一种短流程生产镍及镍合金管的工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属管材的加工工艺方法，具体的说是涉及一种短流程生产镍及镍合金管的工艺方法。
【背景技术】
[0002]镍及以镍基为主的镍合金管材广泛应用于航空航天、船舶制造、海洋工程、军工核电、石油石化行业、生物制药等多领域。镍及镍合金管材具有较高的力学性能、优良的延伸塑性加工及较好的切削加工性能，对海水、硫酸、苛性碱、大部分有机酸等具有非常强的耐腐蚀性能,是高端工业装备必不可少的耐腐管材选材原料。镍及镍合金管材因其独有的高含量镍基元素，加工工艺与普通金属管材加工有较大区别，通过普通管材的熔炼、挤压、轧制、拉拔或焊接加工很难制造出性能可靠及较高质量的镍基管材，而且成材率极低。即便通过现有的真空熔炼锭坯、车铣铸锭、钻孔或冲孔、加热、大吨位挤压机挤压、退火、大型轧机轧制、退火、小型轧机反复轧制工艺也只是可生产普通的镍基管材，管材成材率也不会超过50%，生产周期一般在2个月以上，造成如同钛基管材类似生产的高成本性，而且质量稳定性差，与国外同行的产品质量存在较大的差距。
【发明内容】
[0003]目前生产镍及镍合金管材，基本是粗犷式、低成材率、高成本、重污染、低质量、长周期的工艺方法，本工艺方法不仅解决了高质量镍及镍合金管材的实用加工工艺，还极大地缩短了镍及镍合金的生产周期，显著提高了镍及镍合金管材的成材率，大大降低了生产镍及镍合金管材的生产成本及实现了绿色环保的生产方式。
[0004]本发明的目的，在于提供一种短流程生产镍及镍合金管的工艺方法，解决了镍及镍合金管材的实际生产技术问题，该工艺方法工艺简单、流程短、成材率高，生产的镍及镍合金管材性能稳定、质量可靠、成本低、能耗小，没有烟尘及水等污染。
[0005]本发明的目的是这样实现的，其工艺步骤为:首先，将选备好的镍或镍基原材料在真空熔炼炉中加热到1100?1800°C进行熔炼，经充分熔炼的镍或镍合金熔液经与真空熔炼炉连接暗道通道进入装有结晶器的保温炉；连续进入保温炉的镍及镍合金金属熔液通过结晶器的连续冷却在管状空腔结构模具中形成铸造管，铸造管通过牵引杆经牵引机的牵引+停顿反复动作拉出结晶器模具；牵引机不断以牵引+停顿方式将结晶器内不断结晶形成的铸造管向外牵引形成完整地铸造管坯，将牵引机后面牵引出来的连铸形成的管坯按需要长度切断；将切断的管坯进行简单的调直处理；将经过调直处理的管坯按成品规格要求装入配备相当的皮格尔轧机进行轧制，对于尺寸要求精度高的管材经过多次轧制+退火进行和最后拉制处理以达到管材技术要求，本工艺流程生产一般轧制阶段不会超过2次；将达到精度要求的轧制及拉制管材在调直机上调直后再在切管机上切削管材的轧头和尾端部分；最后对管材去毛刺清整。本发明所采用的加工工艺方法，流程短、过程简单，温度等参数易控，加工成的镍及镍合金管材力学性能、尺寸精度、表面质量等完全满足当前石化工业、军工及核电工业等国内及国外高端市场要求，生产的管材产品成才率可达80%以上，具有非常高的经济和社会效益。
【具体实施方式】
[0006]下面通过实施例对本发明作进一步说明。
[0007]实施例1.生产Φ 30x1.2x6000的纯镍N4管。将标准的电解镍板切成数段适于真空炉熔炼的小块，将足够的小块电解镍料加入真空熔炼炉坩埚内，并备好充足的电解镍料于真空罐内，封闭好真空炉罐,开启真空泵进行抽真空处理直到炉内真空度达到2?1Pa范围内，之后启动加热系统使炉体升温至1650°C ±100°C对坩埚内镍金属进行熔炼，待坩埚内的熔融镍水基本维持在1650°C ±100°C温度时打开坩埚与保温炉的通道阀，经真空熔炼的纯镍熔体进入装有结晶器的保温炉，保温炉内的纯镍熔体不断进入结晶器冷却结晶铸造成Φ40Χ4的管状，结晶成Φ40Χ4管状的铸造体经牵引机通过反复牵引+停顿的方式拉出Φ40Χ4的纯镍管坯，将管坯5米每支切断，将切断的管坯在调直机上调直，将调直后的Φ 40 X 4 X 5000的管坯装到LG30轧机上进行轧制，一次轧制成Φ 30 X 1.2的N4镍管，将轧制好的Φ30Χ 1.2的N4镍管调直，调直后切去尾端，然后按长度6000m在切管机上逐根切断，最后将切断完的每根管端部用清毛刺机去刺清整得到Φ32Χ1.2X6000的纯镍N4成品管。
