Φ55mm系列毛管工藝優(yōu)化研究

摘 要：本文針對Φ55mm系列毛管的生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化，減少冷拔道次，減少中間在制品的壓頭量，提高無縫鋼材生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。優(yōu)化結(jié)果表明，Φ55mm系列毛管優(yōu)化工藝設(shè)計合理可行。

關(guān)鍵詞：Φ55mm系列；毛管；工藝優(yōu)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.008

1 引言

本文以某Φ55mm系列毛管生產(chǎn)企業(yè)為研究案例，探究該企業(yè)在生產(chǎn)Φ55mm系列毛管中存在的問題，制定Φ55mm系列毛管工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制方案，以減少冷拔道次，減少中間在制品的壓頭量，提高無縫鋼材生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。

2 Φ55mm系列毛管原有工藝設(shè)計及存在問題

某Φ55mm系列毛管生產(chǎn)企業(yè)采用熱軋作為Φ55mm系列毛管的生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)工藝流程如下：首先選擇Φ75mm管坯作為Φ55mm系列毛管的生產(chǎn)原料，對管坯經(jīng)斜底爐加熱至高溫狀態(tài)，改變管坯的形狀使其成圓棒，Φ55mm系列毛管常見鋼種軋制溫度值如表1所示。待圓棒塑形后再將圓棒剪斷為所需長度的小段狀，在管坯穿孔端斷面上定心、削皮、在穿孔機上不斷穿孔、酸洗，在軋輥和頂頭的作用下，管坯內(nèi)部逐漸形成空腔，再送至自動軋管機上繼續(xù)軋制，使得毛管減徑變形為Φ55mm，減徑毛管液壓熱打頭，滾入冷床冷卻，進行Φ55mm系列毛管成品檢驗、稱重[2]。

對生產(chǎn)出的成品進行檢查，發(fā)現(xiàn)Φ55mm系列毛管存在一定的問題，如表2所示。

毛管生產(chǎn)存在的具體問題及原因分析如下：

（1）毛管頭子直徑不合格：砧?？仔偷脑O(shè)計并不能適合各種壁厚的毛管打頭，導(dǎo)致部分無縫鋼管頭子未能達到成品生產(chǎn)要求（成品Φ38×4、Φ38×3.5，尤其是Φ38×5）。

（2）毛管頭子外徑不合格：在毛管生產(chǎn)過程中由于減徑輥備件不足，沒有跟上生產(chǎn)所需要的減徑輥數(shù)量，導(dǎo)致生產(chǎn)的毛管頭子外徑存在質(zhì)量問題。

（3）毛管壁厚不均勻：在毛管生產(chǎn)過程中，需要在穿孔機上不斷穿孔，但是由于穿孔操作人員的操作不規(guī)范或生產(chǎn)高質(zhì)量毛管的意識尚未深入人心，其穿孔操作不合格，導(dǎo)致毛管穿孔后的壁厚不均勻。

3 Φ55mm系列毛管質(zhì)量控制目標與優(yōu)化設(shè)計

針對以上Φ55mm系列毛管生產(chǎn)成品存在問題，本文對生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化，以達到如下優(yōu)化目標：

（1）Φ75mm圓鋼穩(wěn)定減徑生產(chǎn)Φ55mm系列毛管；

（2）減少Φ32×4、Φ38×4、Φ38×3.5等系列無縫鋼管的冷拔道次；

（3）Φ55mm系列毛管頭子符合冷拔生產(chǎn)需要，減少冷拔的壓頭量；

（4）有效控制毛管壁厚，實現(xiàn)Φ32×4一芯一空工藝。

基于這一目標，該企業(yè)制訂了相應(yīng)的質(zhì)量控制方案，在原有的熱軋工藝基礎(chǔ)上增加冷拔工藝，在不加熱的情況下對金屬使用冷拔機拔長，然后固熔處理，再酸洗、探傷，最后形成無縫鋼管成品。需要注意的是，Φ38mm系列為兩步芯棒工藝（連拔），由Φ55mm拔制Φ45mm，后Φ45mm再拔制Φ38mm或Φ32mm。

