不锈钢无缝管的生产工艺及装备

不锈钢无缝管的用途十分广泛，产品规格也非常复杂。最大管径1200mm，最小可到0．025mm。壁厚为130 -0. 099mm。随着产品规格的不同，不锈钢无缝管的生产工艺主要有离心铸造法，热挤压法，曼内斯曼芯棒热轧法，二辊周期式冷轧法，连续冷轧法和拉拔法。它们所适应的生产规格分别为50 - 1200，30 - 1100，35 - 430，≥12和5- 500mm。其中热加工无缝管或冷加工的毛坯在产量和质量上占主导地位的是热挤压法。这种方法由于坯料处于三向压缩的应力状态，可充分利用金属的塑性，所以不仅生产的材质范围和规格范围扩大，生产效率高，而且表面质量和尺寸精度也较高。这种工艺的主体设备及参数见表8-3-1。目前这种工艺的主要发展趋势是挤压机吨位逐渐增大，感应加热炉由低频向中频发展。在传统的辊式轧制制管工艺中，曼内斯曼芯棒轧机和连轧机仍然占有一定的比例。但是，为了适应连铸坯等难加工材料的生产并从工艺角度克服这种轧机所特有的螺纹、重皮等内、外表面缺陷，提高生产效率，从1983年开始将斜轧工艺改为交叉穿孔工艺。由于采取了圆锥形轧辊，钢坯在轴线上的速度随穿孔的进行而增大，因此抑制了在芯棒前的回转锻造效应及压延部分的有害剪切变形，从而大幅度提高了钢管内、外表面质量。这种新工艺可以顺利生产马氏体、双相和奥氏体不锈钢。这种改进后的轧机一般倾斜角为12 - 160，交叉角10 - 150。

不锈钢拉拔和冷轧等冷加工管是今后主要发展方向之一。这两种方法在产品范围方面有各自的特点。其优缺点的比较见表8-3-2。拉拔工艺在生产率、投资费用和品种变换等方面具有较大的优点。但是，对于生产中小直径特长管、薄壁管、高精度、高表面质量或难变形合金管等产品冷轧法具有明显的优点。目前，国际上的拉拔机在向大型、多线、自动化方向发展。最大吨位已达到500吨，可同时生产3-5支钢管，最高速度已达到150m/min。在冷轧工艺方面，带有平衡装置的高速长行程冷轧机已经普及。例如德国米尔公司的KPW型和法国瓦卢雷克公司的UP型轧机钢管长度已达36m，最大行程次数达到200次/mm。另外，拉拔工艺的润滑处理对于产品的生产和表面质量都是十分重要的，由于润滑处理制备工艺比较复杂，质量控制能力较低，国外除了研制了以氯化石蜡为基的氯化油等新的润滑剂外，还开发了直接润滑油拉拔和机械除鳞法及高压润滑油拉拔法，从而使处理工序简单化，实现了在线作业并省掉了废酸处理环节。其中，直接润滑油法的工艺流程，是内外表面采用喷丸除鳞，然后内外表面涂油，最后进行拉拔加工。高压润滑油拉拔法，是将钢管毛坯在通过加压容器出口进行拉拔生产。在加压容器内不必作表面基底处理，在1200IVU)a的高压下强制润滑，从而防止了表面烧伤并可实现高变形率和难变形合金管的生产。

    不锈钢无缝管的热处理工艺和主要技术要求与板带材相同，但是，由于管材形状上的特点及其热处理方法对于后部工序的产品质量有着非常重要的影响，目前国际上对一些要求较高的产品早已采用了保护气体的热处理。其炉型大致有三种，一种是马弗管式保护气体热处理炉，这种炉型30年代就已大量采用：另一种是网带式热处理炉，这是70年代发展起来的新炉型龌底式保护气体退火炉则是一种普遍采用的炉型。对于一些特殊要求的钢管，例如，核电设备用的蒸发器传热管，由于需要进行长时期的真空脱敏处理，一些工业发达国家都采用了大型真空热处理炉，长度可达到2 - 30m，真空度为10-4Pa。

    不锈钢无缝管材的保护气氛退火不仅大幅度提高了表面光洁度，而且省略了后部的酸洗。不锈管材的酸洗国外也采用HNO：+HF工艺，有的厂为了提高酸洗效果和表面质量，在酸洗前进行碱浴预处理。近年来美国、法国等一些国家开发了内壁喷砂，外壁抛光的去鳞方法代替酸洗和废酸处理工序。内壁喷砂就是用较高的压力将A12 03颗粒通过喷嘴喷射到内壁，利用流动摩擦的作用去除内壁氧化皮，外壁用直接抛光的办法去除。

抛光是不锈钢管生产过程中的一个重要工序。它不仅可以消除表面大部分缺陷，还可以提高表面的光洁度和美观性。抛光方法一般主要采用砂带式抛光机，磨头个数有4、6、8、10不等。根据磨头数配置不同粒度的砂带进行抛光。抛光后表面光洁度可达到△10的水平。

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