本發(fā)明涉及鋼管的制備領域，尤其涉及一種成材率高的鋼管加工方法。
背景技術：
目前，已有的鋼管制造方法主要的有穿孔管坯軋制法和帶材成形焊接法。第一種傳統(tǒng)的制造方法是將鋼坯定尺切斷，進行再加熱后送入二輥或三輥穿孔機穿成荒管，再將管坯進行熱軋和冷軋得到成品管材。該方法是目前普遍使用的，但存在著工序多，能耗高，不能生產(chǎn)超長管材，管材制造成本高等不足。由實心坯到熱軋第一道后的成材率僅為80％左右。而第二種帶材成形焊接法，是將鋼坯經(jīng)多道工序軋成帶鋼，進行光亮退火、縱剪分條處理，然后在焊管機組上進行成型焊接，而焊接一般采用高頻、直流、氬弧、方波等焊接方法。該方法可以生產(chǎn)超長管，尤其在小口徑薄壁管材和超大口徑管材的生產(chǎn)上優(yōu)勢明顯，但是成材率也不高。
技術實現(xiàn)要素：
基于以上技術問題，本發(fā)明提供了一種成材率較高、制品管材質(zhì)量好的成材率高的鋼管加工方法。
本發(fā)明采用的技術方案如下：
一種成材率高的鋼管加工方法，包括以下步驟：
加熱：以連鑄鋼管坯為原料，將管坯均勻加熱至1300～1400℃，加熱時間為3～4小時；
穿孔：在熱管坯上打中心孔，然后進行穿孔，穿孔溫度為1000-1200℃；
機加工：在穿孔后的管坯表面機加工，從而去掉管坯表面的鑄造缺陷；
退火：
第一次退火：機加工后的管坯放入退火爐內(nèi)，溫度升至750-760℃，保溫1-1.3h；
第二次退火：將爐內(nèi)溫度升至800-820℃，保溫3-3.5h；
第三次退火：將爐內(nèi)溫度降至740-770℃，保溫1-1.8h；
第四次退火：將爐內(nèi)溫度降至680-700℃，保溫1-2h；
退火后的管坯依次經(jīng)過酸洗、磷化、皂化處理；
軋制預加熱：將經(jīng)皂化處理后的管坯預加熱到500℃～600℃；
軋制：在管坯軋制步驟，是將預加熱的管坯，導入變形軋制設備，而管坯是在其預加熱溫度和其在變形軋制過程產(chǎn)生的形變熱，兩者疊加在一起而升溫至900℃～1200℃的軋制溫度條件下，以高變形速率進行軋制而成形的；
冷卻：以適當冷卻速度冷卻至環(huán)境溫度。
優(yōu)選的，所述酸洗步驟中酸洗溫度為40-45℃，酸洗時間為40-55min，酸洗后的管坯在中和池翻滾，翻滾次數(shù)為3～4次，中和液ph值為9～10，中和后的管坯在經(jīng)清水池翻滾，翻滾次數(shù)為3～4次。
優(yōu)選的，所述酸洗步驟中酸洗液為稀硫酸和氯化鈉溶液的混合液，所述酸洗液中稀硫酸的終摩爾濃度為25-30％，所述氯化鈉溶液終濃度為5-8％。
優(yōu)選的，所述磷化處理中磷酸鋅濃度為10～20％，磷化液溫度為62～68℃，磷化時間為10～15分鐘，磷化液游離酸度為5～7，磷化液總酸度為50～60。
優(yōu)選的，所述皂化處理中皂化溫度為60～85℃，皂化時間為6～9分鐘，皂化液ph值為8～9。
綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：
1、采用加熱、穿孔、表面機加工、退火、酸洗、磷化、皂化、潤滑、軋制預加熱、軋制、冷卻流程來制備鋼管，制得的鋼管不開裂，質(zhì)量高，所制得的鋼管質(zhì)量好，成材率高，減少生產(chǎn)成本；
2、穿孔溫度關系到穿孔率以及鋼管的開裂度，適合的穿孔溫度可以保證穿孔效率，避免鋼管開裂，還能避免廢品的產(chǎn)生
