【正文】 酸洗的工藝過(guò)程為了獲得良好的酸洗質(zhì)量，應(yīng)該有完善的工藝過(guò)程，一般為：打捆——水洗——酸洗——清洗——沖洗——中和 硫酸溶液的使用制度新溶液中硫酸的濃度，% 22～24酸洗液的溫度，℃ 。碳鋼管表面主要是三氧化二鐵（Fe2O3）、四氧化三鐵（Fe3O4）和氧化亞鐵（FeO）三種鐵的氧化物。結(jié)果是：加工變形時(shí)摩擦力增大，工具磨損加劇，鋼管表面質(zhì)量下降，使冷加工過(guò)程不能正常有效進(jìn)行，因此，清除掉管料表面的氧化鐵皮非常重要。冷拔鋼管生產(chǎn)的基本特點(diǎn)是，管料在冷變形前和累積冷變形量達(dá)到一定程度后的在制品為了消除加工硬化以及其它需要在繼續(xù)冷變形之前都要進(jìn)行一系列準(zhǔn)備工作，工序比較多；管料從投產(chǎn)到加工成成品通常要經(jīng)過(guò)多次冷變形，而且，整個(gè)過(guò)程往往包含多個(gè)由準(zhǔn)備工序和變形工序組成的生產(chǎn)循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，金屬消耗大；設(shè)備多為單體布置，一般是間斷性生產(chǎn)。⑶改善管端偏厚措施為了減少?gòu)埩p徑機(jī)的切頭損失，主要可以從下面幾方面著手：⑴改進(jìn)設(shè)備設(shè)計(jì)，盡量縮小機(jī)架間距；⑵改進(jìn)工藝設(shè)計(jì)，盡量加長(zhǎng)減徑機(jī)軋出長(zhǎng)度；⑶通過(guò)電器控制改善軋機(jī)傳動(dòng)特性；⑷提供兩端壁厚較薄的軋管料；⑸“無(wú)頭軋制”，這種軋制方法如能實(shí)現(xiàn)，將使偏厚端頭的切損降到最低限度，但在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用還存在一定問(wèn)題，目前發(fā)展勢(shì)頭不大。這樣軋件相應(yīng)的前端壁厚就由最厚逐漸降到穩(wěn)定軋制時(shí)的最薄值，尾端又由穩(wěn)定軋制的最薄值逐漸增厚到無(wú)張力減徑時(shí)的最大厚度。 ⑴管端偏厚成因影響管端偏厚的因素很多，但造成張減管端偏厚的主要原因是軋件首尾軋制時(shí)都是處于過(guò)程的不穩(wěn)定階段。因此現(xiàn)代張力減徑機(jī)不僅可以減徑，同時(shí)可以減壁，而且橫截面上壁厚分布比較均勻。 近年來(lái)張力減徑的發(fā)展趨勢(shì)是:⑴三輥式張力減徑機(jī)采用日漸普遍，二輥式只用于壁厚大于10～l2mm的厚壁管；⑵減徑率有所提高，入口荒管管徑日益增大，最大直徑現(xiàn)在己達(dá)30Omm；⑶出口速度日益提高，現(xiàn)已到16～18m/s；⑷近年來(lái)投產(chǎn)的張力減徑機(jī)架數(shù)不斷增加，目前最多達(dá)到28～30架。 在無(wú)縫鋼管機(jī)組特別是連續(xù)軋管機(jī)組中配置張力減徑機(jī)具有以下特點(diǎn):⑴可以大大減少減徑前的鋼管規(guī)格，提高軋管機(jī)組生產(chǎn)效率，軋管機(jī)組只生產(chǎn)少數(shù)幾個(gè)外徑規(guī)格，而經(jīng)張力減徑后可以得到各種尺寸規(guī)格的成品鋼管；⑵可以減少前部工序 (穿孔和軋管)生產(chǎn)工具的數(shù)量，提高機(jī)組作業(yè)率，由于管坯和荒管規(guī)格的減少，工具、備品備件和更換時(shí)間大大減少，生產(chǎn)更加穩(wěn)定，從而增加了機(jī)組的作業(yè)時(shí)間；⑶可以擴(kuò)大品種規(guī)格，減徑量高達(dá)80%，減壁量達(dá)45%，通過(guò)張力減徑可以直接生產(chǎn)小口徑無(wú)縫鋼管；⑷張力減徑的延伸系數(shù)6～9，故可以生產(chǎn)長(zhǎng)達(dá)165m的鋼管。