【正文】 河水量為 1157 108m3/a作為城市供水 (包括包鋼用水 )。包頭作為連接華北、西北、西南的交通樞紐，京包、包蘭、包神、神延鐵路， 1 210國道和規(guī)劃中的包頭至?？?、丹東至拉沙等高等級公路在此交匯。產(chǎn)品規(guī)格范圍必須窄，裝備水平必須先進、穩(wěn)定、可靠和自動化水平高 ,以達到物耗少、人力省、無污染、成本低、競爭力強的目標。 編制產(chǎn)品方案的原則及方法 ①滿足國民經(jīng)濟發(fā)展對軋制產(chǎn)品的需要，特別要根據(jù)市場信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟重要部門對于鋼材的需要。 ③考慮軋機生產(chǎn)能力充分利用和建廠地區(qū)產(chǎn)品的合理分工。 車間金屬平衡表見下表： 表三 金屬平衡表 原料 鋼管 成品 鋼管 消 耗 成材率 燒損 切頭、切屑、廢品管 合計 T T T % t % T % % 111000 100000 2222 8888 11000 第三章 軋鋼主要設備選擇 軋管機 軋機是生產(chǎn)設備中最主要的設備，是完成經(jīng)書變形的主要設備是代表車間技術(shù)水平、區(qū)別與其他車間的關(guān)鍵。 因為該機組定位為小批量高精度生產(chǎn)線， 按年產(chǎn)量和投資限制并滿足產(chǎn)品大綱要求 , 參考三管軋管機的特點，若采用 Assel軋管機為核 心軋機 , 配套其余軋制設備 , 是較為合理的工藝方案。具體見軋輥機工具設計。 穿孔機結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 穿孔機機架形式選擇 本生項目為高精度、小產(chǎn)量生產(chǎn)線，所以，為了保證產(chǎn)品精度，需采用高強度、高剛度的閉式機架！ 穿孔機軋輥尺寸確定 穿孔機軋輥具體尺寸見軋輥機工具設計。但在實際生產(chǎn)過程中，由于冷卻速度的不同，常會形成貝氏體 +珠光體 +鐵素體 ( B+F+P) , 但鐵素體 珠光體型 N80 油井管鋼的用量最大 , 占到總用量的 60%以上。④在組織方面，顯微組織要均勻且晶粒度要?。ňЯ６纫笥?5） 。 （ 4） 含碳量小于 %的亞共析鋼易產(chǎn)生魏氏體缺陷，所以在鑄造、軋制時加熱溫度不能過高、冷卻速度不能太快。 （ 7） 表面脫碳會造成鋼材表面碳量降低，脫碳層的存在會降低鋼材的表面硬度、耐磨性和抗疲勞能力 , 增大開裂傾向。③大幅降低能耗及節(jié)約成本 10%。結(jié)合包鋼實際情況，在冶煉時適當加入少量的稀土元素，使其與 O、 S 等有害元素反應生成化合物 , 作為夾雜物從鋼液中排出 , 使鋼內(nèi)雜質(zhì) (夾雜 ) 含量減少，起到凈化鋼液的作用，同時，通過元素的固溶及其固態(tài)反應 , 影響微結(jié)構(gòu)乃至結(jié)構(gòu)、組織和組分 , 從而 使金屬獲得要求的性能，起到微合金強化的作用。 當坯料表面的氧化鐵皮不被清除時，會造成表面不光潔和對下道工具的磨損，同時當這樣的鋼坯經(jīng)過各 架機軋制時，其沒有被除掉的氧化鐵皮被壓入金屬表面，輕者鐵皮脫落形成麻面，重者造成廢品。其加熱速度主要受坯料導溫系數(shù)、朔性、坯料大小及爐子給熱能力大小限制，由于 N80 屬中碳微合金鋼，故導溫系數(shù)較大、朔性比較好，又由于是小規(guī)格機組，坯料規(guī)格比較小，所以可以采用較大的加熱速度，以提高路子生產(chǎn)能力，并減少燃料消耗及金屬的氧化損失，一般采 取低溫快速，高溫慢速加熱制度 。 環(huán)形加熱爐可按下式經(jīng)驗公式估算： T=（ 7+ S) S 式中： T— 加熱時間（ min)； S— 坯料厚度（ cm)； 代表規(guī)格 **11500 、 **11500 的外徑由軋制表查的為：S1=， S2=，根據(jù)提供坯料規(guī)格，分別取坯料外徑為： Dp1=80mm，Dp2=140mm加熱時間分別為： T1=(7+ ) =（ min) T2=(7+ ) =（ min) 步進式在加熱爐可按下式經(jīng)驗公式估算： T=60 N K D D 式中： T— 加熱到 1050176。 N80 易產(chǎn)生魏氏缺陷和脫碳，所以在保證終軋溫度的前提下，應采用較低的加熱溫度。