国内外不锈钢管生产技术发展趋势

2013 届本科毕业设计（论文） 国内外不锈钢管生产技术发展趋势 摘 要 ： 介绍了国内外不锈钢管的发展历程，分析了不锈钢管的生产设备， 详细阐述了 国内外不锈钢管生产技术 向 “三步法”炼钢 与连铸工艺 、 热挤压工艺 、冷加工以冷轧为主、冷拔为辅 、 有机溶剂脱脂 、 精整设备现代化 、 焊接 +冷拔生产工艺 、 超声波振动冷拔工艺 、 温轧技术的 发展趋势。从管坯生产工艺 ，热轧钢管生产工艺，冷拔冷轧工艺，脱脂工艺，工艺润滑，表面抛光等 7 个方面指出了 我国与国外的差距。提出了我国不锈钢管技术 应在 “采用世界先进和成熟工艺技术生产不锈钢无缝管 ” 、 “积极开发高档次高附加值和 大规格的不锈钢焊管 ” 、“重视热处理和精整设施 ”的 改造 意见。 关键词： 不锈钢管，生产技术，发展趋势， 造意见 2013 届本科毕业设计（论文） of is to as a of of at in is on of s of of to in of of s of of 2013 届本科毕业设计（论文） 目录 0 引言 . 1 1 不锈钢的发展及应用概况 . 2 2 不锈钢管的现代生产设备 . 2 压机 . 2 轧管机和拉拔机 . 3 2.亮热处理炉 . 3 助设备及设施 . 4 脂装置 . 4 光机 . 6 损检测装置 . 6 3 世界不锈钢管生产技术的发展趋势 . 7 3 1 “三步法”炼钢和连展铸工艺 . 7 挤压工艺 . 10 加工以冷轧为主、冷拔为辅 . 10 3. 4 焊接工艺 . 13 弧焊 . 13 频焊 . 13 合焊接技术 . 13 机溶剂脱脂 . 14 亮热处理 . 14 整设备现代化 . 14 技术新工艺 . 15 接 +冷拔生产工艺 . 15 轧技术 . 15 声波振动冷拔工艺 . 15 4：我国不锈钢管生产技术及与世界先进水平的差距 . 16 坯生产工艺的差距 . 16 缝管生产与世界先进水平的差距 . 16 轧钢管生产工艺上的差距 . 16 轧冷拔工艺和装备水平低 . 17 艺润滑方面的差距 . 17 脂工艺上的差距 . 18 表面抛光方面的差距 . 18 2013 届本科毕业设计（论文） 结束语 . 18 参考文献 . 20 致谢 . 202013 届本科毕业设计（论文） 0 前言 随着经济的发展和科学技术的进步 , 不锈钢管的应用范围日益广泛 , 对不锈钢管的要求也越来越高。为了使不锈钢管在数量上和质量上满足各个领域的使用要求 , 国内外无论是在新钢种的开发 , 还是在生产装备的更新或工艺改革方面都有了快速的发展 . 近 20年来，世界各国的不锈钢管生产有了很大发展，工艺技术和装备水平都有很大提高，国外不锈钢管生产发展的主要特点是采用新工艺和新设备来提高产量、扩大品种，采用自动控制和无损探伤以改善和保证产品质量 年来在新建和改扩建的不锈钢无缝管车间、焊管车间和冷轧冷拔车问里， 出现了很多卓有成效的新工艺和高效率的新设备。我国近几十年，无论是不锈钢无缝管还是焊管的生产技术都有了长足的进步，但是和国际先进水平相比，我国不锈钢管厂在工艺技术、装备水平、产品质量等方面尚有较大的差距，需要进行技术改造和提高，以适应我国国民经济发展的要求。 1 不锈钢管的发展及应用概况 1921年发明了不锈钢之后 , 人们试图用不锈钢管作为化工设备部件 , 促使了对不锈钢管的研制和试验。到年在斜轧管机上生产铬镍不锈无缝钢管的试验获得成功。