一种托辊用焊接钢管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种托辊用焊接钢管及其制造方法，成分质量百分比为C：0.050％～0.150％，Si：0.05％～0.26％，Mn：0.5％～1.50％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，Al：0.02％～0.05％，Cr：0.1％～0.5％，Nb：0.01％～0.05％，V：0.01～0.05％，Ti：0.01％～0.05％，其余为Fe及不可避免的杂质，且碳当量Ceq≤0.4％，冷裂纹敏感指数Pcm≤0.2％。解决了现有技术中托辊用焊接钢管的加工性与使用要求相矛盾，成型精度控制不足，无法满足托辊生产要求的技术问题。达到了采用了合理配比的化学元素，具有优良的冷成形性与焊接性，有效避免了制管中母材或者焊缝开裂，通过合理热轧工艺设计，使生产的托辊用热轧带钢的成品钢卷具有良好的板形与表面质量、以及具有良好的成形性与耐磨性，以适应托辊用焊接钢管的加工需求，同时满足托辊用焊接钢管使用要求的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种托辊用焊接钢管及其制造方法
本专利技术涉及托辊用焊接钢管
，尤其涉及一种托辊用焊接钢管及其制造方法。
技术介绍
托辊是带式输送机重要组成部分，托辊的作用是支撑输送带，减小输送带的运行阻力，并使输送带的垂度不超过一定限度，保证输送带平稳运行。托辊约占整机重量的30％～40％，承受70％以上的阻力，种类多，数量大，托辊的使用寿命直接影响输送机的正常运行。随着现代煤炭运输的块度、运输量和运输距离的加大，同时处于高硫的环境中，在实际使用过程中，托辊辊筒常被输送带磨穿，造成托辊无法使用，托辊一旦失效，严重地影响工程进度。托辊最基本的要求是使用寿命长，回转阻力系数小、制造成本低。在托辊中主要的承载零件是轴承和辊筒，轴承已标准化、系列化；托辊辊筒可分为金属辊筒与非金属辊筒两类，金属托辊辊筒多采用Q235无缝钢管制造，抗弯性能好，但是耐磨性和耐腐蚀性较差，寿命短；同时无缝钢管壁厚不均，皮带输送机运行振动大、噪音大。为了解决这种现象，常用做法是：加厚辊筒壁厚或采用特殊材料，如陶瓷、橡胶、高分子等。但单纯加厚筒皮，自然增加制造成本，也略微延长了托辊辊筒被磨穿的时间，但不能从根本上解决问题；而改为非金属托辊，由于制造成本高，怕碰撞，管壁均较厚，同样规格陶瓷托辊重量是普通钢托辊2倍以上，这样托辊旋转阻力明显增大，对皮带机的整体性能产生影响等缺点，限制了非金属托辊的应用。国内外未见针对托辊上述问题而研发新型钢质辊筒材料的报道，尤其是采用直缝焊接圆管替换热轧无缝钢管的报道。直缝焊接圆管因其精度高、直线度好、内毛刺刨除稳定光滑而被作为热轧无缝钢管的替代品，广泛运用于汽车领域。同时直缝焊接圆管在节能、降耗、环保和安全等方面，均符合国家工业发展战略及可持续发展要求。然而现有直缝焊接圆管成型精度控制不足，焊缝外毛刺刨除后呈平面过渡，产品直线度较差等问题，无法满足托辊的生产要求。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种托辊用焊接钢管及其制造方法，用以解决现有技术中托辊用焊接钢管的加工性与使用要求相矛盾，成型精度控制不足，无法满足托辊生产要求的技术问题。为了解决上述问题，第一方面本专利技术提供了一种托辊用焊接钢管，所述焊接钢管的成分质量百分比为C：0.050％～0.150％，Si：0.05％～0.26％，Mn：0.5％～1.50％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，Al：0.02％～0.05％，Cr：0.1％～0.5％，Nb：0.01％～0.05％，V：0.01～0.05％，Ti：0.01％～0.05％，其余为Fe及不可避免的杂质，且碳当量Ceq≤0.4％，冷裂纹敏感指数Pcm≤0.2％。