多边形钢管及其生产工艺的制作方法

本发明涉及钢制管材生产制造工艺技术领域，特别涉及一种多边形钢管。本发明还涉及一种用于生产该多边形钢管的生产工艺。

背景技术：

目前的钢管加工制造业中，由于下游行业对多边形钢管的需求量较小，应用领域较少，因此，各钢管加工企业对于多边形钢管的生产工艺并无特殊改进。

一般而言，现有的多边形钢管生产加工时大多采用板材弯制成型后再将弯制合围后的板材边缘部焊接固定，或将多边形坯料直接冷轧轧制成型，但无论上述任一种生产工艺，其所生产加工出的多边形钢管产品的角部尺寸较大，尤其是冷轧轧制成型工艺生产出的多边形管件的角部倒角半径通常为钢管壁厚的2倍左右，这一角部尺寸规格不仅造成了物料浪费，也会造成多个管件连接后的设备结构体积臃肿；而若利用冷轧轧制成型工艺将其多边形钢管产品进一步拉伸为角部尺寸较小的结构，则会直接造成管件断裂，造成生产工艺废品率的大幅上升和物料浪费。

因此，如何提高多边形钢管的物料利用率，降低其生产成本是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多边形钢管，该多边形钢管的物料利用率较高，且其生产成本较低。本发明的另一目的是提供一种用于上述多边形钢管的多边形钢管生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多边形钢管，包括管体，所述管体的横截面的倒角部的外缘的半径为r，所述管体的壁厚为t，则r＜0.5t。

本发明还提供一种多边形钢管生产工艺，用于生产如上述任一项所述的多边形钢管，包括步骤：

预热，将管坯整体预热至400℃-900℃之间；

预轧，将预热后的管坯送入轧机内轧制为二级坯料；

初次热轧，将二级坯料加热至700℃以上后送入热轧机内，在600℃以上的操作温度下通过轧辊将二级坯料热轧成型为多边形坯料；

二次热轧，将完成后的多边形坯料角部加热至650℃以上后再次送入热轧机内，在600℃以上的操作温度下通过轧辊对多边形坯料的角部实施局部轧制，直至多边形坯料的角部尺寸符合多边形钢管的产品品质需求；

冷却成型，将经过二次热轧处理后的多边形坯料冷却成型为合格的多边形钢管。

优选地，所述步骤冷却成型后还包括步骤：

再加热，对符合合格产品规格的多边形钢管再次实施整体加热，以使其内部晶粒分布更加均匀，内应力得以相应均匀优化。

优选地，所述初始坯料为圆形无缝管坯或焊接钢管。

相对上述背景技术，本发明所提供的多边形钢管，其管体角部外缘的半径尺寸较小，使得管体角部形成一定尖角结构，并且使得钢管角部内缘是增厚的，从而在保证管件相互连接的可靠性的基础上，有效提高多边形钢管的物料利用率，降低其生产成本。

在本发明所提供的用于生产上述多边形钢管的生产工艺中，通过依次进行的预热、预轧、初次热轧、二次热轧以及冷却成型等操作步骤，在将多边形钢管利用初次热轧加工为基本产品形状后，再利用二次热轧对多边形钢管的角部进行局部重点辊压加工成型，以使多边形钢管的角部外缘的半径得以显著缩小，从而使得最终成型的多边形钢管产品的角部形成一定尖角结构，并且使得钢管角部内缘是增厚的，进而在保证多边形管件产品的结构可靠性的基础上，有效提高多边形钢管的物料利用率，降低其生产成本，并避免了现有技术中因直接冷轧拉伸成型导致的多边形钢管结构断裂现象，大大降低了多边形钢管生产过程中的废品率，提高了产品合格率和加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的多边形钢管的结构示意图；

