讓客戶更具全球競爭力!-MFC《金屬板材成形》雜志 | 金屬成形商務咨詢(北京)有限公司-MFC(深圳)沖壓與鍛造展覽會

無縫不銹鋼管生產工藝及其軋制油的發展概述

根據國際不銹鋼論壇(ISSF)預計,2021年全球不銹鋼消費量將因新冠肺炎疫情緩解而出現V型恢復,消費量預計增長328萬t,達4452萬t。隨著我國工業實力增強,建筑、石油化工、電力等行業發展迅速,極大地促進了我國鋼管行業的發展,因而近些年不銹鋼管的消費增速和需求量也逐年上升,發展前景良好。2020年,我國不銹鋼管產量為8954萬噸,無縫鋼管產量為2787萬噸,無縫鋼管中的品種之一無縫不銹鋼管由于耐腐蝕性好、韌性高以及較易成型性等優點備受青睞。在不銹鋼管軋制加工時,潤滑條件對于鋼管的表面質量、模具壽命以及加工的正常進行有重要的作用,2020年,無縫不銹鋼鋼管總產量約為126.1萬t,而不銹鋼冷軋時軋制耗油量按2kg/t計算,則就單一無縫不銹鋼冷軋軋制用油的市場需求總量將達到2500t左右。

image.png

圖1 內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司鋼管公司無縫鋼管生產線

無縫不銹鋼管的生產工藝

我國無縫不銹鋼管的生產主要集中在內蒙古包鋼、上海五鋼(集團)有限公司、長城特鋼有限公司、大連鋼廠、撫順鋼廠、大冶特鋼有限公司、成都無縫鋼管廠等,雖然每個生產設施的具體工藝設備不同,但其生產過程主要分為熱軋無縫不銹鋼管生產工藝、冷加工無縫不銹鋼管生產工藝以及熱擠壓無縫不銹鋼管生產工藝。

熱軋無縫不銹鋼管生產工藝

熱軋無縫不銹鋼管生產工藝的原料為圓管坯,經過切割機將其切割成長約1m的管料,并送至熔爐加熱至約1250℃后進行穿孔后,通過軋管機連軋再利用錐形鉆頭對鋼坯打孔即可形成鋼管。

熱軋生產工藝流程為:圓管坯→加熱管坯→穿孔→三輥斜軋、連軋或擠壓→荒管加熱→確定直徑→熱處理→矯直成品管→精整→檢驗→入庫。

冷加工無縫不銹鋼管生產工藝

我國不銹鋼管的生產主要采用“斜軋穿孔+冷加工”的工藝,而其中無縫不銹鋼管產量的65%需要使用冷加工制作成成品,無縫不銹鋼管冷加工通常以“冷軋為主,冷拔為輔”,冷軋定壁或冷拔改變鋼管規格和控制外徑,以滿足不同規格和品種的生產要求。目前,冷拔機、冷軋機的發展方向以“高速、高精度、長行程、多線”為主,應用較多的機型有YLB250t、YLB550t、LG60-H、LG110-H等系列機組。

冷拔生產無縫不銹鋼管工藝流程為:外構管坯→加熱管坯→穿孔→錘頭→酸洗→潤滑→拔制→退火→切頭→水壓→檢查→成品。

冷軋生產無縫不銹鋼管工藝流程為:煉鋼→圓鋼軋制→穿孔→冷拔→冷軋→退火光亮→拋光內表面→拋光外表面→驗收檢測→入庫包裝。

熱擠壓無縫不銹鋼管生產工藝

熱擠壓工藝進行無縫不銹鋼管的生產是世界上主要生產工藝方式,采用熱擠壓法生產的產品質量穩定,直接使用連鑄坯為原料,品種更換靈活、產量質量穩定、直接生產熱擠壓成品管,也能生產異型斷面管等優點,目前擠壓機組尚需從國外引進,如久立3500t擠壓機、包鋼6000t擠壓機均從德國引進。

