【導(dǎo)讀】本論文主要介紹了自動(dòng)軋管機(jī)組生產(chǎn)無縫鋼管的一個(gè)全過程，包括產(chǎn)品大綱和金屬。還有車間平面的設(shè)計(jì)，其中包括設(shè)備的間距，倉(cāng)庫(kù)面積，廠房組成及內(nèi)外。專題介紹了連軋管機(jī)的選型。斷面周長(zhǎng)成較大比例的鋼材都可以稱為鋼管。鋼管不僅僅用于輸送液體和粉狀物體、交換熱。減少涂層保護(hù)的面積，節(jié)約投資和維護(hù)費(fèi)用。萬噸左右，占全球產(chǎn)量的25%以上，，中國(guó)鋼管產(chǎn)量均為世界第一。始，我國(guó)鋼管制造業(yè)高速發(fā)展，鋼管產(chǎn)量增長(zhǎng)與所有鋼材成品增長(zhǎng)基本同行，略大于求，2020年將開始明顯供大于求。從2020年金融危機(jī)爆發(fā)以來，國(guó)內(nèi)。無縫管市場(chǎng)出現(xiàn)“三次大起，四次大落”，價(jià)差大到將近4000元每噸。2020年4月底為期6個(gè)月平均漲幅在1100元/噸。爐受熱面用的優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼和不銹耐熱鋼無縫鋼管。工作壓力為10~30Ma的化工設(shè)備和管道的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼無縫鋼管。巖心桿、套管的無縫鋼管。是用于石油鉆探兩端內(nèi)加厚或外加厚的無縫鋼管。系、鍋爐及過熱器用的碳素鋼無縫鋼管。

　　

【正文】 ~7 5~7 5~7 5~7 5~7 加熱時(shí)間 min 47~66 55~77 60~84 65~90 70~98 75~105 80~112 90~126 100~140 生產(chǎn)能力支 /單排 191~136 163~117 150~107 138~100 128~92 120~86 112~80 100~72 81~58 表 鋼號(hào) 管 坯直徑 mm 加熱段溫度 ℃ 均熱段溫度 ℃ 出爐溫度 ℃ 穿孔后溫度 ℃ 1 20G、 P19 P23 P265 A、 B、 C 150 1060~1280 1240~1320 1210~1240 1200~1230 150~200 1100~1290 1240~1320 1210~1240 1210~1240 12~15CrMo 95~150 1060~1280 1250~1280 1190~1220 1180~1210 12Cr1MoV 95~150 1100~1280 1250~1280 1210~1240 1200~1230 45Mn 40Mn、 27SiMn X52~X60 150 1060~1280 1250~1280 1200~1230 1190~1220 150~200 1100~1280 1250~1280 1200~1230 1190~1220 3 4 Q34 20MnG、 25MnG、 SA210C、SA556C、 X42~X46 150 1060~1280 1250~1300 1200~1230 1180~1220 150~200 1100~1280 1250~1310 1210~1240 1200~1230 （ 1） 本設(shè)計(jì)中管坯加熱設(shè)備選擇環(huán)形爐，因?yàn)椋? 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第26 頁 1） 管坯隨爐底一起轉(zhuǎn)動(dòng)，不用翻鋼，機(jī)械化程度、自動(dòng)化程度高，操作和燒嘴的控制可以全自動(dòng)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了加熱操作的機(jī)械化； 2） 密封性好，采用水封刀的水封槽，爐子呈半封閉狀態(tài)， 吸入空氣少，容易控制內(nèi)壓力和氣氛，因此加熱溫度均勻； 3） 管坯相對(duì)于爐底靜止不動(dòng)，表面的氧化鐵皮不宜脫落，減少了金屬氧化，因而減少了金屬燒損。環(huán)形爐的金屬燒損為 1%左右，而斜底爐的金屬燒損為 3%左右。 