4.11 常見工藝問題4.11.1 內(nèi)折

厚壁無縫鋼管內(nèi)折缺陷是指在厚壁無縫鋼管內(nèi)表面存在著與整體金屬熔合的緊貼著的重疊層，或存在厚壁無縫鋼管的頭部，或存在整根厚壁無縫鋼管內(nèi)，或有規(guī)律，或無規(guī)律。有此缺陷的厚壁無縫鋼管輕者可以修磨使用，重者降級使用或報(bào)廢。主要影響因素有：

連鑄坯質(zhì)量與內(nèi)折的關(guān)系

如圖4-14照片所示的鑄坯試樣，在管坯的端部縮孔嚴(yán)重的容易形成內(nèi)折缺陷。

圖4-14鑄坯低倍組織

縮孔形成的原因是在連鑄過程中，在液相穴凝固末端，鑄坯的中心凝固速度和表面凝固速度相比有很大差異，由此會引起中心收縮和表面收縮的差異，一般表現(xiàn)為中心的收縮速度快。凝固末端液相穴狹窄且鋼水的粘性較大，如果中心收縮造成的體積空隙不能得到及時(shí)補(bǔ)充，就會在鑄坯中心形成中心縮孔。

如果柱狀晶細(xì)小，致密；中心縮孔小且在鑄坯中心有斷斷續(xù)續(xù)地集中疏松，這樣在鑄坯加熱時(shí)端部縮孔即使氧化也比較短，形成的內(nèi)折集中在管端很短范圍內(nèi)，絕大多數(shù)可以切掉。有的鑄坯根本就沒有中心縮孔。

另外對管坯進(jìn)行緩冷處理，尤其是對合金鋼坯進(jìn)行緩冷后，內(nèi)折的降低更加明顯。

軋制參數(shù)調(diào)整對內(nèi)折缺陷的影響

軋輥轉(zhuǎn)速的大小是根據(jù)鑄坯材質(zhì)、延伸系數(shù)、滑移系數(shù)及輥徑大小等多方面而設(shè)計(jì)的。結(jié)果表明：高轉(zhuǎn)速更容易形成內(nèi)折，降低轉(zhuǎn)速，內(nèi)折相應(yīng)減少。究其原因主要是增大軋輥轉(zhuǎn)速將導(dǎo)致滑移增加，也就是軸向效率降低，管坯在咬入段旋轉(zhuǎn)次數(shù)增加，形成內(nèi)折的可能性加大。試驗(yàn)結(jié)果確定了穿孔機(jī)的調(diào)整方向是：使用大的咬入角，隨著咬入角加大管坯滑移減小，滑移的減小可以減少管坯咬入所需的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。綜合國外廠家的經(jīng)驗(yàn)，咬入角在10～12度時(shí)前進(jìn)效率最佳。

升速比的影響

采用升速比的作用是軋輥低速旋轉(zhuǎn)，有利于管坯平穩(wěn)咬入，咬入后高速軋制高速拋鋼。一般按30％設(shè)定，生產(chǎn)中視軋輥磨損情況常采用的是40％或45％，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：采用30％的升速比穿孔產(chǎn)生的內(nèi)折量低于采用45％升速比穿孔產(chǎn)生的內(nèi)折量。理論根據(jù)是，在低速咬入階段和高速軋制階段，二者速度差小，鑄坯的變形條件相近。也就是說，在低速向高速轉(zhuǎn)變時(shí)，金屬流動(dòng)能夠平穩(wěn)過渡。若二者速度差大，金屬變形產(chǎn)生波動(dòng)就容易產(chǎn)生大片內(nèi)折。這種內(nèi)折常在毛管前端400～500MM處發(fā)現(xiàn)。

頂頭預(yù)旋轉(zhuǎn)速度的影響

頂頭預(yù)旋轉(zhuǎn)的作用同樣是有利于管坯的咬入，預(yù)旋轉(zhuǎn)速度值一般按管坯旋轉(zhuǎn)速度的70％設(shè)定且旋轉(zhuǎn)方向一致。試驗(yàn)結(jié)果表明，20％預(yù)旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生的內(nèi)折量明顯低于100％設(shè)定轉(zhuǎn)速。

內(nèi)折形式

根據(jù)現(xiàn)場取典型試樣，并作金相分析，內(nèi)折形式大體上表現(xiàn)為端部內(nèi)折和通體內(nèi)折，具體如下：

端部內(nèi)折

主要形式為厚壁無縫鋼管端部1.5米內(nèi)分散的起皮狀折疊。形成原因?yàn)楣芘鞫瞬坑新额^的中心缺陷，加熱時(shí)氧化，穿孔時(shí)形成折疊，隨經(jīng)后續(xù)變形變薄，不能軋合就在管端形成了薄片狀內(nèi)折，特點(diǎn)是分散零亂。另一種原因?yàn)檐堉苾?nèi)折，特點(diǎn)是內(nèi)折較集中，方向性較強(qiáng)。

