【導讀】中國鋼管生產(chǎn)近幾年發(fā)展迅速,已經(jīng)成為最大的鋼管生產(chǎn)國和出口國。中國生產(chǎn)的鋼管大部分鋼級較低，高鋼級高壓鍋爐管以及油井管還需進口。開發(fā)高鋼級高壓鍋爐管具有重要的現(xiàn)實意義。熱疲勞性能優(yōu)越。因此是很好的動力鍋爐管材料，國內(nèi)對此的需求量很大，但由。于T91鋼管生產(chǎn)難度較大，技術水平要求高，目前國內(nèi)仍需大量進口。格是Ф54³，鋼種為T91。度的確定、孔型及變形工具的設計、軋制表編制以及設備強度與電機能力校核。工藝制度主要包括溫度制度、變形制度及有關技術規(guī)程的制定。后軋件的斷面尺寸和變形工具參數(shù)的調(diào)整。師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。

　　

【正文】 和生產(chǎn)計劃，管坯由 16t 磁盤吊吊至火焰切割機組上料臺架，逐根測長、稱重，數(shù)據(jù)輸入計算機已控制自動 火焰切割機的自動裝置。定尺擋板的行程由馬達按切割數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)，按米重控制長度，然后將倍尺坯料切成~ 定尺管坯長度。管坯入爐前需要再次在輥道磅稱上稱重，將數(shù)據(jù)輸入熱區(qū)管理計算機作為批量跟蹤的初始信息，后將管坯送入提升裝置運至 +臺上，經(jīng)裝料機把管坯逐根送入環(huán)行爐內(nèi)加熱。按不同的鋼種鋼級，將管坯加熱至 1150℃ ~1280℃ 。 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 24 頁 共 79 頁 根據(jù)生產(chǎn)節(jié)奏時間，由出料機將管坯逐根取出并扔至管坯斜料臺上，震落表面氧化鐵皮。管坯沿斜臺和輥道運至管坯熱定心前定位，繼而完成自動定心。 定心后的管坯經(jīng)斜軋穿孔的前臺， 送入喂料槽，由鏈條和液壓馬達驅(qū)動的喂料器推入穿孔。穿孔后毛管直徑 ?184mm，長 ~11m，壁厚 ~。 穿孔過程結(jié)束后，由“頂桿裝入和拔出裝置”將頂桿與毛管從輥道上拔出，輸出輥道送料裝置將頂桿及毛管往連軋機方向移出約 ，被擋板擋住，此位置上，頂桿在擋板后被一個液壓裝置夾住。這時毛管由輥道向連軋機方向輸出，一個用液壓缸操縱的拋出裝置將帶頂頭的頂桿從輥道上拔出，頂桿從輥道上拔出，頂桿經(jīng)斜坡滾入冷卻裝置進行循環(huán)冷卻。 從穿孔機輸出的毛管通過 16MPa 的高壓水除磷裝置清除一層再生氧化 鐵皮，直接進入 6 機架空心坯減徑機。 只需定徑的毛管，經(jīng)過 2 或 3 個機架軋出 ?179mm 的空心坯；要進行減徑的管，經(jīng)過 6 機架軋出 ?179mm空心坯，壁厚 ~50mm，長度為 ~?？招呐鬈埑龊?，由壓縮空氣將內(nèi)壁氧化鐵皮吹凈，然后進入連軋機前臺導位裝置進行芯棒定位。軋制時芯棒頭部先于空心坯頭部規(guī)定長度一起喂入工作機架。當芯棒尾部離開連軋機最后一機架時，連軋機后臺輥道由光電盤控制制動。停下來后斯惠頓杠桿把它從料輥道上拔出，回轉(zhuǎn) ?180 后放到調(diào)節(jié)輥道上定位 ，第二個斯惠頓杠桿重復此動作，放到芯棒脫棒機上脫棒，芯棒進入根一組的循環(huán)裝置，脫棒后荒管放入鋸切位置，已鋸切荒管同步放到螺旋運輸機上。