[0008]实施例2.生产Φ 17 X 0.9X2000的镍合金管(NCu28_2.5-1.5)。将标准的电解镍板、电解铜板切成数段适于真空炉熔炼的小块，将足够适量的小块电解镍料、电解铜料及符合材料含量要求的锰、铁原料块加入真空熔炼炉坩埚内，并备好充足的电解镍材及合金原料于真空罐内，封闭好真空炉罐，开启真空泵进行抽真空处理直到炉内真空度达到2?1Pa范围内，之后启动加热系统使炉体升温至1550°C ± 100°C对坩埚内镍基金属进行熔炼，待坩埚内的熔融镍基合金熔体基本维持在1550°C 土 100°C温度时打开坩埚与保温炉的通道阀，经真空熔炼的镍基熔体进入装有结晶器的保温炉，保温炉内的镍基熔体不断进入结晶器冷却结晶铸造成Φ60Χ5的管状，结晶成Φ60Χ5管状的铸造体经牵引机通过反复牵引+停顿的方式拉出Φ60Χ5的镍合金管坯，将管坯5米每支切断，将切断的管坯在调直机上调直，将调直后的Φ60Χ5X5000的管坯装到LG60轧机上进行轧制，一次轧制成Φ25Χ2的镍合金管，将轧制好的Φ25Χ2的镍合金管调直，然后按长度6000mm在切管机上逐根切断，调直切断后的镍合金管除油后于700°C ±50°C在真空退火炉中退火40分钟，待真空退火炉冷却至180°C以下出炉，将经过真空退火的Φ25Χ2X6000装到LG30轧机上进行轧制，一次轧制成Φ20Χ1的镍合金管，将轧制好的Φ20Χ1的镍合金管按5000mm长切断制头，在制头机上碾轧长150_左右的轧头，将轧头通过装有Φ17的外模和尾部穿入Φ 15.2芯杆的拉伸机一次拉制成Φ 17X0.9的镍合金管，将拉制好的Φ 17X0.9的镍合金管调直，调直后切去扎头及尾端，然后按长度2000mm在切管机上逐根切断，最后将切断完的每根管端部用清毛刺机去刺清整得到Φ 17X0.9X2000的镍合金成品管。
【主权项】
1.一种短流程生产镍及镍合金管的工艺方法，其特征是依次按序步骤为:备料、真空熔炼、结晶器连续铸造、切断、初步调直、轧制或轧制+拉制至成品规格、调直、切削去头、清整的工艺过程。
2.根据权利要求1所述镍及镍合金管的加工工艺方法，其特征是真空熔炼温度为1100?1800°C;真空熔炼部分与结晶器连续铸造保温部分通过连通的暗道连接成两炉一体结构。
3.根据权利要求1所述镍及镍合金管的加工工艺方法，其特征是结晶器连续铸造方式为水平连续铸造或向上连续铸造方式。
4.根据权利要求1所述镍及镍合金管的加工工艺方法，其特征是连续铸造牵引过程为牵引+停顿的反复连续铸造过程，每次牵引铸造的长度为0.5?15_。
5.根据权利要求1所述镍及镍合金管的加工工艺方法，其特征是结晶器连续铸造时结晶器内冷却水为循环冷却，循环冷却水的温度为5?80°C。
6.根据权利要求1所述镍及镍合金管的加工工艺方法，其特征结晶器连续铸造使用的结晶器由可通过循环冷却水的的结晶器主体、石墨引铸|旲具、石墨保护套二者构成。
7.根据权利要求1所述镍及镍合金管的加工工艺方法，其特征是连续铸造出的管坯直径为Φ20?200mm、壁厚为2?50mm。
8.根据权利要求1所述镍及镍合金管的加工工艺方法，其特征是与连铸保温炉可装配的连铸结晶器数量为I?12支。
【专利摘要】一种短流程生产镍及镍合金管的工艺方法，属于材料加工领域，其工艺步骤为：将备好的镍基原材料在真空熔炼炉中于1150～1750℃进行真空熔炼，熔炼后的熔融镍基合金熔液通过连接暗道进入装有结晶器的连铸炉，连铸炉中的熔融镍基合金通过与结晶器一体的石墨模具连续冷却铸造成管状，不断连续铸造成型的管经过牵引机连续的牵引+停顿反复动作牵引出结晶器，将通过牵引机后的管按所需长度切断，切断后的管进行初步调直，初步调直的管经轧制或轧制+拉制达到所要求的成品管规格，用车床切去经调直的管材的轧头和尾端部分，最后对管材去毛刺清整。本发明工艺简单、成材率高，生产的管材质量稳定可靠。
【IPC分类】B21C37-06
【公开号】CN104668304
【申请号】CN201310625168
【发明人】高玉树
【申请人】高玉树
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月26日