【正文】 別，例如熱軋無(wú)縫鋼管車(chē)間和冷軋無(wú)縫鋼管車(chē)間就有根本的差別。若產(chǎn)品質(zhì)量要求不同就是同一種合金品種與規(guī)格也可以采用不同的生產(chǎn)方案。 2) 年產(chǎn)量的大小 產(chǎn)量不僅決定工藝過(guò)程的特點(diǎn)，同時(shí)也對(duì)設(shè)備選擇、鑄錠尺寸、 產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。 3) 投資、建設(shè)速度、機(jī)械化程度、勞動(dòng)條件、 工人與管理人員的數(shù)量以及將來(lái)的發(fā)展。 主要考慮經(jīng)濟(jì)效果，采用那種方案合理，適合建廠原則，在設(shè)計(jì)時(shí)可以比照一個(gè)現(xiàn)有企業(yè)，特別是比較成熟的技術(shù)工藝。 鋼管生產(chǎn)方案 鋼管生產(chǎn)的主要方法有熱軋，熱擠壓，焊接和冷加工四大類(lèi)。 1） 熱軋 熱軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)過(guò)程是將 實(shí)心管坯（或鋼錠）穿孔并軋成具有要求形狀、尺寸、 性能的鋼管，熱軋無(wú)縫管的生產(chǎn)方法是以機(jī)組類(lèi)型來(lái)分類(lèi)的。 2） 擠壓法 采用圓錠坯，在壓力穿孔機(jī)上穿孔或鉆孔后壓力穿孔機(jī)擴(kuò)孔，然后進(jìn)行熱擠壓?？梢缘玫奖溶堉品ㄖ乒芨。|(zhì)量更好的管材，也可以生產(chǎn)異型管。 3) 焊管 焊管生產(chǎn)過(guò)程是將管坯 (即 板帶材 )用各種成型方法彎卷的要求的橫斷面形狀，然后用不同的焊接方法將焊縫焊合爾獲得鋼管的過(guò)程。成型與焊接是他的基本工序。 4） 冷加工 鋼管冷加工方法有冷軋，冷拔，冷旋壓三種方法，冷加工是鋼管生產(chǎn)的二次加工，產(chǎn)品機(jī)械性能良好，表面質(zhì)量高。 綜合考慮各種因素以及本次設(shè)計(jì)的任務(wù)和技術(shù)要求，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中各種生產(chǎn)方案的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)效益，本設(shè)計(jì)采用冷 軋和冷拔聯(lián)合加工的生產(chǎn)方案。 15 3 生產(chǎn)工藝流程 制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù) 所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按次序排列起來(lái)。確定車(chē)間生產(chǎn)工藝流程是設(shè)計(jì)工作的重要組成部分，它直接關(guān)系到這個(gè)設(shè)計(jì)能否滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求。 合理的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)該是在保證完成設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中規(guī)定的產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下， 具有最低的消耗、最少的設(shè)備、最小的車(chē)間面積、 最低的產(chǎn)品成本，并且 有利于產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高和將來(lái)的發(fā)展，具有最好的經(jīng)濟(jì)效果和較好的勞動(dòng)條件。制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)有以下幾點(diǎn)： 1） 根據(jù)生產(chǎn)方案的要求 由于產(chǎn)品的 產(chǎn)量、品種、 規(guī)格及質(zhì)量不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么主要工序就有很大區(qū)別。因此生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)。 