專(zhuān)利名稱(chēng)：一種中空釬鋼軋制工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于釬鋼領(lǐng)域，特別是中空釬鋼的軋制工藝。
背景技術(shù)：
釬鋼軋制質(zhì)量是影響釬鋼壽命的重要因素之一，特別是釬鋼的外表面及內(nèi)孔的軋制質(zhì)量對(duì)疲勞極限的影響最大。
目前，國(guó)外以瑞典Sandvik公司為代表，采用的是“鋼坯鉆孔帶芯熱軋法”，簡(jiǎn)稱(chēng)“鉆孔法”。該法將精煉鋼圓坯拔皮、鉆通孔后，插入高錳鋼芯棒，然后用燃油或燃?xì)饧訜?，在?zhuān)用的多臺(tái)短應(yīng)力線軋機(jī)上，經(jīng)過(guò)19～21道次軋成內(nèi)切圓直徑φ19～φ51mm的六角或圓形中空釬鋼，其生產(chǎn)過(guò)程和工藝流程為50噸電爐初煉、鋼包爐外精煉、真空爐脫氣、連鑄方坯、開(kāi)坯軋制(圓坯尺寸φ122×1340、φ132×1380、φ146×1340mm)、圓坯扒皮、圓坯鉆中心通孔、裝高錳鋼芯、油氣加熱、可逆式二輥軋機(jī)粗軋(9道次)、三輥軋機(jī)中間軋制、七架平立輥短應(yīng)力軋機(jī)精軋成材、在線檢測(cè)、冷床控冷、剪頭抽芯、校直、定尺寸、精整、終檢、包裝入庫(kù)。此法工藝成熟，圓坯拔皮、鉆孔使壞料鋼質(zhì)更好，多道次無(wú)張力縱軋，使成材組織和應(yīng)力狀態(tài)良好，產(chǎn)品幾何尺寸精度高，內(nèi)外表面質(zhì)量好。加上其在鋼種、冶煉和制釬工藝方面的經(jīng)驗(yàn)積累，故其整釬、釬桿的成品實(shí)物質(zhì)量長(zhǎng)期居于世界領(lǐng)先水平，迄今沒(méi)有遇到大的挑戰(zhàn)。但正因?yàn)槿绱?，其百年不變的工藝流程也有不足之處①此法工藝?fù)雜，要求很高的管理水平；②明火加熱，對(duì)鋼質(zhì)和環(huán)境有不利影響；③現(xiàn)代技術(shù)提高鋼質(zhì)并非必須拔皮、鉆孔不可，采用鉆孔、拔皮工藝使釬鋼成材率降低了約12～15％；④需要配備大量的鉆孔、拔皮專(zhuān)用設(shè)備，鉆孔所用的φ30～φ48mm噴吸式鉆頭耗量很大(每支僅能鉆孔18～25m)；⑤需要增加制備和回收80Mn14等高錳鋼芯材的冶軋工藝和設(shè)備；⑥需要增加抽芯工藝和設(shè)備，又進(jìn)一步降低了釬鋼的成材率。因此，該工藝生產(chǎn)流程長(zhǎng)，設(shè)備投資多，鋼材浪費(fèi)大，產(chǎn)品成本高，還有一定的環(huán)境污染。
鑒于以上因素，在90年初，國(guó)內(nèi)由各方面專(zhuān)家根據(jù)中國(guó)當(dāng)時(shí)國(guó)情和企業(yè)現(xiàn)有條件，于1993年研制成功的一種中空釬鋼生產(chǎn)新工藝“熱穿—熱軋法”?！盁岽獰彳埛ā敝锌这F鋼主要生產(chǎn)工序進(jìn)料、中頻感應(yīng)加熱、二輥斜軋穿孔、三輥斜軋減徑、六輥縱軋成型、冷床控制冷卻、成品出料。“熱穿—熱軋法”的優(yōu)點(diǎn)是采用了電加熱，減徑后無(wú)張力一次縱軋成材，不需準(zhǔn)備芯材和抽芯，中心孔比較圓正，成材率高，可生產(chǎn)φ19～φ51mm全系列釬鋼產(chǎn)品，且一次投資省，產(chǎn)品成本低，無(wú)環(huán)境污染，自動(dòng)化程度高。