００Ｃｒ２２Ｎｉ５Ｍｏ３Ｎ高氮钢无缝钢管的制管工艺方法，其特征在于采用热加工穿孔工序＋冷拔或冷轧的冷加工工序，生产００Ｃｒ２２Ｎｉ５Ｍｏ３Ｎ高氮钢无缝管，技术要点是：第一，穿孔，管坯加热温度１１００～１１３０℃；调整椭圆度１．０７～１．０９。第二，冷加工（１）道次变形量：冷拔≤３０％，冷轧≤６０％（２）冷拔：无芯棒冷拔时，前道润滑工序给管坯表面上一道牛油石灰，擦去，涂上石蜡，并在成品模前安置套模；有芯棒冷拔时，钢管减壁量０．５－０．７５ｍｍ，同时采用石灰润滑钢管的内外壁。（３）冷轧：半圆孔型的冷轧管机，孔型开口宽度Ｂ＝２×Ｒ＋３～３．２ｍｍ；成品冷轧时，减径减壁的轧制变形区后移；第三，其他按常规工艺执行。本发明专利技术工艺合理，可操作性强，制管成材率高达５６．７９％，生产成本低，成品钢管质量稳定，具有明显的经济效益和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涉及冶金行业不锈钢无缝钢管的压力加工(制管工艺)生产方法，尤其是指含氮双相不锈钢无缝钢管的制管工艺方法。
技术介绍
不锈钢无缝钢管是常见的冶金金属制品。制管工艺生产方法是热加工(挤压、穿孔)或镗孔工序及后道的精整(平头、酸洗、润滑等)工序，将实心管坯加工成空心毛管(荒管)→多道次的半成品冷加工(冷拔或冷轧)工序及必要的“去油、退火、矫直、精整(平头、酸洗、润滑等)”工序，将管坯加工成半成品钢管→成品冷加工(冷拔或冷轧；按成品尺寸循环至成品)工序及必要的后道工序，将半成品钢管加工成规格、质量符合标准的成品钢管。目前，国内不锈钢无缝钢管荒管生产的主要工序是热加工穿孔工序(无缝钢管荒管的生产工序有三种热加工挤压、热加工穿孔、或镗孔。镗孔工序是镗孔→毛管→包括平头、酸洗、润滑等精整措施；其优点是品种适应性强，可加工一些热塑性差的高合金材料，缺点是制造毛管的成材率都低于40％，且镗孔的加工费用又高、周期长，不适用大批量生产。热加工挤压工序是原料准备→加热→挤压→毛管→包括平头、酸洗、润滑等精整措施；其特点是挤压毛管需要在管坯上钻一个几乎穿透的孔，然后再通过特殊材料制成的内外模在几千吨的挤压压力下成型毛管；优点是变形条件较好，品种适应性强，可生产热塑性较差的高合金材料，缺点是挤压机的设备投资极大，工模具、挤压所需准备设备都相当庞大，国内还极少应用。)原料准备→加热→穿孔→毛管→精整(平头、酸洗、润滑等)；其优点是投资小，生产成本低，缺点是由于穿孔变形条件的特殊性，品种适应性较窄，可生产一般的铁素体、奥氏体、铁素体+奥氏体不锈钢无缝毛管，不利于生产热塑性差的高合金材料。因此，热加工穿孔工序生产的不锈钢无缝钢管都是热塑性较好的材料，这些材料的冷加工性能也较好，而评判冷变形能力的一个重要指标，就是屈服强度(热塑性较好的材料，屈服强度也较低)，如奥氏体不锈钢的屈服强度是200～300Mpa。双相不锈钢(屈服强度高于奥氏体不锈钢，热塑性较差)是比较特殊的不锈钢，具有高强度、优良的耐腐蚀性能和耐应力腐蚀性能、耐点蚀性能等特点，双相不锈钢无缝钢管也越来越受到石油化工、尿素和制碱等工业的青睐。以“热加工穿孔工序+冷加工(冷拔或冷轧)工序”生产双相不锈钢无缝钢管的国内制管技术(国外双相不锈钢制管技术中荒管的生产方法均采用挤压机生产，冷加工变形以冷轧方式为主)仅限于一般的普通双相不锈钢(屈服强度400Mpa左右)，主要牌号有0Cr17Mn13Mo2N(A4)、00Cr18Ni5Mo3Si2(3RE60)，00Cr22Ni5Mo3N低N钢(S31803；N元素的含量0.08％～0.20％，一般按0.10％控制)。而国内与国外钢铁工业在整体质量和技术方面(尤其是对于高等级不锈钢)相比，仍有一定的差距。国产高等级双相不锈钢钢管在能源、化工重大工程领域的应用基本处于空白或跟进状态。随着全国能源总量需求的不断增加，资源结构分布不合理的矛盾日趋突出，多项国家级能源(例如西气东输、西电东送等)重大工程建设需要使用大量高质量的不锈钢材料(如中国石油天然气集团公司在新疆库尔勒举行“西气东输”地面建设项目非标设备用00Cr22Ni5Mo3N高N双相不锈钢无缝钢管)。