【正文】 △ (△ +(DuDe))m。 α u=Φoβcu=12176。=17176。 α e=15176。 βcu=3176。 根據(jù)產(chǎn)品大綱， 菌式 我們 設(shè)計(jì) 為： βce+βcu=5176。 ，而 β ce＜ 6176。 b) 入口錐和出口錐的輥面角選擇 入口錐和出口錐的形狀關(guān)鍵是選擇輥面角，由于菌式穿孔 機(jī)的特點(diǎn)，在穿孔過程中，有一個(gè)大的碾軋角 Φ o=15176。 圖 菌式 二輥斜軋 穿孔機(jī) (1) 軋輥 軋輥是管坯在變形區(qū)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源，使軋件作螺旋運(yùn)動(dòng)，與導(dǎo)板、頂頭一起控制著毛管的幾何尺寸和內(nèi)外表面質(zhì)量，包括兩部分：入口錐、出口錐，二者用圓 弧過渡。這些工具形狀，尺寸關(guān)系到穿孔過程能否正常進(jìn)行，毛管質(zhì)量好壞的決定性因素，因此，工具設(shè)計(jì)非常重要。按這樣的分配原則進(jìn)行分配，并將分配率代入（ ）可得 1D = ， 2D = , 3D = mm , 4D = mm , 5D = , 6D =, 7D =, 8D = mm , 9D =, 10D =, 11D =, 12D =, 各機(jī)架軋輥孔型高度和寬度 我們按選定都孔型橢圓系數(shù) ? ?????? ? iii ab? 確定孔型寬度和高度。 既滿足生產(chǎn)要求，又節(jié)省投資 其孔型如圖 所示 。 本車間共 12個(gè)機(jī)架。 當(dāng)少于 12 機(jī)架時(shí)，要用一些導(dǎo)管和空機(jī)架來輸送鋼管。鋼管壁厚的微小變化與直徑減小相協(xié)調(diào)?；墓茉谠偌訜釥t中加熱及高壓水除鱗之后，進(jìn)入定徑機(jī)軋制。 (9) 繪制孔型圖 橢圓孔型（第一孔） 圓孔（ 第五 孔） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 21 減徑機(jī)的孔型設(shè)計(jì) 總減徑率 通過定減徑機(jī)可以將軋管機(jī)軋制后的鋼管進(jìn)一步延伸變形，使較少規(guī)格的荒管經(jīng)過減徑獲得多種規(guī)格的成品鋼管 [8]。 3~5 架取 30176。 (5) 確定各架孔型寬度 bi=Giai () 式中 bi——該機(jī)架孔型寬度； Gi——寬高比； ai——該機(jī)架的高度。 ai=δ m +2Si+hi () 式中 δ m——芯棒直徑； ai、 Si——該架孔型高度和孔型頂部壁厚 ； hi ——該架 孔型的輥縫 。 △ Sz=△ S1+△ S3+△ S5 () △ Sz=△ S2+△ S4 () 根據(jù)包鋼內(nèi)部 鋼管設(shè)計(jì)資料公式： 2510SSSSSSSS mz3513m1 ???? () 2510SSSSSS mz24m2 ??? () 由上式得： S5=10mm S4=10mm 把上式 ()、 ()取對(duì)數(shù)：mz3513m1 SSlnSSlnSSlnSSln ??? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 18 mz24m2 SSlnSSlnSSln ?? 令：simz2i i CSS/lnSSln ? 則： Cs1+Cs3+Cs5=1 Cs2+Cs4=1 )SS(SS siCmz2ii ? () 式中 △ Si——某機(jī)架孔型頂部減壁量； Si——某機(jī)架孔型頂部壁厚； Sm——來料毛管壁厚； Sz——軋后荒管壁厚?！?μ2 連軋 管 總延伸系數(shù) μz為：μz=Fm/Fz=(Dm2dm2)/(Dz2dz2)=(30422542)/(26622462)= 總減壁量 △ Sz 為： △ Sz=SmSz=2510=15mm () 式中 Fm、 Dm、 Sm——分別為毛管斷面積、外徑和壁厚； Fz、 Dz、 Sz——分別為軋后荒管斷面積、外徑和壁厚。 管坯長度： lp=LG ZD 26622 22244 1 . 0 5 2 4 0 0 0 1 . 0 5 3 8 7 8270ZP dd ? ?? ? ? ?mm () 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 17 第四章 MPM連軋機(jī)孔型設(shè)計(jì) 及定減徑機(jī)孔型設(shè)計(jì) Φ2198 連軋機(jī)孔型設(shè)計(jì) (1) 選定孔型系統(tǒng) 目前，在孔型選擇上，橢圓、橢圓 ~圓和圓孔型均有應(yīng)用。 毛管壁厚 ： Sm= mD 3 0 4 2 5 422md? ???25mm () 穿孔機(jī)頂頭直徑 ： δm= 3 % 2 7 1 .4 1 22 5 4 2 5 3 .61 0 0 1 0 0mpm Kdd ?? ? ? ?mm () Km 為軋制量?。?～ ） %。 連軋管機(jī)延伸系數(shù)： μz=2222m22zD 3 0 4 2 5 4D 2 6 6 2 4 6mzdd? ????