【正文】 提高管理水平，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 我國(guó)無(wú)縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)因?yàn)樯a(chǎn)機(jī)組水平的不同、管理水平的高低和對(duì)環(huán)保認(rèn)識(shí)的差異，造成了對(duì)資源、能源利用上的不同效果。供坯條件不配套而又采用冷軋 (拔 )生產(chǎn)工藝的企業(yè)，常常要經(jīng)過(guò)多道次冷加工、退火、酸洗工序，造成了對(duì)資源、能源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染，這類企業(yè)應(yīng)十分重視廢酸的綜合治理。迄今為止，還沒(méi)有一家企業(yè)真正能成規(guī)模地實(shí)現(xiàn) 連鑄坯熱送工藝。有些企業(yè)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)也不先進(jìn)。其主要原因是由于無(wú)縫鋼管是高附加值產(chǎn)品，在但前鋼管市內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 場(chǎng)較好、價(jià)格較高的情況下，企業(yè)往往以提高產(chǎn)量擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模獲取更大利潤(rùn)為目標(biāo)，而提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、節(jié)能降耗等方面對(duì)企業(yè)利潤(rùn)的影響不如提高產(chǎn)量那樣突出，導(dǎo)致人們對(duì)節(jié)能降耗的工作重視度不夠。 無(wú)縫鋼管生產(chǎn)工藝 無(wú)縫鋼管生產(chǎn)工藝流程 管坯鋸 —— 坯加熱 —— 穿孔機(jī) —— 連軋機(jī) —— 脫管機(jī) —— 再加熱爐 —— 定徑機(jī) —— 張減機(jī) —— 冷床 —— 管排鋸 —— 矯直機(jī) —— 探傷 —— 倒棱 —— 熱處理—— 成品 —— 標(biāo)記入庫(kù) 其具體工藝過(guò)程如下 （ 1）管坯鋸的生產(chǎn)過(guò)程：管坯從清理臺(tái)架上一根根送到輥道上，經(jīng)過(guò)稱量測(cè)長(zhǎng)以后，從輥道上撥到一個(gè)橫架上；在由一個(gè)裝有翻轉(zhuǎn)斜槽的橫移小車從橫架上取出四根圓坯，然后送到火焰切割機(jī)的輸入軌道上，通過(guò)四線火焰切割機(jī)進(jìn)行切割。 （ 2）管坯加熱 :無(wú)縫鋼管 管坯加熱過(guò)程一般分為低溫和高溫兩個(gè)階段。低溫階段是加熱一些合金鋼和高合金鋼的關(guān)鍵，這是因?yàn)檫@些鋼在低溫階段導(dǎo)熱性差、塑性低，若采用過(guò)快的加熱速度會(huì)產(chǎn)生加熱裂紋甚至破碎。高溫階段是指 金屬被加熱到 700～ 800℃ 以上時(shí)，金屬的塑性顯著提高，故可采用較快的加熱速度，以提高爐子的加熱能力、減少氧化和脫碳等加熱缺陷。高溫階段的主要問(wèn)題是如何保證管坯加熱均勻、改善金屬的組織結(jié)構(gòu)，減少氧化、脫碳和防止過(guò)熱、過(guò)燒。其中加熱溫度均勻是生產(chǎn)工藝中很關(guān)鍵的問(wèn)題。管坯加熱不均將帶來(lái)毛管壁厚不均、內(nèi)外表面缺陷以及軋制過(guò)程不能順利進(jìn)行，如出現(xiàn)不咬入、軋卡等生產(chǎn)故障。因此，在加熱階段結(jié)束，要有一定的保溫時(shí)間（均熱），這對(duì)加熱大直徑 無(wú)縫鋼管 管 坯尤為重要 。 （ 3）穿孔后的荒管到輸出輥道的端部后進(jìn)行穿孔，軋制后芯棒被包在鋼管中，僅露出尾部。由撥料器將帶芯棒的鋼管撥至移送鏈上，撥至脫棒軌道上進(jìn)行脫棒。芯棒被送到脫棒機(jī)后的輥道上，通過(guò)接料鉤將芯棒撥入芯棒冷卻水槽中。冷卻后內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 的芯棒在依次由水槽撥至芯棒送進(jìn)裝置的臺(tái)架上。 (4)連軋機(jī) :為使空心毛管進(jìn)一步減徑減壁 ,則須在軋管機(jī)上將穿孔后的毛管進(jìn)一步加工 。 （ 5）管坯定心及穿孔機(jī)：管坯定心是指在管坯前端端面中心鉆孔或沖孔，其目的是防止穿孔時(shí)穿偏，減小毛管壁厚不均，并改善斜軋穿孔二次咬入條件，使穿孔過(guò)程順利進(jìn)行。 （ 6）脫管機(jī)：限動(dòng)芯棒軋制時(shí)，最后有一段芯棒留在鋼管中，需要脫棒。為此，在軋機(jī)的出口端設(shè)置脫管機(jī)，因?yàn)殇摴芡ㄟ^(guò)時(shí)有一定的減徑量，這樣，鋼管從軋機(jī)中出來(lái)后，就可不停止地由脫管機(jī)將其從芯棒上脫去。 （ 7）定徑，減徑和張力減徑：這兩個(gè)過(guò)程是空心體不帶芯棒的連軋過(guò)程。定徑的任務(wù)是在較小的總減徑率和小的單機(jī)架減徑率條件下將鋼管軋成具有要求的尺寸精度和真圓度的成品管。減徑的任務(wù)除了起定徑作用外，還要求有較大的減徑率，以實(shí)現(xiàn)用大管料生產(chǎn)小口徑鋼管的目的。張力減徑則除有減徑任務(wù)以外，還要達(dá)到利用 各機(jī)架間建立張力來(lái)實(shí)現(xiàn)減壁的目的。 （ 8）冷床：冷床是鋼管機(jī)組和熱處理作業(yè)線上必不可少的設(shè)備。其類型有鏈?zhǔn)剑竭M(jìn)式和螺旋式三種。鋼管冷卻方式隨其材質(zhì)而異，對(duì)大多數(shù)鋼種，采用自然冷卻即可達(dá)到要求。 （ 9）矯直機(jī)：不論熱軋或冷加工的鋼管其內(nèi)部往往存有殘余應(yīng)力，因此在熱軋和冷拔冷軋以后鋼管都會(huì)產(chǎn)生一定程度的彎曲。 （ 10）鋼管的切斷、切頭和倒棱：鋼管矯直后需要進(jìn)行切斷切頭或倒棱。在鋼管以倍尺長(zhǎng)度矯直或者鋼管要求定尺交貨的情況下，需要將鋼管切斷，否則就只需切頭。 (11)熱處理：熱軋狀態(tài)下達(dá)不到技 術(shù)條件所要求的機(jī)械性能和組織狀態(tài)的鋼管，如不銹鋼管、軸承管、高壓鍋爐管等，在精加工或交貨前要熱處理。 （ 12）標(biāo)記入庫(kù)： 鋼管質(zhì)檢后，用油漆噴上編號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)批號(hào)等。并由吊車吊入倉(cāng)庫(kù)中。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 第二章 矯直機(jī)設(shè)計(jì)方案選擇和確定 斜輥矯直機(jī)有 4 種基本形式；二輥式 多棍交叉式 六輥式和七輥式。上述矯直機(jī)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。為了能正確的選擇，必須根據(jù)管棒的平直度和表面光直度和矯直速度來(lái)考慮。 方案一：采用兩個(gè)矯直輥。如圖 圖 方案二：采用 7 個(gè)矯直輥。如圖 圖 方案三：采用六個(gè)矯直輥。如圖 圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 矯直機(jī)的設(shè)計(jì)方案確定 方案一：優(yōu)點(diǎn)：使工件得到全場(chǎng)矯直，解決了工件頭尾兩端在一般矯直機(jī)上不能矯直的難題；使矯直機(jī)質(zhì)量得到很明顯的提高；對(duì)圓材的外徑有較強(qiáng)的圓整作用，顯著的減少了橢圓度；可以有效的消除矯直后的圓材縮徑現(xiàn)象；在矯直過(guò)程能提高表面粗糙度。缺點(diǎn)：矯直的速度較低；導(dǎo)板的消耗量大；對(duì)管材的矯直容易造成縮徑。 方案二：優(yōu)點(diǎn)：在多輥矯直機(jī)上工件一次通過(guò)矯直，客服了過(guò)去需要多次反復(fù)矯直的缺點(diǎn)；矯直時(shí)不需衛(wèi)梁的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是：造成了及其結(jié)構(gòu)龐大，咱 地面積增加，動(dòng)力消耗也增加；矯直時(shí)產(chǎn)生大的單位壓力且兩端不能被矯直。 方案三：優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)槌C直輥是成對(duì)的，所以矯直時(shí)矯直力士平衡的并且比七輥的單位壓力小，產(chǎn)生的加工硬化最??