一种不锈钢无缝复合管连铸连轧生产方法及设备技术

本发明专利技术涉及一种不锈钢无缝复合管连铸连轧生产方法及设备，属于冶金领域不同金属无缝复合管生产工艺中一种近终型连铸连轧技术。本发明专利技术特征在于采用两台并列安装的立式空心管坯连铸机，直接铸出不锈钢复合空心管坯，并将高温管坯切成定尺放入斜底保温炉进行均热和温度调整，然后将管坯取出送入三辊行星斜轧机进行延伸初轧，随后将初轧荒管送进张力减径机、定径机精轧出成品管，成品管经过冷却、矫直、定尺、平头和检验后包装入库，整个生产过程是在线连续的。采用本方法既能生产不锈钢单面无缝复合管，还可以生产双面复合管，而且省去了传统工艺中实心坯穿孔工序和两次坯料加热，并实现了无缝复合钢管生产的近终型连铸连轧，这不仅缩短生产流程、减少设备投入、节约了能源，还提高了轧机生产效率和钢管轧制质量。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种不锈钢无缝复合管连铸连轧生产方法及设备，它属于冶金领域不同金属无缝复合管生产工艺中一种近终型连铸连轧技术。本专利技术特征在于采用连铸复合空心管坯，实现在线保温和均热，然后将管坯直接送入三辊行星斜轧机、张力减径机、定径机连续生产成品无缝复合管的工艺方法。采用本方法可省去实心坯穿孔工序和两次坯料加热，最终实现无缝复合钢管生产的近终型连铸连轧。
技术介绍
不锈钢这种特殊金属材料，因其具有高强度、耐腐蚀和美丽光泽而被广泛应用于生产、生活等各个领域。而且国内外市场需求日异增长，可是生产不锈钢所需的稀有金属镍、铬、钛却越来越少，其价格也越来越昂贵，这使得不锈钢的生产和应用受到极大的限制，为解决这个矛盾，人们开始对不锈钢的复合材料进行研究和探索。目前某些应用领域出现的不锈钢复合板、带、管，就是在这种市场背景下产生的，但迄今为止，在市场见到不锈钢复合材料依然为数不多，尤其是不锈钢无缝复合管几乎见不到，其重要原因之一是无缝复合管的生产工艺即困难又复杂，虽说近年来生产领域出现几种新方法，如离心浇铸法、机械堆焊法、一次性芯杆法和喷铸法，都可以生产出不锈钢无缝复合管，但这些已有生产方法存在共同的缺点即生产工艺流程间断、手工操作工序多、生产效率低、成本高，而且难以实现连续化、规模化和自动化生产。
技术实现思路
为了克服原有生产技术的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种使用连铸复合空心管坯，不用加热、不需穿孔，直接送入三辊行星斜轧机进行轧制延伸，再经张力减径机、定径机精轧成无缝复合管的生产方法及配套设备。本专利技术的目的是通过以下技术措施实现的一种不锈钢无缝复合管生产方法，是将不锈钢水21和低碳钢水29，通过一部由2-3台结晶器串联起来组成的立式连铸机，铸出单面或双面复合的无缝复合空心管坯，即不用加热，也不需要穿孔，而是直接送入斜底保温炉3内进行均热和调温，然后将管坯取出由芯杆插入机4把水冷芯杆60插入管坯，并一同送入三辊行星斜轧机进行延伸轧制。管坯在大压下量轧制过程将升温40-50摄氏度，这使荒官进入精轧工序之前不需再加热，可以直接送入张力减径机6和定径机7进行精轧，荒管精轧后成为热轧成品钢管，再经冷却、矫直、定尺、平头、无损探伤和水压试验后包装打捆。本生产工艺流程是不锈钢水21+低碳钢水29→空心管坯连铸机1→输送辊道2→斜底保温炉3→芯杆插入机4→三辊行星斜轧机5→张力减径机6→定径机7→拨管机8→链式冷床9→斜辊矫直机10→成品辊道11→切割机12→平头机13→探伤器14→水压试验机15→打捆机16。一种不锈钢无缝复合管连铸连轧生产设备，其特征是连铸设备是由两台并列安装的立式复合空心管坯连铸机1、两台平行安装的输送辊道2、两台对称设置的均热炉3和单台纵向排列的芯杆插入机4、三辊行星斜轧机5、张力减径机6、定径机7、拔管机8、链式冷床9、矫直机10、成品辊道11、切管机12、平头机13、探伤机14、水压试验机15、打捆机16组成。其中a、立式复合空心管坯连铸机1是由内结晶器18、上结晶器25、下结晶器33、引锭切割车36、翻转辊道42五部分设备组成。其中内结晶器18，上端安装了振动器19和冷却水进出口20，下半部插入上结晶器25和下结晶器33。在上结晶器25的上侧设有两台上钢水包22和两台上浇铸槽23，下侧安装了上牵引辊26和上喷淋装置27；下结晶器33上侧设有两台下钢水包30和下浇铸槽31，下侧也安装了下牵引辊34和下喷淋装置35；在下牵引辊的下面设置了引锭切割车36，其上安装了切割器37、夹送辊38、夹紧器39，引锭切割车36在升降装置40拉动下可上、下升降；在引锭切割车下侧设置了翻转辊道42，其右侧是输送辊道2，左侧是取送辊道43和引锭杆44。b、三辊行星斜轧机5是由齿轮传动箱59、旋转机架52、水冷芯杆60三部分组成。