確定軋制工藝參數(shù)主要在于正確制定變形規(guī)程、速度規(guī)程和溫度規(guī)程。 速度規(guī)程 軋制速度受到軋機結(jié)構(gòu)及其強度、剛度、電機能力、咬入條件及產(chǎn)量的限制。終軋溫度主要考慮保證產(chǎn)品組織性能、質(zhì)量的因素。）稍低一點，一般為 1180176。的溫 度，從此溫度冷卻到 100176。 鋼材矯直 在冷卻過程中剛才會因運輸過程中發(fā)生碰撞而產(chǎn)生彎曲，矯直就是使鋼材平直，便于使用。由于石油管質(zhì)量要求嚴格，本機組采用渦流探傷裝置、超聲探傷裝置及后續(xù)的人工檢查。裝料機從輥道上夾起管坯送入爐內(nèi)，管坯在爐內(nèi)隨爐底旋轉(zhuǎn)一周，溫度由室溫加熱到最高 1250～ 1280℃，再由出料機將其由爐內(nèi)夾出在一定高度松開，摔在斜臺架上，去除氧化鐵皮。毛管在鏈式臺架上被快速橫移到軋管機前預穿芯棒工位進行預穿芯棒操作。 根據(jù)品種和工藝的不同，荒管可有三種工藝路線：不再加熱直接進定減機、再加熱后進微張減機、在線常化冷卻后再加熱然后進定減機。該鏈式冷床分兩段，第一段采用雙鏈方式，第二段采用單鏈方式。鋼管被撥上渦流探傷前輥道后，需要修磨處理的則撥入中間料筐，進行離線修磨；不需要修磨處理的則由輥道運輸穿過渦流探傷裝置。它是軋管工藝的基礎(chǔ) !其內(nèi)容包括 。 現(xiàn)按逆序計算，計算過程如下： 熱成品管尺寸 Dc1=(1+k t) Dc Sc1=(1+k t) Sc Lc1=(1+k t) Lc Mco=(( 2Dc1 )2－ ( 2Dc1 － Sc1)2) 103 Mc=(( 2Dc1 )2－ ( 2Dc1 － Sc1)2) 103－ Mco M1=Mc Lc1 103 式中： Dc1— 成品管熱外徑 (mm)； Sc1— 成品管熱壁厚 (mm)； Lc1— 成品管熱管長 (mm)； Dc— 成品管冷外徑 (mm)； Sc— 成品管熱壁厚 (mm)； Lc— 成品管冷管長 (mm)； Mc— 熱成品管單重 (kg/m)； M1— 熱成品管重量（ kg)； k— 熱膨脹系數(shù) ,取 ～ ， (1+k*t)取 ； ， — 分別考慮熱膨脹率和燒損率； — 成品管的密度（ g/cm3）； 將產(chǎn)品大綱中典型產(chǎn)品 **11500 有關(guān)數(shù)據(jù)帶入計算得 : Dc1=(mm) Sc1=(mm) Mc=(kg/m) M1=(kg) Lc1=11615(mm) 切頭尾 一般定減徑管前端切頭長度為 50～ 150mm,后端切頭為 50～ 350mm。 Yd dz=Dz－ 2 Sz Mz= ])2()2[( 22 SzDD zz ?? 103 M3=Mz Lz 103 zzzmm SSD SS ?? ??? )( )(Dz m 1 0 0)( ??? m zmz D DDK 式中： Dz— 軋后外徑 (mm)； Sz— 軋后壁厚 (mm)； Ld— 軋后長度 (mm； dz— 軋后內(nèi)徑 (mm； m— 三管軋管機取 m=； Mz— 軋后單重 (kg/m)； M3— 軋后重量 (kg)； 。某一直徑的軋輥，所能軋制的最大管徑受其強度限制，所能軋制最小管徑受其靠攏條件的限制。本機組采用梅花連接軸。具體選擇如下： β1=β+φ （ 23— 49） 式中： β— 入口工作錐角（度），一般取 ～ ；本機組取 β=； β1— 工作錐角（度）； φ— 輾軋角（度），參考包鋼 Ф120 及我國以建軋管機組，取 φ=3； 將 β=， φ=3 帶入后得： β1= 入口錐長度應滿足減徑和減璧得作用，即： L1=[ △ +(～ ) h]247。 2 h≈ , β 2=51176。 出口錐工作錐角及長度 L4=△ 247。某一直徑的軋輥，所能軋制的最大管徑受其強度限制，所能軋制最小管徑受其靠攏條件的限制。本機組采用梅花連接軸。具體選擇如下： β1=β+φ （ 23— 49） 式中： β— 入口工作錐角（度） ，一般取 ～ ；本機組取 β=； β1— 工作錐角（度）； φ— 輾軋角（度），參考包鋼 Ф120 及我國以建軋管機組，取 φ=3； 將 β=， φ=3 帶入后得： β1= 入口錐長度應滿足減徑和減璧得作用，即： L1=[ △ +(～ ) h]247。