1. Difetti di qualità dei tubi billet e loro prevenzione.
Le billette tubolari utilizzate per produrre tubi in acciaio senza saldatura possono essere billette tonde da colata continua, billette tonde laminate (forgiate), billette tonde cave da colata centrifuga o lingotti d'acciaio. Nel processo di produzione vero e proprio, le billette tonde da colata continua vengono utilizzate principalmente per il loro basso costo e la buona qualità superficiale.
1. 1 Difetti di aspetto, forma e qualità superficiale dei billette di tubi.
1. 1. 1 Difetti di forma estetica: per le billette di tubi rotondi, i difetti di forma estetica delle billette di tubi includono principalmente il diametro e l'ovalizzazione delle billette di tubi, la tolleranza dello smusso di taglio della superficie terminale, ecc. Per i lingotti di acciaio, i difetti di forma estetica delle billette di tubi includono principalmente la forma errata del lingotto di acciaio dovuta all'usura dello stampo per lingotti di acciaio, ecc.
Diametro e ovalizzazione del tubo tondo fuori tolleranza: si ritiene generalmente che, quando il tubo viene forato, l'entità della riduzione di pressione prima della testa di foratura sia proporzionale all'entità della piegatura verso l'interno del tubo grezzo forato. Maggiore è la riduzione di pressione della testa, maggiore è la probabilità che la cavità del foro del tubo si fori prematuramente e che il tubo grezzo sia soggetto a cricche sulla superficie interna. Nella normale produzione, i parametri del tipo di foro della macchina foratrice sono determinati in base al diametro nominale del tubo, al diametro esterno e allo spessore della parete del tubo grezzo. Quando il tipo di foro viene regolato, se il diametro esterno del tubo supera la tolleranza positiva, la riduzione di pressione prima della testa aumenta e il tubo grezzo forato produce un difetto di piegatura verso l'interno; se il diametro esterno del tubo supera la tolleranza negativa, la riduzione di pressione prima della testa diminuisce e il primo punto di presa del tubo si sposta verso la gola, il che rende difficile il processo di foratura. Ovalizzazione fuori tolleranza: quando l'ovalizzazione del tubo non è uniforme, il tubo ruoterà in modo instabile dopo essere entrato nella zona di deformazione della foratura e il rullo graffierà la superficie del tubo, causando difetti superficiali del tubo grezzo. La smussatura della superficie terminale della billetta tonda è fuori tolleranza: lo spessore della parete dell'estremità anteriore della billetta grezza del tubo non è uniforme. Il motivo principale è che quando la billetta non ha un foro di centraggio, il tappo incontra la superficie terminale della billetta durante il processo di perforazione. A causa dell'ampia smussatura sulla superficie terminale della billetta, la punta del tappo non è facile da centrare rispetto al centro della billetta, con conseguente spessore della parete non uniforme della superficie terminale del tubo grezzo.
1. 1. 2 Difetti di qualità superficiale (billetta di tubo tondo ottenuta per colata continua): crepe sulla superficie della billetta: crepe longitudinali, crepe trasversali, crepe a maglie Cause delle crepe longitudinali:
A. Il flusso disassato causato dal disallineamento dell'ugello e del cristallizzatore erode il guscio solidificato della billetta tubolare; B. La proprietà di fusione della scoria protettiva è scarsa, lo strato di scoria liquida è troppo spesso o troppo sottile, con conseguente spessore irregolare del film di scoria, rendendo il guscio solidificato locale della billetta tubolare troppo sottile. C. Fluttuazione del livello del liquido di cristallizzazione (quando la fluttuazione del livello del liquido è ﹥ ± 10 mm, il tasso di occorrenza di cricche è di circa il 30%); D. Contenuto di P e S nell'acciaio. (P ﹥ 0,017%, S ﹥ 0,027%, le cricche longitudinali tendono ad aumentare); E. Quando C nell'acciaio è 0,12%-0,17%, le cricche longitudinali tendono ad aumentare.
Misure preventive: A. Assicurarsi che l'ugello e il cristallizzatore siano allineati; B. La fluttuazione del livello del liquido di cristallizzazione deve essere stabile; C. Utilizzare un cono di cristallizzazione adatto; D. Selezionare scorie protettive con prestazioni eccellenti; E. Utilizzare un cristallizzatore a superficie calda.
Cause di cricche trasversali: A. Segni di vibrazione troppo profondi sono la causa principale delle cricche trasversali; B. L'aumento del contenuto (niobio, alluminio) nell'acciaio è la causa scatenante. C. La billetta del tubo viene raddrizzata a una temperatura di 900-700 °C. D. L'intensità del raffreddamento secondario è troppo elevata.