2） 根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求 為了滿足產(chǎn)品的技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給以保證。因此，滿足產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求是設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流的基礎(chǔ)。 3） 根據(jù)車(chē)間生產(chǎn)率的要求 由于車(chē)間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過(guò)程復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品的情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車(chē)間，其工藝過(guò)程也越復(fù)雜。因此，設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)率的要求是設(shè)計(jì)工藝過(guò)程的出發(fā)點(diǎn)。 生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖 管料 管坯檢查 切 斷 熱處理 矯直 涂皂 烘干 磷化 水洗水沖 酸洗 打捆 打頭 冷拔 切 頭尾 矯直 （冷軋） 退火 成品熱處理 涂油 包裝入庫(kù) 管料 選用熱軋 無(wú)縫鋼管 。與其它坯料相比它有如下優(yōu)點(diǎn)： 1) 可以大量生產(chǎn)； 2) 管坯形狀和尺寸較為精確 ； 3) 表面比較光潔，內(nèi)部組織與性能也較為均勻 。 檢查、修模 坯料的檢查 是對(duì)進(jìn)行質(zhì)量檢查，看是否符合質(zhì)量要求，是否有重大缺陷。 檢查合格后，由于坯料缺陷需要對(duì)其進(jìn)行修磨處理。 鋼管的表面缺陷有很多如結(jié) 16 疤、裂紋、皮下氣泡等，必須在軋制前清除，不然會(huì)嚴(yán)重影響金屬軋制時(shí)的塑性和成型，造成廢品。局部的缺陷用火焰清理器或風(fēng)鏟進(jìn)行清理，風(fēng)鏟清理的勞動(dòng)強(qiáng)度大，因此用其他有效方法代替，應(yīng)用廣泛的是火焰清理器，清理的時(shí) 候，它可以在管坯表面燒去寬 8～ 50mm 的一條，清理速度為 ～ ，局部清理可以減少金屬消耗，但不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化操作，所以當(dāng)表面缺陷較多時(shí)要用全面清理的方法，火焰清理機(jī)和剝皮車(chē)床應(yīng)用較為廣泛?；鹧媲謇頇C(jī)可以在 ～，剝皮車(chē)床按照管坯材質(zhì)的不同，切削速度在 1～ 20m/min 范圍之內(nèi)，進(jìn)刀量為 ～ 轉(zhuǎn) ，對(duì)于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼來(lái)說(shuō)，因選用的是熱軋管坯故不須預(yù)熱，采用火焰清理。 當(dāng)管坯存在較深缺陷時(shí)，就要報(bào)廢。如果缺陷 在管坯的頂部或底部，那么就可以將缺陷的一端切掉。不過(guò)，此時(shí)應(yīng)留下的部分足以生產(chǎn)出尺寸合乎要求的成品管。 對(duì)于本設(shè)計(jì)的鋼 種無(wú)須進(jìn)行預(yù)先熱處理，只有軋制高合金鋼時(shí)才采用。 切斷 管坯清理完畢以后要切斷成軋制成品鋼管所要求的長(zhǎng)度。管坯切 斷的長(zhǎng)度 L可以按下式計(jì)算： L=4LTDT（ DTtT） tT a/D32 （ 3－ 1） 式中 LT—— 成品管的長(zhǎng)度， m； D3—— 管坯直徑， mm； DT—— 成品管直徑， mm； tT—— 成品管 壁厚， mm； a—— 鋼管生產(chǎn)中的金屬消耗系數(shù)。 按照軋制最長(zhǎng)鋼管的要求將管坯切斷成不定尺的長(zhǎng)度，有時(shí)是不可能做到的。因此為了保證切斷后不余料頭，采用 L3max和 L3min作為切斷的極限，它們由所得到的成品管長(zhǎng)度和機(jī)組設(shè)備允許的長(zhǎng)度來(lái)確定。