目前不锈钢管已广泛应用于各个领域 , 主要用作具有特殊要求的耐腐蚀部件 , 如 化工的热交换器、输送管道和结构管能源工业中的电站过热器管、冷凝器管以及蒸汽发生器管在汽车工业中用作废气排气管等 。不锈钢管主要有奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化型不锈钢管。目前用量比较大的不锈钢管主要是奥氏体不锈钢管 , 如 、 0 04L (00 16 (0 等 10 各国根据使用需要不断地研制出新型不锈钢管 , 例如应用于电站锅炉过热器的 细晶粒 11,12、耐天然气燃气腐蚀的 253. 5. 02. 2煤灰腐蚀的 20超临界高压锅炉用复合管、应用于原子能发电站 不锈钢管的直径由 50壁厚 100日本每年的不锈钢管产量为 6万 t, 占不锈钢材的比例为 。而美国每年为 t, 占不锈钢材的比例 为 他工业发达国家每年的不锈钢管产量约占 不锈钢材的 5%。 1990年 , 美国、日本和西欧国家不锈钢管产量大 约为 40万 t。 我国不锈钢管产量仅占不锈钢产量的 但不锈钢管的年产量超过20万 中国未来不锈钢管市场发展主要有以下几个特点： 2013 届本科毕业设计（论文） 1)厂家扩大产能：从国内的不锈钢管产能看， 2008 年中国的不锈钢管产能将在 2007 年基础上继续增加 需求快速增长：中长期来看，今后几年国内不锈钢管的需求仍将继续增长。 2)我国不锈钢管消费量预测 t 消费领域 2005 年消费 量 /T 2010 年消费量 /T 化肥 7800 9600 化工 14000 20000 石化 16000 18000 电力 20000 22000 核工业 2000 6000 航天 1500 2000 航空 1500 2000 轻工（造纸、印刷） 8000 15000 环保 10000 20000 供水 10000 20000 汽车消声器 6000 8000 城市景观及装饰 252000 310000 其他 48000 55000 合计 396800 507600 国内不锈钢管应用最具潜力的几大领域： 车辆 /汽车工业：这是当前发展最快的不锈钢管应用领域。 日本 、 美国 、瑞典等国已大量使用不锈钢车辆。日本从 80 年代开始 推广，目前其不锈钢火车车辆已达 60%。轿车工业是不锈钢管应用的开发重点。宝新不锈焊管车用排气管主要瞄准国内外中高档汽车市场。 水工业：不锈钢管是水的准备、贮存、输送、净化、再生、海水淡化等水工业最佳选材。建筑业：中国将加快推进城市化进程，开发西部以及国家引导的住宅建设等项目，都将拉动不锈钢管需求的增长。我国开始使用薄壁不锈钢水管是在 2000 年，其行业标准于 2001 年出台，但推广初期并没有较大规模使用，不过最近几年随着人们环保意识的增强，薄壁不锈钢水管以其安全可靠、卫生环2013 届本科毕业设计（论文） 保、经济适用等优势越来越受到人 们的关注，目前在北京、 江苏 、广东等地已经有了专业的生产厂家，并被应用于饮用水系统、热水系统、供暖系统。 环保工业：工业废气、垃圾和污水处理装置需采用不锈钢管制造。中国的绿色环保朝阳产业在“十五”期间将有较快的发展， 2008 年，预计中国环保产业的总产值达到 2000 亿元，“十五”期间，中国环保产业年均增长率为 15左右 。这将拉动钢材的需求，为钢铁企业和钢材贸易商提供众多的商机。 工业设施：发达国家工业设施采用的不锈钢管比例一般可到 15%目前国内的应用比例还很小。