4） 管坯加熱質(zhì)量好，管坯在爐內(nèi)不轉(zhuǎn)動(dòng)，無劃痕、彎曲、翹起等缺陷，管坯出爐溫度要求為177。 10℃； 5）爐子結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)轉(zhuǎn)維修量不大 。 （ 2） 環(huán)形爐技術(shù)性能參數(shù)如表 表 項(xiàng)目 單位 參數(shù) 環(huán)形爐中徑 mm Φ25000 環(huán)形爐外徑 mm Φ31300 環(huán)形爐內(nèi)徑 mm Φ18700 爐 膛外寬 mm 6300 爐墻高度 mm 1500 爐墻厚度 mm 550 爐膛高度 mm 1500 爐膛內(nèi)寬 mm 5200 爐底寬度 mm 4990 爐頂厚度 mm 310 爐底厚度 mm 630 管坯尺寸 長(zhǎng)度 mm 1500─4500 外徑 mm Φ130 、 Φ 18 Φ 210 金屬裝料溫度 常溫 金屬出爐溫度 1290177。10 ℃ 最大生產(chǎn)能力 t/h 80 爐底轉(zhuǎn)數(shù) r/min 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第27 頁 定心 圓管定心是指在管坯前端斷面中心鉆孔或沖孔，其目的是防止穿孔時(shí) 穿偏，減小毛管壁厚不均，改善斜軋穿孔的二次咬入條件，使穿孔過程順利的進(jìn)行。目前廣泛采用的是效率高的熱定心法，冷定心僅在高合金鋼或重要用途鋼管生產(chǎn)中應(yīng)用。二輥斜軋穿孔定心孔直徑 d 其值等于 (~)Dp，對(duì)于碳素鋼，定心孔深度在 7~10mm；對(duì)于高合金管坯，其定心孔深度約為 20~30mm。 出爐后的管坯由油壓熱定心機(jī)進(jìn)行穿孔前的管坯端面熱定心以使穿孔機(jī)頂頭自動(dòng)對(duì)中，定心后的管坯由橫向臺(tái)架，穿孔機(jī)輸入輥道被撥入進(jìn)料臺(tái)架上。 管坯定心的方法有兩種：冷定心和熱定心。熱定心機(jī)的設(shè)備參數(shù)如表 表 定心機(jī)具體參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 炮彈重量 N 39 主缸筒活塞直徑 mm 100 主缸筒活塞長(zhǎng)度 mm 3000 主缸風(fēng)壓 MPa ─ 沖擊速度 m/s 3000 打眼力 kN 定心深度 mm 15─25 定心直徑 mm 40─50 穿孔 在穿孔前還有定心工序，其目的是防止穿孔時(shí)穿偏，減小壁厚不均，并改善斜軋穿孔的二次咬入條件，使穿孔順利進(jìn)行。目前廣泛采用的是率高的熱定心方法。冷定心只在高合金鋼或重要用途的鋼管中使用。 穿孔是將實(shí)心管坯或 鋼錠穿軋成空心毛管。是鋼管生產(chǎn)中的最重要的變形工序。毛管的內(nèi)外表面質(zhì)量和壁厚均勻性，都將直接影響到成品質(zhì)量的好壞。所以根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)條件要求，考慮可能的供坯情況，正確選用穿孔方法。按照穿孔機(jī)二結(jié)構(gòu)和穿孔變形的特點(diǎn)，其分類如下 [i]： 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第28 頁 下面介紹使用最廣的斜軋穿孔和壓力穿孔。斜軋穿孔機(jī)可以分為輥式穿孔機(jī)，又有三輥式和二輥式之區(qū)別，一般的二輥斜軋穿孔機(jī)，軋輥?zhàn)笥曳胖?，?dǎo)板上下放置，這種軋機(jī)稱二輥臥式斜軋穿孔機(jī)。新的二輥斜軋穿孔記得軋輥是上下放置，導(dǎo)板（輥）置于孔型的左右位置，這種軋 機(jī)叫二輥立式斜軋穿孔機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)有： (1)較好的解決了大送進(jìn)角穿孔記得主動(dòng)布置； (2)萬向連接軸在小傾斜角下運(yùn)轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)、磨損小； (3)便于更換導(dǎo)輥。 1. 