4 生產(chǎn)應(yīng)用及效果

該企業(yè)采用優(yōu)化后的工藝設(shè)計生產(chǎn)Φ55mm系列毛管，截止到2017年4月30日，該企業(yè)共生產(chǎn)Φ55mm系列毛管1535.01噸，共計42276支，平均每班生產(chǎn)40.1噸，共計1082支。實踐表明，該優(yōu)化工藝合理、可行，整個Φ55mm系列毛管的生產(chǎn)過程基本穩(wěn)定，所生產(chǎn)的毛管質(zhì)量較為穩(wěn)定，并未產(chǎn)生不可控制的質(zhì)量事故。下文對生產(chǎn)應(yīng)用效果進行具體分析，并將其與Φ60mm系列毛管進行對比分析。

（1）Φ55mm系列毛管壁厚統(tǒng)計。隨機抽取Φ55mm系列毛管，統(tǒng)計毛管的壁厚參數(shù)，包括最大壁厚差、平均壁厚差、平均壁厚，統(tǒng)計結(jié)果如表3所示，結(jié)果表明Φ55mm系列毛管的壁厚均勻。

（2）開坯、拔成品情況。成品規(guī)格Φ38*5的鋼管，毛管壁厚偏差在0.8-1mm的，開坯后鋼管壁厚偏差在0.5mm范圍內(nèi)，壁厚在5-5.5mm。5月份投料的件號B6975毛管壁厚偏差1.5mm，開坯后鋼管壁厚偏為0.7mm，壁厚為4.9-5.6mm，拔成品道時鋼管壁厚偏差無明顯變化。

成品規(guī)格Φ32×4的鋼管，毛管壁厚偏差在0.9-1.2mm的，開坯后鋼管壁厚偏差在0.45mm，其中按3.7配模的鋼管壁厚為3.6-4.05mm，按3.75配模的鋼管壁厚為3.65-4.1，拔空后壁厚偏差在0.35mm。另有件號B8307，毛管壁厚最大偏差1.7mm（大部分1.2mm～1.4mm），拔制成品時偏差為0.55mm，壁厚為3.62-4.17mm，其中判廢頭單6支。

（3）Φ55mm與Φ60mm對比分析。將Φ55mm系列毛管與Φ60mm系列毛管作為冷拔管原料進行對比，在拔制道次上，Φ55mm系列生產(chǎn)Φ32mm、Φ38mm系列成品與Φ60mm系列相比其拔制均減少一個道次；在成材率上，Φ55mm毛管投入19831支，入庫18754支，成材比例94.6%，Φ60毛管投入14588支，入庫14030支，成材比例96.2%。對比缺陷，Φ55毛管外折（含所有探傷缺陷）比例3.09%，按照Φ60系列的外折率1.30%計算，Φ55mm的成材比例可達96.36%，因此其成材率與Φ60mm毛管相當(dāng)。

5 結(jié)論

本文對Φ55mm系列毛管的生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化設(shè)計，并將其應(yīng)用于實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)表明，此次工藝優(yōu)化穩(wěn)定實現(xiàn)了Φ38mm系列成品的兩道連拔，實現(xiàn)了32×4成品的一芯一空工藝，生產(chǎn)過程中明顯減少了中間在制品的壓頭量。

參考文獻：

[1]金瞧童.Φ55mm系列毛管工藝開發(fā)[J].江西冶金，2016（01）：27-28+44.

[2]田黨.關(guān)于毛管分層缺陷的試驗研究[J].天津冶金，1994（01）：18-21.

作者簡介：熊學(xué)文（1973-），男，江西南昌人，專科，工程師，主要研究方向：無縫鋼管制造。endprint