【正文】 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 1 第一章 緒論 無縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材。鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件，如石油鉆桿、汽車傳動軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。用鋼管制造環(huán)形零件，可提高材料利用率，簡化制造工序，節(jié)約材料和加工工時，如滾動軸承套圈、千斤頂套等，目前已廣泛用鋼管來制造。鋼管還是各種常規(guī)武器不可缺少的材料，槍管、炮筒等都要鋼管來 制造。鋼管按橫截面積形狀的不同可分為圓管和異型管。由于在周長相等的條件下，圓面積最大，用圓形管可以輸送更多的流體。此外，圓環(huán)截面在承受內(nèi)部或外部徑向壓力時，受力較均勻，因此，絕大多數(shù)鋼管是圓管 。 全套圖紙，加 153893706 我國無縫鋼管行業(yè)近幾年出現(xiàn)了有史以來最快的發(fā)展，連續(xù)六年產(chǎn)銷兩旺，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整成效顯著，自給率逐年提高。 2021 年中國鋼管產(chǎn)量達(dá)到 2123 萬噸，占全球鋼管產(chǎn)量的 25%以上，無縫管和焊接管均實(shí)現(xiàn)凈出口的良好態(tài)勢，市場價格一直高位運(yùn)行。技術(shù)改造和投資創(chuàng)歷史新高，技術(shù)裝備大為改善，出現(xiàn)了兩個百萬噸級的無縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)，跨人全球大鋼管集團(tuán)的行列。 如同中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展一樣，盡管近幾年鋼管行業(yè)取得了令人矚目的成就，從產(chǎn)量上已占全球 1/4 以上，但從技術(shù)裝備、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品檔 次、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面看，與國際先進(jìn)水平比仍有一定的差距。 2021 年全球無縫鋼管產(chǎn)量為 2328 萬 t， 2021 年為 3200 萬 t， 2021 年迅猛增加到3720 萬 t， 2021 年增加到 4110 萬 t， 2021 年預(yù)計將達(dá) 4300 萬 t 左右。增量絕大部分來自中國，中國是增長最快的地區(qū)。 世界 10 大無縫鋼管生產(chǎn)國分別是中國、日本、美國、俄羅斯、烏克蘭、德內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 2 國、意大利、英國、法國、阿根廷。中國、獨(dú)聯(lián)體、西歐是主要的無縫鋼管生產(chǎn)地區(qū)，占全球的 78%。中國無縫鋼管產(chǎn)量在全球的比重不斷增長， 2021 年占全球的 45%， 2021 年約占 50%， 2021 年～ 2021 年占全球無縫鋼管產(chǎn)量的半壁江山。 中國是最大的無縫鋼管生產(chǎn)國，也是最大的 消費(fèi) 國， 2021 年產(chǎn)量達(dá)到 2018萬 t，比 2021 年增長 200 萬 t，在國內(nèi) 表觀消費(fèi)量 下滑 12%的情況下，新增產(chǎn)能主要用于凈 出口 的增長。 我國無縫鋼管行業(yè)的發(fā)展趨勢 無縫鋼管主要由熱軋鋼生產(chǎn)，除熱軋管外，尚有采用熱軋穿孔冷軋或冷拔工藝生產(chǎn)小規(guī)格的無縫鋼管，無縫鋼管在鋼管中的比例近幾年穩(wěn)定在 42%— 45%左右，焊管有上升的趨勢。無縫鋼管與焊接鋼管比較是材料的可靠性和品種適應(yīng)性強(qiáng)，尤其適應(yīng)壁厚和合金鋼的生產(chǎn)。主要問題是投資高、成本高、制造工藝復(fù)雜、壁厚和橢圓度公差大。而焊接管實(shí)際上是板材的深加工產(chǎn)品，其成本和價格主要取決于板材 的成本和價格，在價格相近的條件下，無縫鋼管的市場競爭力因其可靠性強(qiáng)而提高，隨著鋼板質(zhì)量的不斷改善和焊管技術(shù)裝備水平的提高，部分無縫管市場有被焊接管替代的可能，但這只是非常有限的領(lǐng)域。 （ 1）熱軋工藝是無縫鋼管的主要制造方法，占無縫管產(chǎn)量的 80%。目前我國擁有φ 100mm 以上熱軋管機(jī)組 41 套，其中熱連軋機(jī)組 9套，產(chǎn)能 445 萬 t；精密軋管機(jī)組 5 套，產(chǎn)能 60 萬 t。熱連軋管機(jī)組的生產(chǎn)能力約占無縫管總能力的45%— 50%。