D0L:10.13374/.issn1001-053x.2012.s1.014 第34卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.34 Suppl.1 2012年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2012 液压支架用无缝钢管轧制开裂原因分析 何建中四 丰小冬刘金 包钢（集团）公司技术中心，包头014010 ☒通信作者：何建中，E-mail:hjzhong@sina.com 摘要在轧制27SM液压支架用无缝钢管的过程中，管体出现局部开裂，对管体的化学成分进行了检验，利用金相显微镜 和扫描电镜对其进行微观分析.分析结果表明，连铸坯中存在较多的非金属夹杂物，破坏了钢基体组织的连续性，在轧制过程 中，该部位的金属受力不均产生显微裂纹.再加热过程的快速升温，增大钢管沿壁厚方向的温度梯度，外表面由于相变收缩而 产生切向拉应力，显微裂纹进一步扩展从而导致局部开裂.对夹杂物做定性分析，找出其米源，并提出相应的技术改进措施 关键词液压支架：轧制：应力：裂纹：非金属夹杂物 分类号TG335.71 Analysis on cracking of seamless steel tubes for hydraulic supports in the rolling process HE Jian-zhong,FENG Xiao-dong,LIU Jin Technical Center of Baotou Steel (Group)Corporation,Baotou 014010 XCorresponding author,E-mail:hjzhong@sina.com ABSTRACT During the rolling process,there is cracking in the some parts of 27SiMn seamless steel tubes for hydraulic supports. The chemical composition of the steel tube was checked,and the microcosmic analysis was conducted by metallurgical microscope and electric scanning microscopy.It is concluded that nonmetal inclusions in the continuous casting billet destroyed the structural succes- sion of the material,and microcracks formed in this zone because of uneven stress during the rolling process.The high-speed of elevat- ed temperature during the reheating process,increases the temperature gradient in the radial direction,tangential pulling stress forms at the outer surface because of the volume contract produced by the microstructure transform,and microcrack propagation leads to the local cracking of the tube.The paper qualitatively analyzed the inclusions,traced back to the source and provided appropriate measures for improvement. KEY WORDS hydraulic support;rolling;stress:crack:nonmetal inclusions 理论上讲，非金属夹杂物破坏了钢基体的连续必须有足够的强度和刚度.生产工艺流程：顶底复 性和致密性，造成组织的不均匀，在外力的作用下会 吹转炉治炼→LF炉精炼→喂CaSi线→圆坯连铸→ 引起应力集中，从而降低钢的机械性能及加工性 管坯加热→一次穿孔→二次穿孔→自动轧管→均 能0，在无缝钢管生产过程中易造成钢管开裂.包 整→再加热→定径→矫直→无损探伤. 钢无缝钢管厂生产的液压支架用厚壁无缝钢管，材 1理化性能检测 质为27SiMn,规格为Φ299.00mm×40.00mm,在定 径过程中管体出现纵向局部开裂.为此取回问题管 取样状态：定径后出现局部开裂的管样：断口宏 样，以便进行检验并分析开裂原因.液压支架用无 观特征：管体沿纵向局部开裂，长度约300mm,且有 缝钢管主要用于煤矿、大型机械等专用设备，需要反 约16°的旋进角，管体表面无明显的刮伤痕迹；检验 复承受拉伸、压缩、弯曲和振动冲击等多种作用力， 项目：对管体的化学成分、残留物及有害元素和气体 收稿日期：201202-22第 34 卷 增刊 1 2012 年 6 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 Suppl． 1 Jun． 2012 液压支架用无缝钢管轧制开裂原因分析 何建中 丰小冬 刘 金 包钢( 集团) 公司技术中心，包头 014010 通信作者: 何建中，E-mail: hjzhong@ sina． com 摘 要 在轧制 27SiMn 液压支架用无缝钢管的过程中，管体出现局部开裂，对管体的化学成分进行了检验，利用金相显微镜 和扫描电镜对其进行微观分析． 分析结果表明，连铸坯中存在较多的非金属夹杂物，破坏了钢基体组织的连续性，在轧制过程 中，该部位的金属受力不均产生显微裂纹． 再加热过程的快速升温，增大钢管沿壁厚方向的温度梯度，外表面由于相变收缩而 产生切向拉应力，显微裂纹进一步扩展从而导致局部开裂． 对夹杂物做定性分析，找出其来源，并提出相应的技术改进措施． 关键词 液压支架; 轧制; 应力; 裂纹; 非金属夹杂物 分类号 TG335. 71 Analysis on cracking of seamless steel tubes for hydraulic supports in the rolling process HE Jian-zhong ，FENG Xiao-dong，LIU Jin Technical Center of Baotou Steel ( Group) Corporation，Baotou 014010 Corresponding author，E-mail: hjzhong@ sina． com ABSTRACT During the rolling process，there is cracking in the some parts of 27SiMn seamless steel tubes for hydraulic supports． The chemical composition of the steel tube was checked，and the microcosmic analysis was conducted by metallurgical microscope and electric scanning microscopy． It is concluded that nonmetal inclusions in the continuous casting billet destroyed the structural succes￾sion of the material，and microcracks formed in this zone because of uneven stress during the rolling process． The high-speed of elevat￾ed temperature during the reheating process，increases the temperature gradient in the radial direction，tangential pulling stress forms at the outer surface because of the volume contract produced by the microstructure transform，and microcrack propagation leads to the local cracking of the tube． The paper qualitatively analyzed the inclusions，traced back to the source and provided appropriate measures for improvement． KEY WORDS hydraulic support; rolling; stress; crack; nonmetal inclusions 收稿日期: 2012--02--22 理论上讲，非金属夹杂物破坏了钢基体的连续 性和致密性，造成组织的不均匀，在外力的作用下会 引起应力集中，从而降低钢的机械性能及加工性 能［1］，在无缝钢管生产过程中易造成钢管开裂． 包 钢无缝钢管厂生产的液压支架用厚壁无缝钢管，材 质为 27SiMn，规格为 299. 00 mm × 40. 00 mm，在定 径过程中管体出现纵向局部开裂． 为此取回问题管 样，以便进行检验并分析开裂原因． 液压支架用无 缝钢管主要用于煤矿、大型机械等专用设备，需要反 复承受拉伸、压缩、弯曲和振动冲击等多种作用力， 必须有足够的强度和刚度． 生产工艺流程: 顶底复 吹转炉冶炼→LF 炉精炼→喂 CaSi 线→圆坯连铸→ 管坯加热→一次穿孔→二次穿孔→自动轧管→均 整→再加热→定径→矫直→无损探伤． 1 理化性能检测 取样状态: 定径后出现局部开裂的管样; 断口宏 观特征: 管体沿纵向局部开裂，长度约 300 mm，且有 约 16°的旋进角，管体表面无明显的刮伤痕迹; 检验 项目: 对管体的化学成分、残留物及有害元素和气体 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.s1.014