【正文】 第六章 三輥斜軋管機孔型設(shè)計和芯棒尺寸及其調(diào)整參數(shù) 典型產(chǎn)品 **11500 孔型設(shè)計 軋輥直徑 軋輥直徑以輥肩處的輥徑表示。 編制軋制表的基本條件為： （ 1）鋼管在矯直后均切單倍尺； （ 2）環(huán)形加熱爐的管坯燒損取 %，再加熱爐的燒損取 %； （ 3）鋼管切頭尾長度取 500mm； （ 4）成品冷態(tài)密度取 103kg/m3，管坯冷態(tài)密度取 103kg/m3，鋼管熱膨脹系數(shù)取 。 切頭尾后的鋼管經(jīng)輥道運輸穿過超聲探傷裝置，報廢的鋼管直接撥入廢料筐，其它鋼管撥上橫移斜臺架。脫出的芯棒進入芯棒循環(huán)系統(tǒng)，荒管則由輥道向前運輸。 管坯在環(huán)形爐上料臺架上靠重力滾到擋料器前，由撥料裝置將管坯逐根撥出，進入輥道，由輥道定位。根據(jù)不同產(chǎn)品使用及機械性能的不同要求，采用三種冷卻方法：對于軋后溫度較高的軋件，可以不經(jīng)在加熱爐直接高壓水除磷；對于溫度較低的軋件經(jīng)加熱爐后高壓水除磷；對要求性能高的軋件經(jīng)?；笤诩訜峒俺?。～ 1280176。 N80 朔性較好，變形抗力較低，由于再冷卻時，鐵素體晶粒沿珠光體晶粒形成網(wǎng)狀鐵素體，所以在設(shè)備強度、電機能力、咬入條件允許的條件下應(yīng)采用大的道次變形量。加熱溫度過高，會產(chǎn)生過熱、過燒、脫碳及氧化鐵皮增多等不良現(xiàn)象，即加熱有個上限；加熱溫度過低，會影響軋件內(nèi)部組織性能及軋制過程的進行，即加熱有個下限。 加熱速度 加熱速度是指在單位時間內(nèi)鋼的溫度變化。 原料的成分及純凈度對鋼的性能有很大的影響，故要嚴格控制鋼的成分及純凈度。 （ 6） 再冷卻時，鐵素體晶粒沿珠光體晶粒形成網(wǎng)狀鐵素體，嚴重損害了鋼的韌性，所以，在軋制時要加大終軋變形量 , 降低終軋度并加快軋后冷卻速度 , 細化鋼的組織 , 同時提高鋼的強度和韌性。③化學(xué)成分為中 碳微合金鋼， S、 P 等有害元素要盡量的低。錐型輥穿孔機有如下特點 : 有效地遏止了曼內(nèi)斯曼效應(yīng) ； 由于金屬流動趨于合理 ,減少了軋制廢品和軋制缺陷 ； 易于穿制薄壁毛管，以配合三管軋管機， 可減輕軋管機的負荷 , 明顯提高整個軋制線的生產(chǎn)效率 , 保 證了軋制精度。而且靈活性很高，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：產(chǎn)品規(guī)格在一定范圍內(nèi)可以不受管坯規(guī)格的限制 , 而只受定減徑機孔型的約束； 軋管機調(diào)整幅度大 , 可以彌補穿孔機和定減的不足。要做到供求適應(yīng)、品種平衡、產(chǎn)銷對路、布局合理，要防止不顧軋制特點，不顧車間具體工藝一哄而上。開發(fā)、設(shè)計、制造出一套全新的煉鋼、爐后精煉、連鑄、軋管和精整的短流程無縫鋼管生產(chǎn)線 ,這條生產(chǎn)線定位于專門生產(chǎn)高質(zhì)量多規(guī)品種的專用管線 ,尤其是以現(xiàn)在需求量最大的油井管 和石油套管等專用管，用以取代現(xiàn)有的高耗、高污染環(huán)境的落后小型機組。 水資源 包頭市區(qū)可利用的供 水水源有 :地下水資源、水庫水和黃河水。 建廠可行性分析 包頭資源分析 包頭市地處祖國北疆，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部，北部靠近蒙古國，南臨黃河，東西與沃野千里的土默特平原和河套平原接，陰山山脈橫亙中部。盡管我國無縫鋼管的生產(chǎn)能力較強，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為落后 ,出口的多為低檔次的普通無縫鋼管，價格低廉。預(yù)計建筑領(lǐng)域今后的鋼材消費量還要增長 5%～ 6%。 國內(nèi)鋼管市場 從國內(nèi)市場的發(fā)展趨勢分析 ,由于消費結(jié)構(gòu)進一步升級 ,大大提高了國內(nèi)無縫鋼管市場的空間 ,高檔專用管的需求量將大幅度提高。 (3) 我國周邊國家、地區(qū)市場 我國周邊國家和地區(qū)有日本、韓國、原蘇聯(lián)各加盟共和國、東南亞、中國臺灣等。 （ 3）國內(nèi)落后水平軋管機組 目前 ,國內(nèi)還有落后水平的軋管機組約 250套 ,主要為Φ 50～ 100mm自動軋管機組等 ,生產(chǎn)能力約為 300萬 t,占總生產(chǎn)能力的 33%左右 ,其中 ,屬于國家鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策規(guī)定需淘汰的Φ 76mm及以下規(guī)格的機組約 100套 ,生產(chǎn)能力為 200萬 t左右。由于國內(nèi)鋼材生產(chǎn)總量增長率高于無縫鋼管的增長率 ,因此 ,無縫鋼管占鋼材產(chǎn)量比例逐年降低 ,從 1995年的 %降至 20xx年的 %。世界上幾個生產(chǎn)消費無縫鋼管的大國有前蘇聯(lián) 600萬 t(原來最高產(chǎn)量近 900萬 t)。整體熱軋無縫鋼管的 2/3為本國自用， 1/3通過國際貿(mào)易交流 (進、出口 )。 