重庆秀山县无缝钢管穿孔机的调整-无缝钢管穿孔机工作原理

编辑：穿孔机厂家，来源：360问答，浏览量：249，时间：2022-03-02 12:50

无缝钢管穿孔机的调整，无缝钢管穿孔机的调整与维修，无缝钢管穿孔机视频

韩伦杰，张庆路，王启丞

（重庆秀山县秀山县建龙钢铁有限公司 155126）

摘要：连轧生产Φ93mm×10mm、Φ133mm×10mm规格27SiMn钢种过程中，集中出现无缝钢管内毛刺缺陷，对产品质量造成较大的影响。通过金相检验、电镜等手段对缺陷进行分析表明：连铸坯存在大颗粒夹杂物偏聚，导致钢管在穿孔、轧制过程中产生内毛刺缺陷。采取相应的改进措施后，27SiMn钢管内毛刺缺陷得以解决。

关键词：27SiMn；无缝钢管；内毛刺；夹杂物

引言

27SiMn无缝钢管的具有可切削性良好，冷变形塑性及焊接性适中；钢在热处理时韧性降低较小，但却有相当高的强度和耐磨性，特别是水淬时仍有较高的韧性等特点。该钢种无缝管的优良性能，使其成为液压支柱管首选材料。液压支柱管对钢管的内外表面质量提出较高的要求。

钢管内毛刺缺陷是钢管的一种内表面缺陷，指在钢管内表面，沿轧制方向出现的一条较短、呈直线性排列的尖锐毛刺状或凸楞状缺陷。这种缺陷影响材料加工、使用过程中，缺陷部位成为产品失效的源，逐渐发展为影响产品使用的质量缺陷。

1. 问题提出：

2020年9月，在Φ180钢管轧线，生产27SiMn钢种，两个规格的钢管时，Φ93mm×10mm规格内毛刺产生比例为19.0%；Φ133mm×10mm规格内毛刺比例为50.6%。这两个规格的钢管外表面质量良好，未发现明显的外表面缺陷。

1.1. 工艺流程

连轧管生产工艺流程：

铸坯定尺锯切——环形炉——高压水除鳞——穿孔机——高压水除鳞——连轧机——脱管机——张减机——冷床——排管锯——吹吸灰——矫直——表面检查——水压试验( 探伤)——测长、称重、喷标——打包入库。

1.2. 缺陷宏观形貌

在钢管的端部发现有内毛刺缺陷，缺陷分布没有规律，缺陷深度不一，小于0.5mm居多，由于管壁较厚，使用二级探伤未发现此类缺陷。分别从Ф93、Ф133钢管上取检验样品，典型的缺陷形貌如图所示： 

 

图1  Ⅰ试样                         图2  Ⅱ试样

2. 缺陷分析

2.1. 材料成分

对缺陷批次的钢管取样，光谱分析结果如下：

表1：27SiMn缺陷试样的成分

元素

C

Si

Mn

P

S

Cr

Als

国标

0.24~0.32

1.10～1.40

1.10～1.40

≤0.035

≤0.035

≤0.30

内控

0.27～0.31

1.10～1.30

1.10～1.30

≤0.030

≤0.020

0.007～0.030

Ⅰ样品

0.27

1.22

1.21

0.020

0.003

0.034

0.021

Ⅱ样品

0.29

1.20

1.19

0.015

0.001

0.045

0.028

缺陷批次的钢管成分符合标准及内控要求。

2.2. 低倍检验

对出现内毛刺的浇次低倍抽检结果进行再次检验，结果如表2所示。

表2 低倍评级

炉次

中心疏松

缩孔

中心裂纹

中间裂纹

皮下裂纹

皮下气泡

M003

1

0.5

0.5

0

0

0

M010

1

0

0

0

0

0

本浇次抽检的连铸圆坯低倍，未发现异常。

2.3. 金相检验

从缺陷试样上截取20 mm×20 mm×10mm试样，经过磨、抛光，用体积分数 4% 硝酸酒精腐蚀，利用光学显微镜对显微组织进行观察，显微组织是铁素体+珠光体，白色是铁素体组织，灰色是珠光体组织，铁素体占有较大比例，其晶粒度级别为7.5级，从组织上看，毛刺附近的显微组织无异常。见图3。

 

图3  27SiMn金相组织

分别在两个个试样的缺陷部位，横向截取试样，进行观察分析：发现横截面内壁凸包中间和凸包两侧尾部有黑色链状异金属夹杂物存在。如下图所示：

 

图4  试样内壁夹杂物形貌

从图中可以看出：钢管内壁缺陷部位的根部，都有不规则大尺寸的夹杂物存在。

2.4. 能谱检验分析

利用电镜对缺陷部位的异金属夹杂物，进行检验分析，分析结果如下：

 

图5  Ⅰ试样能谱分析

 

图6  Ⅱ试样能谱分析

通过能谱定性分析：夹杂物主要成分为O、C、Ca、Al、Mg、Si，其中：除C、O元素外，Ca、Al元素占夹杂物成分的80%以上，Ca/Al（元素比）接近在0.8～1.0（Ⅰ试样为0.87、Ⅱ试样为0.92）。夹杂物的主要化合物为CaO、Al2O3，即铝酸钙化合物占有较大的比例，伴随含有少量的SiO2、MgO。钙铝酸盐化合物以Al2O3· CaO、7Al2O3·12 CaO为主，且Al2O3· CaO占有较大的比例。

从夹杂物的成分可以看出：由于钙铝酸盐夹杂物，与金属基体组织不同的结构，在基体金属中的偏聚；轧制温度条件下，夹杂物的硬度高、脆性大【1】；轧制过程中，当基体组织受到挤压时，夹杂物变形不能够同步进行，造成金属基体组织的隔离，夹杂物在钢管内壁形成突起，这是导致钢管内毛刺的产生原因。

3. 主要采取的措施及效果

3.1. 主要采取的措施

3.1.1. 由于27SiMn钢种的硅含量较高，精炼渣中的SiO2含量，也明显高于其他钢种。根据这种特性，优化精炼渣系，提高精炼渣吸附夹杂能力。

3.1.2. 规范精炼造渣操作，固化渣料的加入量，稳定精炼过程的生产节奏，提高软吹去夹杂效果。

3.1.3. 严格控制钢包浇注后期下渣，精确管控钢水温度，实现恒温恒拉速浇注。

3.2. 改进前、后效果对比

表3：采取措施前、后效果对比

规格

轧制支数

内毛刺支数

缺陷比例%

调整前

Φ93*10

622

118

19.0

Φ133*10

348

176

50.6

调整后

Φ93*10

1068

9

0.8

Φ133*10

804

5

0.6

从上表可以看出：在未采取措施前，Φ133*10钢管的内毛刺比例最高达到50.6%。经过工艺调整、规范操作后，同规格钢管内毛刺的比例，得到大幅度地降低。

4. 结论

4.1. 造成本次内毛刺的主因是铸坯中存在夹杂物偏聚，夹杂物的主要成分为铝酸钙夹杂物；

4.2. 通过调整精炼渣系，强化软吹去夹杂、减少钢包下渣、实现恒温恒拉速浇注，成功解决了27SiMn钢管的内毛刺问题。 

 

参考文献：

[1]杨文，张立峰，罗艳.管线钢中非金属夹杂物.第一版.重庆秀山县秀山县秀山县. 冶金工业出版社.2020.1。

来源：2021年第四届高效连铸技术及铸坯质量控制学术研讨会论文集

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网友评论：

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