热轧CPE机组制备高铬合金超级13Cr无缝钢管的工艺

摘要

本发明公开了一种热轧CPE机组制备高铬合金超级13Cr无缝钢管的工艺，该工艺的步骤如下：a）提供一管坯；b）对管坯进行酸洗和修磨处理后再断料，形成多个分管坯；c）对分管坯进行冷定心工艺处理；d）将冷定心后的分管坯预热，并保温一定时间；e）再将预热后的分管坯加热，并保温一定时间；然后再均热处理，并保温一定时间；其中，加热环境温度控制在800℃~900℃；均热环境温度控制在1200℃~1010℃；f）采用穿孔机对经过步骤e）处理后的分管坯进行穿孔处理，形成毛管，并控制穿孔后的毛管温度为1230℃~1240℃，然后将毛管缩口处理。该工艺控制了工艺过程中的温度，使在制备过程中钢管变形抗力小、形变速度快、内表面不易形成缺陷，从而保证了钢管的产品质量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种热轧CPE机组制备高铬合金超级13Cr无缝钢管的工艺，属于金属 轧制技术领域。

背景技术

目前，现高铬合金超级13Cr不锈钢油管的热轧机组成型工艺中，对于热轧CPE机 组轧制成型工艺一直是空白。并且对于该钢种在其他类型热轧机组成型过程中存在变形 抗力大、形变速度慢，轧制过程中对温度控制精度要求高，易形成内表面缺陷等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种热轧CPE机组制备 高铬合金超级13Cr无缝钢管的工艺，该工艺控制了工艺过程中的温度，使在制备过程 中钢管变形抗力小、形变速度快、内表面不易形成缺陷，从而保证了钢管的产品质量。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种热轧CPE机组制备高铬合金 超级13Cr无缝钢管的工艺，该工艺的步骤如下：

a）提供一管坯；

b）对管坯进行酸洗和修磨处理后再断料，形成多个分管坯；

c）对分管坯进行冷定心工艺处理；

d）将冷定心后的分管坯预热，并保温一定时间；

e）再将预热后的分管坯加热，并保温一定时间；然后再均热处理，并保温一定时 间；其中，加热环境温度控制在800℃～900℃；均热环境温度控制在1200℃～1010℃；

f）采用穿孔机对经过步骤e）处理后的分管坯进行穿孔处理，形成毛管，并控制穿 孔后的毛管温度为1230℃～1240℃，然后将毛管缩口处理；

g）再进入顶管机组前保持毛管温度不低于1150℃，采用顶管机组将穿孔后的毛管 穿在其芯棒上，通过顶管机组上连续布置并且孔型直径逐渐减少的辊模对毛管进行连续 延伸轧制，形成荒管；

h）采用脱管机对荒管进行松芯棒和脱芯棒处理后，再进行热锯锯切；

i）再将经过步骤h）处理后的荒管进行再加热处理；其中，再加热处理的环境温度 为980℃～1000℃；

j）采用张力减径机组通过其上连续布置并且减径孔型逐渐减少的减径辊模对再加热 处理后的荒管进行轧制，达到所需尺寸外径的热成品钢管；

k）将热成品钢管在冷床上冷却处理，并精整后形成所需的成品钢管。

进一步，所述的步骤k）中，精整步骤依次包括产品表面检查、探伤检查和打包入 库。

进一步，所述的步骤b）中，采用硫酸加热酸洗，浸泡时间半小时，修磨的修磨宽 深比＜6。

进一步，所述的步骤d）中，采用预热炉预热，预热炉的炉温加热到800℃，保温 30min后开始将冷定心后的分管坯进料，并且分管坯的温度达到400℃；

进一步，所述的步骤e）中，采用环形炉加热和均热，并且加热后的保温时间为30min； 均热处理后的保温时间为45min。

进一步，所述的步骤f）中，穿孔机的穿孔辊前进角为8度；穿孔穿轧速度：通过 其上的调速电机将电机输出转速从369→180rpm；穿孔采用钼基顶头，钼基顶头需要预 热和保温，采用火焰风枪现场加热至700℃～800℃，加热时间不少于5分钟，并且钼基 顶头上撒玻璃粉。

进一步，所述的步骤g）中，芯棒温度控制在550℃～600℃。

采用了上述技术方案后，13Cr钢由于Cr含量较高，提高了Ac3相变点，又因大量 合金碳化物的存在使组织中的碳和铬元素分布不均匀，其在加热过程中扩散速度缓慢， 钢的导热性差，特别是在较低温时，为防止加热过程中产生裂纹，需要严格控制其加热 温度、加热速度，本发明采用先低温预热再中温加热再高温均热，并控制其在穿孔后的 毛管温度以及进入顶管机组之前的毛管温度，最后还进行再加热处理，本发明控制了工 艺过程中的温度，使在制备过程中钢管变形抗力小、形变速度快、内表面不易形成缺陷， 从而保证了高铬合金超级13Cr无缝钢管的产品质量。