Misure preventive:
A. Il cristallizzatore adotta alta frequenza e piccola ampiezza per ridurre la profondità dei segni di vibrazione sulla superficie dell'arco interno del lingotto; B. La zona di raffreddamento secondaria adotta un sistema di raffreddamento debole e stabile per garantire che la temperatura superficiale sia superiore a 900 gradi durante la raddrizzatura. C. Mantenere stabile la superficie del liquido di cristallizzazione; D. Utilizzare scorie protettive con buona lubrificazione e bassa viscosità.
Cause delle cricche superficiali della rete: A. Il lingotto ad alta temperatura assorbe il rame del cristallizzatore, il rame diventa liquido e poi si infiltra lungo il bordo del grano dell'austenite; B. Gli elementi residui nell'acciaio (come rame, stagno, ecc.) rimangono sulla superficie del tubo e si infiltrano lungo il bordo del grano;
Misure preventive: A. Cromatura della superficie del cristallizzatore per aumentare la durezza superficiale; B. Utilizzare un volume adeguato di acqua di raffreddamento secondaria; C. Controllare gli elementi residui nell'acciaio. D. Controllare il valore Mn/S per garantire che Mn/S ﹥ 40. Si ritiene generalmente che quando la profondità della cricca superficiale del tubo non supera 0,5 mm, la cricca si ossida durante il processo di riscaldamento e non causa cricche superficiali sul tubo in acciaio. Poiché le cricche sulla superficie della billetta del tubo si ossidano gravemente durante il processo di riscaldamento, le cricche sono spesso accompagnate da particelle di ossidazione e decarburazione dopo la laminazione.
Cicatrici da billette tubolari e pelle spessa:
Cause: la temperatura dell'acciaio fuso è troppo bassa, l'acciaio fuso è troppo viscoso, l'ugello è bloccato, il flusso di iniezione è deviato, ecc. La piegatura esterna del tubo d'acciaio causata dalla cicatrizzazione superficiale e dallo strato spesso della billetta è diversa dai difetti di cicatrizzazione e piegatura esterna del tubo grezzo prodotti durante la laminazione. Presenta caratteristiche di ossidazione molto evidenti, accompagnate da particelle di ossidazione e grave decarburazione, e in corrispondenza del difetto è presente ossido ferroso.
Pori della billetta: generalmente, sulla superficie della billetta si formano piccoli pori dovuti alla rottura di bolle sottocutanee durante la colata dell'acciaio fuso. Dopo la laminazione della billetta, si formerà una piccola pellicola superficiale sulla superficie del tubo d'acciaio.
Cave e scanalature delle billette dei tubi:
Cause di cavità e scanalature nella billetta tubolare: da un lato, possono essere generate durante il processo di cristallizzazione del getto, che è correlato alla grande conicità del cristallizzatore o al raffreddamento non uniforme della zona di raffreddamento secondaria; dall'altro, possono essere causate da danni meccanici o graffi sulla superficie della billetta tubolare quando la billetta fusa non è stata completamente raffreddata. Dopo la perforazione, si formano pieghe o cicatrici (cave) e grandi pieghe esterne (scanalature) sulla superficie del tubo grezzo.
"Orecchie" della billetta tubolare: principalmente perché la fessura tra i cilindri (il cilindro di raddrizzatura della macchina di colata continua e il cilindro di laminazione del laminatoio) non è chiusa. Quando la billetta tubolare viene raddrizzata o laminata, il cilindro di raddrizzatura o il cilindro di laminazione vengono premuti eccessivamente o la fessura tra i cilindri è troppo piccola. Ciò causa l'ingresso di una quantità eccessiva di metallo nella fessura tra i cilindri. Dopo la perforazione, sulla superficie del tubo grezzo si forma una piega esterna a spirale. Indipendentemente dal tipo di difetto superficiale della billetta tubolare, è possibile che si formino difetti sulla superficie del tubo d'acciaio durante il processo di laminazione. Nei casi più gravi, il tubo d'acciaio laminato viene scartato. Pertanto, è necessario rafforzare il controllo della qualità superficiale della billetta tubolare e la rimozione dei difetti superficiali. Solo le billette tubolari che soddisfano i requisiti standard possono essere avviate alla produzione di laminazione tubi.
