【正文】 同時向國內(nèi)提供了大量的發(fā)電設(shè)備專用鋼管 ， 使得電站設(shè)備的發(fā)展能夠取得巨大的成就?；鹆Πl(fā)電在我國經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。 目前我國已擁有世界上最先進的各類軋管機組，能生產(chǎn)所有規(guī)格的高壓鍋爐管。目前，新型高壓鍋爐管的材料大多數(shù)是歐洲和日本研發(fā)的，國內(nèi)以仿造為主，國內(nèi)的研發(fā)能力無法滿足新型鍋爐制造的前沿技術(shù)要求。 表 20212021年我國高壓鍋爐管產(chǎn)量及進出口情況 單位：萬噸 近幾年，我國高壓鍋爐管的產(chǎn)量逐年上升，高壓鍋爐管產(chǎn)量從 1998 年的 萬噸提高到 2021 年的 90萬噸（ 2021年受國際金融危機影響產(chǎn)量有所下降）。 隨著產(chǎn)能擴大， 目前高壓鍋爐管市場總體供大于求，尤其是碳鋼管已嚴(yán)重供大于求，普通合金管也有過剩，但部分品種高合金管還不能完全滿足國內(nèi)需求，每年仍有近 20 萬噸左右的高附加值的高壓鍋爐管進口。按照100t/萬 kW高壓鍋爐管計算，并考慮到 15%的電站安裝與維修及其他消費，今后幾年對高壓鍋爐管的需求量仍將在 70 萬噸左右。但從品種、規(guī)格看，目前高質(zhì)量、大規(guī)格（厚壁管）的無縫鋼管仍有缺口，需要從國外進口，尤其是油井管和高壓鍋爐管（核電用管）及高鋼級（耐腐蝕）的輸送管線內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 6 管 [4]。預(yù)測 2021年將消費 25~33 億 t標(biāo)煤， “ 十一五 ” 期間能源建設(shè)將投資 萬億元，到 2020 年，我國能源工業(yè)累計投資將達到 10 萬億元。據(jù)此預(yù)計內(nèi)市場無縫鋼 管需求仍十分旺盛，特別是石油石化、電力行業(yè)的快速發(fā)展，仍將對無縫鋼管具有穩(wěn)定的 需求 [5]。包頭境內(nèi)有陰山山脈的大青山、烏拉山（以昆都侖河為界），山峰平均海拔 2021 米，最內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 7 高峰海拔 2324 米。 (2) 交通、運輸狀況 包頭是連接中國華北、西北的重要交通樞紐，現(xiàn)已基本形成了鐵路、公路、航空綜合交通網(wǎng)絡(luò)。此外，艾不 蓋河、哈德門溝、 昆都侖河 、五當(dāng)溝、水澗溝、美岱溝等河流，水流量可觀，也是可以利用的重要水資源。已開發(fā)和利用的土地中，市區(qū)面積為 平方公里；耕地面積占土地面積比重 ％ ；森林面 積 千公頃，草原面積 千公頃。非金屬礦有：石灰石、 白云巖 、 脈石英 、 螢石 、 蛭石 、 石棉 、 云母 、 石墨 、 石膏 、 大理石 、 花崗石 、 方解石 、 珍珠巖 、磷灰石 、 鉀長石 、珠寶石、 紫水晶 、 芙蓉石 、銅蘭、 膨潤土 、 高嶺土 、增白粘土、磚瓦粘土等 40 個礦種。穩(wěn)定的煤源保證了電力的正常運轉(zhuǎn)，蒙 西電網(wǎng)覆蓋自治區(qū)中、西部地區(qū)，供電面積占自治區(qū)域的 56%。 產(chǎn)品方案的編制 產(chǎn)品大綱的制定原則及編制 產(chǎn)品方案是設(shè)計任務(wù)書中的主要內(nèi)容之一，是進行車間設(shè)計時制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程、確定軋機組成和選擇各項設(shè)備的主要依據(jù)。 ⑶ 建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等的可能性。有條件的要爭取軋機向?qū)I(yè)化和產(chǎn)品系列化方向發(fā)展，以利用提高軋機的生產(chǎn)技術(shù)水平。