Φ55mm系列毛管工藝優化研究

摘 要：本文針對Φ55mm系列毛管的生產工藝進行優化，減少冷拔道次，減少中間在制品的壓頭量，提高無縫鋼材生產的質量與效率。優化結果表明，Φ55mm系列毛管優化工藝設計合理可行。

關鍵詞：Φ55mm系列；毛管；工藝優化

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

1 引言

本文以某Φ55mm系列毛管生產企業為研究案例，探究該企業在生產Φ55mm系列毛管中存在的問題，制定Φ55mm系列毛管工藝優化與質量控制方案，以減少冷拔道次，減少中間在制品的壓頭量，提高無縫鋼材生產的質量與效率。

2 Φ55mm系列毛管原有工藝設計及存在問題

某Φ55mm系列毛管生產企業采用熱軋作為Φ55mm系列毛管的生產工藝，其生產工藝流程如下：首先選擇Φ75mm管坯作為Φ55mm系列毛管的生產原料，對管坯經斜底爐加熱至高溫狀態，改變管坯的形狀使其成圓棒，Φ55mm系列毛管常見鋼種軋制溫度值如表1所示。待圓棒塑形后再將圓棒剪斷為所需長度的小段狀，在管坯穿孔端斷面上定心、削皮、在穿孔機上不斷穿孔、酸洗，在軋輥和頂頭的作用下，管坯內部逐漸形成空腔，再送至自動軋管機上繼續軋制，使得毛管減徑變形為Φ55mm，減徑毛管液壓熱打頭，滾入冷床冷卻，進行Φ55mm系列毛管成品檢驗、稱重[2]。

對生產出的成品進行檢查，發現Φ55mm系列毛管存在一定的問題，如表2所示。

毛管生產存在的具體問題及原因分析如下：

（1）毛管頭子直徑不合格：砧模孔型的設計并不能適合各種壁厚的毛管打頭，導致部分無縫鋼管頭子未能達到成品生產要求（成品Φ38×4、Φ38×3.5，尤其是Φ38×5）。

（2）毛管頭子外徑不合格：在毛管生產過程中由于減徑輥備件不足，沒有跟上生產所需要的減徑輥數量，導致生產的毛管頭子外徑存在質量問題。

（3）毛管壁厚不均勻：在毛管生產過程中，需要在穿孔機上不斷穿孔，但是由于穿孔操作人員的操作不規范或生產高質量毛管的意識尚未深入人心，其穿孔操作不合格，導致毛管穿孔后的壁厚不均勻。

3 Φ55mm系列毛管質量控制目標與優化設計

針對以上Φ55mm系列毛管生產成品存在問題，本文對生產工藝進行優化，以達到如下優化目標：

（1）Φ75mm圓鋼穩定減徑生產Φ55mm系列毛管；

（2）減少Φ32×4、Φ38×4、Φ38×3.5等系列無縫鋼管的冷拔道次；

（3）Φ55mm系列毛管頭子符合冷拔生產需要，減少冷拔的壓頭量；

（4）有效控制毛管壁厚，實現Φ32×4一芯一空工藝。

基于這一目標，該企業制訂了相應的質量控制方案，在原有的熱軋工藝基礎上增加冷拔工藝，在不加熱的情況下對金屬使用冷拔機拔長，然后固熔處理，再酸洗、探傷，最后形成無縫鋼管成品。需要注意的是，Φ38mm系列為兩步芯棒工藝（連拔），由Φ55mm拔制Φ45mm，后Φ45mm再拔制Φ38mm或Φ32mm。

4 生產應用及效果

該企業采用優化后的工藝設計生產Φ55mm系列毛管，截止到2017年4月30日，該企業共生產Φ55mm系列毛管1535.01噸，共計42276支，平均每班生產40.1噸，共計1082支。實踐表明，該優化工藝合理、可行，整個Φ55mm系列毛管的生產過程基本穩定，所生產的毛管質量較為穩定，并未產生不可控制的質量事故。下文對生產應用效果進行具體分析，并將其與Φ60mm系列毛管進行對比分析。

（1）Φ55mm系列毛管壁厚統計。隨機抽取Φ55mm系列毛管，統計毛管的壁厚參數，包括最大壁厚差、平均壁厚差、平均壁厚，統計結果如表3所示，結果表明Φ55mm系列毛管的壁厚均勻。

（2）開坯、拔成品情況。成品規格Φ38*5的鋼管，毛管壁厚偏差在0.8-1mm的，開坯后鋼管壁厚偏差在0.5mm范圍內，壁厚在5-5.5mm。5月份投料的件號B6975毛管壁厚偏差1.5mm，開坯后鋼管壁厚偏為0.7mm，壁厚為4.9-5.6mm，拔成品道時鋼管壁厚偏差無明顯變化。

成品規格Φ32×4的鋼管，毛管壁厚偏差在0.9-1.2mm的，開坯后鋼管壁厚偏差在0.45mm，其中按3.7配模的鋼管壁厚為3.6-4.05mm，按3.75配模的鋼管壁厚為3.65-4.1，拔空后壁厚偏差在0.35mm。另有件號B8307，毛管壁厚最大偏差1.7mm（大部分1.2mm～1.4mm），拔制成品時偏差為0.55mm，壁厚為3.62-4.17mm，其中判廢頭單6支。

（3）Φ55mm與Φ60mm對比分析。將Φ55mm系列毛管與Φ60mm系列毛管作為冷拔管原料進行對比，在拔制道次上，Φ55mm系列生產Φ32mm、Φ38mm系列成品與Φ60mm系列相比其拔制均減少一個道次；在成材率上，Φ55mm毛管投入19831支，入庫18754支，成材比例94.6%，Φ60毛管投入14588支，入庫14030支，成材比例96.2%。對比缺陷，Φ55毛管外折（含所有探傷缺陷）比例3.09%，按照Φ60系列的外折率1.30%計算，Φ55mm的成材比例可達96.36%，因此其成材率與Φ60mm毛管相當。

5 結論

本文對Φ55mm系列毛管的生產工藝進行優化設計，并將其應用于實際生產中，生產結果數據表明，此次工藝優化穩定實現了Φ38mm系列成品的兩道連拔，實現了32×4成品的一芯一空工藝，生產過程中明顯減少了中間在制品的壓頭量。

參考文獻：

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

[2]田黨.關于毛管分層缺陷的試驗研究[J].天津冶金，1994（01）：18-21.

作者簡介：熊學文（1973-），男，江西南昌人，專科，工程師，主要研究方向：無縫鋼管制造。endprint