随着国产不锈钢管产品质量的提高及特殊牌号产品的开发，今后国内工业设施方面不锈钢管的应用将会逐年增加。 家电业：在家电业，不锈钢管用量大的是自动洗衣机内筒、热水器内胆、微波炉内外壳体、冰箱内衬，且多采用铁素体不锈钢 。西欧家用电不锈钢管的比例较大，亚洲除日本接近欧洲水平外一般用得较少。我国微波炉、冰箱、空调、电视等家电行业是不锈钢管应用的潜在大市场。据估计，今后 5，预计家用电器领域对不锈钢管的消费将从 8%甚至 10%，从而带动不锈钢管的消费。我国家电行业不锈钢管需求将达到 10 万 吨。 3)产能增加，生产形势改善：目前中国不锈钢管的产能只能满足 20%的需求，因此产能有待大幅度提高。生产形势的改变主要表现在两个方面。一是中国加入 后将有利于进口不锈钢原料（包括镍、铬以及废不锈钢），二是中国不锈钢工业 的发展必将吸引外商投资。 4)管理提高：中国加入 后，必须提高管理与技术，这将有利于提高中国不锈钢厂家的竞争能力。 2 不锈钢管的现代生产装备 压机 由于不锈钢的变形抗力大 , 钢管的质量要求高 , 所以国外普遍采用挤压机代替二辊或三辊穿孔机生产不锈钢管荒管 . 世界各工业发达国家的大型不锈钢管生产厂家普遍采用挤压机生产荒管（表1）。 1挤压管不仅内外表面质量和组织可以得到保证 , 而且挤压机更换模具简单 , 调整规格灵活 , 可以根据成品规格来选择规格尺寸 , 减少冷加工周期 . 2013 届本科毕业设计（论文） 轧管机和拉拔机 自年世界上第一台周期式冷轧管机在美国投产以来 , 冷轧管机已得到普遍应用。目前冷轧管机正向高速、高精度、长行程、多线方向发展。 亮热处理炉 国外普遍采用连续式光亮热处理炉对不锈钢管进行热处理（见表 2）。 2从表 2可以看出 不锈钢管热处理炉共有 3种类型 (1)辊底式光亮热处理炉 辊底式热处理炉适用于大批量生产 , 大都用于较大口径管子的热处理。生产能力为 1000kg/ 电加热 , 炉底辊可调速 , 可以使用高纯 分解氨及其他保护气体 , 配有特殊的对流冷却系统 , 能较快地冷 却钢管。 (2)网带式光亮热处理炉 这种炉子的生产能力大约为 200一 1000kg/h, 处理钢管长度可达 40m, 钢管直径一般在 1一 80 壁厚在 能连续处理 最小直径的钢管和成卷的毛细钢管。配有对流冷却系统 , 与传统的水冷相比 , 具有冷却速度快 , 成品外观和光亮度好 , 节约占地面积 ,维护费用低 ,燃料可为各种煤气 , 也可以电加热 , 可使用各种保护气体等特点。 2013 届本科毕业设计（论文） (3)马弗式光亮退火炉 炉子的生产能力在 380kg/ 能以更低的成本生产优质的产品。马弗管有圆管形 , 也有形 。可以经济地使用保护气体 , 每个炉的马弗罩的数量和大小可随用户要求而变化。燃料可为燃气、油或电加热。 上述的辊底式、网带式和马弗式光亮热处理炉 , 美国的 国 助设备及设施 脂装置 英国精管公司是生产航空及原子能用钢管的厂家 , 采用英国 皇家 国普遍采用三氯乙烷类清洗剂 , 其特点有效、低毒、不易燃 , 并且具有优良的化学稳定性。 图 1为英国皇家化学公司 (计的不锈钢管脱脂装置 , 溶剂被加热到一定温度后逐渐挥发 , 在溶剂上形成一层“ 纯溶剂蒸汽” 。在四周安装有冷凝管 , 上升的纯溶剂蒸气经冷凝而得到回收 ,不会逸出装置 , 需脱脂的管子整框放入溶剂内 , 浸一定时间后即吊出脱脂装置 , 这时钢管的内外表面既干净又干燥 , 可进入下一热处理工序。 