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 10 產(chǎn)品大綱的編制表 表 產(chǎn)品編制表 序號 鋼管品種 鋼管規(guī)格 年成品產(chǎn)量 t 代表鋼號 或 鋼 級 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 外經(jīng)（ mm） 壁厚（ mm） 長度（ mm） 1 平端套管 ~2 ~ 9000 ～12021 15000 J55,L80,N80,P110,Q125 API Spec 5CT 2 低中壓鍋爐管 ~245 ~0 1000~12000 38500 20 GB3087199 GB531095 3 高壓 化肥 管 Ф60~245 ~ 10000~12000 18000 Q345,15CrMo GB647986 GB994888 4 低溫管道管 Ф60~245 ~25.0 9000 ～12021 31500 16MnDG 09Mn2VDG GB8163 5 高壓鍋爐管 Ф60~245 ~ 10000~12500 24000 Q345B DIN17175 CB5310 85 6 船舶用管 ~168 ~0 9000~12021 3000 C10， C20 LR GB5132 85 7 結(jié)構(gòu)管 ~245 ~25.0 10000~ 12021 21500 Q345,20Cr，42CrMo ASTMA519 GB9984 82 8 管線管 ~2 ~25.4 12500~15500 25000 X65 API SPEC 5L 9 一般管 ~245 ~25.0 9000~12500 74500 10,20,45, Q345 ASTM A5382 合計 ~ ~25.0 9000~15500 30 萬噸 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 11 金屬平衡表 表 金屬平衡表 編號 產(chǎn)品 原料重量 /kg 成品重量 /kg 燒損 /% 切損 /% 軋廢 /% 金屬消耗系數(shù) /% 1 平端套管 ~ ~ 10 2 低中壓鍋爐管 ~ ~ 10 3 高壓 化肥 管 ~ ~ 10 4 低溫管道管 ~ ~ 10 5 高壓鍋爐管 ~1802 ~1559 10 6 船舶用管 ~ ~ 10 7 結(jié)構(gòu)管 ~ ~ 10 8 管線管 ~ ~ 10 9 一般管 ~ ~ 10 （ 由上述表格，成材率 平均 約為 %） 高壓鍋爐管的技術(shù)要求 (1)尺寸允許偏差 （如下表 ） 表 高壓鍋爐管尺寸偏差表 鋼管 編號 部位 實 測 結(jié) 果 GB531095 允許偏差 實測值 偏差率 2 外徑 ~ ~ 外徑： D 1% ( ) 壁厚： (18 23mm) 壁厚 ~ +~+9 3 外徑 ~ ~ 壁厚 ~ +~+ (2)交貨狀態(tài) 鋼管應(yīng)進行熱 處理后交貨 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 12 (3)力學(xué)性能 Φ≥76mm， S≥14mm的鋼管做縱向沖擊試驗； Φ≥219mm， S≥25mm的鋼管可做橫向力學(xué)性能試驗來代替縱向力學(xué)性能試驗。 非金屬夾雜物：按照 GB10561 中 JK 評級圖，其 A、 B、 C、 D 各類夾雜物級別應(yīng)不大于 級。 軋制表的編制 步驟：根據(jù)成品鋼管技術(shù)條件選定工藝過程并分配各道次的變形量；計算各軋機軋后鋼管的尺寸，選定相適應(yīng)的工具，確定調(diào)整參數(shù)，確定機組的速度制度；必要時校核各機架強度、電機能力、機組生產(chǎn)率等。 (4)合理選擇 管坯尺寸 ， 管坯尺寸應(yīng)根據(jù)毛管外徑來選擇，圓管坯直徑應(yīng)接近于毛管外徑，一般管坯直徑與毛管外徑之 差在 177。 (2) 定徑前荒管尺寸確定 由定徑出來的鋼管外徑 Dj和壁厚 Sj 是成品管的熱尺寸。 毛管外徑 Dm取 304mm。 這里 ， 我們 5 架采用 橢圓 、橢圓 ~圓 系統(tǒng) [8]。