【文章內(nèi)容簡介】 （鏜）孔管坯、 連鑄管坯、 離心鑄造空心管坯和電渣重熔空心管坯軋制無縫鋼管的工藝和能源、 工具和有關(guān)材料消耗的對比。2） 在設(shè)備設(shè)計和制造層面（1） 全面深層次地總結(jié)提高設(shè)計和制造整條生產(chǎn)線設(shè)備的通用技術(shù)以及設(shè)備設(shè)計制造精度與水平。 包括： ①結(jié)構(gòu)和潤滑的特點及不足； ②設(shè)備精度和耐磨壽命的差距與不足； ③液壓系統(tǒng)、 液壓元器件和檢測、 控制器件的差距與不足； ④電器系統(tǒng)和檢測、 控制器件的差距與不足； ⑤自動化的一、二級計算機控制系統(tǒng)， 計算機、 檢測和控制儀器儀表以及元器件的差距與不足。（2） 全面深層次地總結(jié)提高立式斜軋穿孔、 延伸機（三輥、 精密）的設(shè)計制造技術(shù)以及設(shè)備設(shè)計制造的精度和水平。 包括： ①鎖緊裝置和設(shè)備穩(wěn)定可靠性的特點； ②軋輥同前后導(dǎo)向和前后臺中心線調(diào)整（對中）的特點。（3） 全面深層次地總結(jié)提高二輥、 三輥連軋管機的設(shè)計制造技術(shù)以及設(shè)備設(shè)計制造精度與水平。包括： ①二輥連軋管機軋輥機架擺放形式的特點；②三輥連軋管機側(cè)向換輥機架機構(gòu)的特點， 芯棒托管機構(gòu)的特點和 5 機架脫管機的配置特點； ③軋輥孔型自動修正和軋制中心線的檢查與調(diào)整特點。（4） 全面深層次地總結(jié)提高定（減）徑機和張力減徑機的設(shè)計制造技術(shù)以及設(shè)備設(shè)計制造精度與水平。 包括： ①定（減）徑機內(nèi)傳動與外傳動的結(jié)構(gòu)對比和外傳動的特點； ②張力減徑機各種傳動方式的對比和各自的特點。（5） 全面深層次地研究、 分析和總結(jié)使用及維護國內(nèi)外排管鋸的經(jīng)驗， 開發(fā)、 設(shè)計和制造具有高技術(shù)水平的排管鋸。 其核心技術(shù)是防鋸片震動， 即無間隙軸承和鋸片導(dǎo)衛(wèi)裝置及其布置。（6） 總結(jié)提高設(shè)計、 制造、 建設(shè)、 調(diào)試和試生產(chǎn)“一條龍”的建設(shè)連軋管機組、 精密軋管機組、 三輥軋管機組等整條生產(chǎn)線的綜合自主集成能力。3） 在生產(chǎn)組織管理層面（1） 根據(jù)企業(yè)自身條件和環(huán)境明確自己的定位是發(fā)展壯大， 還是穩(wěn)住當前， 尋找聯(lián)合、 參股， 或是另謀出路。 明確后應(yīng)早下決心盡快行動。（2） 在各企業(yè)進行上述大調(diào)整的過程中， 有條件的企業(yè)和科研單位應(yīng)積極加強科研力量， 盡快開發(fā)國內(nèi)外市場需要、 特別是急需的高檔產(chǎn)品， 并穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。（3） 在逐步建立和建成后的大型鋼管集團的鋼管科研技術(shù)中心， 應(yīng)加速集結(jié)科研力量， 針對國內(nèi)外市場競爭力的差距和不足， 采取切實有效的措施提高競爭力， 開發(fā)國內(nèi)外市場需要的高檔產(chǎn)品并盡快投入生產(chǎn)， 打入國內(nèi)外市場， 參與國際競爭。（4） 通過已逐步建立起來的全球營銷、 生產(chǎn)和服務(wù)網(wǎng)點， 擴大視野， 面向整個國際市場， 規(guī)劃開發(fā)市場上利潤最佳、 急需和未來需要的產(chǎn)品， 尋找最佳生產(chǎn)和最低成本的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)， 建立路線最短和運輸成本最低的物流體系。 通過這些管理上的最佳化， 最大限度地提高市場競爭力， 以適應(yīng)無縫鋼管強國的到來。（5） 積極組織整套生產(chǎn)無縫鋼管的自主集成成套技術(shù)和設(shè)備的出口， 或在國外建廠生產(chǎn)， 進一步提高競爭力， 占領(lǐng)更大市場份額。