一种超超临界锅炉管HR3C的加工方法技术

本发明专利技术涉及轧钢工艺领域，一种超超临界锅炉管HR3C的加工方法，包括以下步骤：步骤一：锻造坯料的机加工；步骤二：环形炉加热；步骤三：PP感应炉加热；步骤四：扩孔；步骤五：PE感应炉加热；步骤六：高压水除磷；步骤七：玻璃粉润滑；步骤八：挤压；步骤九：固溶处理。本发明专利技术使得生产TP310HCbN锅炉管的规格表面质量与成材率大幅度提高，各种性能满足用户的需求，完全替代了进口。了进口。了进口。

【技术实现步骤摘要】
一种超超临界锅炉管HR3C的加工方法


[0001]本专利技术涉及轧钢工艺领域，尤其涉及一种超超临界锅炉管HR3C的加工方法。

技术介绍

[0002]长期以来，TP310HCbN作为过热器和再热器关键材料，我国需大量从日本住友、德国DMV、韩国、西班牙等国进口。在国产化过程中，因其合金成分较高，存在热塑性差，热挤压时横裂严重、变形抗力大、端部易开裂等问题。鉴于此，本专利技术提出了坯料大倒角+工频感应加热+锥形模挤压的加工方法，通过建立热挤压模型设计出一套合适的工模具，在热加工过程中消除了局部应力集中，使得生产TP310HCbN锅炉管的挤压表面质量与成材率大幅度提高，各种性能满足用户的需求，替代了进口。
[0003]本专利技术主要涉及一种TP310HCbN无缝钢管的加工方法：由于此钢种中基础元素Cr（24%
‑
26%）、Ni（19
‑
22%）含量很高，Mn、N含量相对较多，相比普通的奥氏体不锈钢热塑性较差、热变形抗力大，延伸率小、硬度大等特点，对加热和成形过程中局部应力集中比较敏感。在国产化过程中，国内一般采用穿孔或者平模挤压生产荒管的方法，第一种方法穿孔生产：由于钢坯与轧辊孔型以及顶杆之间形成一种两相应力状态下的孔腔，顶杆固定，轧辊带动坯料螺旋前进，可以生产成品壁厚为≤5mm的钢管，但是穿孔过程极易造成荒管内壁及端部开裂、气泡等缺陷，严重影响荒管成材率且不能完全满足用户的要求；第二种方法挤压平模生产：此方法虽然是在三相应力状态下挤压荒管，由于此钢种在平模挤压过程中应力分布不均匀、应变速率差较大，挤压过程应变速率过低易造成挤压“闷车”，过高易造成端部位置经常出现横向开裂等缺陷，造成挤压荒管成材率低。
[0004]针对上述国产化过程中存在的问题：本专利技术提出了坯料倒圆角+工频感应加热+锥形模挤压的方法，本专利技术实施后批量生产200吨TP310HCbN质量完全满足用户需求，挤压后管坯的表面粗糙度和尺寸公差满足采购标准要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是针对上述问题，提供一种超超临界锅炉管HR3C的加工方法。
[0006]本专利技术的目的是这样实现的：一种超超临界锅炉管HR3C的加工方法，包括以下步骤：步骤一：锻造坯料的机加工：经型材厂加工的坯料长度为5
‑
8m，表面粗糙度要求为3.2
‑
6.4um，圆度为0.010
‑
0.015mm，经过锯切成500
‑
1300mm长的圆柱型实心坯料，经过剥皮定心，倒圆角30
‑
35
°
与车喇叭口，打内孔
¢
30
‑
100mm
±
5mm制成表面粗糙度为3.2um以内，外径为
¢
219
‑
440mm的原料管坯；步骤二：环形炉加热：环形炉预热段加热温度为500
‑
600℃，加热过程中炉子底部要均匀转动保证炉子底部加热均匀，加热梯度为2
‑
4℃/min，保证环形炉出料温度为850
±
5℃；步骤三：PP感应炉加热：加热目标温度为1170
‑
1220℃，采用组合电容进行加热，加热段功率400
‑
470KW，加热段电压800
‑
934V，加热频率60
‑
95HZ，加热电流2100
‑
2520A，加热时间3
‑
5min；保温段电流为1080
‑
1930A,保温段频率为90
‑
100HZ，保温段电压为735
‑
902V，保温段功率为280
‑
470KW，保温时间为1
‑
3min，加热过程保证坯料垂直加热不能
倾斜；步骤四：扩孔：扩孔前坯料外表面玻璃粉润滑要均匀，精确控制玻璃粉量为0.5
‑
1kg，喇叭口内的玻璃粉均匀足量，扩孔设计最大突破力为13
‑
18MN,扩孔速度设计为200
‑
230mm/s，扩孔时间设计为2
‑
4s；步骤五：PE感应炉加热：加热目标温度为1180
‑
1200℃，采用组合电容加热，加热段功率700
‑
820KW，加热段电压600
‑