使用条件苛刻(氯离子≥100677mg/L)的00Cr22Ni5Mo3N高N钢(水平相当于SAF2205；N元素的含量0.15％～0.30％，一般按0.20％控制)，由于N含量较高，在N元素的强化作用下，其屈服强度比一般双相不锈钢更高，屈服强度要超过500Mpa(随着冷加工过程中变形量的增加，其屈服强度将超过1000Mpa)，故加工性能较差(无论是热加工，还是冷加工)，这是现在国内以生产奥氏体不锈钢无缝钢管为主的冷变形钢管生产设备、工模具、工艺技术所不及的，国内无批量应用的成功先例(实际制管生产中，成材率极低，主要报废原因是穿孔管有表面裂纹和粘钢、头尾开裂等缺陷；冷拔时的断头、拉毛和压坑；冷轧时的轧折、开裂。且实际制管生产中，冷轧管机的工模具损坏严重)。
技术实现思路
本专利技术开发一种00Cr22Ni5Mo3N高氮钢无缝钢管的制管工艺方法，通过热加工穿孔工序的加热制度、椭圆度控制，冷加工工序的成品钢管冷拔前道的特殊润滑控制，及冷轧工序冷轧管机的半圆孔型设计、成品轧制时芯棒变形区的控制，生产出规格、质量符合标准的成品00Cr22Ni5Mo3N高氮钢无缝钢管。本专利技术提供的00Cr22Ni5Mo3N高氮钢无缝钢管的制管工艺方法，其特征在于采用热加工穿孔工序+冷拔或冷轧的冷加工工序，将实心管坯加工成规格、质量符合标准的成品00Cr22Ni5Mo3N高氮钢无缝钢管。第一，热加工穿孔工序，及后道的精整(平头、酸洗、润滑等)工序，将实心管坯加工成空心毛管(荒管)，技术要点是00Cr22Ni5Mo3N高氮钢实心管坯的加热温度为1100～1130℃，控制在1105～1125℃(00Cr22Ni5Mo3N高氮钢实心管坯加热温度低于1100℃，就会产生毛管头部裂纹，缩短顶头寿命，影响毛管的内表面质量。若高于1130℃，即会出现加长的毛管尾部裂纹和开裂，引起导板和轧辊的粘钢，影响毛管的外表面质量。奥氏体不锈钢管坯加热温度一般在1060～1130℃，一般双相不锈钢管坯加热温度一般在1080～1150℃。双相不锈钢的热塑性较差，是因为在热加工时奥氏体相和铁素体相的变形行为不同铁素体钢变形时的主要软化过程是靠应变时动态恢复，即亚晶中位错移动；而奥氏体不锈钢变形时的主要软化过程是当应变高于临界值时的动态再结晶；由于两相的软化过程不同，热加工奥氏体-铁素体双相不锈钢中不均匀的应力和应变分布容易导致在相界的裂纹成核和扩展。)；穿孔调整椭圆度控制在1.07～1.09(00Cr22Ni5Mo3N高氮钢管坯穿孔调整椭圆度小于1.07，对导板和轧辊的使用寿命极为不利；穿孔调整椭圆度大于1.09，由于材料的热塑性差，毛管将产生严重的外表面裂纹。奥氏体不锈钢管坯穿孔调整椭圆度1.1以上，一般双相不锈钢管坯穿孔调整椭圆度1.1左右。)；其他按常规的奥氏体不锈钢管坯热加工穿孔工序执行；经热加工穿孔工序生产出的空心毛管(荒管)，进后道处理；后道的平头、酸洗、润滑等精整工序按常规的奥氏体不锈钢管生产工序执行。第二，多道次的半成品冷拔或冷轧的冷加工工序，及必要的“去油、退火、矫直、精整(平头、酸洗、润滑等)”工序，将荒管加工成半成品钢管；一道次的成品冷拔或冷轧的冷加工工序，及必要的“去油、退火、矫直、精整(平头、酸洗、润滑等)”工序，将半成品钢管加工成成品钢管；技术要点是(1)冷加工冷拔工序，可分为无芯棒拔制和有芯棒拔制二种情况(A)道次变形量20～30％，道次变形量就是一个冷加工道次管坯变形量的总和(对奥氏体不锈钢二言，冷拔工序的道次变形量30～40％。这是因为奥氏体不锈钢的屈服强度是200～300Mpa，一般双相不锈钢的屈服强度是奥氏体不锈钢的二倍以上，达400Mpa左右；因N元素的强化作用，00Cr22Ni5Mo3N高N双相不锈钢比一般双相不锈钢更高，达500Mpa以上，随着冷加工过程中变形量的增加，其屈服强度将超过1000Mpa。另外，双相不锈钢冷变形硬化效应较大，尤其在变形初期不易屈服，而且在变形过程中回弹也大，相比本文档来自技高网...