2 產(chǎn)品大綱制定及金屬平衡 產(chǎn)品大綱 產(chǎn)品方案產(chǎn)品方案是設(shè)計的工廠或車間擬生產(chǎn)的品種名稱，品種規(guī)格，狀態(tài)和年計劃產(chǎn)量，軋鋼車間工藝設(shè)計首先從擬定車間產(chǎn)品方案開始，有了方案就可以進一步選擇設(shè)備和確定車間工藝。（1）編制產(chǎn)品方案的原則1)國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求，根據(jù)國民經(jīng)濟各部門對產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量和品種等方面的要求情況，既考慮當前急需，又考慮將來發(fā)展的需求；2)產(chǎn)品的平衡，考慮全國各地生的布局和配套加以平衡；3)建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等的可能性；4)根據(jù)技術(shù)可能性，逐步解決產(chǎn)品品種、規(guī)格的更新問題爭作到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品標準的現(xiàn)代化。（2）產(chǎn)品方案的主要內(nèi)容1）車間生產(chǎn)的鋼種和生產(chǎn)規(guī)模；2）各類產(chǎn)品的品種和規(guī)格；3）各類產(chǎn)品的數(shù)量及其在產(chǎn)品的比例。根據(jù)需求，生產(chǎn)現(xiàn)狀，技術(shù)條件，生產(chǎn)工藝等情況，現(xiàn)確定如下產(chǎn)品方案表（21）表21 產(chǎn)品方案表序號品種成品規(guī)格產(chǎn)品比例總產(chǎn)量（萬噸）備注（常用牌號）1結(jié)構(gòu)用無縫鋼管Ф6610%840Mn20Cr、40Cr、20CrMo2輸送流體用無縫鋼管Ф8630%6Q29Q3453油井管Ф60630%5J5N80 A、B、X424高壓鍋爐管Ф16824265mm%220G、20MnG、25MnG5低中壓鍋爐管Ф10530240 mm%20 6地質(zhì)鋼管225mm%33430CrMo合計100% 坯料(1) 坯料選擇生產(chǎn)無縫鋼管所用的坯料，叫做管坯。通常，采用實心圓鋼作為管坯。某些無縫鋼管生產(chǎn)方式也有采用鋼錠、連鑄坯、鍛坯、軋制方坯及離心澆注的空心坯等制作管的坯料。近幾年來，為了管坯廉價化，大力發(fā)展氧氣轉(zhuǎn)爐鋼和連鑄坯來生產(chǎn)管坯，可降低成本15%左右。本設(shè)計是根據(jù)當前無縫鋼管生產(chǎn)的發(fā)展防線，均采用實心圓坯。(2) 管坯的技術(shù)要求合格的管坯是熱軋無縫鋼管生產(chǎn)的先決條件，由于斜軋穿孔的變形特點，對管坯質(zhì)量（尤其是表面質(zhì)量）提出了嚴格的技術(shù)要求。根據(jù)頒布標準對管坯的尺寸，表面質(zhì)量，組織等方面有一定的技術(shù)條件：1) 通常長度：（400010000）mm公差177。1%；2) 彎曲度：最大彎曲度＜10，兩端面必須與軸線垂直，切褻瀆不大于5毫米3) 表面不允許有折疊，裂痕和其他缺陷，缺陷修理后的痕跡不得超過外徑公差之半；4) 圓管坯浸式樣橫斷面的低倍組織不得有白點縮孔、殘余氣泡、分層、翻皮、裂縫和夾雜。(3) 典型產(chǎn)品具體參數(shù)的選擇1） 鋼種的選擇：25MnC2） 斷面尺寸的選擇：φ156mm3） 長度尺寸的選擇：考慮加熱能力、成品的定尺長度、切頭尾損失、加熱之后產(chǎn)生氧化鐵皮的損失，軋件頭尾的溫差、軋制速度的快慢、設(shè)備間廠房長度、成材率等因素來確定原料的長度為6米。確定典型產(chǎn)品為φ1566mm 金屬平衡表金屬平衡就是整個生產(chǎn)過程中坯料、成品、燒損及二次氧化鐵皮、切頭和廢品的數(shù)及比例關(guān)系。通常根據(jù)有廠家的生產(chǎn)統(tǒng)計，確定各部分所占的百分比，按產(chǎn)品大綱中的產(chǎn)品數(shù)量確定各部分的數(shù)量。