图2为本发明一种具体实施方式所提供的多边形钢管生产工艺的流程图；

图3为本发明另一种具体实施方式所提供的多边形钢管生产工艺的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种多边形钢管，该多边形钢管的物料利用率较高，且其生产成本较低；同时，提供一种用于上述多边形钢管的多边形钢管生产工艺。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的多边形钢管的结构示意图。

在具体实施方式中，本发明所提供的多边形钢管，包括管体11，管体11的横截面的倒角部的外缘的半径为r，管体11的壁厚为t，则r＜0.5t。

该管体11角部外缘的半径尺寸较小，使得管体11角部形成一定尖角结构，并且使得钢管角部内缘是增厚的，从而在保证管件相互连接的可靠性的基础上，有效提高多边形钢管的物料利用率，降低其生产成本。

一般而言，上述钢管角部内缘相对于现有钢管角部内缘结构增厚量为1％～50％，具体而言，该内缘结构的增厚处是在加工过程中在钢管角部内缘处形成增厚层，该增厚层的厚度一般为钢管角部内缘结构原厚度的1％～50％，具有该增厚层结构的钢管的角部结构刚性显著提高，能够进一步使产品整体性能得以相应优化。当然，上述钢管角部内缘结构的具体增厚量，即增厚层的具体厚度尺寸可以根据实际工况需要灵活调整，原则上，只要是能够满足所述多边形钢管的生产加工需求均可。

进一步地，管体11的横截面的倒角部的外缘的半径r＜9mm。需要特别说明的是，在大多数工况下加工成型的管体11结构中，r≤6mm。

当然，上述管体11的横截面的倒角部的外缘的半径r的尺寸并不局限于上文所述，实际应用中因工况条件不同可能会对生产工艺造成的影响不同，在满足相应多边形钢管生产工艺实施要求的前提下该r的尺寸可以更小。

请参考图2，图2为本发明一种具体实施方式所提供的多边形钢管生产工艺的流程图。

在具体实施方式中，本发明一种具体实施方式中所提供的多边形钢管生产工艺，用于生产如上文所述的多边形钢管，包括：

步骤101，预热：

将初始坯料预热，以400℃～900℃恒温预热以去除初始坯料的内应力。

具体地，上述初始坯料为圆形无缝管坯或焊接钢管。该种无缝管坯或焊接钢管能够充分保证加工成型后的多边形钢管的结构强度及其可靠性，且其加工过程中无需再实施焊接等辅助成型工艺，有效简化了后续工艺流程，提高了所述多边形钢管生产工艺的操作效率。

当然，实际应用中，考虑到采购难度及工况环境的不同，上述初始坯料还可以选择其他形状或结构类型的坯料，但应尽量保证选择无缝坯料，以保证最终产品的结构强度，原则上，该初始坯料的类型只要是能够满足所述多边形钢管生产工艺的操作需求均可。

步骤102，预轧：

将预热后的管坯送入轧机内轧制为二级坯料。

步骤103，初次热轧：

将二级坯料加热至700℃以上后送入热轧机内，在600℃以上的操作温度下通过轧辊将二级坯料热轧成型为多边形坯料。

步骤104，二次热轧：

实际工艺流程中，由于初次热轧后的二次坯料在工序间隙会因与空气接触或其他原因而发生温度下降，因此，为保证后续工艺顺利实施，将完成后的多边形坯料角部加热至650℃以上后再次送入热轧机内，在600℃以上的操作温度下通过轧辊对多边形坯料的角部实施局部轧制，直至多边形坯料的角部尺寸符合多边形钢管的产品品质需求。

步骤105，冷却成型：

将经过二次热轧处理后的多边形坯料冷却成型为合格的多边形钢管。

更具体地，为便于理解本方案，则以一款四边形钢管产品作为工艺生产目标举例，在此工况下，对应上述各步骤中，初始坯料的外径为219mm，壁厚为25mm；二级坯料的长度及其宽度均为180mm，壁厚为25mm，倒角部的外缘半径不小于50mm；多边形坯料的长度及其宽度均为165mm，壁厚为25mm，倒角部的外缘半径不小于15mm；多边形钢管的长度和宽度均为150mm，倒角部的外缘半径不大于9mm。当然，上述各尺寸数值仅为举例说明，实际操作中各尺寸参数并不局限于此，工作人员可以根据实际产品需求及工况条件灵活调整相应的尺寸参数，原则上，只要是能够满足所述多边形钢管生产工艺的操作需求并保证最终多边形钢管的产品合格率均可。