。 2013 届本科毕业设计（论文） 美国菲利普制造公司提供的不锈钢管脱脂装置如图 2所示。脱脂过程从把放有不锈钢管的筐子浸入第一脱脂槽内开始 , 数分钟后将筐子浸入第二脱脂槽内 , 浸数分钟后将筐吊放于蒸汽室内 ,由于钢管本身的温度低于溶剂沸点 21 左右 , 因而溶剂蒸汽会凝结在不锈钢管上 , 利用这些冷凝溶剂的去污作用使钢管进一步脱脂。再浸数分钟后将筐提到干舷室内 , 因为气态溶剂比空气重 , 大部分气态溶剂沉于干舷室之下 , 蒸汽槽上方装上干舷冷却装置 , 构成一反对流层 , 使气态溶剂的逸失率降低 40%左右。对外径小于 15为增加内壁溶剂的流动 , 配备有一套内壁溶剂冲洗装置 . 2013 届本科毕业设计（论文） 光机 国外普遍采用砂带抛光机进行不锈钢管的抛光。如英国公司不锈钢管部采用原西德罗赤公司的砂带抛光机对挤压管坯、冷加工半成品和成品进行外壁抛光 , 一般抛光量为 国精管公司对经超声波探伤发现的缺陷深度大于0。 06国瓦罗雷克蒙巴尔公司典山特维克长管车间 , 采用具有 10个抛光头的带式抛光机进行长管的抛光。抛光速度 40m/抛光量 损检测装置 无损检测是控制不锈钢管质量的主要方法之一 , 不仅成品钢管要进行探伤 , 而且半成品和坯料也都要进行探伤。英国精管公司采用涡流探伤来检测成品钢管的表面点状缺陷 , 用超声波来检测 2013 届本科毕业设计（论文） 内外表面纵向及横向缺陷 , 并用超声波来检测壁厚。该厂的超声波探伤设备由 4个换能器组成复合装置 2个纵向 , 2个横向 , 并布置成合适的检测角度。以 2m/ 探头以 5000r/者的探伤面积有 10%的重迭 , 以防止任何可能出现的漏检郎 。 瑞典尼比厂也建立了多功能在线无损检测装置 , 通过涡流及超声波对钢管内外表面存在的点状及裂纹缺陷进行检查 , 并对钢管的全长及圆周方向各点进行壁厚测量 , 同时可连续测定管径和椭圆度。该检测线的年检测能力达 5万。 3 世界不锈钢管 生产技术的发趋势 3 1 “三步法”炼钢和连 展 铸工艺 采用“三步法”炼钢和连铸生产不锈钢管坯工艺，为提高不锈钢管坯质量，降低成本创造了条件。世界上一些主要不锈钢厂在“二步法”的基础上，研究和采用了“三步法” 冶炼不锈钢的新工艺。目前日本大部分专业不锈钢厂都已采用了“三步法”生产工艺。德国曼内斯曼德马克冶金技术公司开发了一套专门用于“三步法” 的工艺设备，它包括 1 台超高功率电炉、 1 台 转炉和 1 台 置。该工艺采用电炉熔化， 转炉加氧枪快速脱碳， 工艺的基本 出发点是把 种工艺各自的优点结合和发扬，并克服了 氩气和耐火材料耗量大及处理时间长的缺点，实现低消耗、缩短时间、降低成本的目的。当然，电炉一 二步法” 冶炼不锈钢也是可行的， 目前世界上 60 以上的不锈钢是用“二步法” 工艺生产的。 下面以芬兰阿维斯塔波拉里特、韩国浦项和比利时 企业为例来介绍其生产工艺路线。 阿维斯塔波拉里特公司新炼钢厂的生产工艺路线为 :150t/160 8m) 15050 t 双工位钢包炉板坯连铸机。电弧炉装料量与 变压器容量 ()之比接近于 1 1 是一个显著特点。哥伦布公司和浦项公司的项目充分证明了变压器比功率高对提高生产率非常有利。配备钢包炉而不仅仅是钢包处理站也是十分有利的。该厂还将安装一台废钢加料机 ,以将固体炉料快速装入 炉。图 3 示出的是浦项公司不锈钢二厂的两步法和三步法生产工艺路线总体布置 , 并给出了钢中碳和氮含量。 