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        無縫鋼管27SiMn麻面缺陷的產(chǎn)生原因及控制措施

        2019-09-10 01:41:28陳松王瑞
        名城繪 2019年7期
        關(guān)鍵詞:無縫管

        陳松 王瑞

        摘要:本文簡(jiǎn)述了27SiMn熱軋無縫管的麻面現(xiàn)象,影響其產(chǎn)生的因素,剖析實(shí)際生產(chǎn)造成麻面的原因,通過控制進(jìn)出再加熱爐鋼管溫度來防止缺陷產(chǎn)生。

        關(guān)鍵詞:無縫管;麻面缺陷;環(huán)形爐;高壓水除磷

        針對(duì)熱軋無縫鋼管生產(chǎn)線27SiMn旋挖鉆管和冷拔油缸管麻面缺陷的疑難問題,從生產(chǎn)設(shè)備配置和工藝特點(diǎn)方面進(jìn)行了系統(tǒng)分析,提出:27SiMn屬于含Si量高的鋼種,當(dāng)環(huán)形爐加熱至1250℃以上,金屬基體和外層氧化鐵皮中間將產(chǎn)生層狀的Fe2SiO4,該氧化鐵皮粘結(jié)力較強(qiáng),很難在常規(guī)高壓水除磷過程中去除干凈,導(dǎo)致后續(xù)形成麻面。通過將環(huán)形爐溫度控制在1230±10℃,以及提高連軋前高壓水除磷壓力至130kN,可以有效控制麻面缺陷。

        1概述

        27SiMn熱軋無縫管主要作為液壓支柱用,近期生產(chǎn)過程中,首先發(fā)現(xiàn)成品在經(jīng)過定減徑機(jī)前高壓除鱗水沖刷時(shí),有鐵銹色水霧出現(xiàn),再經(jīng)冷床冷卻后,鋼管通體布滿淡紅色的銹。其次冷卻后的鋼管經(jīng)矯直機(jī)矯直后,“紅銹”消失,但出現(xiàn)如“麻團(tuán)狀”的不規(guī)則的麻面分布,且無麻面的區(qū)域鋼體發(fā)暗,無金屬光澤并粗糙,被判嚴(yán)重表面品質(zhì)問題。本文通過分析27SiMn旋挖鉆管和冷拔油缸管麻面缺陷的產(chǎn)生原因,從生產(chǎn)線的設(shè)備配置和工藝特點(diǎn)方面進(jìn)行討論,總結(jié)出麻面缺陷的關(guān)鍵控制技術(shù),有效解決了此類缺陷,為無縫管生產(chǎn)中類似問題的解決提供了參考。

        2麻面缺陷的宏觀分析

        通過對(duì)中檢大冷床上的產(chǎn)品進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)坯料的麻面非常嚴(yán)重,有如下幾個(gè)特征:1)麻面嚴(yán)重位置主要分布在4條孔側(cè)位置;2)左側(cè)、右側(cè)0~1.0m位置,四個(gè)象限的麻面均較嚴(yán)重,無規(guī)律;3)用手觸摸麻面,手感為凹凸不平。麻面嚴(yán)重處鋼管外表為凹陷狀;無麻面的鋼管外表光滑,有定徑機(jī)軋輥留下的痕跡。中檢大冷床上觀察到坯料的麻面,看上去很輕微,有如下幾個(gè)特征:1)手感光滑,無凹凸不平感;2)孔側(cè)位置存在顏色差別,有灰色氧化皮+紅色氧化皮兩種顏色;3)孔頂位置基本無顏色差別,均為紅色氧化皮;4)認(rèn)為孔側(cè)位置的灰色氧化皮為定徑過程壓平所致。

        3麻面缺陷的微觀分析

        對(duì)樣品取樣進(jìn)行金相和掃描電鏡分析,結(jié)果表明:1)樣品表面存在殘留的氧化鐵皮,氧化鐵皮厚度約0.08~0.1mm,分為兩層;2)內(nèi)層氧化鐵皮厚度約0.02mm,較為致密,能譜確定成分為Fe2SiO4;3)外層氧化鐵皮厚度約0.06mm,較為疏松,能譜確定成分為FeO。

