“科学技术奖”二等奖项目     

　　一、基本情况 

　　获奖项目名称：高端车轴用非调质热轧无缝方管成型关键技术与应用 

　　主要完成单位：衡阳华菱钢管有限公司、中南大学 

　　主要完成人：张敏、宋光鑫、赵映辉、夏文斌、刘晓、周勇、王浩东、冉旭、吴光辉、赵明纯           

　　二、项目简介 

　　高端车轴用非调质热轧无缝方管主要应用于制造挂车车轴，作为挂车重要部件的车轴，是其承载和运输的关键部位。高端挂车车轴用方管成型工艺主要包括热轧、冷拔和焊接等。冷拔方管在受弯时容易出现扭转，受压时容易出现扭曲，抗扭性能较差。而采用焊接工艺生产的方管，其焊缝部位是其薄弱环节，焊缝处机械性能较母体材料差，都不适用于制造高端挂车车轴用无缝方管。热轧方管能有效避免以上问题，与焊接、冷变形方管相比，具有截面形状合理、承载性能良好、焊接性能良好、生产成本低、生产效率高、性能优良和环境友好等诸多优点。由于车轴用方管尺寸精度和材料强韧性要求均很高，目前还没有热轧车轴用方管应用于制造挂车车轴的成功案例。 

　　本项目通过对高端车轴用非调质热轧无缝方管成型关键技术与应用进行研究，解决了高端挂车车轴用钢生产的冶炼、控轧控冷、质量控制等系列技术难题，填补了国内热轧无缝方管技术空白，整体技术达到了国际先进水平。该项目设计了一种在极寒地区使用的挂车车轴用热轧无缝方管材料，通过各元素的比例配合，并通过对车轴用方管的控轧控冷，使得所形成的车轴具有高强高韧特性，-30℃冲击值达到100J以上，能够满足低温下 (约零下30℃至零下50℃)的要求；利用现有的热轧钢管生产线，在圆形断面热轧无缝钢管工序后，增加三辊或四辊定径机架直接成方，采用“连铸坯+穿孔+连轧+三辊定方”和“连铸坯+穿孔+周期轧管+四辊推方”工艺生产热轧无缝方管，实现产品规格大范围覆盖，圆管和方管生产的无障碍切换；通过对热轧方管的专用孔型及挂车车轴定方装置的设计来实现热轧方式生产出满足尺寸要求的方管产品；设计了一种定径后对热轧方管进行均匀冷却的冷却装置，设计一组多套方形水环组对钢管实现连续、均匀的快速冷却。本项目共获授权专利13项，其中发明专利8项。 

　　本项目开发的热轧无缝方管具有较高的尺寸精度、强韧性和优良的综合性能，完全满足客户要求。衡钢已向世界领先的车轴企业提供高端车轴用方管超6万吨，现已加工成多种型号的挂车车轴投入到高端挂车的制造，生产工艺成熟，产品质量稳定，使用效果良好，促进了世界领先车轴企业挂车车轴制造技术的进步。 

图1 高端挂车车轴图示

图2 生产规格B≤150 mm方管定径机

图3 大口径中厚壁无缝方管推方机

图4 V型辊与平辊组合管料运输辊道

图5 定径后在线冷却水环组