熱連軋管機(jī)組生產(chǎn)的品種和質(zhì)量水平除軋機(jī)本身的技術(shù)水平外，在很大程度上受冶煉和連鑄的制約，因此先進(jìn) 的工藝流程應(yīng)該是指冶煉至管加工的完整流程。國際知名無縫管企業(yè)大都是完整的專業(yè)鋼管廠或鋼聯(lián)合企業(yè)，靠外購坯制造無縫管的企業(yè)難以在激烈的市場競爭中占領(lǐng)陣地。采用電弧爐或轉(zhuǎn)爐冶煉LF 爐外精煉、 VD 真空處理、全保護(hù)澆注連鑄圓管坯熱連軋機(jī)管加工，被認(rèn)為是當(dāng)今國際先進(jìn)的無縫鋼管生產(chǎn)工藝流程，采用上述工藝流程可以生產(chǎn)諸如石油專用管、高壓鍋爐管、中低合金管等。鋼的質(zhì)量水平可以達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)，一般%S? ，深脫硫可以達(dá) %以下， 15— 20ppm， [H] 2ppm? ， C 可控制在%? ，連鑄溫度變化控制在 ? 10— 15 攝氏度。天津鋼管公司、寶鋼商貿(mào)（鋼管）公司、鞍鋼無縫廠、寶鋼無縫長均已實(shí)現(xiàn)上述工藝流程，攀成剛無縫和衡陽內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 3 鋼管公司也在抓緊配套工程建設(shè)，近期可實(shí)現(xiàn)上述工藝流程。對于冶煉設(shè)備，電弧爐或轉(zhuǎn)爐容量不宜小于 70— 100t。為鋼包精煉創(chuàng)造條件，要充分重視連軋機(jī)組的在線檢測手段和高壓鍋爐管的生產(chǎn)線，應(yīng)配備高水平的熱處理和加工系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)鋼坯的熱裝 熱送和在線?；?、控軋控冷的工藝。 （ 2）目前國內(nèi)冷拔無縫鋼管約有 20%是采用 100mm 以下小穿孔機(jī)穿孔后的毛管經(jīng)冷拔或冷軋制制做的。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)擁有上千條冷拔管機(jī)組和近千條冷軋管機(jī)組，供冷拔的穿孔機(jī) 110余套，主要是φ 100mm 以下規(guī)格，冷拔管與熱軋管比較具有成材率低和耗能高、勞動生產(chǎn)率低的劣勢。多數(shù)小企業(yè)設(shè)備落后，自動化程度低，大部分規(guī)格完全可以由熱軋鋼管機(jī)組生產(chǎn)。應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)以熱帶冷，降低成本和資源消耗。若仍用冷拔或冷軋工藝解決，也應(yīng)采用自動化程度較高的液壓冷拔機(jī)組和到素超長形成冷軋管機(jī)等當(dāng)今國際上 先進(jìn)技術(shù)。 中國無縫鋼管行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 (1)生產(chǎn)發(fā)展與表現(xiàn)消費(fèi)現(xiàn)狀 2021 年，我國無縫鋼管和焊接鋼管產(chǎn)量均為世界第一。 2021 年以來，我國鋼管行業(yè)高速發(fā)展，鋼管產(chǎn)量增長與全成品鋼材增長幾乎同步，即成品鋼材平均每年以 21． 64%高速增長，其中鋼管以 20． 8%的高速增長，管材比保持在 7． 0%左右。產(chǎn)量居世界第一位，成為名副其實(shí)的鋼管大國。 1981 年 2021 年，我國無縫鋼管產(chǎn)量及表觀消費(fèi)量總的變化趨勢是穩(wěn)定、同步增長， 1999 年以前消費(fèi)量一直高于生產(chǎn)量，并有一定波動 (80 萬噸左右 )。 2021年 前表觀消費(fèi)量略大于國內(nèi)生產(chǎn)量， 2021 年基本持平， 2021 年生產(chǎn)量略大于表觀消費(fèi)量，預(yù)計 2021 年生產(chǎn)量將開始明顯超過表觀消費(fèi)量。 (2)產(chǎn)能建設(shè)現(xiàn)狀 目前我國有無縫管廠家 130 家左右，近 200 臺套機(jī)組。其中能生產(chǎn)熱軋成品管且工藝技術(shù)裝備較完整的有近 30 家，生產(chǎn)總量超過 600 萬噸，占無縫鋼管總量的 60%以上。這類生產(chǎn)廠絕大多數(shù)為國有企業(yè)，技術(shù)裝備先進(jìn)，單線生產(chǎn)能力高 (天管 Ф250機(jī)組、寶鋼 Ф140機(jī)組均超過 80 萬噸 )，產(chǎn)品質(zhì)量好，是無縫鋼管生產(chǎn)的主導(dǎo)企業(yè)。其余企業(yè)主要是為冷軋冷拔提供毛管或荒管坯料的中小 企業(yè)，設(shè)備比較簡單，單線生產(chǎn)能力較低，產(chǎn)品以結(jié)構(gòu)管、低中壓鍋爐管和一些多規(guī)格小批量的冷軋冷拔產(chǎn)品為主。