该轧机特点是由两个传动轴A和B驱动，其中主传动轴A通过主伞齿轮组50、主直齿轮组51带动旋转机架52，从而带动三根轧辊环绕轧件中心做行星式旋转；副传动轴B通过副伞齿轮组55、副直齿轮组56、行星直齿轮组57、行星伞齿轮组58带动三根轧辊绕各自轴心旋转；水冷芯杆60的前端安装着芯头61，后端固定在芯杆插入机4上。轧管时水冷芯杆推着管坯并将其送入三辊行星斜轧机的旋转孔型中。齿轮传动箱59固定在机座上，旋转机架52外缘轨道有支撑轮支撑。c、斜底保温炉3是由升管器48、炉体部分3、档管器49构成，其中炉体部分由耐火材料45、电热元件46、斜轨道47和进出口档板构成；升管器48安装在保温炉进口处，其作用是将输送辊道2上的高温管坯台起装入保温炉；档管器49设在炉的出口处，它的作用是将炉内的管坯档住并按生产需要一根根的放出。由于本炉采用电热方式调整管坯温度，故保温炉可以封闭，而且可以使炉内充满惰性气体保护管坯不受氧化。本专利技术的优点1、由于本连铸机1是将两台上、下垂直安装的外结晶器25和33用一台内结晶器18串联起来连续使用，因此它即能生产内复合空心管坯，还能生产外复合的空心管坯；如果再增加一台外结晶器，即使用三台结晶器连续作业，还可以生产出双面复合空心管坯，使用这种连铸复合空心管坯才能连续生产出不锈钢无缝复合管。2、由于本方法使用空心管坯生产不锈钢无缝复合管，故生产过程省去传统工艺中实心坯穿孔工序和两次坯料加热，这不仅缩短生产流程、减少设备投入，也节约了能源，降低了生产成本，还实现了无缝钢管生产的近终型连铸连轧。3、由于三辊行星斜轧的结构和运动特性，决定其轧制精度较高(壁厚公差可达5％)，延伸系数很大(单孔型延伸系数可达10以上)，因此一架三棍行星斜轧机的压下量相当于6-8架浮动芯杆连轧机的压下量，这使设备投入减少，工艺流程得以缩短，同时还节省了大量浮动芯杆。另外由于延伸轧制压下量大，使轧件在轧制过程中升温40-50摄氏度，这使荒管进入精轧之前不需要再加热，因此节约了能源，减少了金属加热过程的氧化损耗。4、由于三棍行星斜轧机的三根轧辊，即围绕轧件中心公转，又环绕轴心自传，当两种运动在特定条件下可以使轧件只做轴向延伸而无旋转运动，这一特点使管坯延伸初轧和荒管精轧两道工序实现在线连轧，因此提高了轧机生产效率和钢管的轧制质量。5、传统轧管机的浮动芯杆是随轧件一起运动的，因此芯杆长度必须满足荒管长度，这就使轧管长度受到芯杆长度的制约，故成管长度只有20-30米左右。而三棍行星斜轧机的芯杆是固定的，其长度只要满足管坯长度即可，这可以使管坯的重量增加2-3倍，所以轧管长度也必然增加2-3倍。钢管轧制长度的增加就意味着生产效率和金属收得率的提高。6、由于本工艺采用的斜底保温炉，是为了管坯的均热和热量补充，而非将冷态坯料加热，因此采用电热方式有两个优点其一是炉内可以相对封闭，并用惰性气体充满炉堂避免管坯产生氧化；其二是减少生产过程废气排放有利环保，同时也有利于炉温的自动化调整。附图说明图1、本专利技术生产工艺流程示意2、复合空心管坯连铸机结构示意3、斜底保温炉结构剖视4、三辊行星斜轧机结构剖视中1、空心管坯连铸机 2、输送辊道 3、斜底保温炉 4、芯杆插入机 5、三辊行星斜轧机 6、张力减径机 7、定径机 8、拨管机 9、链式冷床 10、斜辊矫直机 11、成品辊道 12、切割机 13、平头机 14、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不锈钢无缝复合管连铸连轧生产方法，其特征是将不锈钢水和低碳钢水按先后程序浇铸在同一部空心管坯连铸机（１）的上结晶器（２５）和下结晶器（３３）内，从而铸出不锈钢单面或双面复合空心管坯，然后将管坯切成定尺，并在高温状态由输送辊道（２）送入斜底保温炉（３），管坯在保温炉内完成均热和温度调整后取出，再由芯杆插入机（４）将水冷却杆（６０）插入空心管坯，随后将其送入三辊行星斜轧机（５）进行大压下量的延伸轧制，由于三辊行星斜轧机（即ＰＳＷ轧机）的运动特性，决定其轧件只做轴向延伸而无旋转运动，故可将初轧后荒管直接送入张力减径机组（６）和定径机组（７）进行精轧，精轧后成品热管由拨管器（８）送到链式冷床（９）上受喷淋冷却至常温，再送入斜辊矫直机（１０）进行矫直，矫直后成品管经成品输送辊道（１１）送入切管机（１２）进行定尺切割，因切割后管口都有毛刺，需要平头机（１３）平头清理后才能送去进行探伤检查（１４）和水压试验（１５），最后打捆包装入库；如果热轧钢管需进行冷拔精整，则由成品辊道（１１ａ）直接送入冷拔车间进行精细加工；具体工艺流程：不锈钢水＋低碳钢水→空心管坯连铸机（１）→输送辊道（２）→斜底保温炉（３）→芯杆插入机（４）→三辊行星斜轧机（５）→张力减径机（６）→定径机（７）→拨管器（８）→链式冷床（９）→斜辊矫直机（１０）→成品辊道（１１）→切割器（１２）→平头机（１３）→探伤器（１４）→水压试验机（１５）→打捆机（１６）→成品入库（１７）。...