產(chǎn)品占相應(yīng)坯料的百分比成成材率，其倒數(shù)稱為金屬平衡系數(shù)。燒損及二次氧化鐵皮兩占相應(yīng)的百分比稱廢品率。各指標詳見表22：表22 金屬平衡序號品種年產(chǎn)量切損軋廢燒 損成材率金屬消耗系數(shù)坯料年需要量萬噸%萬噸%%1結(jié)構(gòu)用無縫鋼管822962輸送用無縫鋼管622963油井管522964I類鍋爐管222965II類鍋爐管222966地質(zhì)管22296總計25坯料總計綜合成材率計算A=∑aini式中：ai 各產(chǎn)品的成材率 ni 各產(chǎn)品的百分比 計算各設(shè)計的綜合成材率： A=96%20%+96%20%+96%7%+96%6%+96%7%+96%40%=96%3 工藝流程和工藝制度的制定 工藝流程（1）工藝制度的制定：制定軋鋼生產(chǎn)工藝過程是軋鋼車間設(shè)計的核心問題。（2）制定軋鋼生產(chǎn)工藝的基本要求： 優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本、安全。（3）制定工藝制度的依據(jù)： 生產(chǎn)的技術(shù)條件、鋼種的特性、設(shè)備的條件。 工藝流程的定義 所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)次序排列起來。確定車間生產(chǎn)工藝流程是工藝設(shè)計中一項重要工作，他直接關(guān)系到整個設(shè)計能滿足設(shè)計任務(wù)書的要求。 本設(shè)計中的工藝流程圖熱軋無縫鋼管工藝流程圖 加熱制度的確定 坯料加熱（1） 加熱的目的：為穿孔和軋管準備良好的加工組織和改善金屬性能。（2） 加熱要求：1) 溫度準確，盡量避免過熱過燒。2) 加熱均勻，內(nèi)外溫差不大于30—50℃，最好在15℃一下。3) 燒損少，加熱過程中不能脫碳，保證性能。（3） 環(huán)形加熱爐I：利用環(huán)形爐，分預(yù)熱段，第一加熱段，第二加熱段，均熱段。 加熱制度的確定管坯加熱制度包括加熱溫度、加熱時間及加熱速度等參數(shù)。（1） 加熱溫度的確定 隨著溫度升高，鋼的塑性提高，變形抗力降低，與此同時電耗和工具消耗降低，扎治理減小，設(shè)備磨損小。但是，溫度上海收到其他一些因素的限制。因此，確定合理的加熱溫度應(yīng)考慮一下因素：1） 當溫度過高時可能產(chǎn)生過熱和過燒；2） 考慮在自動軋管機上的終軋溫度。3） 溫度過高，鋼的表面層脫碳嚴重；4） 考慮金屬在加熱過程中的組織變化；5） 考慮穿孔過程中溫升情況；6） 考慮軋制成品管的規(guī)格，一般軋制厚壁管時加熱溫度可稍低一些，以為溫降?。?） 考慮金屬的燒損和鋼管的表面質(zhì)量；8） 管坯的加熱溫度和穿孔頂頭材質(zhì)有關(guān)，用鉬基合金頂穿孔時，加熱溫度要低于80℃—90℃。（2） 加熱的確定管坯的加熱時間可以按經(jīng)驗公式計算Tjr=KjrDp式中：Tjr— 管坯加熱時間，min。 Dp — 管坯直徑，cm。 Kjr — 管坯單位加熱時間，min/cm；Kjr值與鋼種、管坯大小、爐子型式、供熱能力和操作制度有關(guān)，一些圓管坯加熱的Kjr值為：合金結(jié)構(gòu)鋼Kjr=7。本設(shè)計中管坯單位加熱時間如表（32） 表3─1 管坯單位加熱時間（軋坯）min/cm爐型Kt值鋼種步進式爐（分）環(huán)形爐（分）碳素鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼6─75─合金結(jié)構(gòu)鋼7─86─7中合金鋼8─9─8軸承鋼10─116─8不銹鋼10─117─10 軋制制度 軋制制度主要包括每個道次的軋制溫度、軋輥轉(zhuǎn)速以及軋機調(diào)整工藝、參數(shù)等項內(nèi)容，對于穿孔、軋管、定減徑等工序各軋制制度如下： 穿孔機的軋制制度 對穿孔機其送進角和轉(zhuǎn)速的確定，在生產(chǎn)中應(yīng)以充分發(fā)揮設(shè)備潛力為原則來確定，它遵循一般規(guī)律：同一個穿孔機，大中管采用小的送進角和低的軋制速度；同一直徑的管坯，薄壁毛管取值范圍的上限對塑性低和變形抗力高的合金鋼，最理想的是采用低速大送進角工藝；在受到主電機能力限制和頂桿剛性條件的限制，應(yīng)用低速和盡可能大的送進角。