新建设备 (如 120t 电弧炉、带副枪的 转炉和钢包处理站 ) 加上原有设备总共具备了 120 万吨的年生产能力。在环保方面比较重要的一点是向电弧炉废气中喷入褐煤焦炭以去 除二 英 , 而且 炉还配备了二次除尘系统。炼钢厂的新建部分 (包括板坯连铸机 )于 2002 年 10 月投产。 转炉和其他设备也用在不锈钢生产比例较低的企业 , 比如奥地利伯乐特殊钢2013 届本科毕业设计（论文） 公司 , 见图 4。伯乐公司的 50t 转炉打通了 t 次冶金的瓶颈环节。决定这一投资还有一个重要考虑 , 即电弧炉可以使用廉价原料 , 操作更经济。这样 , 电弧炉内脱碳任务就大为减轻 , 冶炼周期缩短 , 耐火材料损耗降低 , 电极消耗和电耗也都降低。原料也不受碳含量的限制 , 从而使原料成本降低 , 同时钢包 耐火材料成本也得到降低。此外 , 转炉对工具钢、耐热钢和易切削钢的冶炼也有好处。 图 3 浦项公司不锈钢二厂的两步法和三步法生产工艺路线 图 4 奥地利伯乐特殊钢公司的合金钢生产 川崎公司多年以前在其千叶厂就应用 技术并停止电弧炉的使用。其双转炉工艺在第一个外热式 转炉中通过铬矿还原、加碳和二次燃烧而使铁水合金化 , 熔体铬含量达到 10% 13% 的水平 ; 第二个自热式K 转炉将熔体中的碳从 至 而在大多数情况下不消耗2013 届本科毕业设计（论文） 任何 见图 5。通过出钢口出钢时 , 用气动挡渣塞将渣子分离。 K 化物渣子随后在 S 转炉中得到还原 , 并用石灰造渣。在下步进行 理时调整氮和碳含量直至期望值 , 这样熔体就被精确合金化了。 图 5 日本川崎公司千叶厂的不锈钢生产工艺路线 国外不锈钢管坯已基本连铸化连铸机以立式和弧型为主，也有使用水平连铸机的。不锈钢连铸坯与传统的钢锭一轧坯相比，金属收得率提高 10 15 ，管坯质量更好，并节省能源，降低生产成本。不锈钢在连铸过程中有些合金元 素极易氧化，易产生氧化物夹杂；另外，钢水的粘度大，很易造成水口堵塞。由于不锈钢的凝固形态比较复杂，钢水的导热性差，铸坯易产生裂纹，所以，对冷却和拉坯的速度要求较严格，采取各中间包加热、无氧化保护浇铸、电磁搅拌、液面自动控制等一系列新技术，使铸坯质量大大提高，使一些难浇铸的钢种，如含钛不锈钢、单相奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢等都能顺利浇铸，扩大了不锈钢连铸的钢种。 。图 6 是新日铁开发的浇铸不锈钢卷板的双筒式连铸装置 5 2013 届本科毕业设计（论文） 图 6 双筒式连铸装置 挤压工艺 热挤压工艺是世界当前热加工不 锈钢无缝管的主要生产工艺。 这种工艺是用双金属管坯一起挤压 , 即实心的内层锻坯通过紧配合置于外层筒坯内 , 采用生产单金属不锈钢管同样方法 , 即用同样的热挤压工艺和冷减径控制设备。 采用挤压法生产不锈钢管的突出优点是可以直接使用连铸坯作原料，产品质量稳定，更换品种灵活，可以直接生产热挤压成品管，也可以生产各种异型断面不锈钢管。显然，用挤压法生产成品管以及为冷加工提供荒管料，是国外目前热加工不锈钢管生产广泛采用的一种较经济的方法 、随着高速、自动化、大吨位挤压机的采用，以及玻璃润滑剂、无氧化加热、高强度高韧性热作模 具等相关技术的发展，用热挤压法生产不锈钢无缝钢管，特别是生产难变形的不锈、高合金钢管得到了迅速的发展。用单一的二辊斜轧穿孔为冷加工提供荒管料的方法，国外已基本不采用了。 