钢管制作工艺以及检验标准钢管知识

目录第一章钢材生产及分类

第一节金属的基本概念

第二节炼钢的原理

第三节钢的分类

第四节钢的浇注方法

第五节钢材的分类

第二章钢管生产基本知识

第一节钢管概述

第二节钢管生产工艺--热轧

第三节钢管生产工艺—冷加工

第一章钢材生产及分类

第一节金属的基本概念

金属是一种不透明的结晶材料，通常具有高强度和优良的导电性、导热性、延展性和反射性。

主要包括黑色金属、钢、有色金属。

1、黑色金属是指铁和铁的合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。

钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。

生铁是把铁矿石经高炉冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。

铁合金是由铁和硅、锰、铬等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做脱氧剂和合金元素添加剂用。

2、生铁在炼钢炉经一定工艺熔炼，即得到钢，也称为粗钢。钢的产品有钢锭（模铸坯）、连铸坯和

直接铸成的各种铸件等。通常所讲的钢材，是指经塑性变形（轧制、锻压等）而形成的各种钢材。

钢属于黑色金属但钢不完全属于黑色金属。

3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、铝以及黄铜、青铜、铝

合金和轴承合金等。

4、金属主要加工方法有：铸造，压力加工，切削，焊接。

压力加工定义：就是用不同的工具，对金属施加压力，使之产生塑性变形，制成一定形状产品加工方法的，有轧制，锻造，挤压和拉拔等。钢材的90%左右是用轧制方法成型。

合金的定义：由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素按一定的配比构成，其改变了原来单一金属的物理及化学性质，但一般仍具有金属的一些通性，所以的合金的使用更为广泛。

第二节炼钢的原理

钢是指完成了冶炼过程，未经型性加工的粗钢，也是一种铁碳合金，含量为0.0218或2.11%

1、钢铁的划分，是以钢铁中的含碳量进行划分的。

①纯铁：C≤0.0218%；（或称海绵铁）

②铁：C≥2.11%；（生铁或铸铁）

③钢：0.0218%＜C＜2.11%；

2、炼钢的主要原料：

炼钢的主要原料有：生铁、铁矿石（粉）、熔剂（如碳酸钙或俗称生石灰）等。

（备注：铁矿石为垄断行业，全球三大铁矿石巨头：巴西淡水河谷、澳大利亚力拓、澳大利亚必和必拓。近期有全球第四大铁矿石供应商FMG也渐露尖角）

3、钢的六元素：铁、碳、锰、硅、硫、磷，其中硅、锰是在炼钢时作为脱氧元素而加入的，硫、

磷是在冶炼是未能除尽的杂质元素：一般锰小于0.8%，硅小于0.5%，磷小于0.05%，硫小于

0.04%。

4、炼钢的原理：

炼钢是将生铁、铁矿石（粉）中的C、Si、Mn、P、S（碳、硅、锰、磷、硫）等杂质通过氧化的方法而降低，使其达到规定的含量。炼钢的全过程就是氧化-还原的过程。

为了提高钢材的机械性能，炼钢时人们在钢水中人为地加入一些合金元素，如Mn-Fe、Ni-Fe、Ni及稀土等元素，即低合金钢、高合金钢等，以满足社会的不同需求。

5、炼钢的程序：铁矿粉铁水钢坯

高炉转炉（铁水）连铸机（连铸坯）轧机初轧坯

（生铁）电炉（废铁）钢钢包结合钢定模钢锭(热轧) 连铸坯

1、按冶炼方法分

转炉钢：利用纯氧或空气吹入铁水中，使C、Si、Mn、P、S等元素氧化除去，并靠某些元素氧化时放出的热量升高铁水温度，从而得到成分、温度合格的钢水。

可分为：顶吹围炉钢、底吹围炉钢、侧吹转炉钢

特点：冶炼时间短，生产率高，钢的品种多，质量好，成本低，投资少。

平炉钢：利用煤气、天燃气或重油等燃烧的热，熔化炉料，靠炉气中的氧气加入的铁矿石，使铁水中的杂质氧化，从而得到成分、温度合格的钢水。

特点：冶炼时间长，生产率低，目前已被淘汰。

电炉钢：利用电能作为热源的炼钢方法。加入铁矿石氧化其中的杂质，加入生石灰等除去P、S 后，得到成分、温度合格的钢水。

可分为：电弧炉钢、电渣炉钢、感应炉钢、真空自耗炉钢、电子束炉钢

特点：由于电炉炼钢的温度高，可冶炼难熔的合金钢，炉内气温及炉渣成份容易调节，除P、S、很彻底，钢的质量好，但是电炉钢的成本高。

2、按化学成分：非合金钢/碳素钢（只描述C，P，Mn）、低合金钢(≥1种合金元素)、

合金钢（不含不锈钢，≥2种合金元素）、不锈钢四类。

3、按状态分：连铸坯、模铸坯、铸造用液态钢三类

连铸坯按断面形状又分为：方坯、矩形坯、管坯、板坯、圆坯、异形坯。

4、综合分类：

普通钢：碳素结构钢、低合金结构钢、特殊用途普通结构钢

优质钢

优质碳素结构钢：合金结构钢、弹簧钢、易切钢、轴承钢、特殊用途优质结构钢

工具钢：碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢

特殊性能钢：不锈耐酸钢、耐热钢、电热合金钢、电工用钢、高锰耐磨钢

第四节钢的浇注方法

1、模注法：模注法分为上注法和下注法，目前我国小吨位电炉及老炼钢厂均采用下注法。它的原理

是“U型管”的原理，将钢水浇入一定形状的钢锭模中，凝固后脱去锭模即得到钢锭。

模注法设备较复杂，工序多，劳动强度大，钢水损失多，钢锭质量差，开坯时对钢锭表面要进行大量的清除。

2、连铸法：钢水经中间罐连续地注入冷结晶器中，钢液中的热量被流经结晶器的冷却水迅速带走，

形成一定厚度的坯壳，由拉坯机拉出结晶器，坯壳进入二次冷却而形成钢坯，经切割机切成一定长度，准备轧制。

连铸法是一种先进的生产方法，其成材率高，机械化程度高，劳动强度低，目前这种方法已得到了推广。