3、本發(fā)明的退火工藝，可以克服鋼管內(nèi)表面或外表面容易開裂的缺陷，這可能是由于先將鋼管管坯放入火爐中在750-760℃保溫，保證鋼管與爐內(nèi)溫度一致，然后進行階段性退火處理和降溫，使管坯性能穩(wěn)定。
4、出爐后自然冷卻會導致鋼管開裂，適速冷卻實質(zhì)是一種形變熱處理，其目的主要在于細化晶粒，使本發(fā)明的制成品管材，在后續(xù)深加工過程中乃至后續(xù)產(chǎn)品的工作狀況下長期處于優(yōu)良的力學性能狀態(tài)。
5、適宜的酸洗溫度可以提高酸洗效果，酸洗時間過長會導致鋼管過酸洗，過酸洗的管坯表面粗躁、色暗，嚴重時有圓形針孔，冷軋時容易粘輥或破碎；酸洗不充分的話不能完全清除管坯表面的銹、氧化皮，得到的鋼管成品抗腐蝕能力差。
6、本發(fā)明采用的稀硫酸和氯化鈉溶液混合作為酸洗液，酸洗效果好，而且結合本發(fā)明所述的磷化處理，所制鋼管在冷軋過程中，開裂率明顯降低，防腐蝕性更好。
7、磷化處理后在鋼管表面形成磷化膜，起到很好的防腐蝕效果，55-65℃下處理15-25min可形成7-10g/m2的磷化膜，既有良好的防腐效果，又能節(jié)約高溫消耗的能量以及磷化液。
8、本發(fā)明這種對管坯預加熱的技術措施，能夠有效降低能耗，節(jié)減制造成本，而且又能夠使管坯的變形軋制溫度，上升至再結晶溫度之上，提高了鑄態(tài)管坯的可塑性，且具有足夠的過熱度，而提高了管坯變形的延伸系數(shù)，延長了管坯變形區(qū)域范圍和動態(tài)再結晶的過程，使鋼管具有足夠的條件實現(xiàn)完全再結晶，從而達到提高軋制效率和制成品鋼管的質(zhì)量。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
下面，結合具體實施例來對本發(fā)明做進一步詳細說明。
具體實施例
實施例1
以連鑄鋼管坯為原料，將管坯均勻加熱至1300℃，加熱時間為3小時，從而保證管坯加熱均勻；
穿孔：在熱管坯上打中心孔，然后進行穿孔；穿孔溫度為1000℃；
機加工：在管坯表面機加工且其機加工切削深度，控制在能夠去掉管坯表面鑄造缺陷的范圍內(nèi)；
退火：
第一次退火：機加工后的管坯放入退火爐內(nèi)，溫度升至750℃，保溫1h；
第二次退火：將爐內(nèi)溫度升至800℃，保溫3h；
第三次退火：將爐內(nèi)溫度降至740℃，保溫1h；
第四次退火：將爐內(nèi)溫度降至680℃，保溫1h；
酸洗：酸洗溫度為40℃，酸洗時間為40min，酸洗后的管坯在中和池翻滾，翻滾次數(shù)為3次，中和液ph值為9，中和后的管坯在經(jīng)清水池翻滾，翻滾次數(shù)為3次，所述酸洗液為稀硫酸和氯化鈉溶液的混合液，酸洗液中稀硫酸的終摩爾濃度為25％，氯化鈉溶液終濃度為5％。
磷化：磷酸鋅濃度為10％，磷化液溫度為62℃，磷化時間為10分鐘，磷化液游離酸度為5，磷化液總酸度為50，從而在管坯的表面形成磷酸鋅的化學生成覆膜；
皂化：皂化溫度為60℃，皂化時間為6分鐘，皂化液ph值為8，從而在覆膜上形成金屬皂等潤滑覆膜；
軋制預加熱：將經(jīng)皂化處理后的管坯預加熱到500℃℃；
軋制：在管坯軋制步驟，是將預加熱的管坯，導入變形軋制設備，而管坯是在其預加熱溫度和其在變形軋制過程產(chǎn)生的形變熱，兩者疊加在一起而升溫至900℃℃的軋制溫度條件下，以高變形速率進行軋制；
冷卻：以適當冷卻速度冷卻至環(huán)境溫度。
實施例2
加熱：以連鑄鋼坯為原料，將管坯均勻加熱至1350℃，加熱時間為3.5小時，從而保證管坯加熱均勻；
