【正文】 m= mD 3 0 4 2 5 422md? ???25mm () 穿孔機(jī)頂頭直徑 ： δm= 3 % 2 7 1 .4 1 22 5 4 2 5 3 .61 0 0 1 0 0mpm Kdd ?? ? ? ?mm () Km 為軋制量取（ ～ ） %。（ 5～ 10）％ 范圍內(nèi)。 實際晶粒度：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼成品鋼的實際晶粒度應(yīng)不小于 4 級，兩試片上最大和最小級差不大于 3。 ⑷ 考慮建廠地區(qū)資源及鋼的供應(yīng)條件，物資和材料運輸情況，逐步完善和配套起我國自己的獨立的軋鋼生產(chǎn)體系。產(chǎn)品方案一經(jīng)確定，車間的類型及其性質(zhì)即已確定 [7]。能源礦有： 煤 、油 頁巖 等。包頭可利用地表水總量為 億立方米（不包括黃河過境水）。全市由中部山岳地帶、山北高原草地和山南平原三部分組，呈中間高，南北低，西高東低的地勢。其中， 2020 年煤炭生產(chǎn)能力將達(dá)到 28 億 t，年均投資 700 億元 。 綜上 所述，目前我國高壓鍋爐管產(chǎn)量已供大于求，國內(nèi)無縫鋼管企業(yè)可以生產(chǎn)供給國內(nèi) 95%以上品種的高壓鍋爐管需求，但由于超臨界、超超臨界和更新的機(jī)組對鋼種及規(guī)格提出更高的要求，要完全替代進(jìn)口，國內(nèi)無縫鋼管企業(yè)還需要努力追趕。 1998年以前，我國高壓鍋爐管進(jìn)口比例高達(dá) 60%，主要依賴進(jìn)口，尤其是高合金管和大口徑管進(jìn)口比例更高達(dá) 85%。根據(jù)中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會鋼管分會統(tǒng)計， 20212021 年我國主要高壓鍋爐管生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量統(tǒng)計見表 。但隨 3 著電力技術(shù)的發(fā)展 ， 要求機(jī)組向大容量、高參數(shù)、環(huán)保型的方向發(fā)展 ，對鋼管有了更高 要求。 無縫鋼管產(chǎn)業(yè)仍還存在裝備技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品開發(fā)力度不夠等問題。 從國際和國內(nèi)兩個市場來看，無縫鋼管（包括石油專用管）的現(xiàn)有生產(chǎn)能力均已大于需求。 2021 年焊管年產(chǎn) 萬 t，超過了日本，獨占鰲頭。workshop annual output putation。車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計算及對如何保護(hù)環(huán)境提出一些措施。根據(jù)車間布置用 CAD 軟件繪制了無縫鋼管車間工藝平面總布置圖 。 Keywords:Seamless steel pipe。這些企業(yè)包括無縫鋼管、冷拔冷軋管、不銹鋼管等廠 公司 ，也包 括國有、民營、合資企業(yè)等。早期建設(shè)的熱軋無縫毛、荒管生產(chǎn)設(shè)備較為簡陋，技術(shù)落后，消耗高，污染嚴(yán)重，現(xiàn)已基本停產(chǎn)，但仍有部分處在半停半開狀態(tài)。 高壓 鍋爐管生產(chǎn)現(xiàn)狀 眾所周知 ,火力發(fā)電設(shè)備用鋼管的特點是 ：規(guī)格多、 鋼種復(fù)雜、批量小、要求嚴(yán)而著稱?；鹆Πl(fā)電在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。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。 隨著產(chǎn)能擴(kuò)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(jìn)口。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(jìn)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 6 管 [4]。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]。 (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)。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。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%。 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。 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 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(jìn)行熱 處理后交貨 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。 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(jī)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(jī)組的速度制度；必要時校核各機(jī)架強(qiáng)度、電機(jī)能力、機(jī)組生產(chǎn)率等。 (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。 這里 ， 我們 5 架采用 橢圓 、橢圓 ~圓 系統(tǒng) [8]。 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。 從脫管機(jī)過來的荒管，通過定徑機(jī)軋成要求尺寸的成品管。查看軋制表，典型產(chǎn)品 Φ 219 8，其總減徑率為 %。 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(qiáng)度 —— 咬入條件 —— 軋制速度 —— 重車次數(shù) —— 機(jī)架尺寸、設(shè)備的費用、以及電能消耗 25 根據(jù)經(jīng)驗公式，軋輥直徑 D= max+(350~450mm) Du max—— 穿孔機(jī)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。 βce=α eΦo=2176。 d) 材質(zhì) 55鋼，化學(xué)成分見表 表 55鋼化學(xué)成分表（含量： %） 元素 C Mn Si P S 含量 ~ ~ ~ ≤ ≤ 其熱處理后能承受很大的軋制壓力，表面硬度為 HB 220~ βcu=Φoα u =3176。 ，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(kuò)徑穿孔，一般 β ce＜ β cu。 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(jī)架 孔型平均值徑 iD ,mm 孔型高 度 ia ,mm 孔型寬 度 ib ,mm 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(jī)架 孔型半徑 R,mm 偏心距 e 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 第五章 工具設(shè)計 穿孔機(jī)機(jī)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。 對 Φ 266 的荒管用定 徑機(jī)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(jī)架軋制。 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 （ ） 20 將 ia ， ib 代入上式可得數(shù)值如下表 第 i機(jī)架 孔型寬度 ， mm 孔型高度 ， mm 孔型半徑 R,mm 1 338 2 318