加工以冷轧为主、冷拔为辅 冷加工不锈钢管趋向于采用以冷轧为主、冷拔为辅的联合生产工艺，冷轧机、冷拔机向高速、高精度、长行程、多线方向发展。 管有 50 是通过冷加工出成品的。冷加工工艺基本有三种，即冷拔工艺、冷轧工艺、冷轧一冷拔联合工艺。不锈钢管的冷加工国外大多数采用冷轧一冷拔联合工艺，并以冷轧为主、冷拔为辅的加工方法。现代冷轧机可实现大减径量和大减壁量，轧制变形量 80 在冷轧机上完成。 冷轧和冷拔工艺的特殊工序流程是 :电弧炉 (或转炉 ) 炼 钢锭 锻造或轧制 管坯 挤压机挤压 (或穿孔机穿孔 ) 毛管 冷轧 冷拔 成品管 光亮热处理 精整 无损检查 包装入库。 冷轧一2013 届本科毕业设计（论文） 冷拔联合工艺生产的优点是：钢管质量好， 不锈钢轧钢管壁厚精度和表面质量较高，冷拔确保钢管外径精度；冷加工周期短，减少中间脱脂、热处理、缩口、矫直等工序，节省能源，减少金属消耗；可采用大规格荒管生产小直径的钢管，简化原料规格种类。目前，世界上冷轧、冷拔工艺技术和装备水平有了很大的发展。冷轧机正向高速、长行程、环孑 L 型、高精度的方向发展 . 采用惯性力和惯性扭矩垂直平衡机构，轧机往返次数提高； 采用环形孔型，轧制变形区长度比短行程轧机长 70 ，轧制变形的均匀性提高、送量增加； 采用长管坯，荒管原料长度可增加到 15m，可生产长钢管，提高轧机利用率，轧制有效利用系数高达 80 以上；采用曲线型芯棒和最佳抛物面孔型，金属变形合理，工模具寿命长 上述特点使冷轧机的生产能力和产品精度大大提高生产不锈钢管的冷拔管机结构上仍以链式冷拔机为主，也有少数液压冷拔机。多线、高速、全自动是当前冷拔机发展的方向。 3 4 多种焊接技术 焊接工艺技术的进步加速了不锈钢焊管生产的发展，多种焊接方法的应用进一步提高了焊接质量和生产率。目前，工业上应用的不锈钢焊接方法主要有钨极氩弧焊 (高频焊、等离子焊和激光焊等。几种焊接方法各具特点，使用最多的是氩弧焊和高频焊： 3 4 1 氩弧焊 不锈钢焊管要求熔深焊透，不含氧化物夹杂，热影响区尽可能小，钨极惰性气体保护的氩弧焊具有较好的适应性，焊接质量高、焊透性能好，其产品在化工、核工业和食品等工业领域得到广泛应用焊接速度不高是氩弧焊的不足之处，为提高焊接速度，国外研究开发了多种方法。其中，由单电极单焊炬发展到多电极多焊炬，这一焊接方法在生产中已得到应用。 20 世纪 70 年代德国首先采用多焊炬沿焊缝方向直线排列，形成长形热流分布，焊速明显提高。一般采用三电极焊炬的氩弧焊，焊接钢管壁厚 s 2接速度比单焊炬提高 3 4 倍，焊接质量也得到改 善。氩弧焊与等离子焊组合，可以焊接更大壁厚的钢管。此外，在氩气中使用 5 10的氢气，再采用高频脉冲焊接电源，也可提高焊接速度。多焊炬氩弧焊适用于奥氏体和铁素体不锈钢管的焊接。 3 4 2 高频焊 高频焊用于碳钢焊管生产已经有 40 多年的历史，但用于焊接不锈钢管确属较新的技术。其生产的经济性，使其产品更为广泛地用于建筑装饰、家用器具和机械结构等领域。高频焊接具有较大的电源功率，对不同材质、口径和壁厚的钢管都能达到较高的焊接速度 (比氩弧焊的最高焊接速度高出 以上 )。因此，高频焊接生产一般用途的不 锈钢管具有较高的生产率因为高频焊接速度高，给焊管内毛刺的去除带来困难，这也是目前高频焊不锈钢管尚不能为化工、核工业所接受的原因之一。从焊接材质看，高频焊可以焊接各种类型的奥氏体不锈钢管。