此法的缺點(diǎn)之一是坯料經(jīng)中頻加熱后，內(nèi)外溫差較大，經(jīng)軋制后的成品內(nèi)部金相組織不均勻；缺點(diǎn)之二是坯料經(jīng)二輥斜軋穿孔工序后，在三輥空心斜軋減徑、六輥空心縱軋成型工序中，坯料被強(qiáng)制拉伸及扭轉(zhuǎn)下變形，中心孔尺寸得不到控制(無(wú)芯棒軋制)，會(huì)產(chǎn)生較深的螺旋紋和褶皺，加劇了中心孔內(nèi)表面的抗疲勞應(yīng)力缺陷，所生產(chǎn)的中空釬鋼質(zhì)量問(wèn)題仍較突出，使用壽命較短，距離國(guó)際先進(jìn)水平仍有較大差距。
國(guó)內(nèi)為此做了一些有益的探索，其要點(diǎn)是在三輥減徑工序增加了對(duì)中心孔起支承作用的芯棒進(jìn)行軋制。在軋制過(guò)程中，由于芯棒與中心孔內(nèi)表面間摩擦力的作用，中心孔在徑向壓力及摩擦力的作用下限制了內(nèi)表面金屬的扭轉(zhuǎn)，部分地清除了穿孔工序產(chǎn)生的螺旋線及毛刺等缺陷，改善了中空釬鋼的金相組織，提高了中心孔內(nèi)表面質(zhì)量。其生產(chǎn)工藝為坯料明火加熱、二輥斜軋穿孔、三輥帶芯斜軋減徑、軋頭、六輥熱拔成型。這種軋制工藝的缺點(diǎn)是①明火加熱有環(huán)境污染，加熱時(shí)間較長(zhǎng)，自動(dòng)化程度較低，坯料氧化脫碳較難控制；②熱拔成型工序仍為無(wú)芯棒軋制，且在張力狀態(tài)下成型，成品釬鋼材料金相組織、中心孔尺寸、內(nèi)表面螺旋紋仍得不到更好控制，壽命沒(méi)有達(dá)到理想狀態(tài)；③熱拔成型工藝因軋頭降低了釬鋼的成材率，且對(duì)大直徑和超長(zhǎng)重型釬鋼的生產(chǎn)受到了限制。
綜上所述，造成目前釬鋼壽命短的主要原因是軋制生產(chǎn)工藝上的問(wèn)題一是圓鋼坯料加熱內(nèi)外溫差較大，二是減徑及成型工序中心孔形狀與內(nèi)表面質(zhì)量無(wú)法保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種能準(zhǔn)確控制圓鋼坯料溫度、減少坯料內(nèi)外溫差、改善中空釬鋼軋材金相組織、消除中心孔內(nèi)表面螺旋紋的中空釬鋼軋制工藝。
為達(dá)此目的，本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思是在圓鋼坯料加熱工序后，穿孔工序前增加能夠控制坯料溫度、減少坯料內(nèi)外溫差的工頻均熱工序，保證軋制后的中空釬鋼成品內(nèi)部金相組織均勻。
軋制圓形中空釬鋼是在穿孔工序后，在三輥斜軋減徑及三輥縱軋定徑成型工序中，全部采用中心孔帶芯棒軋制工藝(即“穿孔—全程帶芯釬鋼軋制工藝”)。軋制正多邊形中空釬鋼是在穿孔工序后，在三輥斜軋減徑及多輥縱軋成型工序中，全部采用中心孔帶芯棒軋制工藝(即“穿孔—全程帶芯釬鋼軋制工藝”)。這就改善了中空釬鋼軋材金相組織，消除了中心孔內(nèi)表面螺旋紋及其它軋制缺陷，延長(zhǎng)了釬鋼的使用壽命。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是在穿孔工序前增加工頻均熱工序，確保坯料內(nèi)外溫差控制在±30℃以?xún)?nèi)，其軋制工藝為進(jìn)料、中頻感應(yīng)加熱、工頻均熱、二輥斜軋穿孔、三輥帶芯斜軋減徑、三輥縱軋定徑成型、控制冷卻、成品出料，工頻均熱工序所使用的設(shè)備是工頻均熱爐。由于此工藝加入了工頻均熱工序，保證了軋制后的中空釬鋼成品內(nèi)部金相組織均勻，從而提高了中空釬鋼的疲勞極限，延長(zhǎng)了使用壽命。此工藝用于軋制圓形中空釬鋼。