；矯直速度高；矯直精度高；可以矯直表面光潔的管子，不產(chǎn)生損傷。 綜合考慮，從經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)考慮，使用方案三比較好，降低了占地面積和動(dòng)力的消耗，并且矯直速度高，產(chǎn)生的單位壓力小且矯直時(shí)不產(chǎn)生損傷。 方案確定：六輥斜輥矯直 布置形式： 222， 矯直輥是驅(qū)動(dòng)的，六個(gè)輥?zhàn)臃譃樯舷聝膳沤徊嫘敝茫磁c被矯直管子原理中心線成一定角度，上面三個(gè)輥?zhàn)?，下?三個(gè)輥?zhàn)印? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 第三章 矯直機(jī)主傳動(dòng)的力能參數(shù)計(jì)算 矯直機(jī)的技術(shù)性能參數(shù)： ：外徑 Φ 180mm；長(zhǎng)度 10000mm； 壁厚 。 ： MPas 300(m ax) ??。 ：矯直后鋼管彎曲度：管體： ? 。 管端 ? 1mm/m（ 內(nèi)）。 ： 喉徑 Φ 440mm。 輥長(zhǎng)： 650mm。輥距 1100mm。 ： 。 :30176。 36176。，安裝角 34176。 矯直機(jī)力能參數(shù)包括矯直力和驅(qū)動(dòng)功率。 彈性核心半徑和管材極限彎矩的確定 由于外力作用而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力必然形成兩者之間的大小相等方向相反的平衡關(guān)系，算出內(nèi)力矩就等于找到產(chǎn)生該種彎曲的外力矩，即彎矩。 管材矯直是塑性變形一般都需要深入到管內(nèi)徑，但不需要深入的過(guò)多。有些管材在塑性變形未深入到內(nèi)徑條件下 也能矯直。其原因在于原始彎曲程度比較輕微，塑性變形深度可以淺些，其次看塑性變形面積所占的比重。當(dāng)外圈塑性變形所形成的環(huán)形面積占據(jù)對(duì)優(yōu)勢(shì)時(shí)，矯直便不成問(wèn)題。管材的彎矩實(shí)質(zhì)上是通過(guò)粗細(xì)兩個(gè)棒材的彎矩之差來(lái)求得的。 確定彈性核心半徑 已知大圓半徑： R=180/2=90mm, 壁厚 ， 所以小圓半徑： r==。 管徑比： ??? mmmmRra 根據(jù)表 ，可知彈區(qū)比 ? = 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 a值 ? 值 表 而 RRt?? （ 31） 式（ 31）中： ；彈性核心半徑， mm??tR 。大圓半徑， mm??R 所以彈性核心半徑： mmRR t ???? ? 因?yàn)?mmrRt ???，即鋼管的塑性變形已經(jīng)深入到小圓半徑以內(nèi)，證明小圓有塑性變形。 確定管材的極限彎矩 管 材的極限彎矩 tM ： ? ? 41 44 St RM ??? ?? (32) 式中（ 32）中： ??R 外徑， mm； ??a 管徑比； ??s? 管材的屈服極限， MPa。 ? ? mNRM st ????? 443 ??? 管材變形的確定 金屬管材受外力作用產(chǎn)生彎曲時(shí)，外力所做功的一部分用于彈性變形，另一部分用于塑性變形，還有一部分變成熱量而散失。彎曲功的絕大部分用于變形，故這里討論的主要就是變形所需的能量。矯直中的變形屬于彈塑性變形，變形的初始階段都是彈性變形；然后進(jìn)入到彈塑性變形階段。其彈性變形混在一起。彈性變形是一種蓄能變形，他決定金屬的彈復(fù)能力； 塑性變形是永久變形，他決定內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 耗能的多少。因此，必須把混在一起的變形分離成彈性與塑性兩種變形才能進(jìn)行耗能計(jì)算和彈復(fù)量的計(jì)算。 管材的彎曲變形 計(jì)算管材的變形就是先根據(jù)外徑算出粗棒的變形能，再根據(jù)內(nèi)徑算出細(xì)棒的變形能，然后相減所得的便是鋼管的變形能。 粗棒的變形能： 1）粗棒的彈性變形能大tU： ? ? ?????? ???????? ??????????? ??? ? ?????? 1221222t 14 114 122ERU Si ns π大 （ 33） 式 中， ??R 外徑， mm ； ??s? 管材的屈服極限， MPa； ??? 彈區(qū)比。 ? ? ? ? ???