2013 届本科毕业设计（论文） 同时，新钢种的开发和成型焊接方法的进步，铁素体不锈钢 09 等钢种也可成 _功地进行焊接。 3 4 3 组合焊接技术 不锈钢焊管的各种焊接方法均有各自的优点和不足。如何扬长避短，将几种焊接方法加以组合形成新的焊接工艺，满足人们对不锈钢焊管质量和生产效率的要求，是当前不锈钢焊管技术发展的新趋势。经过近几年的探索 研究，组合焊接工艺已取得了进展， 日本、法国等国家已掌握一定的不锈钢焊管生产组合焊接技术。组合焊接方法有：氩弧焊 +等离子焊、高频焊 +等离子焊、高频预热 +三焊炬氩弧焊、高频预热 +等离子焊 +氩弧焊。组合焊接提高焊速十分显著。对于采用高频预热的组合焊接，钢管焊缝质量与常规的氩弧焊、等离子焊相当，焊接操作简单，整个焊接系统易实现自动化，这种组合易于与现有的高频焊接设备衔接，投资成本低，效益好。 机溶剂脱脂 采用有机溶剂脱脂技术，脱脂效果好， 自动化程度高为了去除冷轧、冷拔润滑时残存在钢管表面的油污， 以提高热处理钢管质量并防止渗碳，采用了除油效果好、技术装备先进的有机溶剂脱脂装置。常用的有机溶剂有三氯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烷、氯化甲烷，使用较多的是三氯乙烯。此种溶剂使用效果好，易回收，毒性低。脱脂是在一个密封室内进行的。装在筐中的不锈钢管在溶剂槽中脱脂，或者在溶剂蒸气中进一步冷凝脱脂。整个脱脂过程是在密封室内由计算机自动控制完成。三氯乙烯脱脂剂可再生和反复使用。并监控使用环境下的溶剂气体含量，避免环境污染。 亮热处理 不锈钢管的热处理，国外普遍采用带保护气体的无氧化连续热处理炉，进行中问 热处理和最终的成品热处理。由于可以获得无氧化的光亮表面，从而取消了传统的酸洗工序。这一热处理工艺的采用，既改善了钢管的质量，又克服了酸洗对环境的污染。根据目前世界发展的趋势，光亮连续热处理炉基本分为三种类型： (1)辊底式光亮热处理炉。 (2)网带式光亮热处理炉。 (3)马弗管式光亮热处理炉 这三种炉前面已经介绍，这儿不再赘述。 整设备现代化 配备现代化的精整设备，加强质量控制是当代不锈钢管生产的重要环节。不锈钢管精整工段设置无损探伤工序，是必不可少的质量检 4 手段。无 损检测技术的进步，使更 多的厂家采用了涡流、超声波组合探伤机组，并配备激光测径、超声波测厚装置。钢管出厂前，从多个环节把住质量关。这种组合探伤机组具有2013 届本科毕业设计（论文） 先进的信息处理系统，测得的信号全部数据化，经过计算机处理并储存， 自动化程度高，生产效率高。高精度矫直机、冷态推压及旋压缩口机、多头 (6 8 头 )抛光机、全长标记装置等，都是目前世界上广泛采用的不锈钢管精整高效率生产设备。 技术新工艺 积极研究开发新技术新工艺， 以求获得高质量、低成本的不锈钢管产品。不锈钢管生产领域出现的许多新工艺新技术，促进了钢管质量的提高和生产成 本的降低。 接 +冷拔生产工艺 美国研究开发了焊接 +冷拔的不锈钢管生产新工艺。即用纵剪后的不锈钢冷带经成型、氩弧焊接成焊管，再经冷拔、精整工序出成品。由于氩弧焊接质量高，焊缝的各项性能与基体一致，因此，这种工艺生产的不锈钢管，比采用热挤压 +冷拔 (轧 )的常用工艺，成本降低 10 30 ，生产工艺简化，周期缩短。 轧技术 温轧技术是前苏联发明的。它是将冷轧前的管料通过一感应加热装置加热到 150 400 后进行轧制。这种技术具有轧制力小、一次变形量大的优点，对 管进行二三次温轧无需中间退火，总变形量可达 98 。 