μ3 參數(shù)分配 Cs1=； Cs2=； Cs3=； Cs4=； Cs5= 由式 () 10 )1510(SS 0. 04 135 ?? 得 S3= 10 )1510(SS 0. 26 724 ?? 得 S2= .38 10 )1510(SS 0. 43413 ?? 得 S1= (4) 確定各架孔型高度 求得各道槽底壁厚即可計算孔型高 ax，芯棒直徑已選定。 b1=G1a1==338mm b2=G2a2==318mm b3=G3a3== b4=G4a4=269=296mm b5=G5a4=271=287mm (6) 圓弧側(cè)壁半徑ρ按下式計算 ??c os1 1c osG2G4ρ x2xxGa ? ??? () 式中 ψ ——孔型兩側(cè)開口角； 1ρ = ??? ????? 45c 145c 2 = ??? ?????? 45c 145c 22 = 145c 23 ???? ?????? mm 103c 24 ???? ?????? mm 23803c 103c 25 ???? ?????? mm （ 7） 確定各軋輥孔型的孔型半徑 R，偏心距 e 和其他尺寸 （ ） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 20 將 ia ， ib 代入上式可得數(shù)值如下表 第 i機架 孔型寬度 ， mm 孔型高度 ， mm 孔型半徑 R,mm 1 338 2 318 3 4 296 269 5 287 271 (8) 確定孔型其它尺寸 第一架軋輥 槽底的 最 小 直徑： Dmin=Da1+h1=630282+8=356mm； () 孔型 開口角 ψ 第 2 架取 45176。 從脫管機過來的荒管，通過定徑機軋成要求尺寸的成品管。 對 Φ 266 的荒管用定 徑機減徑，根據(jù)所要獲得的成品管的直徑，需要同時使用 3 到 12 個機架軋制。查看軋制表，典型產(chǎn)品 Φ 219 8，其總減徑率為 %。 iiiii abaD )1( ????? （ ） iiDibDi ii ??? ???? 1i1a ， （ ） )1( 1 qDii ?? ?? （ ） 式中 q 的值為：張力減徑時碳鋼為 ? 故我們選擇 ， Di? 取 ， 代入（ ）可得 i? = （ ） iD 已知，代入（ 425）可得： 第 i機架 孔型平均值徑 iD ,mm 孔型高 度 ia ,mm 孔型寬 度 ib ,mm 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 確定各軋輥孔型的孔型半徑 R，偏心距 e 和其他尺寸 i iiii iii a abea baR 2,2 2222 ???? （ ） 將 ia ， ib 代入上式可得： 第 i機架 孔型半徑 R,mm 偏心距 e 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 24 第五章 工具設(shè)計 穿孔機機的工具設(shè)計 斜軋穿孔過程是經(jīng)環(huán)形爐加熱到一定溫度，由軋輥、頂頭、導(dǎo)板組成的環(huán)形封閉孔型中的變形過程。 a) 輥身直徑 指軋輥喉處的直徑，主要考慮以下幾個方面： —— 軋輥強度 —— 咬入條件 —— 軋制速度 —— 重車次數(shù) —— 機架尺寸、設(shè)備的費用、以及電能消耗 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書 25 根據(jù)經(jīng)驗公式，軋輥直徑 D= max+(350~450mm) Du max—— 穿孔機穿出的最大毛管直徑，由產(chǎn)品大綱可知所軋毛管的的最大外徑為 Φ 304mm，則： D=304+(350~450)=1110~1210(mm) 這里選擇 D=1150mm。 ，否則要人入困難，尤其是軋輥轉(zhuǎn)速較高時，更易發(fā)生不咬入現(xiàn)象；對于擴徑穿孔，一般 β ce＜ β cu。 βce=α eΦo=2176。 βcu=Φoα u =3