在這類企業(yè)中也有一批裝備水平適中，產(chǎn)品質(zhì)量較內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 4 好的企業(yè)，它們占據(jù)了市場相當(dāng)?shù)姆蓊~。但是這類企業(yè)大部分為購坯生產(chǎn)企業(yè)，其管坯的采購和質(zhì)量沒有保證，尤其是近年礦石價格大幅度上漲，使管坯價格也在上漲，鋼管的利潤空間越來越小。另外，隨著供坯企業(yè)后續(xù)加工線的建成，管坯資源也會減少，未來生產(chǎn)將會面臨困境。 我國無縫鋼管行業(yè)存在的問題 在我國無縫鋼管行業(yè)飛速發(fā)展的同時，也出現(xiàn)了諸如產(chǎn)能過剩、品種結(jié)構(gòu)調(diào)整難度進(jìn)一步加大 以及技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)等問題。 生產(chǎn)過剩，供大于求 據(jù)估計，未來幾年我國無縫鋼管的表觀消費(fèi)量應(yīng)在 1000 萬 t/a 左右。而我國無縫鋼管的產(chǎn)能已達(dá)到 1200 萬 t/a 以上，并且當(dāng)前投資熱情還相當(dāng)高。如不引起高度重視，繼續(xù)盲目擴(kuò)大產(chǎn)能，勢必造成供求關(guān)系的嚴(yán)重失衡，不利于整個行業(yè)的健康發(fā)展。 品種結(jié)構(gòu)急需調(diào)整 從總體上講，我國無縫鋼管的品種結(jié)構(gòu)調(diào)整取得了很大的成績，出口管的品種也正在不斷優(yōu)化，油井管的國產(chǎn)化率和出口量迅速提高。但從有關(guān)部門了解到的情況看，我國出口鋼管量大而價低，進(jìn)口鋼管量小而價高 。 2021 年出口無縫鋼管的平均價格為 1068 美元 /t，而進(jìn)口無縫鋼管的平均價格為 2509 美元 /t。其中進(jìn)口的 30萬 t高壓鍋爐管平均單價達(dá)到了 3358 美元 /t。由此說明，我國在高端產(chǎn)品上還不得不依賴進(jìn)口，而這一部分產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)難度最大，質(zhì)量要求更高?？梢娖贩N結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)入了攻堅階段。 自主創(chuàng)新能力不強(qiáng) 從 20 世紀(jì) 80 年代寶鋼引進(jìn)第一臺連軋管機(jī)組以來，我國共引進(jìn)了 10 套連軋管機(jī)組、 2組 Assel 軋管機(jī)組，由此使我國無縫鋼管機(jī)組水平得到了迅速提高；但另一方面也表明了我國無縫鋼管生產(chǎn)裝備技術(shù)主要依賴國外 ，自主原始創(chuàng)新、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 5 集成創(chuàng)新和消化、移植后再創(chuàng)新的能力不強(qiáng)。這一現(xiàn)象與我國處于鋼管產(chǎn)量大國的地位（占世界總產(chǎn)量的 40%左右）極不協(xié)調(diào)。 管坯質(zhì)量不高，有待提高 隨著我國先進(jìn)軋管機(jī)組的建成投產(chǎn)，通過這些機(jī)組生產(chǎn)的無縫鋼管，其外徑公差、壁厚公差以及表面質(zhì)量均能達(dá)到國際一般水平或國際先進(jìn)水平。目前，鋼管質(zhì)量的差距主要體現(xiàn)在鋼質(zhì)純度以及性能的穩(wěn)定性方面，除幾個生產(chǎn)規(guī)模較大的鋼管生產(chǎn)企業(yè)具有比較完善的供坯條件之外，一些小廠還得從市場購買管坯。即使是自供管坯的企業(yè)，其精煉能力和鋼中有害元素的控制水平也參差不齊， P、S含量與國外高質(zhì)量產(chǎn)品相比幾乎是相差 1 個數(shù)量級的水平，而夾雜物含量的距離就更大。那些管坯靠吃“百家飯”的鋼管廠，其鋼質(zhì)問題就更為突出。因此，必須提高冶煉的裝備水平以及增強(qiáng)精煉能力，再配合以較高的熱處理裝備技術(shù)條件下來提高鋼管的性能穩(wěn)定性。 產(chǎn)品質(zhì)量不高，精整尚需加強(qiáng) 精整工序是保證專用鋼管質(zhì)量的重要工序之一。多年來，我國鋼管企業(yè)存在重視鋼管成型工序，而輕視鋼管熱處理工序、精整工序以及后續(xù)探傷減產(chǎn)工序的現(xiàn)象，且問題比較突出。這些工序不是處理能力不足，就是工序流程不暢或是裝備水平配置較低，難易滿 足生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的要求。甚至在某些廠所使用的檢測設(shè)備，其水平比用戶驗(yàn)收所用的探傷機(jī)的水平還低很多。這一現(xiàn)象也反應(yīng)了我國鋼管生產(chǎn)還處在一個粗放的生產(chǎn)階段。