本設(shè)計采用曼式穿孔機，送進角為10176。V軋===注：以上數(shù)值由后面章節(jié)給出,導(dǎo)盤的線速度取出口速度的3倍。 軋管機軋制制度對軋管機其軋制速度的確定以充分發(fā)揮其生產(chǎn)能力為準，為保證其充分咬入，其圓周速度一般不得超過5m/s，本設(shè)計中軋輥速度為100轉(zhuǎn)/min。 定、減徑機定徑的任務(wù)是在較小的總減徑率和小的單機架減徑率條件小將鋼管軋成具有要求的尺寸精度的圓度成品管。減徑率除了起定徑作用外，還有較大的減徑率，實現(xiàn)大坯料生產(chǎn)小口徑鋼管的目的，主要采用五機架二輥定徑機。 冷卻制度 本設(shè)計采用步進式冷床進行冷卻，在經(jīng)過熱定徑或減徑后的鋼管溫度一般在700900℃，在冷床上自然冷卻到100℃一以下進行精整。鋼管的冷卻方式隨其材質(zhì)而異，大多數(shù)鋼種采用自然冷卻。4 設(shè)備選擇及其有關(guān)參數(shù) 主要設(shè)備的選擇及其有關(guān)參數(shù) 主要設(shè)備室指軋鋼設(shè)備的選擇，即軋機的選擇。軋管機的選擇是否合理對軋管生產(chǎn)具有重要影響。對于公益設(shè)計而言，軋機選擇的主要內(nèi)容是確定軋機結(jié)構(gòu)形式，主要參數(shù)和他們的布置。一般主軋機的設(shè)備選擇應(yīng)按照以下原則：（1） 軋機應(yīng)該在生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下是軋機組成合理，布置緊湊；（2） 軋機應(yīng)有較高的效率和設(shè)備利用系數(shù)，保證獲得高質(zhì)量產(chǎn)品所需要的剛度；（3） 主軋機應(yīng)盡可能機械化，以減輕工人勞動強度；（4） 保證獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品；（5） 軋機結(jié)構(gòu)先進合理，容易制造。操作簡單，維修方便；（6） 備品備件更換方便，容易實現(xiàn)標準化；（7） 良好的經(jīng)濟指標。但是由于軋制產(chǎn)品的不同，對軋機的要求也不同，因此選擇軋機的同時除了遵循以上原則外，還要從產(chǎn)品的工藝要求出發(fā)，根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)的特點來確定軋機的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)。本設(shè)計中采用鞍鋼Φ219自動軋管機組。 穿孔機 在無縫鋼管生產(chǎn)中，穿孔工序的作用是將實心的單個管坯穿成空心的毛管。管坯穿孔的方式有三種:壓力穿孔，推輥穿孔，斜軋穿孔。尤其是斜軋穿孔被廣泛的應(yīng)用于無縫鋼管的生產(chǎn)中。本設(shè)計中也選擇曼式穿孔機，所以選擇的設(shè)備是HBW1150型斜軋穿孔機。穿孔機主要性能見表（41）表41穿孔機主機座性能項目單位參數(shù)軋輥直徑mmΦ950─Φ1200輥身長度mm750輥形入口角（176。）入口輥面長Mm290輥形出口角（176。）12軋輥額定轉(zhuǎn)速r/min115─120軋輥數(shù)量個2軋輥冷卻方式間接噴水冷卻軋制速度m/s─送進角（176。）6─15最大軋制力kN3000最大軋制力矩kN600最大軸向力kN1200 自動軋管機 目前應(yīng)用最廣的是自動式軋管機，主機是二輥不可逆式縱軋機。其主要參數(shù)如表42 、表4表44所示。表42 自動軋管機主電機性能項目參數(shù)功率 kw880轉(zhuǎn)數(shù) r/min400750額定電流 A1270跳閘電流 A2700最大允許工作電流 A2000 表43 工作軋輥性能項目參數(shù)轉(zhuǎn)數(shù) r/min70132輥身長度 mm1680軋輥直徑 mm650