        4討論與分析

        針對(duì)27SiMn麻面問題進(jìn)行了系列實(shí)驗(yàn),綜合宏觀、微觀分析結(jié)果認(rèn)為27SiMn屬于含Si量高的鋼種,連軋前高壓水除磷時(shí),氧化鐵皮的剝離性較差,導(dǎo)致氧化鐵皮殘留形成麻面。查閱相關(guān)文獻(xiàn)認(rèn)為,當(dāng)Si含量在0.2%以上的鋼在加熱至1250℃以上,金屬基體和外層氧化鐵皮中間將產(chǎn)生層狀的Fe2SiO4,通過能譜分析表明本次內(nèi)層殘留的Fe2SiO4厚度約20μm左右,外層FeO約60μm。該文獻(xiàn)認(rèn)為在進(jìn)行高壓水除磷時(shí),界面溫度低于1170℃時(shí),F(xiàn)e2SiO4呈固態(tài),因此外層氧化鐵皮與基體的附著力加強(qiáng),更難去除。連軋除磷時(shí)界面溫度很少能達(dá)到1170℃,因此含Si量高的鋼高溫時(shí)剝離性均較差,容易殘留氧化鐵皮。27SiMn鋼種含Si量高達(dá)1.25~1.4wt%,因此很容易因?yàn)槌撞槐M而出現(xiàn)麻面。目前提高連軋前高壓水除磷前溫度至1170℃以上難度較大,而27SiMn坯料在1100~1300℃之間熱塑性隨著溫度的升高呈下降的趨勢(shì)。如果環(huán)形爐溫度升高,27SiMn系列產(chǎn)品壁厚控制效果難以達(dá)標(biāo)。因此我們選擇降低環(huán)形爐加熱的均熱段溫度至1230±10℃。通過對(duì)比數(shù)據(jù)我們可以得出結(jié)論,降低環(huán)形爐坯料加熱的最高溫度而延長(zhǎng)坯料的保溫時(shí)間,對(duì)27SiMn系列鋼管的尺寸沒有太大影響。后續(xù)對(duì)比27SiMn系列鋼管加熱工藝變更提高連軋前高壓水除磷壓力至130kN的和未變更的進(jìn)行對(duì)比跟蹤,主要記錄了工藝參數(shù)、表面狀況及軋制力情況,根據(jù)已有結(jié)論及大生產(chǎn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,進(jìn)行了27SiMn鋼種鋼管生產(chǎn)工藝參數(shù)的調(diào)整優(yōu)化:將環(huán)形爐均熱段溫度控制在1230±10℃,提高連軋前高壓水除磷壓力至130kN。對(duì)27SiMn鋼種鋼管生產(chǎn)的軋制力及尺寸情況,沒有明顯影響但可以有效抑制生產(chǎn)過程中的麻面問題。

        4.1

        1260/1300℃環(huán)形爐溫度,管體表面有麻面,不同規(guī)格麻面程度不同;麻面程度和坯料直徑有一定的關(guān)系,這是和我們環(huán)形爐加熱制度有關(guān),坯徑越大,加熱溫度越高,加熱時(shí)間也越長(zhǎng),在環(huán)形爐內(nèi)形成的硅酸鹽氧化皮越厚,因此后續(xù)高壓水除磷越難去除。

        4.2

        1220/1240℃環(huán)形爐+旁通工藝后,管體表面均無麻面,這和前期分析報(bào)告指出當(dāng)環(huán)形爐加熱溫度低于1250℃,就無硅酸鹽氧化皮形成,能有效的抑制麻面的形成,實(shí)際情況和分析結(jié)論吻合。

        4.3

        1220/1240℃環(huán)形爐+步進(jìn)爐工藝對(duì)外徑的影響較小,正常情況下,不會(huì)形成麻面,但是如果由于故障等原因延遲步進(jìn)爐時(shí)間會(huì)造成麻面。

        4.4

        不同規(guī)格軋制力對(duì)比可知,降低環(huán)形爐加熱溫度至1230℃并未對(duì)軋制力存在增高的影響。

        4.5

        不同規(guī)格尺寸對(duì)比可知,降低環(huán)形爐加熱溫度至1230℃并未對(duì)尺寸存在惡化的影響。

        5結(jié)語

        通過將環(huán)形爐均熱段溫度控制1230±10℃,提高連軋前高壓水除磷壓力至130kN,可以有效抑制27SiMn旋挖鉆管和冷拔油缸管生產(chǎn)過程中的麻面問題。

        參考文獻(xiàn):

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        [4]王魯義,陳其偉,朱國(guó)輝,等.12Cr1MoVG無縫鋼管表面裂紋分析[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2010,27(2):135-139.

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        [6]羅先登.高壓容器用無縫鋼管的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].鋼管,2004,33(4):1-6.

        (作者單位:天津鋼管集團(tuán)股份有限公司)

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