专利名称：一种用于钢管连轧机上生产中大口径合金钢无缝钢管的管坯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制造无缝钢管的管坯，尤其涉及制造中大口径、中厚壁、合金 钢高端无缝钢管的管坯。
背景技术：
钢材具有良好的综合使用性能，能够在不同工况条件下承受所要求的负载和具有 所需的寿命周期，且工艺性能良好，是国民经济建设不可或缺的重要基础材料。一般来说， 把含碳量0.02% -2%的碳铁合金称为钢，含碳量大于2%的碳铁合金称为铸铁。根据不 同的划分标准，又可以将钢划分成不同的类别。按照钢的化学成分可以分为碳素钢和合金 钢碳素钢中的成分除了铁和碳外，还含有在冶炼中难以除净的少量硅、锰、磷、硫、 氧和氮等。根据含碳量大小，将碳素钢分为低碳钢(含碳小于0.25%)、中碳钢(含碳 0. 25% 0. 6% )和高碳钢(含碳大于0. 6% )。合金钢是特意加入或超过碳素钢限量的合金元素的钢，以便使其具有一般碳素钢 不具备的强度、韧性、耐蚀性、耐磨性、耐热性、红硬性等特殊性能。这些合金元素包括锰、 硅、矾、铬、镍、钛、钒等。合金元素总含量小于5%为低合金钢，5% 10%为中合金钢，大于 10%为高合金钢。总体上讲钢具有较好的加工性能，但是随着合金元素含量的提高，合金钢特别是 高合金钢一般情况下都表现为工艺塑性下降、变形温度区间变窄、脆性增大、变形抗力加 大，从而使得加工难度越来越大。高合金钢产品的高加工难度，不但导致加工时耗材、耗时、 高成本、所用装备吨位高，而且成品质量难以得到保证，因此合金钢高端无缝管材制造技术 一直是限制合金钢无缝钢管发展的难题之一。在现有技术中，对于中大口径(外径为①250mm以上)、中厚壁(径壁比为25以 下)、合金钢高端无缝管材的加工，基本上都需要通过各类成孔工艺获得空心管坯，即将实 心坯料事先加工成空心管坯(一般为实心坯穿成空心管坯，或者是实心锭锻造后再通过冲 孔、扩孔等工艺制成空心管坯)，然后再对所述空心管坯进行压力加工成形，最后经精整等 工序制造出成品，这种方式制成的空心管坯，不但耗时、耗材、成本高，而且需要配备各类大 型设备，工艺和质量均难以控制。作为现代钢管制造业技术进步的重要特征之一是以PQF三辊连轧机组为代表的 钢管连轧技术得到了令世人瞩目的发展，并使之成为一种高产能、高精度、高自动化水平的 具有代表性的轧管机组。这类钢管连轧机组适合生产具有批量性的各类中小直径(外径为 0 250mm以下)、中薄壁(径壁比为25以上)的专用管材，且采用连铸坯生产碳素钢、低合 金钢管材的优越性也十分显著。此时，包括穿孔在内的整个连轧生产过程相当稳定、工艺也 很成熟。但是，面对各类合金钢，尤其是高合金钢的中大口径(外径在①250mm以上)、中厚 壁(径壁比在25以下)的高端管材，该类钢管连轧机组却远未显示出作为一种强变形机组应有的优势。其中一个重要原因就是，现有技术中采用连铸坯经过穿孔制得管坯、再通过钢 管连轧机组来生产合金钢高端管材，在技术上尚存在不少问题有待进一步加以解决，其中 一个重要问题就是尚未找到一种能为上述钢管连轧机直接使用的合适管坯，因为现有技术 通过穿孔获得的管坯存在所谓的“曼内斯曼效应”等诸多表面和内在缺陷，限制了连轧技术 在生产中大口径、中厚壁合金钢无缝钢管上的应用。
发明内容为了解决上述现有技术的问题，本实用新型提供了一种用于钢管连轧机上生产中 大口径合金钢高端无缝钢管的管坯，其特征在于所述管坯包括离心铸造的合金钢空心荒 管(1)，且在所述合金钢空心荒管(1)前端的外表面成型有带锥度的“咬入头”(2)。进一步，所述“咬入头”(2)的长度为200 400毫米。所述“咬入头”(2)的锥度为1 8 1 4。优选地，所述“咬入头”(2)的长度为300毫米、锥度为1 6。本实用新型提供的管坯，荒管为离心铸造所得，无需穿孔等孔的成型工艺，具有较 高的尺寸精度、并完全杜绝了穿孔存在的固有缺陷；还因在前端(导入钢管连轧机的那一 端)外表面成型有带锥度的“咬入头”，利于轧件的一次、二次咬入，能快速实现稳定的轧制 过程，这对加工温度范围较窄的合金钢管的轧制具有特殊重要的意义，提高了整个钢管连 轧机组的变形能力和生产效率。