熱擠壓生產無縫不銹鋼管工藝流程為:管坯剝皮→切斷→鉆孔→倒角→清洗坯料→加熱→擴孔→加熱→擠壓→矯直鋼管→噴丸→切除頭尾→酸洗→檢驗→包裝入庫。

無縫不銹鋼管軋制過程中的摩擦與潤滑

在無縫不銹鋼管的軋制過程中,軋件與軋輥相互接觸的過程,摩擦力是兩個物體界面間的切向阻力。為了減少外摩擦引起的摩擦熱和變形熱等不良影響,必須在軋件和軋輥之間加上潤滑劑進行潤滑。工藝潤滑最重要的功能是減少變形區接觸弧表面上的摩擦系數和摩擦力,降低軋制總壓力和能量消耗。在軋制工藝過程中,軋輥處于高溫高壓摩擦工況下,表面極易磨損,導致軋輥表面產生凹坑和變形,而凹坑和變形又加劇磨損,形成惡性循環,軋輥因磨損而迅速報廢。目前,主要采用耐磨性能好的高速鋼軋輥和應用軋制潤滑技術二種途經來降低能耗,提高生產率,降低軋輥成本和改善帶鋼表面質量。

鋼管軋制時,采用適當的工藝潤滑可以降低軋制力20%~30%,軋機主電機電耗減少8%~20%。同時由于潤滑劑具有防粘減磨的作用,使得變形金屬與工模具之間的摩擦狀況得到明顯改善,進而使工模具磨損減少,使用壽命延長。在軋制過程中,采用工藝潤滑可提高軋輥使用壽命40%左右,減少換輥次數,提高生產作業率。

無縫不銹鋼管軋制工藝對所用工藝油品的潤滑極壓性能要求非??量?,一般來說工藝油的最大無卡咬負荷PB和燒結負荷PD分別要求不小于700N和5000N。

無縫不銹鋼管軋制油在其生產中的潤滑作用

經過對無縫不銹鋼管生產工藝的中的摩擦磨損對軋制過程影響的研究,發現軋制油產品在無縫不銹鋼管生產工藝中的主要作用有以下幾點:

減少摩擦系數和摩擦力。潤滑劑在變形區內形成和保持一定厚度的潤滑膜,可以有效降低摩擦系數和摩擦力、保證軋制過程的順利進行;同時較低的摩擦力和摩擦系數也意味著較低的軋制總壓力和能量消耗,從而可增大道次壓下量。

減少軋輥磨損。在高壓高速的軋制過程中,如果軋輥處于無潤滑狀態,將會造成軋輥的嚴重磨損,而使用潤滑劑可使軋輥的磨損明顯減少。

潤濕作用。利用潤滑劑的潤滑作用可使軋件表面保持良好的潤濕狀態,防止金屬間黏著,從而提高壓延效率。

冷卻作用。軋制過程中金屬表面摩擦會產生大量的熱,如不能及時排走這部分熱,會極大影響金屬的機械性能和表面性狀,因此有要求軋制油具通過對流換熱和汽化把熱量從固體(軋件和軋輥)表面及時帶走。

提升表面質量。在軋制過程中,采用工藝潤滑可以顯著改善產品的表面質量,減少表面缺陷。

無縫不銹鋼管軋制油的組成

無縫不銹鋼管軋制加工時的潤滑條件對于鋼管的表面質量、模具壽命以及加工的正常進行有重要的作用,早期無縫不銹鋼管軋制使用動植物油、礦物油以及兩者的混合物進行潤滑。隨著無縫不銹鋼管加工工藝的提升,如軋制線速度以及軋制壓力的提高,并且市場上對無縫不銹鋼管的加工精度和表面質量的日益嚴苛,要求軋制油有更好的冷卻性能、極壓抗磨性能、防銹性能、氧化安定性能以及退火清凈性能等,因而發展到以礦物油、合成油為基礎油輔以高極壓、潤滑性能的硫氯添加劑以及其他功能性添加劑的配方體系。對市面上常見的幾款不銹鋼管軋制油的分析如下:

image.png

由表可見,隨著石油煉制、潤滑油生產水平的提高以及環保政策的嚴苛,軋制油基礎油的精制深度進一步提高,各類添加劑如不含硫氯體系添加劑的發展不斷取得突破,使得軋制油各項性能指標進一步優化和提升,能滿足適應更為復雜的不銹鋼管加工條件,同時國產某品牌C中的不含硫氯添加劑的軋制油也更加環保。

