(四)控制杂物
通过调整合理的精炼渣组分、充分的精炼时间、合理的吹氩制度使夹杂充分上浮等手段来减少异型管氧化物夹杂,提高钢的洁净度。钙合金、稀土合金是常用的夹杂物变形剂,向钢水中喂钙线是工业常用的氧化铝变性处理方法。
(五)液面检测
国内外一些企业通过自动控制手段来对结晶器液面进行精确控制,保证结晶器内钢液面的相对稳定。目前广泛采用是放射性同位素法,涡流法和激光法。
(六)**保护渣
使用**保护渣,为了增加坯壳的均匀性,一般采用结晶器弱冷方式,仅仅调整水量只能改变结晶器回水温度,并不能改善传热,应该采用高碱度、高结晶率的保护渣。
(七)拉速控制
应根据生产的异型管钢种,选择合适的较佳拉速,并且在生产过程中尽量保持恒定拉速。结晶器电磁制动技术可有效地抑制拉速变化带来的液位不稳。
「1】异形钢管,矩管,方管尖角的概念:异形钢管,矩管,方管传统的焊接不锈钢方矩形管,通常用一架土耳其头辊配几道方矩形轧辊来生产。生产主要靠平辊轧制整型,由于平辊是两辊式结构形式,存在方矩形管四个角的辊缝不等和角部受力状态不一致的问题,造成方矩形管四个角不尖不等,R=1.2t,矩形管尺为外圆角半径,f为壁厚。虽然符合有关企业标准,但不能满足用户对产品的高质量的要求。新型设计采用了土耳其头四辊轧制整型,由于土耳其头上装的四辊结构相同,四个角的辊缝相等,角部受力状态一致,当轧制力足够大时,角部产生塑性变形使金属填充角部,管的外表面形成了平面与弧面之间的交线--即尖角,
「2】尖角异形钢管,矩管,方管变形机理在土耳其头四辊中心线处管坯横截面,矩形管的尖角形成机理与普通方矩形管靠弯曲成角是不同的,它靠的是轧辊的轧制力,通过弧形拱产生挤压力F,如图2所示,使钢带角部产生塑性变形从而使异形钢管,矩管,方管填充角部而成。弧形拱对角填充的压力土耳其头四辊在一定的弧面作用于钢带的同一横截面,满足式(1)的条件,即可通过轧辊压力使角部金属产生塑性变形,形成尖角。
椭圆异型管,一般是在圆形管的基础上挤压成鸭蛋形状,椭圆异型管分为正椭圆和平椭圆,正椭圆是指弧度对称的鸭蛋形,平椭圆是指两个长面平行直线状,两个短面成圆弧状。
主要广泛用于石油、化工、医疗、食品、轻工、机械仪表等工业输送管道以及机械结构部件等。另外,在折弯、抗扭强度相同时,重量较轻,所以也广泛用于制造机械零件和工程结构。