图1为本实用新型管坯的半剖视图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。图1为本实用新型一种用于钢管连轧机上生产中大口径合金钢高端无缝钢管 的管坯半剖视图，示出了该管坯的结构，所述管坯包括离心铸造而成的0 410x102mm的 lCrl8Ni9奥氏体不锈钢空心荒管1，且在所述合金钢空心荒管1前端外表面300毫米长的 端部，成型有锥度为1 6的“咬入头”2。该管坯经过内外表面的机加工和加热后，可直接 导入钢管连轧机组进行连续轧制，制得尺寸符合要求的①273x28mm的管件，连续轧制是成 功的，且加工出的管件尺寸精度高、质量良好。本实用新型另一种用于钢管连轧机上生产中大口径合金钢无缝钢管的管坯，包括 离心铸造而成的①420x60mm的Cr_Ni铁素体-奥氏体超低碳双相不锈钢空心荒管1，且在 所述Cr-Ni铁素体-奥氏体超低碳双相不锈钢空心荒管1的前端200mm长的外表面，成型 有锥度1 4的“咬入头” 2。该管坯经内外表面机加工处理和加热后，可以直接用于钢管 连轧机上进行压力加工，加工出尺寸为0 400x87的管件，且该管件的尺寸精度和质量均十 分优良，对该管坯的连续轧制是成功的。在上述实施例中，还可在所述Cr-Ni铁素体_奥氏体超低碳双相不锈钢空心荒管 1的前端400mm长的外表面，成型有锥度1 8的“咬入头” 2，该管坯经内外表面机加工处 理和加热后，也可以直接用于钢管连轧机上进行压力加工，且压力加工后管件的尺寸精度 和质量也符合要求。本实用新型首创性地采用前端带有小锥度的离心铸造空心管坯，以取代传统的穿孔方法制得的管坯，特别适合于在钢管连轧机上制造口径在250毫米以上、径壁比在25以 下的中大口径、中厚壁、合金钢高端无缝钢管。如果管材的口径过小，例如100毫米以下，则 很难体现离心铸造坯的优势；壁厚过薄，连轧过程中合金钢管件温降过大，变形抗力剧增， 会影响到轧制过程的稳定性以及轧件的最终质量。本实用新型的管坯还因“咬入头”2的存 在，轧件的一次、二次咬入条件得到明显改善，能快速实现稳定的轧制过程，这对加工温度 范围较窄的高合金钢管的轧制具有特殊重要的意义。 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种用于钢管连轧机上生产中大口径合金钢无缝钢管的管坯，其特征在于所述管坯包括离心铸造的合金钢空心荒管(1)，且在所述合金钢空心荒管(1)前端的外表面成型有带锥度的“咬入头”(2)。
2.根据权利要求1所述的管坯，其特征在于所述“咬入头”⑵的长度为200 400毫米。
3.根据权利要求1或2所述的管还，其特征在于所述“咬入头”(2)的锥度为1 8 1 4。
4.根据权利要求3所述的管坯，其特征在于所述“咬入头”(2)的长度为300毫米、锥 度为1 6。
专利摘要本实用新型提供了一种用于钢管连轧机上生产中大口径合金钢无缝钢管的管坯，其特征在于所述管坯包括离心铸造的合金钢空心荒管(1)，且在所述合金钢空心荒管(1)前端的外表面成型有带锥度的“咬入头”(2)。本实用新型的管坯具有较高尺寸精度、完全杜绝了穿孔的缺陷，且因前端带有“咬入头”，在钢管连轧机上对其进行轧制时，有助于改善轧件的一次、二次咬入条件，可快速建立稳定的轧制过程，这对加工温度范围较窄的合金钢管的轧制具有特殊重要的意义，提高了整个钢管连轧机组的变形能力和生产效率。
文档编号B22D13/02GK201582500SQ20092027814
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者刘怀文, 史军, 杜艳梅, 沈克林, 王雅明, 金菊荪, 马忠良, 马晓梅 申请人:北京首宏钢科技开发有限公司