在張力的作用下，鋼管在減徑的同時(shí)，還利用各架間建立足夠大的張力來(lái)實(shí)現(xiàn)減壁的目的，進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)格范圍，橫截面壁厚均勻性也比同樣減徑率下的微張力減徑好。現(xiàn)在廣泛采用的是三輥定減徑機(jī)。 三輥式定減徑機(jī)和二輥式定減徑機(jī)相比，存在以下幾個(gè)方面的差異: 機(jī)架間距 三輥式定減徑機(jī)機(jī)架間距比二輥式定減徑機(jī)小，但機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 單機(jī)架變形量 與二輥式定減徑機(jī)相比，三輥式定減徑機(jī)每個(gè)軋輥軋制變形量??；管端增厚長(zhǎng)度小、切頭切尾少、金屬損耗少；鋼管質(zhì)量 三輥式比二輥式定減徑機(jī)軋輥孔型周邊的速度差小，從而減少軋輥與鋼管的相對(duì)滑動(dòng)，軋輥較小，沿周向每個(gè)軋輥孔型與鋼管接觸弧長(zhǎng)較小，這使周向上所受的變形力力比較均勻，金屬變形時(shí)的流動(dòng)趨于均勻，從而可以減少橫向壁厚的不均勻程度，所以三輥式定減徑機(jī)與二輥式定減徑機(jī)相比，生產(chǎn)的鋼管外徑圓度較好；機(jī)架布置 三輥式定減徑機(jī)軋輥交叉60176。正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，新設(shè)計(jì)的定徑機(jī)架數(shù)很多也由原來(lái)的5架變?yōu)?14架以上，這在一定程度上也起到減徑作用。這樣空心荒管在軋制過(guò)程中所有方向都受到徑向壓縮，直至達(dá)到成品要求的外徑熱尺寸和橫斷面形狀。二輥式前后相鄰機(jī)架軋輥軸線互垂90176。減徑機(jī)工作機(jī)架數(shù)較多，一般為924架。與縱軋定徑相比較，斜軋定徑的鋼管外徑精度高，橢圓度小，更換品種規(guī)格方便，不需要換輥，只要調(diào)整軋輥間距即可；缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低。 定徑機(jī)的形式很多，按輥數(shù)可分為二輥、三輥、四輥式定徑機(jī)；按軋制方式又分為縱軋定徑和斜軋定徑機(jī)。經(jīng)過(guò)定徑后的鋼管，直徑偏差較小，橢圓度較小，直度較好，表面光潔。 鋼管定徑、減徑和張力減徑過(guò)程是空心體不帶芯棒的連軋過(guò)程。另外，由于球形頂頭的軋制帶理論上就是一條線(沒有寬度)，因此要求“頂頭位置”的調(diào)整精度高，加上上述的咬人問(wèn)題，給軋機(jī)調(diào)整增加一定困難。由于球形頂頭在鋼管咬人時(shí)接觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的咬人角不是固定的——隨著減壁量增大、“接觸點(diǎn)”前移，相應(yīng)的咬人角即非線性增大，因此極大地限制了軋管的減壁變形量。