一种防止大口径无缝钢管热处理变椭的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大口径无缝钢管加工技术，具体涉及一种防止大口径无缝钢管热处理变椭的方法。
【背景技术】
[0002]一般无缝钢管在高温下进行热处理时，无缝钢管均是处于水平状态。在此状态下，无缝钢管受到重力作用，会产生向下的作用力，此时，需要无缝钢管自身的强度提供支撑，以保持无缝钢管外形。但是在热处理时，加热温度往往高于800°C，此时无缝钢管自身的强度急剧下降，于是无缝钢管的强度无法承受其自身重量，而发生整体的变椭，尤其管端塌陷严重时，会发生鹅头弯的情况。此现象在外径与壁厚比大于20的无缝钢管上尤为突出。
[0003]通常管体变椭均可以通过辊式矫直机规圆，但无缝钢管的头尾两端有100mm左右是无法利用辊式矫直机规圆的。因此，其管端只能通过切除的方式，以保证无缝钢管的几何尺寸满足标准和用户要求。
[0004]然而此做法将极大影响产品的成材率，导致生产成本提高。并且对于部分大口径无缝钢管而言，由于没有与之匹配的矫直机而无法进行矫直，这将导致这些大口径无缝钢管无法生产出其最终的成品。
【发明内容】
[0005][要解决的技术问题]
[0006]本发明的目的是解决现有技术大口径无缝钢管热处理时容易变椭，且生产成本高的问题，提供了一种防止大口径无缝钢管热处理变椭的方法。
[0007][技术方案]
[0008]为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案:
[0009]本发明在大口径无缝钢管一端焊接四个夹持件，然后在夹持件上焊接挂板，利用挂板将大口径无缝钢管垂直悬空在井式加热炉内，进行热处理。此方式可有效避免大口径无缝钢管整体变椭。
[0010]一种防止大口径无缝钢管热处理变椭的方法，该方法包括以下步骤:
[0011]首先，将大口径无缝钢管一端焊接夹持件，所述夹持件有四个，其间隔均匀的分布在无缝钢管的一端；所述夹持件上焊接一挂板，所述挂板上设置四个挂钩，所述四个挂钩分别位于四个夹持件正上方；
[0012]然后，利用挂板上的挂钩连接牵引设备，将大口径无缝钢管垂直悬空放入井式加热炉内；
[0013]最后，关闭井式加热炉，调整温度，对大口径无缝钢管进行热处理。
[0014]根据本发明的一个优选实施方式，所述大口径无缝钢管的外径与壁厚比不小于20。
[0015]根据本发明的另一个优选实施方式，所述大口径无缝钢管的制备方法如下:
[0016]A，周期轧管机组轧管
[0017]首先取Φ500πιπι以上的电渣钢锭进行钢锭镗孔，然后再穿孔轧制，接着退火处理后矫直，得到初品无缝钢管；
[0018]B，推制扩管
[0019]将步骤A得到的初品无缝钢管的管端进行平头处理、内表面喷砂除氧化皮和表面缺陷处理，然后将处理后的初品无缝钢管进行第一次推制扩管；
[0020]接着，对第一次推制扩管后的初品无缝钢管进行退火处理以降低钢管强度，再进行第二次推制扩管，得到所述的大口径无缝钢管；
[0021]所述第二次推制扩管相较于第一次推制扩管，其推制速度降低、推制力增加。
[0022]根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤A中，所述的退火方式为完全退火。
[0023]根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤A中，所述矫直是指修磨电渣钢锭缺陷，其包括利用切除和修磨方式清除管端缺陷。
[0024]根据本发明的另一个优选实施方式，在步骤B中，所述第一次推制扩管的推制温度为740?760°C、推制速度为40mm/min、推制力度为12MPa ;所述第二次推制扩管的推制温度为750°C、推制速度为20mm/min、推制力度为15MPa。