优选的，所述焊接钢管中Nb+V+Ti的质量百分比在0.05％～0.10％。优选的，所述焊接钢管的显微组织为铁素体与珠光体，所述铁素体的平均晶粒尺寸为2.0～6.0μm，所述显微组织中含有平均粒径为1～50nm的纳米级硬质析出相。优选的，所述焊接钢管的屈服强度＞550MPa，抗拉强度＞650MPa，延伸率＞25％。第二方面，本专利技术实施例提供了一种托辊用焊接钢管的制造方法，所述方法包括：对钢坯原料实施热轧工序得到热轧带钢为钢管原料，所述钢坯原料的成分质量百分比为C：0.050％～0.150％，Si：0.05％～0.26％，Mn：0.5％～1.50％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，Al：0.02％～0.05％，Cr：0.1％～0.5％，Nb：0.01％～0.05％，V：0.01～0.05％，Ti：0.01％～0.05％，且Nb+V+Ti在0.05％～0.10％，其余为Fe及不可避免的杂质，其中，所述热轧工序包括：对所述钢坯原料进行加热及保温，加热温度为1180～1260℃，保温时间为160～200min；对加热后的所述钢坯原料进行粗轧获得中间板坯，所述粗轧的出口温度为1020～1060℃；对所述中间板坯进行热轧得到带钢，所述精轧结束后所述带钢的温度为850～910℃；对所述带钢进行层流冷却并卷取获得钢管原料，卷取温度为500～650℃；将所述钢管原料实施辊压成型制管工序，得到所述焊接钢管。优选的，所述辊压成型制管工序包括：将所述钢管原料进行纵剪分条得到纵剪带，宽度尺寸控制在1mm以内；将所述纵剪带进行上料开卷，保证所述纵剪带匀速展开，且剪切毛口朝上；进行切头对接，所述切头对接为将所述纵剪带带头、带尾舌形缺陷部分切除，对前后纵剪带采用CO2气保焊焊接，焊缝处打磨平整，通过双弧成型法得到粗成型钢管；对所述粗成型钢管进行高频感应焊接；将经过所述高频感应焊接的所述粗成型钢管去除外毛刺；将所述粗成型钢管的对焊缝、管壁放入水中冷却5～10s，控制焊缝软化，得到精成型钢管；对所述精成型钢管进行矫直、定尺、平头得到所述焊接钢管。优选的，所述双弧成型法为立辊、平辊交替成型，其中，所述双弧成型法具体包括：第一道次采用“W”反弯技术；中间道次采用角度平均分配法，采用两架立辊与两架平辊组合进行制管成型，且，成型过程中立辊与平辊角度变化为40°～45°，结束开口角度在2°～4°；最后道次采用四辊挤压，使开口角度由2°～4°逐渐变为0°，同时保证焊接钢管直径在各个方向差小于1°；宽度缩减率控制在8％以内，所述宽度缩减率＝[(钢管原料的宽度)-π{(产品外径)-(产品壁厚)}]/π{(产品外径)-(产品壁厚)}×(100％)。优选的，所述对所述粗成型钢管进行高频感应焊接，包括：所述高频感应焊接感应线圈紧贴于所述钢管，间隙控制在5mm以内。优选的，所述将经过所述高频感应焊接的所述粗成型钢管去除外毛刺，包括：在去除外毛刺时，外毛刺刀片工作面采用弧面设计，弧面半径在10～15mm。优选的，所述方法还包括：在得到所述精成型钢管前四机架采用四架平辊、四架立辊交替成型定径，最后两道次采用四辊定径。本专利技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：1、在本专利技术实施例提供的一种托辊用焊接钢管，所述焊接钢管的成分质量百分比为C：0.050％～0.150％，C是钢中最经济的强化元素之一，通过C含量的控制，保证材料的强度、冷成形性、焊接性和耐磨性，Si：0.05％～0.26％，通过Si来保证钢的强度、塑韧性、焊接性与表面质量；Mn：0.5％～1.50％，Mn是固溶强化元素，Mn含量过高时会形成严重的带状组织，降低横向延伸率，影响冷成形性，通过控制合理比例保证材料的强韧性；P和S为钢中杂质元素，过高会使钢的焊接性、成形性降低，所以控制P：≤0.010％，S：≤0.005％，Al：0.02％～0.05％，Al在炼钢时发挥脱氧剂的作用，通过比例控制脱氧与冷成形性；Cr：0.1％～0.5％，Nb：0.01％～0.05％，V：0.01～0.05％，Ti：0.01％～0.05％，Nb、V、Ti作为第二相形成元素，发挥着析出强化作用，同时具有抑制热轧工序中奥氏体的恢复、再结晶的晶粒成长、从而使铁素体相成为所希望的粒径的作用，另外第二相粒子属于硬相，可增加基体的耐磨性，尤其是V的第二相粒子。