【技术保护点】
００Ｃｒ２２Ｎｉ５Ｍｏ３Ｎ高氮钢无缝钢管的制管工艺方法，其特征在于采用热加工穿孔工序＋冷拔或冷轧的冷加工工序，将实心管坯加工成规格、质量符合标准的成品００Ｃｒ２２Ｎｉ５Ｍｏ３Ｎ高氮钢无缝钢管：第一，热加工穿孔工序，及后道的平头、酸洗 、润滑等精整工序，将实心管坯加工成空心毛管，也就是荒管，技术要点是：实心管坯的加热温度为１１００～１１３０℃，控制在１１０５～１１２５℃；穿孔调整椭圆度控制在１．０７～１．０９；其他按常规的奥氏体不锈钢管坯热加工穿孔 工序执行；经热加工穿孔工序生产出的空心毛管（荒管），进后道处理；后道的平头、酸洗、润滑等精整工序，按常规的奥氏体不锈钢管生产工序执行；第二，多道次的冷拔或冷轧的冷加工工序，及必要的“去油、退火、矫直、平头、酸洗、润滑 等精整”工序，将荒管加工加工成成品钢管；技术要点是：（１）冷加工冷拔工序，可分为无芯棒拔制和有芯棒拔制二种情况（Ａ）道次变形量２０～３０％，是一个冷加工道次的管坯变形量总和；（Ｂ）无芯棒拔制生产成品钢管时，可以是“擦 二道牛油石灰”，也可以是“擦一道牛油石灰＋套模＋拔制时涂石蜡”，防止管坯拉毛和压坑；擦二道牛油石灰”是指：钢管成品冷加工前道的润滑工序中，管坯表面上一道牛油石灰后擦去，再上一道牛油石灰，再擦去；“擦一道牛油石灰＋套模＋拔制时涂石蜡”是指：钢管成品冷加工前道的润滑工序中，管坯表面上一道牛油石灰后，擦去，成品冷拔时，在管坯表面涂上石蜡，并在成品模前面安置１个套模；（Ｃ）有芯棒拔制时：钢管减壁量控制在０．５～０．７５ｍｍ；同时，采用石灰润滑钢管的内外壁；（２）冷加工 冷轧工序（Ａ）道次变形量≤６０％；（Ｂ）半圆孔型的冷轧管机的孔型设计是：孔型开口宽度Ｂ＝２×Ｒ＋３～３．２ｍｍ，Ｒ是孔型半径；（Ｃ）较小规格的钢管成品冷轧时，轧制变形区域变形量的分布是：沿芯棒尾部到头部，瞬间变形量逐 步减小，使芯棒直径相对较细的部位，瞬间变形量相对较小；同时，轧制变形区域的芯棒直径≥１５ｍｍ，也就是减径减壁的轧制变形区后移，换句话说，就是管坯减径减壁的变形区域在芯棒较粗的尾部、中部，较细的芯棒头部起管坯减径作用；（３）其他按常规 的奥氏体不锈钢管冷加工工序执行；（４）其他的冷加工后道工序，包括去油、退火、矫直及平头、酸洗、润滑等精整工序，按常规的奥氏体不...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨张鸣，朱辉，詹才俊，
申请(专利权)人：宝钢集团上海五钢有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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