[0025]根据本发明的另一个优选实施方式，所述夹持件由高强耐热钢制备而成。
[0026]根据本发明的另一个优选实施方式，所述挂板形状为正方形、圆形或菱形。
[0027]根据本发明的另一个优选实施方式，所述热处理方式如下:
[0028]调整井式加热炉的温度，使温度升高至850°C以上后，保温20?30min ;接着，利用井式加热炉的控温系统使大口径无缝钢管(4)按20?40°C阶梯式降温，每降低一个温度需保温20?95min ;当温度降至550°C时，关闭控温系统，使大口径无缝钢管(4)在加热炉内空冷25?35min。
[0029]根据本发明的另一个优选实施方式，所述大口径无缝钢管热处理前后大口径无缝钢管的外径与内径相差不大于1_。
[0030]下面将详细地说明本发明。
[0031]一种防止大口径无缝钢管热处理变椭的方法，该方法包括以下步骤:
[0032]首先，将大口径无缝钢管一端焊接夹持件，所述夹持件有四个，其间隔均匀的分布在无缝钢管的一端；所述夹持件上焊接一挂板，所述挂板上设置四个挂钩，所述四个挂钩分别位于四个夹持件正上方；
[0033]然后，利用挂板上的挂钩连接牵引设备，将大口径无缝钢管垂直悬空放入井式加热炉内；
[0034]最后，关闭井式加热炉，调整温度，对大口径无缝钢管进行热处理。
[0035]井式加热炉是具有垂直炉膛并用于长杆形工件热处理的工业炉，炉膛截面一般为圆形，直径为0.5?4.5m,炉膛最深可达30m左右。长杆形工件,如炮筒、汽轮机主轴、发电机转子、船舶主轴等杆类重型工件，在井式加热炉内是垂直放置进行热处理的，可避免发生弯曲变形。大口径无缝钢管在井式加热炉中进行热处理，可避免钢管自身重量导致的管体变椭的情况。但是正常工装在井式加热炉内使用的靠头端夹具加持工装，将导致无缝钢管管端约500mm变椭。
[0036]本发明使用四个间距相同、并且夹持大口径无缝钢管管壁的夹持件，代替了常规的夹具加持工装，防止无缝钢管的管端变椭。
[0037]本发明在对无缝钢管一端进行夹持件的焊接时，需根据无缝钢管自身的贴点，选择合适的焊接位置，设计合适的夹持件，保证夹持件与无缝钢管的紧密焊接。
[0038]根据本发明的一个优选实施方式，所述大口径无缝钢管的外径与壁厚比不小于20。
[0039]一般来说，外径与壁厚比即D/S不小于20的无缝钢管为薄壁管，该无缝钢管相较于厚壁管来说，更易变形、变椭。
[0040]根据本发明的另一个优选实施方式，所述大口径无缝钢管的制备方法如下:
[0041]A，周期轧管机组轧管
[0042]首先取Φ500πιπι以上的电渣钢锭进行钢锭镗孔，然后再穿孔轧制，接着退火处理后矫直，得到初品无缝钢管；
[0043]电渣钢锭是指利用电流通过液态渣池渣阻热，将金属电极熔化，熔化的金属汇集成溶滴，滴落时穿过渣层进入金属熔池，然后与水冷结晶器中结晶凝固成的超高强度钢钢锭。该电渣钢锭纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀。电渣钢锭的铸态机械性能可达到或超过同钢种锻件的指标。
[0044]超高强度合金钢的变形抗力较大，钢锭镗孔时易出现内折、圈裂等缺陷。为了保证钢管内表面质量，同时也减小轧机负荷，本发明采用了钢锭镗孔(Φ120πιπι)后再穿孔轧制的工艺，解决了圈裂、内折问题。
[0045]由于超高强度合金钢的钢种特性，穿孔轧制后其强度高、硬度大，因此不能直接矫直，否则钢管头尾易矫裂；同时钢管在管端常有内外折缺陷，此类缺陷在矫直时易成为裂纹起源。因此需要在矫直进行钢管完全退火，在退火后，还需要通过切除、修磨等方式清除管端缺陷。
[0046]本发明还可以重