= () (5) 穿孔機(jī) 穿后毛管內(nèi)徑： dm=δz+△ m=244+10=254mm () 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 16 其中， δz 為連軋管芯棒直徑 ， △ m 取 5~12mm。 鋼管 外徑： Dj=Dc= () 軋后壁厚： Sj=Sc= () 管子 內(nèi)徑： dj=Dj2Sj== () 減徑量： △ Dj=DzDj== () 減 徑 率： ε j=△ Dj/Dz=（ ） 100%=% () 來管壁厚： Sz=10mm (取 )。 Φ2198 管軋制表計(jì)算 (1) 成品管 熱 尺寸： 成品公差： %%?D 10%10%S?? 外徑： Dc=DG(1+α t)=219(～ )= () 壁厚： Sc=SG(1+α t)=8(～ )= 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 15 內(nèi)徑： dc=Dc2Sc== () 上式中 DG、 SG——成品管相應(yīng)的外徑、壁厚； α ——熱膨脹系數(shù)，（ 1+α t）的值與金屬的終軋溫度有關(guān)，一般取在～ 之間 。（ 5～ 10）％ 范圍內(nèi)。 (3)根據(jù)變形理論合理選擇各架軋機(jī)的變形制度和相應(yīng)的軋機(jī) 變形 參數(shù)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量 和生產(chǎn)力 。 軋制表的編制 原則： 編制軋制表總的原則是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多品種、低消耗。 軋制表任務(wù)就是要在優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低消 耗的前提下，正確選擇所生產(chǎn)鋼管的工藝過程的主要參數(shù)，其中包括：工藝過程和各種機(jī)架變形的分配及經(jīng)各機(jī)架軋后的鋼管尺寸；主要工具尺寸；軋機(jī)調(diào)整參數(shù)，確定機(jī)組的速度制度；必要時(shí)校核各機(jī)架強(qiáng)度、電機(jī)能力、機(jī)組生 產(chǎn)率等 [7]。 實(shí)際晶粒度：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼成品鋼的實(shí)際晶粒度應(yīng)不小于 4 級(jí)，兩試片上最大和最小級(jí)差不大于 3。 Φ20~400mm: D ≤40mm 做壓扁試驗(yàn) D ≤8mm 可做擴(kuò)口試驗(yàn) (5)其他技術(shù)要求 低倍檢測(cè)：鋼管橫截面酸浸面上不得有肉眼可見的白點(diǎn)、雜質(zhì)和氣泡等。交貨時(shí)鋼管的力學(xué)性能應(yīng)當(dāng)符合下表所示的要求。要根據(jù)車間工業(yè)設(shè)備的情況，力爭(zhēng)做到產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代化，有條件的要考慮生產(chǎn)一些出口產(chǎn)品，走向國際市場(chǎng)。 ⑷ 考慮建廠地區(qū)資源及鋼的供應(yīng)條件，物資和材料運(yùn)輸情況，逐步完善和配套起我國自己的獨(dú)立的軋鋼生產(chǎn)體系。 ⑶ 考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分利用和建廠地區(qū)的合理分工。 (二 ) 編制 注意以下各點(diǎn) ： ⑴ 滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)軋制產(chǎn)品的需要，特別要根據(jù)市場(chǎng)信息解決某些短缺產(chǎn)品的供應(yīng)和優(yōu)先保證國民經(jīng)濟(jì)重要部門對(duì)于鋼材的需要。 ⑵ 產(chǎn)品的平衡 考慮全國各地生產(chǎn)的布局和配套加以平 衡。產(chǎn)品方案一經(jīng)確定，車間的類型及其性質(zhì)即已確定 [7]。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 9 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)、產(chǎn)品品種及工藝流程的確定 設(shè)計(jì)任務(wù) 以包頭地區(qū)為廠址選擇，設(shè)計(jì)一個(gè)年產(chǎn)量為 30 萬噸的 Φ180 無縫鋼管廠 ，其中規(guī) 格為 Φ2198 的 Q345B 高壓鍋爐管，占年產(chǎn)量的 8%。十一五期間，電力投資又形成了相當(dāng)規(guī)模的新增生產(chǎn)能力 [6]。包頭地區(qū)有著良好內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 8 的煤電產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，豐富的賦存和易于開采的煤炭資源。能源礦有： 煤 、油 頁巖 等。