【導(dǎo)讀】本論文主要介紹了自動(dòng)軋管機(jī)組生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的一個(gè)全過(guò)程，包括產(chǎn)品大綱和金。還有車(chē)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(chǎng)房組成及內(nèi)。專(zhuān)題介紹了連軋管機(jī)的選型。

　　

【正文】 終軋溫度 。 3） 溫度過(guò)高，鋼的表面層脫碳嚴(yán)重； 4） 考慮金屬在加熱過(guò)程中的組織變化； 5） 考慮穿孔過(guò)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(shí)加 熱溫度可稍低一些，以為溫降?。? 7） 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(shí)，加熱溫度要低于80℃ —90℃ 。 （ 2） 加熱的確定 管坯的加熱時(shí)間可以按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 Tjr=KjrDp 式中： Tjr — 管坯加熱時(shí)間， min。 Dp — 管坯直徑， cm。 Kjr — 管坯單位加熱時(shí)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(jì)中管坯單位加熱時(shí)間如表（ 32） 表 3─1 管坯單位加熱時(shí)間（軋坯） min/cm 爐型 Kt 值 鋼種 步進(jìn)式爐（分） 環(huán)形爐（分） 碳素鋼 、低合金結(jié)構(gòu)鋼 6─7 5─ 合金結(jié)構(gòu)鋼 7─8 6─7 中合金鋼 8─9 ─8 軸承鋼 10─11 6─8 不銹鋼 10─11 7─10 軋制制度 軋制制度主要包括每個(gè)道次的軋制溫度、軋輥轉(zhuǎn)速以及軋機(jī)調(diào)整工藝、參數(shù) 等項(xiàng)內(nèi)容，對(duì)于穿孔、軋管、定 減 徑 等工序各軋制制度如下： 穿孔 機(jī)的軋制制度 對(duì)穿孔機(jī)其送進(jìn)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(lái)確 定，它遵循一般規(guī)律：同一個(gè)穿孔機(jī)，大中管采用小的送進(jìn)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(duì)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(jìn)角工藝；在受到主電機(jī)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(jìn)角。本設(shè)計(jì)采用曼式穿孔機(jī)，送進(jìn)角為 10176。 V軋 =Vwr nD ??? ????? sin601000 = in601000 ???? ?? =注：以上數(shù)值由后面章節(jié)給出 帶入數(shù)值得出出口速度為 ,導(dǎo)盤(pán)的線(xiàn)速度取出口速度的 3倍。 軋管機(jī)軋制制度 對(duì)軋管機(jī)其軋制速度的確定以充分發(fā)揮其生產(chǎn)能力為準(zhǔn)，為保證其充分咬入，其圓周速度一般不得超過(guò) 5m/s，本設(shè)計(jì)中軋輥速度為 100 轉(zhuǎn) /min。 定 、減徑機(jī) 定徑的任務(wù)是在較小的總減徑率和小的單機(jī)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(shí)現(xiàn)大坯料生產(chǎn)小口徑鋼管的目的，主要采用五 機(jī)架二輥定徑機(jī)。 冷卻制度 本設(shè)計(jì)采用步進(jìn)式冷床進(jìn)行冷卻，在經(jīng)過(guò)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(jìn)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(jī)的選擇。軋管機(jī)的選擇是否合理對(duì)軋管生產(chǎn)具有重要影響。對(duì)于公益設(shè)計(jì)而言，軋機(jī)選擇的主要內(nèi)容是 確定軋機(jī)結(jié)構(gòu)形式，主要參數(shù)和他們的布置。 一般主軋機(jī)的設(shè)備選擇應(yīng)按照以下原則： （ 1） 軋機(jī)應(yīng)該在生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下是軋機(jī)組成合理，布置緊湊； （ 2） 軋機(jī)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(jī)應(yīng)盡可能機(jī)械化，以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度； （ 4） 保證獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品； （ 5） 軋機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理，容易制造。