斜軋穿孔 這種穿孔的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)心性好，毛管壁厚較均勻；以此延伸系數(shù) ~，可以直接從實(shí)心圓坯穿成較薄的毛管。隨著質(zhì)量要求的提高，這種送進(jìn)角小于 13176。的斜軋機(jī)已經(jīng)不能滿足無縫鋼管生產(chǎn)率和質(zhì)量要求了新結(jié)構(gòu)的斜軋穿孔機(jī)相繼出現(xiàn)如：三輥斜軋穿孔機(jī)、主動(dòng)導(dǎo)盤大送進(jìn)角二輥斜軋穿孔機(jī)等。前者因?yàn)橹荒艽┲仆鈴脚c壁厚比小于 10 的厚壁管，限制了自己的推廣，后者目 前發(fā)展較快。如圖 所示為斜軋穿孔示意圖。 管坯穿孔 斜軋穿孔 壓力穿孔 推軋穿孔 菌式穿孔機(jī)穿孔 盤式穿孔機(jī)穿孔 輥式穿孔機(jī)穿孔 三輥式 二輥式 臥式 立式 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第29 頁 圖 穿孔機(jī)的設(shè)備參數(shù)如表 。 表 對(duì)于中、低碳鋼，穿孔時(shí)送進(jìn)角和軋輥轉(zhuǎn)速如表 。 名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù) 功率（ KW） 2500 管坯直徑（ mm） 90～ 160 轉(zhuǎn)數(shù)（ rpm） 400 管坯長(zhǎng)度（ m） 1～ 電壓（ V） 6000 毛管最大直徑（ mm） 95～ 165 額定工作電流（ A） 295 毛管長(zhǎng)度（ m） ～ 8 主減速機(jī)傳動(dòng)比 毛管壁厚（ mm） ～ 26 工作輥轉(zhuǎn)速（ rpm） ～ 155 最大延伸系數(shù) 軋輥轉(zhuǎn)數(shù)（ r/min） 110～ 200 管坯最大重量（ kg） 570 軋輥傾角 5176。 ～ 12176。 （可調(diào)） 滾面角 α1=3 ， α2= 最大工作電流（ A） 3500 軋輥直徑（ mm） 750～ 850 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第30 頁 表 管坯直徑（ mm） 送進(jìn)角α（176。） 軋輥轉(zhuǎn)速 ng（ r/min） 100 12 130～ 140 110 10～ 12 130～ 140 120 11～ 12 125～ 135 130 ～ 12 100～ 120 140 ～ 10 115 150 ～ 10 100～ 115 160 ～ 100 軋管 自動(dòng)軋管機(jī)由工作機(jī)架、主傳動(dòng)、前臺(tái)和后臺(tái)等部分組成。工作機(jī)架又由上輥可以升降的二輥不可逆式 (縱軋 )主軋機(jī)和下輥可以升降的一輥 式回送輥裝置 (旋轉(zhuǎn)方向與主軋機(jī)軋輥相反 )兩部分構(gòu)成。 其軋制過程是 :從穿孔機(jī)過來的毛管進(jìn)入前臺(tái)后，由推料機(jī)將其推向主軋機(jī)，咬入后通過由軋輥孔型和頂頭組成的“環(huán)形”縫隙進(jìn)行減徑、減壁的延伸軋制，鋼管軋后停留在后臺(tái)，然后抬起上軋輥和取出頂頭，一輥式回送輥將鋼管返送回前臺(tái)，即完成一道軋制。返回的鋼管在前臺(tái)翻轉(zhuǎn) 90176。，再如前述過程進(jìn)行下一道軋制 (一般進(jìn)行 2~3 道次軋制 )。 表 名稱 參數(shù) 主電機(jī)型號(hào) YRKK— 8 主電機(jī)功率 1000 主電機(jī)轉(zhuǎn)速 750 主電機(jī)額定電流 114 人字齒輪機(jī)座齒輪轉(zhuǎn)數(shù) 人字齒輪機(jī)座齒輪齒數(shù) 24 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第31 頁 人字齒輪機(jī)座齒輪寬度 850 壓下裝置電機(jī)型號(hào) JQ2326 壓下裝置功率 壓下裝置轉(zhuǎn)速 940 斜鐵機(jī)構(gòu)氣缸直徑 250 斜鐵機(jī)構(gòu)氣缸行程 