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢无缝复合管连铸连轧生产方法，其特征是将不锈钢水和低碳钢水按先后程序浇铸在同一部空心管坯连铸机(1)的上结晶器(25)和下结晶器(33)内，从而铸出不锈钢单面或双面复合空心管坯，然后将管坯切成定尺，并在高温状态由输送辊道(2)送入斜底保温炉(3)，管坯在保温炉内完成均热和温度调整后取出，再由芯杆插入机(4)将水冷却杆(60)插入空心管坯，随后将其送入三辊行星斜轧机(5)进行大压下量的延伸轧制，由于三辊行星斜轧机(即PSW轧机)的运动特性，决定其轧件只做轴向延伸而无旋转运动，故可将初轧后荒管直接送入张力减径机组(6)和定径机组(7)进行精轧，精轧后成品热管由拨管器(8)送到链式冷床(9)上受喷淋冷却至常温，再送入斜辊矫直机(10)进行矫直，矫直后成品管经成品输送辊道(11)送入切管机(12)进行定尺切割，因切割后管口都有毛刺，需要平头机(13)平头清理后才能送去进行探伤检查(14)和水压试验(15)，最后打捆包装入库；如果热轧钢管需进行冷拔精整，则由成品辊道(11a)直接送入冷拔车间进行精细加工；具体工艺流程不锈钢水+低碳钢水→空心管坯连铸机(1)→输送辊道(2)→斜底保温炉(3)→芯杆插入机(4)→三辊行星斜轧机(5)→张力减径机(6)→定径机(7)→拨管器(8)→链式冷床(9)→斜辊矫直机(10)→成品辊道(11)→切割器(12)→平头机(13)→探伤器(14)→水压试验机(15)→打捆机(16)→成品入库(17)。2.根据权利要求1所述的一种不锈钢无缝复合管连铸连轧生产方法，其特征在于使用本发明人申请号“200620000613”的专利设备《一种不锈钢无缝复合管坯连铸机》生产复合空心管坯；当上结晶器(25)浇铸不锈钢水，下结晶器(33)浇铸低碳钢水，可铸出内复合空心管坯；若上结晶器(25)浇铸低碳钢水，下结晶器(33)浇铸不锈钢水，则可铸出外复合空心管坯；如果使用上、中、下三台结晶器连续作业，即上、下结晶器浇铸不锈钢水，中结晶器浇铸低碳钢水，还可浇铸出双面复合的空心管坯。3.根据权利要求1所述的一种不锈钢无缝复合管连铸连轧生产方法，其特征在于采用连铸高温复合空心管坯，只需在保温炉内均热和温度调整，即送入连轧管机系统进行轧制，整个生产过程是连续的；采用这种工艺方法生产不锈钢无缝复合管，即省去了传统工艺中实心管坯穿孔工序，又减少了两次坯料加热，这不仅缩短生产流程、减少设备投入，也节约了能源、降低了生产成本。4.根据权利要求1所述的一种不锈钢无缝复合管连铸连轧生产方法，其特征在于采用三辊行星斜轧机(5)进行管坯的延伸轧制，由于本轧机的运动特点和轧制原理决定其轧制精度较高(壁厚公差可达5％)，延伸系数很大(单孔型延伸系数可达10以上)；另外该轧机在特定旋转条件下，可使轧件只做轴向延伸而无旋转运动，这一特点使管坯延伸初轧和荒管精轧两道工序实现在线连轧，这对提高轧机工作效率和钢管轧制质量十分重要。5.一种不锈钢无缝复合管连铸连轧生产设备，其特征是连铸设备是由并列安装的两台空心管坯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁铎，
申请(专利权)人：李铁铎，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]