请参考图3，图3为本发明另一种具体实施方式所提供的多边形钢管生产工艺的流程图。

在具体实施方式中，本发明另一种具体实施方式中所提供的多边形钢管生产工艺，用于连续生产如上文所述的多边形钢管，包括：

步骤201，预热：

将初始坯料在线预热，以400℃～900℃恒温预热以去除初始坯料的内应力。

具体地，上述初始坯料为圆形无缝管坯或焊接钢管。该种无缝管坯或焊接钢管能够充分保证加工成型后的多边形钢管的结构强度及其可靠性，且其加工过程中无需再实施焊接等辅助成型工艺，有效简化了后续工艺流程，提高了所述多边形钢管生产工艺的操作效率。

当然，实际应用中，考虑到采购难度及工况环境的不同，上述初始坯料还可以选择其他形状或结构类型的坯料，但应尽量保证选择无缝坯料，以保证最终产品的结构强度，原则上，该初始坯料的类型只要是能够满足所述多边形钢管生产工艺的操作需求均可。

步骤202，预轧：

将完成预热处理后的初始坯料送入预轧机内实施预轧轧制为二级坯料。

步骤203，初次热轧：

将二级坯料加热至700℃以上后送入热轧机内，在600℃以上的操作温度下通过轧辊将二级坯料热轧成型为多边形坯料。

步骤204，二次热轧：

实际工艺流程中，由于初次热轧后的二次坯料在工序间隙会因与空气接触或其他原因而发生温度下降，因此，为保证后续工艺顺利实施，将完成后的多边形坯料角部加热至650℃以上后再次送入热轧机内，在600℃以上的操作温度下通过轧辊对多边形坯料的角部实施局部轧制，直至多边形坯料的角部尺寸符合多边形钢管的产品品质需求。

步骤205，冷却成型：

将经过二次热轧处理后的多边形坯料冷却成型为合格的多边形钢管。

步骤206，再加热：

对符合合格产品规格的多边形钢管再次实施整体加热，以使其内部晶粒分布更加均匀，内应力得以相应均匀优化。

更具体地，为便于理解本方案，则以一款四边形钢管产品作为工艺生产目标举例，在此工况下，对应上述各步骤中，初始坯料的外径为219mm，壁厚为25mm；二级坯料的长度及其宽度均为180mm，壁厚为25mm，倒角部的外缘半径不小于50mm；多边形坯料的长度及其宽度均为165mm，壁厚为25mm，倒角部的外缘半径不小于15mm；多边形钢管的长度和宽度均为150mm，倒角部的外缘半径不大于9mm。当然，上述各尺寸数值仅为举例说明，实际操作中各尺寸参数并不局限于此，工作人员可以根据实际产品需求及工况条件灵活调整相应的尺寸参数，原则上，只要是能够满足所述多边形钢管生产工艺的操作需求并保证最终多边形钢管的产品合格率均可。

综上可知，本发明中提供的多边形钢管，其管体角部外缘的半径尺寸较小，使得管体角部形成一定尖角结构，并且钢管角部内缘是增厚的，从而在保证管件相互连接的可靠性的基础上，有效提高多边形钢管的物料利用率，降低其生产成本。

此外，本发明提供的用于生产上述多边形钢管的多边形钢管生产工艺，其生产效率和物料利用率较高，生产成本和废品率较低。

以上对本发明所提供的多边形钢管以及用于该多边形钢管的多边形钢管生产工艺进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。