具体方法是在轧机入口端距轧机前约 300有一个感应线圈对毛管进行加热（线圈总长约 400, 毛管从线圈中通过被加热到一定温度 （ 150） 进入轧机中轧制 , 加热温度视钢种不同而异。在轧机出的钢管喷射乳液进行冷却 , 轧出的钢管在出料槽内温度大约在 100之间。温轧技术在管坯轧制前的润滑处理最为重要 , 因为在轧制中不再施加其它润滑剂。前苏联南方钢管厂使用的润滑剂含有 用水混合后 ,将其施加到钢 管的内外表面 , 经干燥后轧制。干燥后的钢 管为紫铜色 。 声波振动冷拔工艺 拉模在冷拔过程中的超声波振动，能加大每个拉拔道次的减面率，并减少钢管振动现象和表面凹点，提高钢管表面质量。这是因为超声频率使设备振动，减少了拉拔时的摩擦力，钢管承受着拉拔模和芯棒的挤压而减少了拉应力带来的不良后果 当拔制退火不锈钢等材料时 拉模的超声波径向振动与高压油润滑剂一起使用时 , 可以得到每道次的最大变形量、最低程度的表面凹点或损伤。特别在管子的内表面有最好的光洁度、最小的拉拔应力 , 不需要用塑性润滑剂来润滑钢管 10 。 2013 届本科毕业设计（论文） 4： 我国不锈钢管生产技术 及与世界先进水平的差距 改革开放以来，为了掌握和引进国外先进的不锈钢管生产装备和技术，以便进一步提高我国不锈钢管生产的装备和技术水平，自 1982年开始，上钢五厂多次组团先后对美国、法国、德国、瑞典、奥地利、意大利、比利时等国家的不锈钢管生产进行了考察，发现我国的不锈钢管生产技术与国外先进工业国家相比，存在着很大的差距，具体体现在以下几个方面。 坯生产工艺的差距 我国不锈钢冶炼工艺落后，不但没有最新的“三步法” 冶炼工艺设备，而且就是采用电炉 + 二步法”冶炼不锈钢，一般炉子容量小，装备水平低，且没有连铸机，几乎全部采用钢锭一开坯轧制 (锻造 )生产工艺。这是不锈钢成本高的主要原因，也是与国外的最大差距。目前，只有个别厂采用水平连铸机生产不锈钢管坯。除了几个特殊钢厂能够自供管坯外，大多数厂家都是外购管坯，而外购管坯的品种、质量、规格很难全部满足用户的工艺要求，同时，价格也高。能够自供管坯的企业，虽然能够自己炼钢、锻 (轧 )坯，但由于要求管坯的钢种、规格多而杂，质量要求又高，数量又少。所以，其生产成本往往也很高，致使不锈钢无缝管的价格高，缺乏市场竞争能力。 4 2 无缝管生产与世界先进水平的差距 不锈钢无缝管是以实心坯为原料，通过热穿孑 L、热轧或冷加工生产出钢管。机组的类型和水平主要取决于热加工、冷加工 (主要方式是冷轧和冷拔 )以及热处理工艺。因此，不锈钢无缝管的生产和产品质量主要取决于管坯原料、热加工和冷加工等主要环节。正是在这些主要环节上，我国不锈钢无缝管的生产技术存在着很大差距。 轧钢管生产工艺上的差距 我国目前不锈钢管热轧生产几乎都是采用斜轧穿孑 响采用斜轧穿孑 (1)不能生产热轧成 品管，只能为冷加工提供坯料，由此导致了我国不锈钢管的使用领域中还存在着“以冷代热”的不合理现象。 (2)不锈钢管的质量难以保证，因为斜轧穿孔过程中的“曼内斯曼效应”和不锈钢的低塑性、加热温度范围窄， 以及变形过程中的温升，难以保证不锈钢荒管的质量。因此，对一些重要用途的不锈钢管，如核电站用蒸发器管等，用户都指定必须用挤压工艺生产供料。 2013 届本科毕业设计（论文） (3)对一些难变形合金，如镍基高温合金 量高的 2520 型不锈耐热钢等，用斜轧穿孑 L 的方法很难或无法生产，即使生产，其穿孑 L 的成材率