球形頂頭就是一個(gè)完整圓球，于20世紀(jì)60年代末青島鋼廠Ф76mm無(wú)縫軋管機(jī)組上首先采用，隨后在Φ76mm和Ф1OOmm自動(dòng)軋管機(jī)組得到全面推廣。對(duì)于現(xiàn)有的自動(dòng)軋管機(jī)組來(lái)講，強(qiáng)化均整工藝采用微張力減徑機(jī)以及其他提高壁厚精度措施，即可克服上述的大部分不足；同時(shí)又保留了自動(dòng)軋管機(jī)組的加工費(fèi)用低的突出特點(diǎn)，仍會(huì)具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)外在20世紀(jì)7080年代曾有較多投入來(lái)改造自動(dòng)軋管機(jī)組，如采用錐形輥穿孔機(jī)、單孔型軋管機(jī)架和串列式雙機(jī)架軋三輥式均整機(jī)及張力減徑機(jī)等，現(xiàn)看來(lái)大多效果不盡如人意。(10%～%)；表面質(zhì)量差 自動(dòng)軋管機(jī)的頂頭內(nèi)劃傷、均整機(jī)的內(nèi)、外螺旋道，特別是(減)徑機(jī)的“青線”、“錯(cuò)位”等都影響成品管的內(nèi)外表面質(zhì)量；成品管供貨長(zhǎng)度短且齊(定)尺率很低 由于受軋管、均整軋制長(zhǎng)度的限相定徑的延伸系數(shù)很小，成品管長(zhǎng)度在例OOmm機(jī)組上很難達(dá)到8m以上，在Pl4Omm機(jī)達(dá)13m以上；力學(xué)性能、工藝性能差 對(duì)于S≤，鋼管均整后如未進(jìn)行再加熱，定徑機(jī)后的鋼管終軋溫度大多在700℃以下，即使較厚的管子，在前面軋制過(guò)程中也經(jīng)常出現(xiàn)低溫鋼，因此成品管的力學(xué)性能很不穩(wěn)定，塑性指標(biāo)常常低于標(biāo)準(zhǔn)，特別是擴(kuò)口、壓扁等工藝性能的不合格率是非常高的；生產(chǎn)率和成材率低 由于荒管的長(zhǎng)度較短，故單重較低，大部分成品只能是單倍尺管，相對(duì)連續(xù)軋管機(jī)組而言，造成鋼管的頭尾所占比重較大，導(dǎo)致生產(chǎn)率和成材率都較低。傳統(tǒng)的自動(dòng)軋管機(jī)組也存在以下致命的缺陷:尺寸精度低 由于自動(dòng)軋管機(jī)組傳統(tǒng)上是采用二輥定(減)徑機(jī)，成品管的外徑偏差只能達(dá)到一般標(biāo)準(zhǔn)要求的177。 自動(dòng)軋管機(jī)特點(diǎn) 自動(dòng)軋管機(jī)組曾是生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的重要機(jī)組，直到20世紀(jì)70年代末，仍為全世界熱軋無(wú)縫管生產(chǎn)的主導(dǎo)機(jī)組，目前仍占無(wú)縫鋼管總生產(chǎn)能力的一定比例。再如上述過(guò)程進(jìn)行下一道軋制，一般要進(jìn)行2～3道軋制。自動(dòng)軋管機(jī)由主機(jī)、前臺(tái)和后臺(tái)等部分組成，主機(jī)是二輥不可逆縱軋機(jī)，在工作輥后裝有一對(duì)高速反向旋轉(zhuǎn)的回送輥，為實(shí)現(xiàn)對(duì)荒管進(jìn)行2～3個(gè)道次軋制的目的，上工作輥和下回送輥可以快速升降，以保證荒管能迅速返回前臺(tái)進(jìn)行2～3道次的軋制。