大片內(nèi)折

主要集中在低合金鋼種，厚壁無縫鋼管無規(guī)分布著4～5片鐵皮，鐵皮與基體附著力不大，有內(nèi)折的厚壁無縫鋼管經(jīng)酸浸后內(nèi)折部分可以脫落。經(jīng)電鏡觀察可以看到鐵皮根部有塊狀的含Cr氧化物和氧化圓點(diǎn)。由此判斷此種內(nèi)折形成原因?yàn)?，管坯高溫加熱后，在端部?nèi)形成含Cr氧化物，穿孔后即形成內(nèi)折。

通體內(nèi)折

小螺距有規(guī)律內(nèi)折，形式為螺旋狀起皮，起皮大小一般為5～10MM，厚為150～1300um.將起皮點(diǎn)連線就會發(fā)現(xiàn)螺距較小，一根厚壁無縫鋼管內(nèi)有幾個(gè)螺距。起皮處有輕微的氧化脫碳，組織與基體基本一致，未發(fā)現(xiàn)又夾雜物異常。產(chǎn)生的原因是頂頭破損所致。

大螺距有規(guī)律內(nèi)折，形式為大螺旋狀，比5.2.1內(nèi)折小，內(nèi)折翹起的方向相同。將各點(diǎn)連線，連線與厚壁無縫鋼管軸線大約呈5度夾角。每個(gè)點(diǎn)相隔約450～500MM。

形成原因：頂頭與頂桿連接的銷子竄出劃傷，或者是頂頭反錐處有粘鋼。此種內(nèi)折出現(xiàn)的幾率非常小。

形成內(nèi)折的原因

——工具磨損引起的內(nèi)折　　

——鑄坯質(zhì)量引起的內(nèi)折　

——軋制內(nèi)折

解決方向

通過以上分析，可以看出，厚壁無縫鋼管內(nèi)折的形量過大所造成的軋制內(nèi)折外主要是鑄坯質(zhì)量差和軋制工具磨損引起的。因工具所致的內(nèi)折可以避免，故攻關(guān)的重點(diǎn)應(yīng)放在改善鑄坯的組織結(jié)構(gòu)上。主要方法有:

1）增設(shè)緩冷料架，有效釋放管坯內(nèi)部應(yīng)力；

2）擴(kuò)大鑄坯等軸晶率，縮短柱狀晶長度，改善鑄坯中心疏松和中間裂紋；

3）注意軋制工具的磨損；

4）穿孔機(jī)調(diào)整應(yīng)采用大角度、低轉(zhuǎn)速等調(diào)整方法。

4.11.2 前卡

前卡，又稱不咬入。是穿孔機(jī)最常見的工藝問題，處理辦法有：

將頂頭前伸量減少

減小輥距

升溫

前卡的圖片見圖4-15 圖4-16。

圖4-15前卡斷面 圖4-16 前卡斷面

4.11.3 中卡

中卡問題不常見，多是由于電機(jī)負(fù)荷過高或管坯打滑所致。

處理辦法有：

避免頂頭熔化

避免軋輥磨損嚴(yán)重

防止管坯溫度過低引起電機(jī)過載，或管坯過燒。I

4.11.4 后卡(鐮刀)

后卡常見的形式有兩種，一種是管坯尾部剛剛穿透一個(gè)小孔，另一種是為不開花（見圖4-17）。

處理的辦法有：

將頂頭前伸量增加

增加輥距

圖4-17后卡

4.11.5 鏈帶

鏈帶的產(chǎn)生是由于金屬竄入軋輥與導(dǎo)盤（導(dǎo)板）縫隙，并且導(dǎo)盤的邊緣磨損鋒利，管坯表面的金屬被切削而形成的鏈袋狀。

處理的辦法有：

增加導(dǎo)盤的穩(wěn)定性

即使更換工具

4.11.6 壁厚不均

厚壁無縫鋼管的壁厚不均也是最常見的質(zhì)量問題，主要形式有端部的壁厚不均和通體的壁厚不均.

處理的辦法有：

管坯端部要垂直；

管坯的加熱溫度要均勻

穿孔機(jī)的軋線要居中

軋機(jī)的輥縫要對稱

定徑機(jī)的軋輥安裝對稱，機(jī)架安裝到位。

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