壁厚大于 7mm 時不需要切頭，軋出荒管長度為 8~33m，直徑為 ，壁厚為 ~25mm。 螺旋運輸機在二個周期內(nèi)把荒管送入螺旋運輸裝置的存放，設置三路送料輥道，再把存放槽內(nèi)的荒管送入第一路軌道同時，三路輥道上的荒管繼續(xù)前移一個槽距，第三路上的荒管便進入步進式加熱爐中第一齒槽上，其目的是使荒管進料速度保持底速度，約 ，以避免爐膛的內(nèi)壁的故障和損壞。 若對 荒管取樣，則需通過三路輥道中第一路輥道型升降裝置下降，三路輥道向取樣鋸方向反轉(zhuǎn)，進行鋸切。 采用混合煤氣加熱的部進式再加熱爐生產(chǎn)能力 160t/h，有把不同進料溫度（ 430 ℃ ~850℃ ）的荒管加熱到約 980 ℃ 的溫度，而長度方向溫度允許為 10 ℃ 。 出再加熱爐后通過一臺高壓水除磷裝置進入 24 架三輥式外傳動張減機，減安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 25 頁 共 79 頁 徑管的直徑 ，壁厚 ~ mm，長度 ~。 張減管經(jīng)輸送輥道送至部進式冷床。張減機最后一個機架軋輥中心線與冷床端部距離為，所以當張減機最大軋出深度時，光 管部分一離開張減機就要制動。寬長的部進式冷床通過離合器分為二段傳動，冷床使光管旋轉(zhuǎn)前進，起矯直作用，從冷床下來的光管，由平行布置的二組送輥道成排送往各自冷鋸機組進行定位，成排鋸掉增厚端，按各種倍尺鋸切，最后鋸去尾部增厚端，鋸切后倍尺光管經(jīng)由輸送輥道卸到中間庫臺料筐上，自動過磅稱重，待標簽掛上后。由吊車將管捆吊到中間倉庫并有序地放在料架臺上。 精整車間生產(chǎn)工藝 對于合金鋼高壓鍋爐管，用布置在中間庫一端的熱處理爐進行正火、回火處理。一般管的精整工序是用行車將管捆吊至精整加工線上料臺架散捆，經(jīng)矯直、吸灰、組合探傷 (渦流、漏磁 )、測徑測厚、人工表面檢查，有缺陷的鋼管撥入廢料筐內(nèi)收集，合格的鋼管經(jīng)標印、收集、打捆、稱重后入庫。 高壓鍋爐管及高質(zhì)量鋼管的精整工序除按一般管要求精整外，還需進行超聲波探傷和人工復檢，合格的鋼管經(jīng)標印、收集、打捆、稱重后入庫。油管還需要通棒、測長、稱重、水壓試驗，經(jīng)標印、涂油、收集、打捆、稱重后入庫。 工藝制度 溫度制度 表 51 各工序溫度參數(shù)表 入 環(huán) 形 爐 溫 度 室 溫 20℃ 出 環(huán) 形 爐 溫 度 1200℃ ~1280℃ 穿 孔 溫 度 鋼 種 毛 管 溫 度 T91 1180℃ ~1210℃ 連 軋 溫 度 1100℃ 入再加熱爐溫度 450℃ ~800℃ 出再加熱爐溫度 930℃ ~960℃ 張 減 后 溫 度 850℃ 下冷床溫度 100℃ ~300℃ 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 26 頁 共 79 頁 孔型系列及變形制度 表 52 各孔型系統(tǒng)變形參數(shù)表 名 稱 參數(shù)名稱 單 位 孔 型 管 坯 直徑 mm ?120177。 長度 m 4~10 ?? 入 爐 管 坯 直徑 mm ?120 長度 m 空 心 坯 直徑 mm 130 長度 m 壁厚 mm 14 延伸率 % 連 軋 荒 管 直徑 mm 109 長度 m 壁厚 mm 延伸系數(shù) — 張 減 坯 直徑 mm 63 長度 m 壁厚 mm 6 延伸系數(shù) — 半成品 6~18m 技術規(guī)程 管坯準備 管坯尺寸 1)直徑： Φ178mm，直徑公差范圍 ； 2)長度： 4~10m； 3)重量公差范圍： 3kg； 4)彎曲度： ≤ 10mm/m，全長彎曲度不大于 倍管 坯直徑，橢圓度在直徑公差范圍內(nèi)； 5)端面平直度：端面應與管坯軸線垂直，偏差值 ≤5mm。 