至于加熱保溫時(shí)間的影響，有的試驗(yàn)證明，適當(dāng)增加保溫時(shí)間對(duì)穿孔性能有利。⑷加熱制度。橫向變形增大將導(dǎo)致管坯中心區(qū)的橫向拉應(yīng)力、切應(yīng)力以及反復(fù)應(yīng)力作用增加。二輥斜軋穿孔中管坯橫截面不圓度愈大，則不均勻變形程度也愈大。一般用臨界壓縮量來(lái)表示最大壓縮的限制，壓縮量小于臨界壓縮量則壓縮量則不易或不形成孔腔。頂頭前壓縮量。鋼的自然塑性。孔腔形成歸根結(jié)底是由金屬中的應(yīng)力狀態(tài)和變形狀態(tài)決定的。在頂頭前過(guò)早地形成孔腔，會(huì)造成大量的內(nèi)折疊缺陷，惡化鋼管表面質(zhì)量，甚至稱為廢品。適當(dāng)加大壓縮量，改變軋輥表面狀態(tài)，采用定心的管坯等辦法都是為了增加TX，利于咬入。為了減小頂頭鼻部的阻力，辦法是減小鼻部的半徑以及造成有利于減小Q’的頂頭前管坯中心的應(yīng)力狀態(tài)。生產(chǎn)中得出，在兩輥穿孔機(jī)上為了實(shí)現(xiàn)二次咬入頂頭前壓縮量一般不應(yīng)小于4%。由式中可看出，當(dāng)沒有后推力時(shí)二次咬入中又增加了一個(gè)頂頭阻力Q’，因此要滿足二次咬入，就必須使：2TX ＞ Q’＋ 2PX不難看出TX的大小主要和頂頭前壓縮量有關(guān)，頂頭前壓縮量愈大，則由一次咬入到二次咬入間金屬和軋輥的接觸面積也愈大，從而增大了TX。根據(jù)力的平衡條件，在軸向全部力的投影之總和應(yīng)等于零，即： P’/2－PX＋TX＝0P’——外推力；PX——一個(gè)軋輥?zhàn)饔迷诠芘魃系恼龎毫υ趚軸上的投影；TX——一個(gè)軋輥?zhàn)饔迷诠芘魃系哪Σ亮υ趚軸上的投影。 一次咬入如果能保證坯料旋轉(zhuǎn)和隨后的軸向曳入條件，第一次咬入就能實(shí)現(xiàn)，使管坯旋轉(zhuǎn)的條件由下式確定：MT≥MP＋MQ＋Mi式中：MT——使管坯旋轉(zhuǎn)的總的力矩，在沒有附加旋轉(zhuǎn)力矩情況下為軋輥帶動(dòng)管坯的旋轉(zhuǎn)摩擦力矩；MP——由正壓力產(chǎn)生的阻止坯料旋轉(zhuǎn)的總力矩，稱正壓力作用力矩；MQ——由于推料機(jī)的外推力而在管坯后端產(chǎn)生的摩擦力矩；Mi——管坯旋轉(zhuǎn)的慣性矩（對(duì)軸）。滿足了一次咬入的條件并不見得就能滿足二次咬入的條件。 斜軋穿孔時(shí)的咬入條件斜軋穿孔過(guò)程存在著兩次咬入，以一次是軋件和軋輥剛接觸瞬間由軋輥帶動(dòng)軋件運(yùn)動(dòng)而把軋件曳入變形區(qū)，稱第一次咬入。該區(qū)的作用是靠軋輥旋轉(zhuǎn)加工把橢圓形毛管轉(zhuǎn)圓。由于頂頭母線和軋輥母線相平行，所以壓縮量很小，該區(qū)主要是起均整作用。Ⅲ區(qū)稱為展軋區(qū)。在穿孔機(jī)上穿孔毛管可以有很大的延伸系數(shù)，到5以上。該區(qū)的作用是穿孔，即由實(shí)心坯變成空心的毛管，該區(qū)從金屬與頂頭相遇開始到頂頭圓錐帶為止，這個(gè)區(qū)的特點(diǎn)主要是壓縮壁厚，由于軋輥表面與頂頭間距離是逐漸減小的，因此毛管壁厚被逐步壓縮。此凹陷保證了頂頭鼻部對(duì)準(zhǔn)坯料中心，從而減小毛管前端的壁厚不均。