934V，加热频率60
‑
90HZ，加热电流1500
‑
1782A，加热时间2
‑
10min；保温段电流为1020
‑
1421A，保温段频率为86
‑
100HZ，保温段电压为479
‑
900V，保温段加热功率为120
‑
156KW，保温时间为2
‑
4min，加热过程保证坯料垂直加热不能倾斜；步骤六：高压水除磷：二次加热后在轨道上的坯料在运动过程中用高压探头去除表面的玻璃粉与氧化皮；步骤七：玻璃粉润滑：润滑过程在润滑平台上进行，润滑时滚轮带着坯料转动使的玻璃粉枪在内孔润滑时保持均匀；坯料外部润滑是坯料外部表面与润滑平台玻璃粉滚动接触使的外表面玻璃粉充分润滑；步骤八：挤压：挤压前要求挤压筒的温度为300
‑
400℃，挤压过程中的设计最大突破力为30.2
‑
40MN，挤压速度为200.1
‑
230.2mm/s，挤压时间为4
‑
6s，调整挤压机压余为最小值20
‑
30mm，挤压时将坯料放到机械手上与挤压垫夹紧后一起进入挤压筒先进行墩粗坯料与挤压模充满挤压筒后推动坯料进行挤压出荒管；步骤九：固溶处理：挤压后的荒管出辊道后迅速入水进行冷却。
[0007]冷却过程保持荒管的平行度为1.5
‑
3mm/m，挤压后的荒管禁止在辊道上长时间空冷停留。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出了坯料倒圆角+工频感应加热+锥形模挤压的方法，通过建立挤压热力耦合模型设计出一套合适的工模具与坯料形状，通过对挤压模形状设计：创造性的将此钢种在挤压过程中的挤压模改为锥形模挤压，在热挤压过程中消除了钢管端部横向裂纹、舌型口等问题；同时将此钢种在挤压过程中的挤压原料由直角改为倒圆角，使得原料倒圆角与锥形模良好的配合，扩展了国产化TP310HCbN的规格(成品壁厚≤18mm均可生产)，使得生产TP310HCbN锅炉管的规格表面质量与成材率大幅度提高，各种性能满足用户的需求，完全替代了进口。
附图说明
[0008]下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。
[0009]图1是坯料无圆角平模图。坯料无倒角。
[0010]图2是坯料有圆角平模图。坯料倒角30
‑
35度。
[0011]图3是挤压坯料与挤压模的装配图。
[0012]图4是挤压锥模俯视图。
[0013]图5是挤压锥模剖面图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超超临界锅炉管HR3C的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：锻造坯料的机加工：经型材厂加工的坯料长度为5
‑
8m，表面粗糙度要求为3.2
‑
6.4um，圆度为0.010
‑
0.015mm，经过锯切成500
‑
1300mm长的圆柱型实心坯料，经过剥皮定心，倒圆角30
‑
35
°
与车喇叭口，打内孔
¢
30
‑
100mm
±
5mm制成表面粗糙度为3.2um以内，外径为
¢
219
‑
440mm的原料管坯；步骤二：环形炉加热：环形炉预热段加热温度为500
‑
600℃，加热过程中炉子底部要均匀转动保证炉子底部加热均匀，加热梯度为2
‑
4℃/min，保证环形炉出料温度为850
±
5℃；步骤三：PP感应炉加热：加热目标温度为1170
‑
1220℃，采用组合电容进行加热，加热段功率400
‑
470KW，加热段电压800
‑
934V，加热频率60
‑
95HZ，加热电流2100
‑
2520A，加热时间3
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5min；保温段电流为1080
‑
1930A,保温段频率为90
‑
100HZ，保温段电压为735
‑
902V，保温段功率为280
‑
470KW，保温时间为1
‑
3min，加热过程保证坯料垂直加热不能倾斜；步骤四：扩孔：扩孔前坯料外表面玻璃粉润滑要均匀，精确控制玻璃粉量为0.5
‑
1kg，喇叭口内的玻璃粉均匀足量，扩孔设计最大突破力为13
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，康喜唐，吴桂，常旭飞，李树伟，李强，侯楠，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：