350 工作輥直徑 480750 工作輥長(zhǎng)度 7001700 工作輥轉(zhuǎn)速 106 回送裝置電機(jī)型號(hào) JQ2816 回送裝置功率 30 回送裝置轉(zhuǎn)速 970 回送裝置減速箱傳動(dòng)比 回送輥直徑 480750 回送輥輥身長(zhǎng) 7001700 回送輥轉(zhuǎn)速 386 回送輥回送速度 主減速機(jī)總速比 均整 鋼管的均整 經(jīng)軋管機(jī)軋后的鋼管，雖然已經(jīng)接近成品尺寸，但是橫向壁厚不均嚴(yán)重，表面質(zhì)量較差，形狀不圓，還需要進(jìn)一步在均整機(jī)上面斜軋，以輾軋管壁和擴(kuò)徑，使表面質(zhì)量改善，壁厚不均減少，鋼管變圓。 均整機(jī)工作機(jī)架的結(jié)構(gòu)及均整時(shí)軋件的運(yùn)動(dòng)學(xué)與穿孔機(jī)相似。但有著本質(zhì)的區(qū)別，這是由于均整機(jī)的作用決定的。他的作用并不是要獲得大的變形（減壁和減徑）來獲得延伸鋼管，而是通過少量變形來改善鋼管質(zhì)量。均整機(jī)的設(shè)備參數(shù)如表 。 表 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第32 頁 名稱 參數(shù) 主電機(jī)功率 700 主電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù) 550950 主電機(jī)電壓 750 主電機(jī)額定電流 1000 主電機(jī)跳閘電流 2850 主電機(jī)最大工作允許電流 2020 減速機(jī)中心距 800 減速機(jī)主動(dòng)齒輪數(shù) 31 減速機(jī)被動(dòng)齒輪數(shù) 165 減速機(jī)傳動(dòng)比 工作輥軋輥傾角 8 工作輥軋輥直徑 710850 工作輥軋輥長(zhǎng)度 600700 工作輥軋輥轉(zhuǎn)數(shù) 100165 定減徑機(jī) 定徑 定徑是毛管最后的精軋工序，使毛管獲得成 品管要求的外徑熱尺寸和精度。擴(kuò)徑 400mm 外徑以上，設(shè)有擴(kuò)經(jīng)機(jī)組，其方式有斜軋和頂、拔管方式。 減徑 減徑是將大管直徑縮小到要求的規(guī)格尺寸和精度，是最后的精軋工序，此外還有張力減徑。 表 項(xiàng)目 參數(shù) 定徑機(jī)組成 67輥道、升降擋板、定徑機(jī) 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第33 頁 減徑機(jī)組成 步進(jìn)爐前翻料溝、斜蓖條、給料器步進(jìn)式加熱爐、摩擦推料機(jī)。 9輥道。減徑機(jī)熱鋸。 主電機(jī) 功率 55 轉(zhuǎn)數(shù) 6001500 減速比 工作電流 280 跳閘電流 560 軋輥直 徑 mm 390430 定徑后鋼管速度 m/s 定減徑機(jī)架 mm 600179。1550179。1800 在加熱爐出口與第一機(jī)架距離 1580 機(jī)架數(shù)量 架 定徑機(jī) 5 減徑機(jī) 20 定徑產(chǎn)品 外徑 mm 89168 規(guī)格范圍 壁厚 mm 42536 定徑產(chǎn)品 外徑 mm 57121 壁厚 mm 規(guī)格范圍 D114mm S=525 熱鋸尺寸范圍 m 、 、 、 、 冷卻 鋼管的冷卻 經(jīng)過熱定 徑或減徑后的鋼管溫度在 700~900176。 C。為便于以后的精整，必須冷卻倒 100176。 C 以下，一般在冷床上冷卻，有鏈?zhǔn)?、步進(jìn)式和螺旋式三種。冷卻的方式因材質(zhì)不同而不同，對(duì)于大多數(shù)鋼種，采用自然冷卻即可達(dá)到要求，對(duì)于某些特殊鋼管還要采取一定的冷卻方式和制度，如奧氏體不銹鋼管在終軋后用水急冷方式處理后再自然冷卻。冷床性能參數(shù)見表 。 表 名稱 參數(shù) 主電機(jī)型號(hào) JQ514 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第34