這個(gè)區(qū)主要作用是為穿孔做準(zhǔn)備，和順利實(shí)現(xiàn)一、二次咬入。變形區(qū)形狀決定著穿孔的變形過(guò)程，改變變形區(qū)形狀將導(dǎo)致穿孔變形過(guò)程的變化。斜軋穿孔毛管的變形區(qū)由軋輥、頂頭和導(dǎo)板構(gòu)成。鋼的加熱時(shí)間直接影響加熱爐的產(chǎn)量和質(zhì)量，加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)造成過(guò)熱、過(guò)燒、脫碳、過(guò)度氧化等加熱缺陷；加熱時(shí)間過(guò)短，則會(huì)使加熱不均勻，導(dǎo)致變形抗力增大、塑性降低、軋機(jī)調(diào)整困難等，將直接影響產(chǎn)品的尺寸精度。影響金屬的加熱時(shí)間的因素有以下幾個(gè)方面:金屬性質(zhì)對(duì)影響金屬加熱時(shí)間的影響，對(duì)于導(dǎo)熱性能差、塑性差的高碳鋼和合金鋼如硅鋼)要求加熱時(shí)間要長(zhǎng)，對(duì)于導(dǎo)熱性能好、塑性好的低碳鋼所需的加熱時(shí)間就短得多；坯料尺寸對(duì)加熱時(shí)間的影響，鋼管的斷面尺寸越大，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，鋼管的斷面相同而長(zhǎng)度不同時(shí)，加熱時(shí)間隨鋼管長(zhǎng)度不同而不同；鋼管的加熱方式不同，所需的加熱時(shí)間也不一樣，坯料間距增大，加熱時(shí)間減少；鋼管熱裝爐能減少加熱時(shí)間；爐子溫度對(duì)加熱時(shí)間的影響，爐子溫度是最主要的影響加熱時(shí)間的因素，由于傳給坯料的熱量與爐子和坯料之間的溫度差關(guān)系密切，此溫度差越大，傳給坯料時(shí)熱量就越多，加熱速度就越快，加熱時(shí)間就越短。金屬的加熱時(shí)間是指金屬在爐內(nèi)加熱至軋制工藝所要求的溫度時(shí)所必需的最少時(shí)間。在加熱末期，需要保溫均熱，以減小坯料內(nèi)外溫差，限制加熱末期的加熱速度，合理的加熱速度控制方案是在比較快的速度加熱后，再降低加熱速度或執(zhí)行均熱，以求得內(nèi)外溫度均勻。加熱速度是指金屬表面的升溫速度(℃/h)或者指將單位厚度的金屬加熱到工藝要求的溫度所需的時(shí)間(min/cm)。鋼管在穿孔、斜軋擴(kuò)管時(shí)，溫度會(huì)有所升高，所以鋼管加熱溫度要適當(dāng)?shù)鸵恍?，否則已加熱到接近過(guò)熱的溫度管坯，在穿孔、斜軋擴(kuò)徑時(shí)就會(huì)造成破裂。最合適的金屬的加熱溫度應(yīng)使金屬獲利塑性和最小的變形抗力。金屬加熱制度的選擇，應(yīng)綜合考慮爐型、爐子生產(chǎn)率、金屬的性質(zhì)、坯料的尺寸與形狀、坯料在爐內(nèi)的步料方式、工藝過(guò)程的要求等。根據(jù)鋼的化學(xué)成分以及有關(guān)性能，對(duì)被加熱的管坯在加熱爐內(nèi)所規(guī)定的一整套加熱工藝參數(shù)的總稱，稱為管坯的加熱制度。分段快速加熱爐的燃料消耗大、維修保養(yǎng)費(fèi)用高、爐子在車間的布置也難以處理，因而并末獲得廣泛應(yīng)用。鋼管工業(yè)生產(chǎn)中來(lái)用過(guò)的管坯加熱爐有:斜底式加熱爐、分段快速加熱爐、環(huán)形車熱爐和步迸梁式加熱爐。