操作簡(jiǎn)單，維修方便； （ 6） 備品備件更換方便，容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化； （ 7） 良好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 但是由于軋制產(chǎn)品的不同，對(duì)軋機(jī)的要求也不同，因此選擇軋機(jī)的同時(shí)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(diǎn)來(lái)確定軋機(jī) 的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)。本設(shè)計(jì)中采用鞍鋼 Φ219自動(dòng)軋管機(jī)組。 穿孔機(jī) 在無(wú)縫鋼管生產(chǎn)中，穿孔工序的作用是將實(shí)心的單個(gè)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(wú)縫鋼管的生產(chǎn)中。本設(shè)計(jì)中也選擇曼式穿孔機(jī) ，所以選擇的設(shè)備是 HBW1150型斜軋穿孔機(jī)。 穿孔機(jī)主要性能見(jiàn)表（ 41） 表 41 穿孔機(jī)主機(jī)座性能 項(xiàng)目 單位 參數(shù) 軋輥直徑 mm Φ950─Φ1200 輥身長(zhǎng)度 mm 750 輥形入口角 （ 176。） 入口輥 面長(zhǎng) Mm 290 輥形出口角 （ 176。） 12 軋輥額定轉(zhuǎn)速 r/min 115─120 軋輥數(shù)量 個(gè) 2 軋輥冷卻方式 間接噴水冷卻 軋制速度 m/s ─ 送進(jìn)角 （ 176。） 6─15 最大軋制力 kN 3000 最大軋制力矩 kN 600 最大軸向力 kN 1200 自動(dòng)軋管機(jī) 目前應(yīng)用最廣的是自動(dòng)式軋管機(jī)，主機(jī)是二輥不可逆式縱軋機(jī)。其主要參數(shù)如表42 、表 4表 44 所示。 表 42 自動(dòng)軋管機(jī)主電機(jī)性能 項(xiàng)目 參數(shù) 功率 kw 880 轉(zhuǎn)數(shù) r/min 400750 額定電流 A 1270 跳閘電流 A 2700 最大允許工作電流 A 2021 表 43 工作軋輥性能 項(xiàng)目 參數(shù) 轉(zhuǎn)數(shù) r/min 70132 輥身長(zhǎng)度 mm 1680 軋輥直徑 mm 650730 表 44 回送輥主要參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 直徑 mm 540600 長(zhǎng)度 mm 1680 材質(zhì) 低鉻無(wú)限冷硬球墨鑄鐵 均整機(jī) 目前用的最多的主要是二輥斜軋均整機(jī)，也有采用三輥均整的。本設(shè)計(jì)采用的為二輥斜軋均整機(jī)，其主 要參數(shù)見(jiàn)表（ 44）。 表 44 均整機(jī)工作軋輥參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 軋輥傾角 176。 8 軋輥直徑 mm 760 軋輥長(zhǎng)度 mm 600 軋輥轉(zhuǎn)數(shù) r/min 109164 定、減徑 機(jī) 定徑機(jī)工作機(jī)架安防在同一臺(tái)架上，軋輥軸線(xiàn)與地平線(xiàn)成 45176。交角，而相鄰兩隊(duì)軋輥曲線(xiàn)彼此垂直，其目的在于鋼管定徑時(shí)軋輥輥縫相互交錯(cuò)，鋼管在兩個(gè)垂直方向上受壓，保證鋼管橫斷面?zhèn)€部分獲得良好的定徑。設(shè)備選擇如表（ 45）所示。 （ 1） 定減徑主要設(shè)備及性能 表 45 定減徑主要設(shè)備性能 項(xiàng)目 參數(shù) 定徑機(jī)組成 67輥道、升降擋板、定徑機(jī) 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 60015501800 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 、 、 、 、 矯直機(jī) 熱軋后的鋼管或者經(jīng)過(guò)冷床冷卻后的鋼管很難達(dá)到鋼管標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，因此，所有鋼管在經(jīng)過(guò)冷床冷卻后都要進(jìn)行矯直。鋼管的矯直機(jī)的類(lèi)型有壓力矯直機(jī)、斜輥式矯直機(jī)。本設(shè)計(jì)中選用七輥矯直機(jī)，其主要參數(shù)如下 : (1) 主要設(shè)備及性能如表 46所示 。 表 矯直主要設(shè)備和性能 項(xiàng)目 參數(shù) 主電機(jī)功率 kw 90 額定電壓 V 440 最大額定電流 A 221 最大工作電流 A — 跳閘電流 A — 電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù) r/min 01500 減速機(jī)減速比 1/ 軸子角度可調(diào)范圍 176。 