Φ55mm系列毛管工艺优化研究

摘 要：本文针对Φ55mm系列毛管的生产工艺进行优化，减少冷拔道次，减少中间在制品的压头量，提高无缝钢材生产的质量与效率。优化结果表明，Φ55mm系列毛管优化工艺设计合理可行。

关键词：Φ55mm系列；毛管；工艺优化

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

1 引言

本文以某Φ55mm系列毛管生产企业为研究案例，探究该企业在生产Φ55mm系列毛管中存在的问题，制定Φ55mm系列毛管工艺优化与质量控制方案，以减少冷拔道次，减少中间在制品的压头量，提高无缝钢材生产的质量与效率。

2 Φ55mm系列毛管原有工艺设计及存在问题

某Φ55mm系列毛管生产企业采用热轧作为Φ55mm系列毛管的生产工艺，其生产工艺流程如下：首先选择Φ75mm管坯作为Φ55mm系列毛管的生产原料，对管坯经斜底炉加热至高温状态，改变管坯的形状使其成圆棒，Φ55mm系列毛管常见钢种轧制温度值如表1所示。待圆棒塑形后再将圆棒剪断为所需长度的小段状，在管坯穿孔端断面上定心、削皮、在穿孔机上不断穿孔、酸洗，在轧辊和顶头的作用下，管坯内部逐渐形成空腔，再送至自动轧管机上继续轧制，使得毛管减径变形为Φ55mm，减径毛管液压热打头，滚入冷床冷却，进行Φ55mm系列毛管成品检验、称重[2]。

对生产出的成品进行检查，发现Φ55mm系列毛管存在一定的问题，如表2所示。

毛管生产存在的具体问题及原因分析如下：

（1）毛管头子直径不合格：砧模孔型的设计并不能适合各种壁厚的毛管打头，导致部分无缝钢管头子未能达到成品生产要求（成品Φ38×4、Φ38×3.5，尤其是Φ38×5）。

（2）毛管头子外径不合格：在毛管生产过程中由于减径辊备件不足，没有跟上生产所需要的减径辊数量，导致生产的毛管头子外径存在质量问题。

（3）毛管壁厚不均匀：在毛管生产过程中，需要在穿孔机上不断穿孔，但是由于穿孔操作人员的操作不规范或生产高质量毛管的意识尚未深入人心，其穿孔操作不合格，导致毛管穿孔后的壁厚不均匀。

3 Φ55mm系列毛管质量控制目标与优化设计

针对以上Φ55mm系列毛管生产成品存在问题，本文对生产工艺进行优化，以达到如下优化目标：

（1）Φ75mm圆钢稳定减径生产Φ55mm系列毛管；

（2）减少Φ32×4、Φ38×4、Φ38×3.5等系列无缝钢管的冷拔道次；

（3）Φ55mm系列毛管头子符合冷拔生产需要，减少冷拔的压头量；

（4）有效控制毛管壁厚，实现Φ32×4一芯一空工艺。

基于这一目标，该企业制订了相应的质量控制方案，在原有的热轧工艺基础上增加冷拔工艺，在不加热的情况下对金属使用冷拔机拔长，然后固熔处理，再酸洗、探伤，最后形成无缝钢管成品。需要注意的是，Φ38mm系列为两步芯棒工艺（连拔），由Φ55mm拔制Φ45mm，后Φ45mm再拔制Φ38mm或Φ32mm。

4 生产应用及效果

该企业采用优化后的工艺设计生产Φ55mm系列毛管，截止到2017年4月30日，该企业共生产Φ55mm系列毛管1535.01吨，共计42276支，平均每班生产40.1吨，共计1082支。实践表明，该优化工艺合理、可行，整个Φ55mm系列毛管的生产过程基本稳定，所生产的毛管质量较为稳定，并未产生不可控制的质量事故。下文对生产应用效果进行具体分析，并将其与Φ60mm系列毛管进行对比分析。

（1）Φ55mm系列毛管壁厚统计。随机抽取Φ55mm系列毛管，统计毛管的壁厚参数，包括最大壁厚差、平均壁厚差、平均壁厚，统计结果如表3所示，结果表明Φ55mm系列毛管的壁厚均匀。

（2）开坯、拔成品情况。成品规格Φ38*5的钢管，毛管壁厚偏差在0.8-1mm的，开坯后钢管壁厚偏差在0.5mm范圍内，壁厚在5-5.5mm。5月份投料的件号B6975毛管壁厚偏差1.5mm，开坯后钢管壁厚偏为0.7mm，壁厚为4.9-5.6mm，拔成品道时钢管壁厚偏差无明显变化。

成品规格Φ32×4的钢管，毛管壁厚偏差在0.9-1.2mm的，开坯后钢管壁厚偏差在0.45mm，其中按3.7配模的钢管壁厚为3.6-4.05mm，按3.75配模的钢管壁厚为3.65-4.1，拔空后壁厚偏差在0.35mm。另有件号B8307，毛管壁厚最大偏差1.7mm（大部分1.2mm～1.4mm），拔制成品时偏差为0.55mm，壁厚为3.62-4.17mm，其中判废头单6支。

（3）Φ55mm与Φ60mm对比分析。将Φ55mm系列毛管与Φ60mm系列毛管作为冷拔管原料进行对比，在拔制道次上，Φ55mm系列生产Φ32mm、Φ38mm系列成品与Φ60mm系列相比其拔制均减少一个道次；在成材率上，Φ55mm毛管投入19831支，入库18754支，成材比例94.6%，Φ60毛管投入14588支，入库14030支，成材比例96.2%。对比缺陷，Φ55毛管外折（含所有探伤缺陷）比例3.09%，按照Φ60系列的外折率1.30%计算，Φ55mm的成材比例可达96.36%，因此其成材率与Φ60mm毛管相当。

5 结论

本文对Φ55mm系列毛管的生产工艺进行优化设计，并将其应用于实际生产中，生产结果数据表明，此次工艺优化稳定实现了Φ38mm系列成品的两道连拔，实现了32×4成品的一芯一空工艺，生产过程中明显减少了中间在制品的压头量。

参考文献：

[1]金瞧童.Φ55mm系列毛管工艺开发[J].江西冶金，2016（01）：27-28+44.

[2]田党.关于毛管分层缺陷的试验研究[J].天津冶金，1994（01）：18-21.

作者简介：熊学文（1973-），男，江西南昌人，专科，工程师，主要研究方向：无缝钢管制造。endprint