1.2 Difetti organizzativi di bassa potenza dei billette di tubi:
Bolle sottocutanee visibili nelle billette di tubi: le cause della formazione di bolle sottocutanee sono l'insufficiente deossidazione dell'acciaio fuso e il contenuto di gas (in particolare idrogeno) nell'acciaio fuso, che è anche una causa importante della formazione di bolle sottocutanee nelle billette di tubi. Questo difetto forma una pellicola volante (senza righe) sulla superficie esterna del tubo d'acciaio dopo la perforazione o la laminazione, la cui forma è simile a quella di un'unghia. Nei casi più gravi, può ricoprire la superficie esterna del tubo d'acciaio. Questo tipo di difetto è piccolo e superficiale e può essere rimosso mediante molatura.
Cricche sottosuperficiali nelle billette tubolari: la causa principale della formazione è che la temperatura dello strato superficiale della billetta tubolare tonda prodotta tramite colata continua varia ripetutamente e si forma dopo molteplici cambiamenti di fase. Generalmente, non si generano difetti e, se presenti, si tratta di una leggera piega esterna.
Cricche centrali e cricche centrali nelle billette tubolari: le cricche centrali e cricche centrali delle billette tubolari tonde prodotte con colata continua sono le principali cause della piegatura interna del tubo in acciaio senza saldatura. Le cause delle cricche sono molto complesse e coinvolgono gli effetti del trasferimento di calore durante la solidificazione, la penetrazione e lo stress della billetta, ma in generale sono controllate dal processo di solidificazione della billetta nella zona di raffreddamento secondario.
Fori di allentamento e ritiro nelle billette di tubi: principalmente a causa dell'effetto di grana avanzata della billetta durante il processo di solidificazione, il movimento del metallo liquido si basa sul ritiro causato dal raffreddamento nella direzione di solidificazione. Se la billetta di tubi tondi da colata continua presenta fori di allentamento e ritiro, ciò non avrà un impatto significativo sulla qualità del tubo grezzo dopo la laminazione obliqua e la perforazione.
1.3 Difetti della microstruttura del tubo billetta: microscopio elettronico o ad alto ingrandimento
Quando la composizione e la struttura della billetta non sono uniformi e si verifica una forte segregazione, il tubo in acciaio dopo la laminazione presenterà una struttura a bande marcate, che ne comprometterà le proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione, compromettendone le prestazioni. Un contenuto eccessivo di inclusioni nella billetta non solo comprometterà le prestazioni del tubo in acciaio, ma potrebbe anche causare crepe durante il processo di produzione.
Fattori: elementi nocivi nell'acciaio, composizione e segregazione della billetta del tubo e inclusioni non metalliche nella billetta del tubo.
2. Difetti di riscaldamento della billetta: nella produzione di tubi in acciaio senza saldatura laminati a caldo, sono generalmente necessari due riscaldamenti dalla billetta al tubo in acciaio finito, ovvero il riscaldamento prima della perforazione della billetta e il riscaldo del tubo grezzo dopo la laminazione prima della calibratura. Nella produzione di tubi in acciaio laminati a freddo, è necessaria una ricottura intermedia per eliminare le tensioni residue del tubo in acciaio. Sebbene lo scopo di ogni riscaldamento sia diverso e il forno di riscaldamento possa essere diverso, se i parametri di processo e il controllo del riscaldamento di ogni riscaldamento non sono appropriati, la billetta (tubo in acciaio) produrrà difetti di riscaldamento e influirà sulla qualità del tubo in acciaio. Lo scopo del riscaldamento della billetta prima della perforazione è quello di migliorare la plasticità dell'acciaio, ridurre la resistenza alla deformazione dell'acciaio e fornire una buona struttura metallografica per il tubo laminato. I forni di riscaldamento utilizzati sono forni anulari, forni di riscaldamento a trave mobile, forni di riscaldamento a fondo inclinato e forni di riscaldamento a fondo mobile. Lo scopo del riscaldamento del tubo grezzo prima della calibratura è quello di aumentare e uniformare la temperatura del tubo grezzo, migliorarne la plasticità, controllarne la struttura metallografica e garantirne le proprietà meccaniche. I forni di riscaldamento includono principalmente forni a trave mobile, forni a rulli continui, forni a fondo inclinato e forni a induzione elettrica. Lo scopo del trattamento termico di ricottura dei tubi in acciaio durante il processo di laminazione a freddo è quello di eliminare il fenomeno di incrudimento causato dalla lavorazione a freddo del tubo in acciaio, ridurre la resistenza alla deformazione dell'acciaio e creare le condizioni per la continuazione della lavorazione del tubo in acciaio. I forni di riscaldamento utilizzati per il trattamento termico di ricottura includono principalmente forni a trave mobile, forni a rulli continui e forni a fondo mobile. Difetti comuni del riscaldamento delle billette di tubi includono il riscaldamento non uniforme della billetta (tubo in acciaio) (comunemente noto come superficie yin e yang), ossidazione, decarburazione, cricche da riscaldamento, surriscaldamento e sovracottura. I principali fattori che influenzano la qualità del riscaldamento della billetta tubolare sono la temperatura di riscaldamento, la velocità di riscaldamento, il tempo di riscaldamento e di mantenimento e l'atmosfera del forno.