穿孔：在熱管坯上打中心孔，然后進行穿孔；穿孔溫度為1100℃；
機加工：在管坯表面機加工且其機加工切削深度，控制在能夠去掉管坯表面鑄造缺陷的范圍內(nèi)；
退火：
第一次退火：將機加工后的管坯放入退火爐內(nèi)，溫度升至755℃，保溫1.2h；
第二次退火：將爐內(nèi)溫度升至810℃，保溫3.2h；
第三次退火：將爐內(nèi)溫度降至755℃，保溫1.4h；
第四次退火：將爐內(nèi)溫度降至690℃，保溫1.5h；
酸洗：酸洗溫度為42℃，酸洗時間為48min，酸洗后的管坯在中和池翻滾，翻滾次數(shù)為3次，中和液ph值為9，中和后的管坯在經(jīng)清水池翻滾，翻滾次數(shù)為3次，所述酸洗液為稀硫酸和氯化鈉溶液的混合液，所述酸洗液中稀硫酸的終摩爾濃度為27％，所述氯化鈉溶液終濃度為6％。
磷化：磷酸鋅濃度為15％，磷化液溫度為65℃，磷化時間為12分鐘，磷化液游離酸度為6，磷化液總酸度為55，從而在管坯的表面形成磷酸鋅的化學生成覆膜，；
皂化：皂化溫度為67℃，皂化時間為7分鐘，皂化液ph值為8，從而在覆膜上形成金屬皂等潤滑覆膜；
軋制預加熱：將經(jīng)皂化處理后的管坯預加熱到550℃；
軋制：在管坯軋制步驟，是將預加熱的管坯，導入變形軋制設備，而管坯是在其預加熱溫度和其在變形軋制過程產(chǎn)生的形變熱，兩者疊加在一起而升溫至1050℃的軋制溫度條件下，以高變形速率進行軋制；
冷卻：以適當冷卻速度冷卻至環(huán)境溫度。
實施例3
加熱：以連鑄鋼管坯為原料，將管坯均勻加熱至1400℃，加熱時間為4小時，從而保證管坯加熱均勻；
穿孔：在熱管坯上打中心孔，然后進行穿孔；所述穿孔溫度為1200℃；
機加工：在管坯表面機加工且其機加工切削深度，控制在能夠去掉管坯表面鑄造缺陷的范圍內(nèi)；
退火：
第一次退火：機加工后的管坯放入退火爐內(nèi)，溫度升至760℃，保溫1.3h；
第二次退火：將爐內(nèi)溫度升至820℃，處理3.5h；
第三次退火：將爐內(nèi)溫度降至770℃，保溫.8h；
第四次退火：將爐內(nèi)溫度降至700℃，保溫2h；
酸洗：酸洗溫度為45℃，酸洗時間為55min，酸洗后的管坯在中和池翻滾，翻滾次數(shù)為4次，中和液ph值為10，中和后的管坯在經(jīng)清水池翻滾，翻滾次數(shù)為4次，所述酸洗液為稀硫酸和氯化鈉溶液的混合液，所述酸洗液中稀硫酸的終摩爾濃度為30％，所述氯化鈉溶液終濃度為8％。
磷化：磷酸鋅濃度為20％，磷化液溫度為68℃，磷化時間為15分鐘，磷化液游離酸度為7，磷化液總酸度為60，從而在管坯的表面形成磷酸鋅的化學生成覆膜；
皂化：皂化溫度為85℃，皂化時間為9分鐘，皂化液ph值為9，從而在覆膜上形成金屬皂等潤滑覆膜；
軋制預加熱：將經(jīng)皂化處理后的管坯預加熱到600℃；
軋制：在管坯軋制步驟，是將預加熱的管坯，導入變形軋制設備，而管坯是在其預加熱溫度和其在變形軋制過程產(chǎn)生的形變熱，兩者疊加在一起而升溫至1200℃的軋制溫度條件下，以高變形速率進行軋制；
冷卻：以適當冷卻速度冷卻至環(huán)境溫度。
如上所述即為本發(fā)明的實施例。本發(fā)明不局限于上述實施方式，任何人應該得知在本發(fā)明的啟示下做出的結構變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術方案，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。