無縫不銹鋼管軋制油的發展趨勢隨著近年來國民環保意識的不斷增強以及相關政策法規的出臺,從“綠水青山”的環保角度出發,傳統硫氯高含量體系不銹鋼管軋制油產品將逐步退出歷史舞臺,而開發環境友好型無縫不銹鋼管軋制用油成為行業內的共識,無縫不銹鋼管軋制油在軋制過程中對軋制油產品的要求在今后發展過程中將要求軋制油產品具有以下特點:

⑴優異的潤滑及極壓抗磨性。隨著加工效率的提升,冷軋過程中的摩擦以及軋制壓力的增大,軋制油產品必須具有優異的潤滑性能以減少摩擦,同時還應具有良好的極壓性能,降低軋制壓力,機器加工和能量損耗的同時提高軋制的加工精度和效率。

⑵優異的抗氧化性。不銹鋼管軋制油產品在循環冷軋使用過程長期處于周期性的高溫與高壓環境中,且直接暴露于空氣中,因此油品極易因氧化而變質,影響軋制油產品的品質和使用壽命,所以要求軋制油具有較強的抗氧化性能。

⑶優異的冷卻性能。為避免無縫不銹鋼管受到冷軋過程中因接觸摩擦產生的大量熱量而導致變形摩擦溫度過高,同時塔形配置的輥系散熱不佳,因此要求軋制油產品具備良好的散熱性能以使熱量及時從帶鋼和軋輥表面轉移,保證軋制過程平穩。

⑷優異的退火清凈性。不銹鋼冷軋板帶的退火溫度一般在900~1080℃之間,要求在退火工藝后無縫不銹鋼管表面色澤光亮,無油污殘留,無碳化物污染等現象。

⑸環境友好型。軋制油產品在研究過程中,不僅需要滿足以上生產性能,而且也需要從保護環境的角度出發,具有不含損害人體健康的組分以及刺激性味道的揮發性氣體等,追求高生物降解率和無環境毒性等環境友好型綠色軋制油產品。

結束語

無縫不銹鋼管廣泛應用于家電、化肥、航天、汽車及石化等行業,而我國當前無縫不銹鋼管生產需求現狀為部分高端產品仍需進口,低端產品產能卻過剩。伴隨著我國城鎮建設發展的加快、天然氣事業的提速以及油氣通道戰略的實施,這些舉措將為拉動無縫不銹鋼管需求形成巨大的動力,是鋼管市場快速發展的重大利好。而在無縫不銹鋼管生產過程中,無縫不銹鋼管軋制油技術也將隨著軋制工藝的進步、基礎油和添加劑技術的發展而不斷迭代,使得無縫不銹鋼管軋制油不僅具備優異的潤滑性、極壓抗磨性、抗氧化性、冷卻性和退火清凈性等特性,更要從“綠水青山”的環保角度出發,開發環境友好型無縫不銹鋼管軋制用油,為中國無縫不銹鋼管行業的發展和環境保護作出貢獻。 

歡迎轉載,但請注明出處。金屬板材成形之家-MFC金屬板材成形雜志/金屬成形商務咨詢(北京)有限公司-MFC《金屬成形智造》雜志 » 無縫不銹鋼管生產工藝及其軋制油的發展概述

分享到:更多 ()

添加我的信息到《金屬板材成形》發行庫

聯系我們獲取資料
亚洲国产一级无码中文字