中空釬鋼應(yīng)用較多的是正多邊形中空釬鋼。軋制正多邊形中空釬鋼的工藝為進(jìn)料、中頻感應(yīng)加熱、工頻均熱、二輥斜軋穿孔、三輥帶芯斜軋減徑、多輥縱軋成型、控制冷卻、成品出料；多輥縱軋成型指的是六輥縱軋成型、七輥縱軋成型、八輥縱軋成型、九輥縱軋成型；所使用的設(shè)備分別是六輥縱軋成型機(jī)、七輥縱軋成型機(jī)、八輥縱軋成型機(jī)、九輥縱軋成型機(jī)，其縱軋機(jī)分別均勻布置軋輥，分別為六輥或七輥或八輥或九輥。正多邊形指的是正六邊形、正七邊形、正八邊形、正九邊形；其中正六邊形是目前廣泛使用的中空釬鋼，正七邊形、正八邊形、正九邊形中空釬鋼我們已經(jīng)申請(qǐng)實(shí)用新型專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)?3254996.2)。此工藝用于軋制正六邊形、正七邊形、正八邊形、正九邊形中空釬鋼。
改進(jìn)方案在軋制中空釬鋼時(shí)采用“穿孔—全程帶芯釬鋼軋制工藝”。
對(duì)于圓形中空釬鋼全程帶芯即減徑工序、定徑工序全部帶圓芯棒軋制。其軋制工藝為進(jìn)料、中頻感應(yīng)加熱、工頻均熱、二輥斜軋穿孔、三輥帶芯斜軋減徑、三輥帶芯縱軋定徑成型、控制冷卻、成品出料。減徑工序、定徑成型工序全部帶圓芯棒軋制(芯棒直徑大小，依據(jù)不同規(guī)格，按照中空釬鋼標(biāo)準(zhǔn)確定)。此工藝用于軋制圓形中空釬鋼。
對(duì)于正多邊形中空釬鋼全程帶芯指的是減徑工序、縱軋成型工序全部帶圓芯棒軋制。其軋制工藝為進(jìn)料、中頻感應(yīng)加熱、工頻均熱、二輥斜軋穿孔、三輥帶芯斜軋減徑、多輥帶芯縱軋成型、控制冷卻、成品出料；其中多輥縱軋成型指的是六輥縱軋成型、七輥縱軋成型、八輥縱軋成型、九輥縱軋成型；所使用的設(shè)備分別是六輥縱軋成型機(jī)、七輥縱軋成型機(jī)、八輥縱軋成型機(jī)、九輥縱軋成型機(jī)，其縱軋機(jī)分別均勻布置軋輥，分別為六輥或七輥或八輥或九輥。減徑工序、縱軋成型工序全部帶圓芯棒軋制(芯棒直徑大小，依據(jù)不同規(guī)格，按照中空釬鋼標(biāo)準(zhǔn)確定)。此工藝用于軋制正六邊形、正七邊形、正八邊形、正九邊形中空釬鋼。
由于采用了“穿孔—全程帶芯釬鋼軋制工藝”，確保了中空釬鋼中心孔的同軸度、圓柱度及表面粗糙度要求，改善了中空釬鋼軋材金相組織，消除了中心孔內(nèi)表面螺旋紋及其它軋制缺陷，達(dá)到了進(jìn)一步提高中空釬鋼使用壽命的目的。
優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明是在軋鋼工藝中加熱工序后加入了均熱工序，保證軋制后的中空釬鋼成品內(nèi)部金相組織均勻；在減徑及縱軋成型工序中全部采用采用中心孔帶芯棒軋制工藝，改善了中空釬鋼軋材金相組織，消除了中心孔內(nèi)表面螺旋紋及其它軋制缺陷，延長(zhǎng)了中空釬鋼的使用壽命。本發(fā)明用于軋制圓形、正六邊形、正七邊形、正八邊形、正九邊形中空釬鋼。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一帶由工頻均熱工序的圓形中空釬鋼軋制工藝流程及設(shè)備