無(wú)料頭切斷的條件由下列關(guān)系來(lái)決定： LmT≥n3L3min n3＝ L3min/（ L3max－ L3min） （ 3－ 2） 式中 LmT—— 切斷前管坯長(zhǎng)度， m； n3—— 切斷的根數(shù)。 在切斷時(shí)要力爭(zhēng)最小長(zhǎng)度與最大長(zhǎng)度相差得少一 點(diǎn)。因?yàn)楣芘鏖L(zhǎng)度的減小意味著機(jī)組產(chǎn)量的降低。所以在此情況下，將管坯都切成最大長(zhǎng)度而只留下一兩根較短的倒是經(jīng)濟(jì)合理的，這一兩根短管坯可以用來(lái)生產(chǎn)其他規(guī)格的鋼管。 管坯的切斷方法主要有：冷鋸鋸斷、摩擦鋸鋸斷、剪斷機(jī)剪斷、折斷機(jī)折斷以及火焰切斷等，各種切斷方法所適用的范 圍和條件不同，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。選用哪一種方法主要考慮其切斷管坯的 尺寸和材質(zhì)。同時(shí)也要考慮設(shè)備的費(fèi)用和能源條件。 17 冷鋸鋸切的管坯，端面平齊，便于定心，可以避免壁厚不均現(xiàn)象。各種鋼號(hào)的管坯均可采用冷鋸鋸切，但冷鋸的生產(chǎn)率較低，鋸片消耗較大，金屬損失要比剪 斷和折斷多，所以一般適用產(chǎn)量較低的機(jī)組。 剪斷機(jī)的生產(chǎn)率高，沒(méi)有金屬消耗，但是斷口處有壓扁現(xiàn)象，而容易切斜。在切高合金鋼時(shí)容易切裂，所以一般適用產(chǎn)量高，產(chǎn)品以低合金和碳鋼為主的小型機(jī)組上，管坯直徑在 120mm 以下。 折斷機(jī)的生產(chǎn)率也比較高，也沒(méi)有金屬消耗，適用于大直徑的中碳鋼管坯的切斷。但是，折斷后的端面坑坑洼洼，不整齊，軋管時(shí)鋼管端部容易裂開(kāi)。同時(shí)，對(duì)于含碳量低于 %的碳鋼和合金鋼來(lái)說(shuō)，折斷比較困難。 火焰切割的管坯具有平齊的端面，設(shè)備費(fèi)用低，不論管坯直徑大小，切口都是 6～ 7mm，火焰切割適用于高產(chǎn)量 軋機(jī)和大直徑管坯。這種切割方法可以用大部分鋼號(hào)的管坯，但當(dāng)含碳量超過(guò) %或 %的碳鋼和一些合金鋼不宜用火焰切割。 本管坯切斷采用冷鋸鋸切，便于定心。 酸洗、水洗、水沖 經(jīng)切斷后的管坯打捆后即可進(jìn)行酸洗，這樣的方法生產(chǎn)率高，酸洗效果好。 按照鋼管材質(zhì)和幾何尺寸的不同，可以采用不同的酸洗方法：酸洗、堿洗及堿 — 酸復(fù)合洗。 在酸洗碳鋼和低合金鋼鋼管時(shí)，一般多使用硫酸，但也有許多國(guó)家采用鹽酸，在酸洗前先將鋼管在 90℃ 左右的熱水槽中浸泡 5～ 10 分鐘或者先在堿溶液中脫脂，然后在進(jìn)行酸 洗。這樣可以洗去鋼管表面上的污物并將鋼管加熱，從而減少對(duì)酸洗溶液溫度的影響，提高酸洗質(zhì)量。 酸洗的時(shí)間長(zhǎng)短與鋼管的鋼種、酸洗的濃度和鐵皮的厚度有關(guān)。對(duì)于同一鐘鋼種在一定濃度的酸液中的酸洗時(shí)間，主要取決于溶液的循環(huán)程度。對(duì)于所有酸洗溶液來(lái)說(shuō)，提高工作溫度 10℃ 大體上可以使酸洗速度加倍，溫度提高對(duì)于堿溶液中的脫脂量影響大。通常，隨著溶液濃度的不斷降低，需要逐漸提高溶液的溫度，就是為了保持所要求的酸洗質(zhì)量。 在酸洗過(guò)程中使溶液流動(dòng)，進(jìn)行循環(huán)，可提高酸洗的速度。特別是成捆的管坯，如果靜止在溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，不僅僅 處理時(shí)間長(zhǎng)而且不均勻，降低了處理的質(zhì)量。這是因?yàn)榫o靠在一起不能使其與溶液充分接觸。同時(shí)，管捆中不同位置的鋼管加熱溫度也不一致。 經(jīng)過(guò)酸洗的鋼管通過(guò)水洗、水沖去除表面殘留的液體。 磷化、烘干、皂化 經(jīng)水洗后的管坯在冷拔冷軋以前，鋼管表面要涂以工藝潤(rùn)滑層，以便減小摩擦、保證鋼管表面質(zhì)量，也可以防止鋼管生銹。通常采用的工藝潤(rùn)滑有鍍銅、磷酸鹽處理和草酸鹽處理。 對(duì)于低碳鋼可選擇鍍銅。鍍層厚度應(yīng)為 ～ 。碳鋼在鍍銅前必須經(jīng)過(guò)酸洗碳鋼鋼管鍍銅所用溶液的成分是 ～ 10%H2SO4 ， 5 ～30g/LCuSO4 5H2O， 4%以下的 NaCl， ～ %動(dòng)物膠（ Ⅱ AB）。