2735 主動(dòng)輥間距 mm 900 主動(dòng)輥與被動(dòng)輥間距 mm 820 主動(dòng)輥與入口導(dǎo)板間距 mm 870 矯直速度 m/s 1380 最大矯直壓力 kw 2157 矯直精度 mm/mm ≤1 主動(dòng)輥尺寸 mm Φ380560 被動(dòng)輥尺寸 mm Φ320480 輔助設(shè)備的選擇及其性能參數(shù) 本設(shè)計(jì)中輔助設(shè)備主要包括：加熱設(shè)備、切斷設(shè)備、 冷卻設(shè)備。輔助設(shè)備的選擇遵循以下原則 : （ 1） 滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝流程的要求 （ 2） 保證有較高的工作效率，充分發(fā)揮主要設(shè)備的功率。通常設(shè)備設(shè)備能力可按大于 主要設(shè)備能力的 1020%考慮。 （ 3） 盡量選擇重量輕，體積小的輔助設(shè)備，以節(jié)約車(chē)間投資。 （ 4） 下面對(duì)輔助設(shè)備的選擇分別加以敘述。 加熱爐的選擇 （ 1） 本設(shè)計(jì)中管坯加熱設(shè)備選擇環(huán)形爐，因?yàn)椋? 1） 管坯隨爐底一起轉(zhuǎn)動(dòng)，不用翻鋼，實(shí)現(xiàn)了加熱操作的機(jī)械化； 2） 密封性好，吸入空氣少； 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） 密封性好，容易控制內(nèi)壓力和氣氛，因此加熱溫度均勻； 5） 管坯之間有一定間隙，三面加熱，加熱時(shí)間段，但它有一定的缺點(diǎn)，主要是投資大，單位燃耗高。 （ 2） 環(huán)形爐技術(shù)性能參數(shù)如表（ 47） （ 3） 再加熱爐：采用步進(jìn)式加熱爐，具體參數(shù)見(jiàn)表（ 48） 表 47 環(huán)形爐技術(shù)性能參數(shù) 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 Φ1 Φ18 Φ210 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 表 48 步進(jìn)式爐的主要性能參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 爐子有效長(zhǎng)度 m 爐子有效寬度 m 爐子有效面積 m 步進(jìn)梁齒距 m2 200 動(dòng)梁與動(dòng)梁間 mm 2 定梁與定梁間距 mm 2 動(dòng)梁與定梁間距 mm 28 固定梁可放鋼管 支 160 步進(jìn)梁升降行程 mm 80 鋼管升降高度 mm 1217 步進(jìn)周期 s 燃料發(fā)熱量 MJ/ m3 4000 煤氣最大消耗量 Hm3/h 6570 空氣最大消耗量 Hm3/h 1：（ ） 煤氣與空氣配比 40 冷卻水耗量 m3/h 6 固定梁 道 5 活動(dòng)梁 道 SHC18Rc 梁材質(zhì) ≤1150 耐熱溫度 ℃ 切斷設(shè)備的選擇 用于軋鋼生產(chǎn)的切斷設(shè)備主要有兩大類(lèi)：鋸切機(jī)和剪切機(jī)。剪切機(jī)的形式也很多，根據(jù)結(jié)構(gòu)及工藝特點(diǎn)可分為：平刃剪 、斜刃剪、圓盤(pán)剪和飛剪四種類(lèi)型。本設(shè)計(jì)選用的是 1600t 剪斷機(jī)，其性能參數(shù)如表 47 所示。 表 47 1600t 剪斷機(jī)設(shè)備性能 項(xiàng)目 參數(shù) 最大力 kN 15680 上剪刃行程 mm 150 所剪管坯最大抗張強(qiáng)度 MPa 785─980 剪切次數(shù) 次 /分 4─8 電機(jī)型號(hào) 315MR─4（交流） 電機(jī)功率 kW 110 電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù) r/min 1460 所建管坯最大直徑 mm 185 剪切后的管坯長(zhǎng)度 mm 800─360 定心機(jī)的選擇 管坯定心是為了在穿孔時(shí)使頂頭的鼻部正確地對(duì)準(zhǔn)管坯軸線(xiàn)，而在管坯的前端壓一個(gè)不深的圓孔，稱(chēng)為定心空。管坯定心可以減少小毛管前端的壁厚不均，并改善穿孔的咬入條件。 管坯定心的 方法有兩種：冷定心和熱定心， 其主要性能見(jiàn)表（ 48） 48 定心機(jī)具體參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 炮彈重量 kg 4 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 68 打眼力 kN 定心深度 mm 15─25 定心直徑 mm 40─50 冷床 經(jīng)定減徑以后的鋼管溫度一般為 700900℃ ，此時(shí)在這樣高的管溫下很難進(jìn)行冷精整，因此鋼管必須在冷床上冷卻到 50100℃ 后方可進(jìn)入其他精整工 序。鋼管冷卻的目的是，鋼管鋼管冷卻后便于進(jìn)行矯直、切頭、切尾、改尺、修磨、檢驗(yàn)、打包入庫(kù)等一系列工序。冷卻后的鋼管便于某些精整工序的手工操作，避免某些精整加工中的工具回火，防止在矯直時(shí)產(chǎn)生熱應(yīng)力而引起的彎曲。冷床的性能參數(shù)見(jiàn)表（ 49） 表 4─9 冷床性能參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 電機(jī)型號(hào) YZR400I2