實(shí)施例二帶由工頻均熱工序的圓形中空釬鋼全程帶芯軋制工藝流程及設(shè)備


實(shí)施例三帶由工頻均熱工序的正六邊形中空釬鋼軋制工藝流程及設(shè)備

實(shí)施例四帶由工頻均熱工序的正七邊形、正八邊形、正九邊形中空釬鋼軋制工藝流程及設(shè)備


實(shí)施例五帶由工頻均熱工序的正六邊形、正七邊形、正八邊形、正九邊形全程帶芯軋制中空釬鋼工藝流程及設(shè)備

權(quán)利要求
1.一種中空釬鋼軋制工藝，其工序有中頻感應(yīng)加熱工序，二輥斜軋穿孔工序，三輥帶芯斜軋減徑工序，三輥縱軋定徑成型工序，控制冷卻工序，其特征是在中頻感應(yīng)加熱工序后還有工頻均熱工序，所采用的設(shè)備是工頻均熱爐。
2.由權(quán)利要求1所述的中空釬鋼軋制工藝，其特征是三輥縱軋定徑成型工序帶圓芯棒軋制。
3.一種中空釬鋼軋制工藝，其工序有中頻感應(yīng)加熱工序，二輥斜軋穿孔工序，三輥帶芯斜軋減徑工序，六輥縱軋成型工序，控制冷卻工序，其特征是在中頻感應(yīng)加熱工序后還有工頻均熱工序，所采用的設(shè)備是工頻均熱爐。
4.一種中空釬鋼軋制工藝，其工序有中頻感應(yīng)加熱工序，二輥斜軋穿孔工序，三輥帶芯斜軋減徑工序，控制冷卻工序，其特征是在中頻感應(yīng)加熱工序后還有工頻均熱工序，所采用的設(shè)備是工頻均熱爐，在三輥帶芯斜軋減徑工序后還有七輥縱軋成型工序或八輥縱軋成型工序或九輥縱軋成型工序，其縱軋機(jī)分別均勻布置軋輥，軋輥數(shù)為七輥或八輥或九輥。
5.由權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的中空釬鋼軋制工藝，其特征是六輥縱軋成型工序或七輥縱軋成型工序或八輥縱軋成型工序或九輥縱軋成型工序帶圓芯棒軋制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中空釬鋼的軋制工藝。一種中空釬鋼軋制工藝，其工序有中頻感應(yīng)加熱工序，二輥斜軋穿孔工序，三輥帶芯斜軋減徑工序，三輥縱軋定徑成型工序，控制冷卻工序，其特征是在中頻感應(yīng)加熱工序后還有工頻均熱工序，所采用的設(shè)備是工頻均熱爐。本發(fā)明是在軋鋼工藝中加熱工序后加入了工頻均熱工序，保證軋制后的中空釬鋼成品內(nèi)部金相組織均勻；在減徑及縱軋成型工序中全部采用采用中心孔帶芯棒軋制工藝，改善了中空釬鋼軋材金相組織，消除了中心孔內(nèi)表面螺旋紋及其它軋制缺陷，延長(zhǎng)了釬鋼的使用壽命。本發(fā)明用于軋制圓形、正六邊形、正七邊形、正八邊形、正九邊形中空釬鋼。
文檔編號(hào)B21B23/00GK1544168SQ200310111440
公開(kāi)日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2003年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日
發(fā)明者張國(guó)櫸, 葉凌云, 鄒文, 張漢斌, 李川 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)