附图说明

图1为本发明的热轧CPE机组制备高铬合金超级13Cr无缝钢管的工艺的温度曲线 图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本 发明作进一步详细的说明。

本实施例的钢管成品规格：φ88.9×6.45×10000-11500mm；

管坯规格：φ125×1630mm；

管坯材质：13Cr；

制造工序的大体步骤为：光亮管坯→酸洗磨修→管坯断料→冷定心→分管坯预热→ 环形炉加热→分管坯穿孔→毛管缩口→顶管→松棒→脱棒→热锯→再加热→张力减径 →冷床冷却→表检→探伤→打包入库。

一种热轧CPE机组制备高铬合金超级13Cr无缝钢管的工艺，该工艺的步骤如下：

a）提供一管坯；

b）对管坯进行酸洗和修磨处理后再断料，形成多个分管坯；其中，采用硫酸加热 酸洗，浸泡时间半小时，修磨的修磨宽深比＜6，断料采用型号3050锯条，顺序进行锯 切断料。

c）对分管坯进行冷定心工艺处理；该步骤为了减少穿孔前的温降，减少穿孔偏心 度，定心孔尺寸设计为R=10mm，h=20mm的圆柱，热轧过程中则不进行热定心；

d）将冷定心后的分管坯预热，并保温一定时间；该步骤采用预热炉预热，预热炉 的炉温加热到800℃，保温30min后开始将冷定心后的分管坯进料，并且分管坯在预热 炉内温度达到400℃；

e）再将预热后的分管坯加热，并保温一定时间；然后再均热处理，并保温一定时 间；其中，加热环境温度控制在800℃～900℃；均热环境温度控制在1200℃～1010℃； 可以采用环形炉加热和均热，并且加热后的保温时间为30min；均热处理后的保温时间 为45min。

f）采用穿孔机对经过步骤e）处理后的分管坯进行穿孔处理，形成毛管，并控制穿 孔后的毛管温度为1230℃～1240℃，然后将毛管缩口处理；其中，穿孔时坯温1200～1210 ℃，穿孔后毛管温度1230～1240℃，穿孔机的穿孔辊前进角为8度；穿孔辊尺寸：φ 500mm；穿孔穿轧速度：通过其上的调速电机将电机输出转速从369→180rpm；穿孔采 用钼基顶头，钼基顶头需要预热和保温，采用火焰风枪现场加热至700℃～800℃，加热 时间不少于5分钟，并且钼基顶头上撒玻璃粉；缩口采用缩口工模具六角型φ125mm。

g）再进入顶管机组前保持毛管温度不低于1150℃，采用顶管机组将穿孔后的毛管 穿在其芯棒上，通过顶管机组上连续布置并且孔型直径逐渐减少的辊模对毛管进行连续 延伸轧制，形成荒管；其中，为了减小顶管负荷，芯棒温度控制在550℃～600℃，确保 了芯棒最好的润滑状态，避免了顶管负荷过大问题。辊模速度与负荷：单倍尺φ88.9*6.45 生产过程中，通过辊模前进速度由原来的3.0m/s降至2.5m/s，来增加顶推力，辊模负荷： 2200-2600A。

h）采用脱管机对荒管进行松芯棒和脱芯棒处理后，再进行热锯锯切；

i）再将经过步骤h）处理后的荒管进行再加热处理；其中，再加热处理的环境温度 为980℃～1000℃，保证了钢管具有较好的热塑成型性；可以采用再加热炉进行再加热， 再加热炉为间隔排布，它能够确保钢管的轧制温度为965℃-980℃，终轧温度930℃-980 ℃。

j）采用张力减径机组通过其上连续布置并且减径孔型逐渐减少的减径辊模对再加热 处理后的荒管进行轧制，达到所需尺寸外径的热成品钢管；张减速度与负荷：张减主电 机转速：1200rpm，张减叠加电机转速：1100rpm。张减主电机电流：320-360A，张减叠 加电机电流：160-170A。

k）将热成品钢管在冷床上冷却处理，并精整后形成所需的成品钢管；其中，精整 步骤依次包括产品表面检查、探伤检查和打包入库。

环形炉加热按照低温慢速、高温快速的加热制度，具体轧制时加热要求如下如图1 的热轧CPE机组制备高铬合金超级13Cr无缝钢管的工艺的温度曲线图。

实施例中，在步骤g）中，辊模采用新Bo6+4的方式进行设计，减少单机架的变形 量，防止辊模机架和轧辊损伤，辊模孔型参数见下表。

实施例中，在步骤j）中，减径辊模采用新CR6+2的方式进行设计，减小孔型椭圆 度，改善成品尺寸精度。张减孔型参数见下表。

经过实施例工艺制备的高铬合金超级13Cr无缝钢管的外观质量：热轧轧制规格 88.9*6.45无缝钢管的热态及冷却后，产品表面质量良好，满足标准要求。

尺寸及探伤检验后如下表：

从该表可以看出，热轧产品几何尺寸满足API SPEC5CT规范标准要求，并且产品探 伤合格率为100%，满足产品标准要求。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进 一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制 本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本发明的保护范围之内。