上述要求是保證鋼管質(zhì)量和穿孔及斜軋擴(kuò)徑過(guò)程正常所必需的，對(duì)于高合金鋼和三的鋼管用管，這種要求尤為重要，也更為嚴(yán)格。因此，鋼管的加熱溫度主要應(yīng)根據(jù)各種鋼的特性和壓力加工工藝要求，從保證鋼管質(zhì)量和產(chǎn)量出發(fā)進(jìn)行確定。一般為了更好地降低變形抗力和提高塑性，加工溫度應(yīng)盡量高一些好。這就是說(shuō)，一般要將鋼加熱到奧氏體單相固溶體組織的溫度范圍內(nèi)，并使有較高的溫度和足夠的時(shí)間以均勻組織及溶解碳化物，從而得到塑性高、變形抗力低、加工性能好的組織。但其缺點(diǎn)是生產(chǎn)率較低，鋸片損耗大。同時(shí)會(huì)有金屬消耗、氧氣和氣體消耗及造成車間污染等問(wèn)題。同時(shí)火焰切割機(jī)生產(chǎn)靈活，既可切割圓坯也可切割方坯，對(duì)于大多數(shù)鋼號(hào)的管坯都能切割。因此折斷機(jī)一般在舊式機(jī)組上使用，新建機(jī)組一般已不采用了。⑵折斷法 折斷機(jī)生產(chǎn)率較高，但折斷后的管坯斷面極不平整，易造成穿孔時(shí)壁厚不均。⑴剪斷法 剪斷機(jī)的生產(chǎn)率高，剪斷時(shí)無(wú)金屬消耗。穿制高合金管時(shí)，管坯長(zhǎng)度的大小還應(yīng)考慮穿孔頂頭的壽命。 當(dāng)管坯供應(yīng)長(zhǎng)度大于生產(chǎn)計(jì)劃要求的長(zhǎng)度時(shí)，需要將管坯切斷。所提供的管坯應(yīng)該是鋼管軋機(jī)所需之長(zhǎng)度的一倍或者幾倍，公差不得超過(guò)長(zhǎng)度的1%。管坯不允許有片狀的組織，也不得有任何縮孔存在。交貨狀態(tài)管坯交貨到軋管廠時(shí)，不得有任何內(nèi)部或者表面缺陷，否則會(huì)影響無(wú)縫鋼管的質(zhì)量，例如:管坯的表面缺陷，較大的缺陷應(yīng)該用砂輪打磨清除掉，應(yīng)該避免出現(xiàn)尖銳的邊角。端面斜度:176。%(相對(duì)于公稱直徑)。因此，鋼管工作者必須高度重視注管坯的生產(chǎn)工藝，包括與管坯直徑范圍、長(zhǎng)度范圍、內(nèi)在質(zhì)量及管坯最大單重等有關(guān)的技術(shù)要求。無(wú)縫鋼管坯料的質(zhì)量問(wèn)題是極為重要的，它將直接影響到成品管的質(zhì)量。鍛坯常用于一些特殊金鋼以及用軋制方法難以得到或者經(jīng)濟(jì)上不合算的境況。連鑄圓坯具有成材率高、成本低、能耗少、組織性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，它使部分無(wú)縫鋼管擺脫了管坯二次成材的境地(Φl5Omm以下規(guī)格的管坯目前一般還要經(jīng)過(guò)開坯)。斜軋穿孔采用圓坯，推軋穿孔和壓力穿孔常采用方坯。按管坯的橫斷面形狀分類有:圓形、方形、八角形和方波浪形管坯等。管坯費(fèi)用占無(wú)縫鋼管生廣成本的70%左右，因此，為使無(wú)縫鋼管在鋼材市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力，首先要降低管坯的價(jià)格。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由床