不銹鋼管在熱處理后會發(fā)生變形,即彎曲及橢圓度增大,難以達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及后道工序的要求,因此,矯直工序必不可少。矯直工序的任務(wù)是消除軋制、運(yùn)送、冷卻和熱處理過程中產(chǎn)生的鋼管彎曲以及減小不銹鋼管橢圓度以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
1. 鋼管矯直機(jī)
不銹鋼管矯直可在熱狀態(tài)下或冷狀態(tài)下進(jìn)行,但一般多用冷矯。鋼管矯直機(jī)有機(jī)械壓力矯直機(jī)、斜輥矯直機(jī)和張力矯直機(jī)等幾種形式。壓力矯直機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,但生產(chǎn)率低,需人工輔助操作,矯直質(zhì)量不高,故一般作為鋼管初矯。張力矯直機(jī)是使鋼管在軸向力作用下產(chǎn)生-3%的拉伸變形,而使鋼管矯直,一般用來矯直斷面形狀復(fù)雜的鋼管,這種方法的生產(chǎn)率較低。
目前廣泛采用的是斜輥矯直機(jī),斜輥矯直機(jī)效革高、矯直效果好,不僅使銷管的彎曲得到,廣來用等鋼管的精國度。但斜程矯直機(jī)對鋼管的端部彎曲(鵝頭彎)矯直效得到理想,通常需用壓力矯直機(jī)進(jìn)行端部的矯直。
斜輥矯直機(jī)矯直輥排列形式如圖11-1所示,圖中(a)、(c)、(e)為矯直輥交錯布置的矯直機(jī),矯后加工硬化程度小,中間壓下輥可給予較大壓下提高矯直效果,適于小直徑高強(qiáng)度和高彈性管材的矯直。圖中(b)、(d)為矯直輥相對布置的矯直機(jī),主要用于大中口徑管材和高強(qiáng)度套管的矯直,因而矯直時不壓扁管材的橫斷面。
常用的斜輥矯直機(jī)有五輥和七輥等形式。七輥矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)比較簡單,因此應(yīng)用最廣,按其配輥方案不同,七輥矯直機(jī)又分為2-2-2-1型、1-2-1-2-1型和3-1-3型等幾種。目前,使用最多的是2-2-2-1型,它具有六個主動輥和一個被動輥,主要用于小口徑薄壁管的矯直。3-1-3型斜輥矯直機(jī)多用于端部不加厚的石油管矯直,它不僅可以矯直鋼管,而且還可以對σs達(dá)1200MPa的套管進(jìn)行定徑。1-2-1-2-1型斜輥矯直機(jī)多用于矯直端部加厚的石油管。
鋼管由彎到直的矯直過程實(shí)際上是一個彈塑性變形過程,而變形力必須達(dá)到或超過鋼管的屈服強(qiáng)度才能產(chǎn)生塑性變形。在熱處理線上矯直機(jī)通常布置在回火爐后面,不銹鋼管出回火爐后,溫度略加調(diào)整即進(jìn)行矯直,稱之為“熱矯”或“溫矯”。
2. 矯直機(jī)的參數(shù)確定
對斜輥矯直機(jī)而言,不銹鋼管只有在彎曲及壓扁的條件下才能達(dá)到矯直效果。影響鋼管矯直質(zhì)量的參數(shù)為各輥的壓下量、下中間輥的撓度、矯直溫度、鋼管的鋼種、規(guī)格及矯直速度等。矯直輥輥形為近似雙曲線型,矯直輥和鋼管軸線相交成一個交角,所以當(dāng)鋼管進(jìn)入矯直機(jī)后,管子被矯直機(jī)帶動產(chǎn)生螺旋運(yùn)動同時作多次縱向反復(fù)彎曲,因而形成了一般矯直機(jī)所不能實(shí)現(xiàn)的鋼管軸向?qū)ΨQ矯直。此外,還可以利用輥型的特點(diǎn),調(diào)整矯直輥上、下間距,消除鋼管的橢圓度。由于矯直過程是連續(xù)的故具有較高的生產(chǎn)率。矯直輥軸線與鋼管軸線的傾角多在24°~25°間變化,在實(shí)際生產(chǎn)中多采用一種矯直輥輥型,通過改變矯直輥傾角辦法來完成不同尺寸規(guī)格不銹鋼管的矯直。鋼管尺寸與輥傾角的關(guān)系如表11-1所示。
不同規(guī)格的不銹鋼管應(yīng)有不同的矯直速度,其大小取決于機(jī)組的產(chǎn)量、設(shè)備能力和矯直質(zhì)量。隨著軋制速度的提高,矯直速度也在不斷提高。
鋼的強(qiáng)度隨溫度的提高而降低,而不同的鋼種同一溫度時強(qiáng)度差別也較大,所以,在調(diào)整矯直機(jī)時,各輥的壓下量及中下輥的撓度因鋼種及矯直溫度的不同而有所區(qū)別。例如:Mn系列鋼種同Cr-Mo系列鋼種相比,由于Cr-Mo系列鋼種的高溫強(qiáng)度高于Mn系列鋼種,因此,Cr-Mo系列鋼種的壓下量及中下輥的撓度要大于Mn系列鋼種。同樣,低溫或冷矯時壓下量及撓度要大于“熱矯”。也就是說,鋼種、矯直溫度是調(diào)整矯直機(jī)參數(shù)的重要依據(jù)。此外,不銹鋼管的規(guī)格也是需要考慮的因素,通常的做法是隨著規(guī)格的減小壓下量及撓度加大。矯直速度隨著鋼管規(guī)格的增大而降低。
另外,各輥的壓下量是不同的、對六輥橋直機(jī)而言,前、后輥的壓下量遠(yuǎn)小于中間輥。同樣,鋼管與矯正輥的接觸弧線長度要合適、按1/2-3/4銀長進(jìn)行調(diào)整,中輥取上限,前、后看取下限。
總之,影響不銹鋼管矯直的因素是多方面的,在實(shí)際應(yīng)用中要反復(fù)試驗(yàn)以取得寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、并達(dá)到預(yù)期的效果。
不銹鋼管橋直后會出現(xiàn)以下的問題:
a. 矯直后彎曲度及橢圓度達(dá)不到要求,產(chǎn)生的原因和可采取的措施有鋼管矯直前的彎曲度及橢圓度過大,超過了矯直機(jī)的能力,可以重復(fù)矯直;矯直輥的壓下量及撓度小,可適當(dāng)增加壓下量或者撓度等;
b. 不銹鋼管表面出現(xiàn)螺旋壓痕或“矯凹”現(xiàn)象,這是矯直輥的端部與鋼管表面接觸所致,產(chǎn)生的原因是矯直輥的中心線與鋼管的中心線不一致,鋼管偏向一側(cè),鋼管與矯直輥接觸弧過大、使矯直輥端部與鋼管接觸、可通過調(diào)整矯直輥的角度使不銹鋼管“對中”、接觸弧長度合理;
c. 不銹鋼管“矯方”,即不銹鋼管矯直后其截面不是圓形,而是呈“方形”,產(chǎn)生的原因是壓下量過大造成的,減少中間上輥的壓下量即可解決“矯方”現(xiàn)象。