在溶液溫度 18 為 30～ 50℃ 時(shí)，鍍銅時(shí)間為 1～ 5分鐘。由于鍍銅成本比較高，現(xiàn)在軋拔廠一般不采用，因此本次設(shè)計(jì)不采用。 鋼管在鍍銅、磷酸鹽處理或草酸鹽處理后，進(jìn)行烘干處理后還要涂以工藝潤(rùn)滑劑，這可以在冷軋機(jī)上進(jìn)行，也可以在槽子里成捆鋼管進(jìn)行涂敷。一般來(lái)說(shuō)，是進(jìn)行涂皂處理。 冷軋 從工藝設(shè)計(jì)角度看，確定軋制工藝參數(shù)主要在與正確制定變形規(guī)程、速度規(guī)程和溫度規(guī)程。 1) 變形規(guī)程 ：在既定的軋制條件下（工藝、設(shè)備條件），變 形規(guī)程的主要內(nèi)容主要是 確定 變形量和道次變形量。變形量越大，從坯料到成品的變形過(guò)程越快，軋制 總的延續(xù)時(shí)間越短，軋機(jī)產(chǎn)量越高。對(duì)產(chǎn)品的組織與性能也更為有利。但變形量不宜過(guò)大，否則對(duì)產(chǎn)品，軋輥都有不良影響。 2) 速度規(guī)程：選擇軋制速度或確定各道次的軋制速度是速度制度的主要內(nèi)容。軋制速度高，軋機(jī)產(chǎn)量增大。每道次的速度變化由傳動(dòng)軋機(jī)的主電機(jī)速度確定。 3) 溫度規(guī)程：溫度規(guī)程規(guī)定了軋制時(shí)的溫度區(qū)間，即主要決定軋制時(shí)軋件的開(kāi)軋溫度和終軋溫度。 本設(shè)計(jì)采用冷軋。 冷軋的主要優(yōu)點(diǎn)是：幾乎沒(méi)有金屬損耗；當(dāng)使用錐形芯棒（周期式冷軋）時(shí)可以 得到很大的管壁壓下量（到 75— 85%）和減徑量（到65%），從而可以縮短生產(chǎn)周期；由于壓下量大，所以管壁的壁厚不均和公差可以顯著減小；用少數(shù)幾種壁厚的管坯就可以得到很多規(guī)格的成品管；可生產(chǎn)外表面質(zhì)量好的鋼管，鋼管表面不會(huì)產(chǎn)生冷拔時(shí)所出現(xiàn)的縱向裂紋。 打頭、冷拔 為了便于拉拔機(jī)挾持，鋼坯一端必須打?qū)嵎Q(chēng)為打頭。冷拔管在拔制前需要將管料前端加熱并鍛打至小于拔模模孔的直徑，以便拔管時(shí)打頭部分先伸過(guò)?？?，讓小車(chē)鉗口夾緊管頭以實(shí)現(xiàn)拔制。為減少打頭次數(shù)，管體直徑和打頭部分直徑尺寸差值應(yīng)盡量大些，這樣打頭以拔制 打 2－ 3 道次，打頭形狀多為 s 形成 w 形，現(xiàn)代的拔管生產(chǎn)以開(kāi)始采用強(qiáng)迫喂入新技術(shù)，省掉了專(zhuān)門(mén)的管打頭工序。打頭的長(zhǎng)度一般為 100－ 250mm。 冷拔包括實(shí)心 材拉拔與空心材拉拔，鋼管屬于空心材拉拔，空心材拉拔又可分空拉、長(zhǎng) 芯棒拉拔、游動(dòng)芯頭拉拔、頂管法、擴(kuò)徑拉拔等。 拉拔的優(yōu)缺點(diǎn)： 1) 拔制制品的尺寸精確，表面光潔 ； 2) 拉拔生產(chǎn)的工具與設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，在一臺(tái)設(shè)備上可以生產(chǎn)多種品種與規(guī)格的制品 ； 3) 拉拔道次變形量和兩次退火間的總變形量受到拉拔應(yīng)力的限制 ； 4) 最適合于連續(xù)高速生產(chǎn)斷面非常小的長(zhǎng)制品。 本次設(shè)計(jì)中采用的是浮動(dòng) 芯頭軋制。 中間熱處理、成品熱處理 19 在鋼管生產(chǎn)中廣泛使用熱處理來(lái)提高鋼管的塑性和機(jī)械性能，消除冷加工時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 去應(yīng)力退火的熱處理曲線如下： 780℃ — 810℃ 720℃ 加熱 240360 分 600℃ 240360 分 常溫 空冷 熱處理所用的爐子可以是直式和室式的，也可以用電爐加熱，也可以用天然氣加熱。爐內(nèi)的氛圍是可以控制的，合金鋼用真空熱處理，以防止氧化損耗。 成品熱處理的目的是使產(chǎn)品達(dá)到所要求的性能要求。 矯直 在冷軋冷拔后鋼管有一定的彎曲度，需進(jìn)行矯直。 本設(shè)計(jì)所用的 矯直機(jī)為多輥矯直機(jī)。多滾矯直機(jī)矯直速度快、效率高、 效果好。 切斷、切頭 鋼管矯直以后需要進(jìn)