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 27 頁 共 79 頁 管坯表面質(zhì)量 1)管坯表面不允許有縮孔、裂紋、夾雜物及其它缺陷，但深度不大于 的表面裂紋允許存在，大于 。 2)管坯表面不允許有金屬或其它夾雜物的污損，如果其沉積在管坯表面可以修磨掉，這種沉積物可允許在二分之一直徑范圍內(nèi)存在。 對管坯質(zhì)量一貫制冶煉要求 1)從高爐 → 連鋼鐵水首先進行脫硫； 2)按 API 標準或 DIN 標準規(guī)定嚴格控制化學成分； 3)對鋼水進行吹氬處理； 4)對含 Mn≥%、 Cr≥%、 Mn≥%易產(chǎn)生白點鋼水，需采用脫 氫 處 理， 使 H含量小于 2ppm。 5)對初軋機要求：火焰處理，深度為 ~4mm。 管坯加熱 1)工藝目的 環(huán)形爐借助于爐底的旋轉(zhuǎn)，使放置在爐底上的坯料由低溫段移動到高溫段，管坯在穿孔前加熱而獲得軋制工藝要求的溫度，提高塑性，降低金屬的變形抗力。 2)加熱條件 加熱均勻、加熱過程不能有嚴重的氧化或脫碳 （脫碳的過程就是鋼中碳在高溫下與氫或氧發(fā)生作用生成甲烷或一氧化碳） 、避免熱裂紋、過熱、過燒 （參閱過熱過燒資料） 燒損。 3)加熱制度 溫度制度是根據(jù)鋼種、鋼 的加熱特性，坯料規(guī)格等制定的，對各種不同要求的管坯加熱，須按以下加熱制度進行。 表 53 T91 的加熱制度 鋼 種 各段爐溫 /℃ 加熱管坯 溫度 /℃ 一 二 三 四 五 六 T91 1050 1250 1320 1320 1300 1280 1250~1270 4)加熱時間 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 28 頁 共 79 頁 kRt =? 式中 ： R ： 管坯半徑； k： 系數(shù)。中低碳鋼和低合金鋼 k =9~12min/cm； 高碳鋼 k =12~18min/cm。 管坯穿孔 對來料的技術要求 1)管坯的化學成分，內(nèi)外部質(zhì)量，幾何形狀，尺寸公差，彎曲度等應符合相應管坯供貨標準的規(guī)定。 2)管坯加熱溫度按加熱規(guī)程執(zhí)行，保證不同鋼種合適的穿孔溫度，并滿足后部連軋工序的需要。穿孔機進軋的管坯溫度在 1180℃以上，嚴禁將溫降過大的黑鋼推入軋機進行穿孔。 管坯定心要求 穿孔機頂頭 Φ78~150mm，以直徑差 4mm 為一級，共 19 種規(guī)格。管坯定心孔尺寸見表 54。 表 54 液壓定心孔尺寸 管坯直徑 頂 頭 定 心 孔 Φ178 tD /mm 0D /mm 孔徑 d /mm 孔深 h /mm 78~86 20 45 30 90~118 25 49 35 122~150 30 53 40 定心孔直徑 d 與孔深 h 間的關系： 定心頭圓弧段： 21 5 2 2 5 4hd= 定心孔斜線段： ( 2 ta n ) 24hd=? 穿孔速度制度 穿孔機軋輥和導盤轉(zhuǎn)速配合關系見表 5表 56。 