查軋制表 h=Sz=。 平整段輥面角及長度 L3=(2～ ) Zch (23— 54) β3=φ Zch=(π247。 式中： △ — 芯棒與軋后鋼管內(nèi)徑間隙 (mm)，由上式知△ = 將 α=10， △ = 代入上式 ， 經(jīng)計算后得： L4=，取 L4=(mm) β4=2176。其不足之處就是需配有一套芯棒循環(huán)系統(tǒng)。采用大送進角可以提高產(chǎn)量，因此在馬達允許和不至于出現(xiàn)尾三角缺陷及不影響鋼管穩(wěn)定性的條件下，應盡量采用大的送進角?！?6176。 60) Dz Dg sinα 式中 Dz 為軋輥直徑； 所以在設計選取有關(guān)參數(shù)時需滿足上式。其不足之處就是需配有一套芯棒循環(huán)系統(tǒng)。 Sz）； 查軋制表 dz= ,Sz=, L= 帶入有關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后得： Lo=12743（ mm） Dtz=（ mm） △ =（ mm） 軋機調(diào)整參數(shù) 已知軋后鋼管尺寸 Dz、 dz和 Sz 等，則： Dtz=dz－△ dm=Dtz+△ m Dm=dm+2 Sm △ =（ dzSz） 式中： Dtz— 軋管機芯棒直徑（ mm）； dz、 Sz— 軋后鋼管內(nèi)徑及壁厚（ mm） ； dm、 Dm— 毛管內(nèi)徑及外徑（ mm） ； △ 、△ m— 軋后鋼管內(nèi)徑與芯棒間隙及毛管內(nèi)徑與芯棒間隙（ mm） 一般 取△ m =8～ 20； 查軋制表 Sm=， Sz=，帶入上式，經(jīng)計算得： Dtz=（ mm） dm=（ mm） Dm=（ mm） 送進角、輾軋角及軋管轉(zhuǎn)速確定 軋輥轉(zhuǎn)速和送進角要根據(jù)馬大負荷、鋼管在軋制過程中的穩(wěn)定性以及防止尾三角缺陷得要求來定。輾軋角φ為 0176。 為提高產(chǎn)量，應盡量采用大的軋輥轉(zhuǎn)速，包鋼 Ф 120 機組正常軋制速度為 ，最大軋制速度為 ，軋輥轉(zhuǎn)速同送進角和輾軋角一樣，可以實現(xiàn)無級自動調(diào)速。工具設計的要求是： （ 1）咬入條件好， 過程進行順利； （ 2）穿后毛管筆直，表面質(zhì)量好，幾何尺寸符合要求； （ 3）單位耗能小，軋機負荷在允許范圍內(nèi)； （ 4）工具壽命高，磨損均勻； （ 5）機組生產(chǎn)率高。輥徑的選擇與軋機采用的軸承類型和工作載荷有關(guān)并應綜合考慮軋輥輥徑的強度和軋輥軸承的壽命。確定依 據(jù)如下： L=L1+L2+L3 11m a tan2 RDL p ???? ? (22— 68) 22 m a x2 t a n2 )( RDDL Pk ?? ???? ? L3=(0～ 20) △ =Dp－ (22— 1) △ Dk=Dm－ Dp (22— 4) 式中：△ — 該穿孔機的管坯直徑壓下量最大值（ mm）； (△ Dk+△ Dp)max— 該穿孔機的出口毛管外擴勁量最大值 (mm）； R R2— 端面圓角半徑軋 (mm），一般取 15～ 25； L3— 軋制帶長度 (mm)； Dp— 管坯直徑（ mm）； Dm— 毛管直徑（ mm）； Bck— 輥距（ mm）； β 1— 入口錐角，目前常用的為 176。； 取 R1=R2=15， L3=10， Dp=80， Dm=，β 1=3，β 2=3， Bck=，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入后計算得： L=312(mm) 軋輥個尺寸如圖所示： 321 圖四 軋輥形狀及主要尺寸 軋輥材質(zhì) 穿孔軋輥大多采用輥身與輥身套組合式，倆者熱壓或用鍵配合。 頂頭設計 頂頭直徑 頂頭直徑由軋制表確定： Dt=dm－△ dk (2269) △ dk=Dm247。輥身套用 5 50Mn、 65Mn 等材質(zhì)的鍛鋼或鑄鋼。； β 2— 出口錐角，一般為 176。本機組采用梅花連接軸。根據(jù)對現(xiàn)有穿孔機的分析： D=Dp247。 60） Dz Dg sinα 式中 Dz 為軋輥直徑； 所以在設計選取有關(guān)參數(shù)時需滿足上式。 。參考包鋼以建小型 Ф 120 機組，一般取送進角 α為 0