主要金屬礦有：鐵、稀土、鈮、 鈦 、錳 、金、銅等 30 個(gè) 礦種， 6 個(gè)礦產(chǎn)類型。 (4)能源條件 包頭的礦產(chǎn)資源具有種類多、儲(chǔ)量大、品位高、分布集中、易于開采的特點(diǎn)，尤以金屬礦產(chǎn)得天獨(dú)厚，其中稀土礦不僅是包頭的優(yōu)勢(shì)礦種，也是國家礦產(chǎn)資源的瑰寶。 包頭土地總面積 27768 平方公里，其中，山地占 14. 49％ ，丘陵草原占％ ，平原占 10％ 。包頭可利用地表水總量為 億立方米（不包括黃河過境水）。黃河流經(jīng)包頭境內(nèi) 214 公里，水面寬 130 米到 458 米，水深 米到 米，平均流速為每秒 ，最大流量每秒 6400 立方米，年平均徑流量為 260 億立方米，是包頭地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的主要水源。其中貫通華北、西北地區(qū)的大動(dòng)脈京包、 包蘭 鐵路、包神鐵路在包交匯，東行可連 北京 ，西行可連 蘭州 ，南行可連 太原 、 西安 、 上海 、 寧波等地，交通運(yùn)輸非常便利。包頭屬 半干旱中溫帶大陸性季風(fēng)氣候， 年平均氣溫 ℃ ，年降水量 310mm。全市由中部山岳地帶、山北高原草地和山南平原三部分組，呈中間高，南北低，西高東低的地勢(shì)。 圖 20212021 年 我國高壓鍋爐管銷售量及進(jìn)出口量情況 建廠選址及其可行性分析 (1) 廠址地理自然條件 包頭地處渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)與黃河上游資源富集區(qū)交匯處，北部與蒙古國接壤，南臨黃河，東西接沃野千里的土默川平原和河套平原，陰山山脈橫貫中部。 火電設(shè)備用鋼管年平均 100t/萬 kw 左右，規(guī)格 Φ16～ 1066mm，壁厚 1～130mm，合金比 60%～ 70%，圖 2021~2021 年高壓鍋爐管銷售量及進(jìn)出口量，從圖 6可以看出近 3 年市場(chǎng)銷售量變化不大。天然氣產(chǎn)量達(dá)到 1100 億 元 ，年均投資 300 億元。其中， 2020 年煤炭生產(chǎn)能力將達(dá)到 28 億 t，年均投資 700 億元 。中國經(jīng)濟(jì)仍將保持較高的增長速度， “ 十一五 ” 期間，中國能源需求強(qiáng)勁是中國鋼管發(fā)展的直接動(dòng)力和間接動(dòng)力。 2021 年世界經(jīng)濟(jì)仍將保持復(fù)蘇及良好運(yùn)行，繼續(xù)拉動(dòng)對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的需求，鋼管保持出口旺盛的態(tài)勢(shì) 。 建廠可行性和必要性分析 國內(nèi)市場(chǎng)調(diào)查、研究與預(yù)測(cè) 從總量看，我國無縫鋼管市場(chǎng)目前供求已基本平衡或略微供大于求。 綜上 所述，目前我國高壓鍋爐管產(chǎn)量已供大于求，國內(nèi)無縫鋼管企業(yè)可以生產(chǎn)供給國內(nèi) 95%以上品種的高壓鍋爐管需求，但由于超臨界、超超臨界和更新的機(jī)組對(duì)鋼種及規(guī)格提出更高的要求，要完全替代進(jìn)口，國內(nèi)無縫鋼管企業(yè)還需要努力追趕。 專家預(yù)測(cè)，我國“十一五”后期及“十二五”期間電力發(fā)展將趨于平穩(wěn)，發(fā)電裝機(jī)容量的增長率平均可保持在 8%左右，以 2021 年發(fā)電裝機(jī)容量為基數(shù)，按每年增加 8%可計(jì)算出 20212021 年新增裝機(jī)容量平均增長 5500 萬 kW/年，再考慮 億 kW的落后機(jī)組淘汰新建和約 10%的整套鍋爐出口，可推算出 20212021年國內(nèi)的鍋爐發(fā)電機(jī)組的產(chǎn)量平均仍將保持在 6000 萬 kW/年左右的增長。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 5 高壓鍋爐管發(fā)展趨勢(shì) 火力發(fā)電機(jī)組的效率主要取決于機(jī)組的參數(shù)，參數(shù)越高，機(jī)組效率越高，而高壓鍋爐管是提高機(jī)組效率的關(guān)鍵。 20212021 年我國高壓鍋爐管產(chǎn)量及進(jìn)出口情況詳見表 。 1998年以前，我國高壓鍋爐管進(jìn)口比例高達(dá) 60%，主要依賴進(jìn)口，尤其是高合金管和大口徑管進(jìn)口比例更高達(dá) 85%。 高壓鍋爐管供需情況 目前國內(nèi)機(jī)組的設(shè)計(jì)能力超出了國內(nèi)需求，但具備有整套配置設(shè)施及相應(yīng)的技術(shù)能力的企業(yè)不多，因此完全解決高技術(shù)含量的大口徑特厚壁高壓鍋爐管的供應(yīng)問題還需要努力 [3]。產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定：大多數(shù)高壓鍋爐管生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品只是達(dá)到標(biāo)