一、原料准备：奠定合格基础

1. 原料选择：采用 45 号钢连铸坯或锻轧坯，规格通常为圆形截面（直径 50-180mm，长度 1.5-3m），要求化学成分符合 GB/T 699-2015《优质碳素结构钢》标准（如 C：0.42-0.50%，Si：0.17-0.37%，Mn：0.50-0.80%），且原料表面无裂纹、折叠、结疤等肉眼可见缺陷。
2. 原料预处理：
   • 切头切尾：通过锯床切除管坯两端不规则的 “冒口”（浇铸时的补缩部分）和 “尾端”，保证管坯长度均匀（通常定尺为 1.8-2.5m）。
   • 表面清理：采用喷丸除锈或酸洗去除管坯表面的氧化皮、铁锈和油污 —— 氧化皮若残留，加热时会渗入钢内形成 “皮下气泡”，导致穿孔后钢管出现裂纹。
   • 探伤检测：对管坯进行超声波探伤或磁粉探伤，排查内部疏松、夹杂、表面微裂纹等隐性缺陷，不合格管坯直接剔除。

二、管坯加热：为穿孔提供 “塑性窗口”

1. 加热设备：采用环形加热炉（连续式生产）或室式加热炉（间歇式生产），环形炉可实现管坯连续进料、加热、出料，效率更高，是主流设备。
2. 加热工艺控制：
   • 升温阶段：缓慢升温（升温速度≤150℃/h），避免管坯内外温差过大导致热应力裂纹。
   • 均热阶段：在 1200-1250℃下保温 1-2 小时，确保管坯内外温度均匀（温差≤50℃），且奥氏体晶粒细化（晶粒尺寸≤5 级）—— 晶粒过粗会导致钢管力学性能下降（如冲击韧性降低）。
   • 防氧化：加热炉内通入保护气氛（如氮气、煤气混合气体），减少管坯表面氧化烧损（烧损量需控制在 0.5% 以内）。

三、穿孔：将实心管坯转化为空心毛管

1. 设备组成：主要包括两个呈 15-20° 倾角的轧辊（相对旋转，带动管坯前进）、一个位于轧辊之间的顶头（固定在顶杆上，用于形成毛管的内孔）、以及两侧的导板（防止管坯偏移）。
2. 穿孔过程：
   • 加热后的管坯由喂料机送入轧辊之间，轧辊的旋转和倾角带动管坯一边旋转、一边轴向前进。
   • 管坯在轧辊的压力作用下逐渐变薄，同时顶头强行 “挤开” 管坯中心，形成空心的内孔。
   • 最终穿出的毛管规格：外径 50-200mm，壁厚 5-20mm，长度 3-6m，内孔需光滑无折叠（顶头磨损会导致内孔缺陷，需定期更换）。
3. 关键控制：穿孔温度需保持在 1100-1200℃（若温度过低，管坯易开裂；温度过高，易出现 “粘辊”），顶杆的对中性需精准（偏差≤0.5mm），否则毛管会出现 “壁厚不均”。

四、轧管（延伸）：调整毛管尺寸与壁厚

1. 连轧管法（适用于大批量、中小口径钢管）

• 设备：由 5-7 架连续布置的二辊或三辊轧机组成，每架轧机的轧辊孔型逐渐缩小。
• 过程：毛管由芯棒（可移动，支撑内孔）穿入，依次通过各架轧机 —— 轧辊的旋转使毛管外径逐渐减小、壁厚均匀变薄，同时芯棒的轴向移动配合轧辊，确保内孔尺寸稳定。
• 效果：毛管壁厚公差由 ±10% 缩小至 ±3%，外径精度提升至 ±0.5mm，且通过多道次轧制，奥氏体晶粒进一步细化，力学性能（如抗拉强度）提升 10-15%。

2. 周期轧管法（适用于大口径、厚壁钢管）

• 设备：单架往复式轧机（轧辊可上下往复运动），配合固定芯棒。
• 过程：毛管套在芯棒上，轧辊向下压制时，毛管局部变薄、延伸；轧辊向上抬起时，毛管随芯棒向前移动一段距离，重复此 “压制 - 移动” 周期，直至毛管达到目标尺寸。
• 特点：适合生产外径≥200mm、壁厚≥10mm 的厚壁管，但效率低于连轧管法。

五、定径 / 减径：确保钢管外径精准

1. 定径工序：
   • 设备：3-5 架定径轧机（轧辊孔型为最终目标外径），无芯棒（内孔尺寸已由轧管工序确定）。
   • 过程：钢管通过定径轧机时，轧辊仅轻微压制钢管外径，将外径公差控制在 ±0.1-0.3mm（如目标外径 50mm 的钢管，实际外径需在 49.7-50.3mm 之间），不改变壁厚。
2. 减径工序（适用于需缩小外径的钢管）：
   • 设备：多架（10-15 架）连续减径轧机，轧辊孔型逐架缩小。
   • 过程：钢管通过时，外径逐渐减小（减径量通常≤20%），同时壁厚会轻微减薄（通过调整轧机张力控制减薄量），最终实现 “外径精准 + 长度延伸”（长度可增加 10-30%）。

六、精整处理：提升表面质量与性能

1. 冷却：
   • 轧后钢管温度约 800-900℃，需通过喷水冷却（快速冷却）或缓冷坑冷却（缓慢冷却）至常温。
   • 45 号钢需控制冷却速度：若生产 “热轧态” 钢管，可快速冷却（冷却速度 10-20℃/min），获得珠光体 + 铁素体组织；若需改善韧性，可缓冷（冷却速度≤5℃/min），避免出现马氏体硬脆组织。
2. 矫直：
   • 钢管冷却后易产生弯曲（弯曲度≤1mm/m 为合格），需通过二辊或多辊矫直机矫直 —— 矫直机通过上下轧辊的压力，将弯曲的钢管 “压直”，确保全长弯曲度符合标准。
3. 切管：
   • 采用锯床（冷锯）或火焰切割（热切割，适用于大口径）将长钢管切割成客户要求的定尺长度（如 6m、9m、12m），同时切除两端的 “轧废”（如头部变形段、尾部偏薄段）。
4. 表面处理：
   • 酸洗钝化：用盐酸（15-20% 浓度）去除表面氧化皮，再用钝化液（如硝酸）处理，形成一层氧化膜，防止生锈。
   • 喷标：在钢管表面喷印规格（如 “Φ50×5 45# GB/T8163”）、批号、生产厂家等信息，便于识别。

七、质量检验：全维度排查不合格品

总结