但Nb、V、Ti含量较高时，一方面会显著增加热轧过程的轧制难度，另一方面会导致延展性降低，通过比例控制保证，所述钢管的轧制难度与强硬化作用，其余为Fe及不可避免的杂质，且碳当量Ceq≤0.4％，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种托辊用焊接钢管，其特征在于，所述焊接钢管的成分质量百分比为C：0.050％～0.150％，Si：0.05％～0.26％，Mn：0.5％～1.50％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，Al：0.02％～0.05％，Cr：0.1％～0.5％，Nb：0.01％～0.05％，V：0.01～0.05％，Ti：0.01％～0.05％，其余为Fe及不可避免的杂质，且碳当量Ceq≤0.4％，冷裂纹敏感指数Pcm≤0.2％。

【技术特征摘要】
1.一种托辊用焊接钢管，其特征在于，所述焊接钢管的成分质量百分比为C：0.050％～0.150％，Si：0.05％～0.26％，Mn：0.5％～1.50％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，Al：0.02％～0.05％，Cr：0.1％～0.5％，Nb：0.01％～0.05％，V：0.01～0.05％，Ti：0.01％～0.05％，其余为Fe及不可避免的杂质，且碳当量Ceq≤0.4％，冷裂纹敏感指数Pcm≤0.2％。2.如权利要求1所述的焊接钢管，其特征在于，所述焊接钢管中Nb+V+Ti的质量百分比在0.05％～0.10％。3.如权利要求2所述的焊接钢管，其特征在于，所述焊接钢管的显微组织为铁素体与珠光体，所述铁素体的平均晶粒尺寸为2.0～6.0μm，所述显微组织中含有平均粒径为1～50nm的纳米级硬质析出相。4.如权利要求2所述的焊接钢管，其特征在于，所述焊接钢管的屈服强度＞550MPa，抗拉强度＞650MPa，延伸率＞25％。5.一种托辊用焊接钢管的制造方法，其特征在于，所述方法包括：对钢坯原料实施热轧工序得到热轧带钢为钢管原料，所述钢坯原料的成分质量百分比为C：0.050％～0.150％，Si：0.05％～0.26％，Mn：0.5％～1.50％，P：≤0.010％，S：≤0.005％，Al：0.02％～0.05％，Cr：0.1％～0.5％，Nb：0.01％～0.05％，V：0.01～0.05％，Ti：0.01％～0.05％，且Nb+V+Ti在0.05％～0.10％，其余为Fe及不可避免的杂质，其中，所述热轧工序包括：对所述钢坯原料进行加热及保温，加热温度为1180～1260℃，保温时间为160～200min；对加热后的所述钢坯原料进行粗轧获得中间板坯，所述粗轧的出口温度为1020～1060℃；对所述中间板坯进行热轧得到带钢，所述精轧结束后所述带钢的温度为850～910℃；对所述带钢进行层流冷却并卷取获得钢管...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠亚军，崔阳，周杰，于洪河，陈斌，田志红，肖宝亮，潘辉，吴科敏，关平，冯宝卓，周娜，王学强，徐伟，王丽萍，崔德涛，张大伟，李晓林，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，通钢集团吉林市焊管有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11