Temperatura di riscaldamento della billetta tubolare: si manifesta principalmente con una temperatura troppo bassa o troppo alta o con una temperatura di riscaldamento non uniforme. Una temperatura troppo bassa aumenta la resistenza alla deformazione dell'acciaio e ne riduce la plasticità. Soprattutto quando la temperatura di riscaldamento non riesce a garantire la completa trasformazione della struttura metallografica dell'acciaio in grani di austenite, la tendenza alla criccatura della billetta tubolare aumenta durante la laminazione a caldo. Quando la temperatura è troppo alta, la superficie della billetta tubolare subisce una grave ossidazione, decarburazione e persino surriscaldamento o sovracottura.
Velocità di riscaldamento della billetta tubolare: la velocità di riscaldamento della billetta tubolare è strettamente correlata alla generazione di cricche da riscaldamento nella billetta stessa. Quando la velocità di riscaldamento è troppo elevata, è facile che si formino cricche da riscaldamento nella billetta. Il motivo principale è che, quando la temperatura della superficie della billetta aumenta, si genera una differenza di temperatura tra il metallo all'interno della billetta e il metallo sulla superficie, con conseguente dilatazione termica non uniforme del metallo e stress termico. Quando questo stress termico supera lo stress di frattura del materiale, si formano delle cricche; le cricche da riscaldamento della billetta tubolare possono essere presenti sulla superficie della billetta tubolare o al suo interno. Quando la billetta tubolare con cricche da riscaldamento viene forata, è facile che si formino cricche o pieghe sulle superfici interna ed esterna del tubo grezzo. Prevenzione: quando la billetta tubolare è ancora a bassa temperatura dopo essere entrata nel forno di riscaldamento, viene adottata una velocità di riscaldamento inferiore. All'aumentare della temperatura della billetta tubolare, la velocità di riscaldamento può essere aumentata di conseguenza.
Tempo di riscaldamento e tempo di mantenimento della billetta tubolare: la durata del tempo di riscaldamento e del tempo di mantenimento della billetta tubolare è correlata a difetti di riscaldamento (ossidazione superficiale, decarburazione, granulometria grossolana, surriscaldamento o persino sovracottura, ecc.). In generale, più a lungo il tubo viene riscaldato ad alta temperatura, maggiore è la probabilità che si verifichi una grave ossidazione, decarburazione, surriscaldamento e persino sovracottura in superficie, che nei casi più gravi può portare alla rottamazione del tubo in acciaio. Misure preventive: A. Assicurarsi che il tubo venga riscaldato in modo uniforme e completamente trasformato in una struttura austenitica; B. I carburi devono essere disciolti nei grani di austenite; C. I grani di austenite non devono essere grossolani e non devono apparire cristalli misti; D. Il tubo non deve essere surriscaldato o sovracottura dopo il riscaldamento.
In breve, per migliorare la qualità del riscaldamento del tubo e prevenire difetti di riscaldamento, i seguenti requisiti vengono generalmente seguiti quando si formulano i parametri del processo di riscaldamento del tubo: A. Temperatura di riscaldamento accurata per garantire che il processo di perforazione venga eseguito entro l'intervallo di temperatura con la migliore permeabilità del tubo; B. Temperatura di riscaldamento uniforme, cercare di fare in modo che la differenza di temperatura di riscaldamento del tubo lungo le direzioni longitudinale e trasversale non superi ±10 ℃; C. Si verifica una minore combustione del metallo durante il processo di riscaldamento e il tubo deve essere impedito da sovraossidazione, crepe superficiali e incollaggio. D. Il sistema di riscaldamento deve essere ragionevole e la temperatura di riscaldamento, la velocità di riscaldamento e il tempo di riscaldamento (tempo di mantenimento) devono essere ragionevolmente coordinati per evitare che il tubo grezzo si surriscaldi o addirittura bruci eccessivamente.
Data di pubblicazione: 29 settembre 2024