1990年到 1999年熱軋無縫鋼管生產(chǎn)處于緩慢增長期 ,平均年增長量為1519萬 t。按不同裝備水平對無縫鋼管生產(chǎn)機組情況分析如下。 建廠的必要性分析 熱軋無縫鋼管市場需求分析 國際鋼管市場 （ 1）美國市場 美國是最大的無縫鋼管進口國。目前 ,中東產(chǎn)油區(qū)所需的管材主要從日本、歐洲等國家和地區(qū)進口。例如 ,“中俄管線”等大型管線主干道工程 ,“西氣東輸”等工程從主干線接入各城市的支線管道 ,城市管網(wǎng)及位于重 要地段和居民稠密地區(qū)等的管線等。上述情況分析表明 :國內(nèi)外無縫鋼管市場目前均處于消費增長期；國際無縫鋼管市場將被四大集團所壟斷；國內(nèi)無縫鋼管消費量將保持較快的增長速度。 企業(yè)產(chǎn)品定位逐步向?qū)I(yè)化方向發(fā)展 隨著市場供求關(guān)系的轉(zhuǎn)變，企業(yè)產(chǎn)品定位逐步專業(yè)化。稀土資源得天獨厚 ,儲量達1億 t以上 , 占全國總儲量 97%，是世界上少見的稀土礦。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。 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(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟重要部門對于鋼材的需要。 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(shè)備選擇 軋管機 軋機是生產(chǎn)設(shè)備中最主要的設(shè)備，是完成經(jīng)書變形的主要設(shè)備是代表車間技術(shù)水平、區(qū)別與其他車間的關(guān)鍵。具體見軋輥機工具設(shè)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） 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。③大幅降低能耗及節(jié)約成本 10%。 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。 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。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。終軋溫度主要考慮保證產(chǎn)品組織性能、質(zhì)量的因素。的溫 度，從此溫度冷卻到 100176。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。毛管在鏈式臺架上被快速橫移到軋管機前預(yù)穿芯棒工位進行預(yù)穿芯棒操作。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。它是軋管工藝的基礎(chǔ) !其內(nèi)容包括 。 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)； 。本機組采用梅花連接軸。 2 h≈ , β 2=51176。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。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(yīng)滿足減徑和減璧得作用，即： L1=[ △ +(～ ) h]247。 平整段輥面角及長度 L3=(2～ ) Zch (23— 54) β3=φ Zch=(π247。其不足之處就是需配有一套芯棒循環(huán)系統(tǒng)?！?6176。其不足之處就是需配有一套芯棒循環(huán)系統(tǒng)。輾軋角φ為 0176。工具設(shè)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。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。 頂頭設(shè)計 頂頭直徑 頂頭直徑由軋制表確定： Dt=dm－△ dk (2269) △ dk=Dm247。； β 2— 出口錐角，一般為 176。根據(jù)對現(xiàn)有穿孔機的分析： D=Dp247。 。 芯棒尺寸由下式確定： Lo=L+（ 1000～ 1200） (23— 56) △ = (dz－ Sz) { 12?zzSD } △ =（ ～ )zzSD { 12?zzSD } 式中： Lo— 芯棒長度（ mm）； L— 鋼管軋后長度（ mm）； dz— 軋后內(nèi)徑（ mm） ； Sz— 軋后壁厚（ mm） ； △ — 軋后鋼管內(nèi)徑與芯棒間隙（ mm） , 由于 Dz247。 為提高產(chǎn)量，應(yīng)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。 芯棒尺寸 芯棒尺寸由下式確定： Lo=L＋ (1000～ 1200) (23— 56) △ = (dz－ Sz) { 12?zzSD } △ =(～ )zzSD { 12?