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 29 頁 共 79 頁 表 55 穿孔機速度制度 軋棍 轉(zhuǎn)速 30 35 43 52 61 70 78 87 96 104 114 122 130 導盤速 13 13 16 16 18 18 21 24 24 26 26 26 26 表 56 不同狀態(tài)下的軋輥、導盤速比 正常軋制狀態(tài) 去除導盤粘鋼 軋輥轉(zhuǎn)速 95~125 40~60 導盤轉(zhuǎn)速 18~26 18~26 速比（ cxd VU ） ~ ~ （ cxd VU ）最佳值 __ 管坯穿孔時低速咬入 ()，高速軋制 ()。 穿孔后空心坯直徑 184mm，長度為 ~。 穿孔毛管技術條件 1)保持均勻時間軋制，避免前臺管坯和后臺毛管過多而 造成不必要的降溫。應貫徹搶溫軋制。在前臺停留時間過長造成表面溫度低于正常 50℃ 的管坯不準穿孔。毛管穿出溫度見表 58。 2)毛管前端壁厚應均勻，不允許有明顯的穿偏、撕裂、螺旋劃傷、卡輥結(jié)疤 、 軋痕、外折和發(fā)紋等缺陷。 3)毛管外表面氧化鐵皮由高壓水清除。定徑后毛管直徑公 差 177。2 mm。 穿孔后毛管的終軋溫度見表 57。 表 57 穿孔毛管終軋溫度 鋼 種 毛管溫度 /℃ T91 1180~1210 穿孔毛管壁厚應均勻，不允許有明顯穿偏或撕破，毛管表面應光滑平直，不允許安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 30 頁 共 79 頁 有螺旋，劃傷，外折，發(fā)紋、壓痕等缺陷 存在。 穿孔毛管的尺寸偏差應在表 58 規(guī)定范圍內(nèi)。 表 58 毛管的尺寸公差范圍 一般精度 較高精度 外徑 壁厚 Φ10% Φ6% 長度 Φ4% Φ2% 空心坯減徑 空減機配置 空心坯減徑機共 6 架，在不同外徑的空減坯使用的機架配置見表 59 所列。 表 59 空減機機架配置 連軋機孔型 空減機孔型 機 架 布 置 1 2 3 4 5 6 179 179。 導向 179。 √ √ √ 軋制空減坯時的減徑量 軋制 179 mmMD = 空減坯時，總對數(shù)減徑量為 。同樣地，最后一架減徑量 ≤1%。 鋼管連軋 連軋工藝 鋼管連軋工藝如圖 54 所示： 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 31 頁 共 79 頁 圖 54 全浮式芯棒連軋管機工藝流程簡圖 連軋管機軋制 1)咬入時，毛管溫度應不低于 1000~1050℃ 2)使用新芯棒必須進行預熱，并要保證預熱質(zhì)量 3)更換 連軋機軋輥后必須空過幾根毛管，空過的毛管支數(shù)與換輥數(shù)對應如下： 更換軋輥數(shù) 空過支數(shù) 1~2 1 3~4 2 5~6 3 ①按已確定的輥型及毛管，荒管尺寸選定各機架軋輥轉(zhuǎn)數(shù)； 毛管 定位、預穿 全浮動軋制 輸出定位 脫棒 荒管 切尾 步進爐加熱 冷芯棒 冷芯棒預熱 干燥 潤滑 冷卻 芯棒 抱棒處理、松棒 芯棒二次循環(huán) 取樣 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 32 頁 共 79 頁 ②荒管外徑、壁厚、規(guī)格、芯棒規(guī)格、限動機構(gòu)速度等依據(jù)給定的軋制表； ③根據(jù)整個軋線的節(jié)奏，確定環(huán)行爐出料節(jié)奏； ④不斷調(diào)整各參數(shù)，完善軋制狀態(tài)。 轉(zhuǎn)速擺動