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機械-均整機止推機構設計-文庫吧資料

2024-12-15 08:48本頁面
  

【正文】 業(yè)論文) 20 管坯表面上的缺陷是指表面上和靠近表面的缺陷,如果 缺陷不超過 ,這種缺陷是沒有危險的,因為通過管坯加熱可以將缺陷燒掉(形成氧化鐵皮)。 由于連鑄坯具有致密單一的均勻組織,因此在很小的壓縮比條件下就可獲得滿意的組織和力學性能。把管坯剝皮~ 3mm,能顯著地提高鋼管質量。軋成鋼管后表面上的缺陷有裂紋、折疊等。 工廠生產(chǎn)和科學實驗都證明,連鑄坯的內部質量是較好的。采用連鑄坯可以改善成品鋼管的質量,是因為連鑄坯有單一的(沿坯料長度和斷面)致密的低倍組織,沒有明顯的縮孔痕跡。有的資料指出,采用軋坯時鑄造組織的缺陷往往保持在管坯中,而軋成鋼管時常易暴露在鋼管的表面上,根 據(jù)統(tǒng)計鋼管上出現(xiàn)的外折缺陷, 70~ 80%是這種原因造成的。通過冷拔,管子質量也是良好的。 通過軋管發(fā)現(xiàn)有較多的外折,缺陷形式按螺旋線頒,說明主要是管坯表面存在著裂紋和折疊造成的。一般認為外表面缺陷是非金屬夾雜物聚集,主要是由于冶煉因素造成的。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書(畢業(yè)論文) 19 工廠生產(chǎn)實踐證明,定吹(或底吹)氧轉爐鋼在工藝性能和機械性能方面同平爐鋼沒有區(qū)別,在很多情況下有時甚至超過了平爐鋼,然而氧氣轉爐鋼卻要比平爐鋼便宜得多。近年來,離心澆注的空心坯的使用有了發(fā)展。一般不大于Φ 300mm 的圓管坯多為鍛坯。用鋼錠和連鑄坯的成本比較低。這是因為坯料質量不好,很難生產(chǎn)出高質量的鋼管;原料尺寸選擇不當,往往會限制機組生產(chǎn)能力的發(fā)揮。 無縫鋼管的生產(chǎn)流程主要包括坯料的選擇、坯料的加熱、管坯穿孔、無縫鋼管的軋制、精整等。均整機上的軋管平均壓力:碳鋼為 20~ 40Mpa;合金鋼為30~ 50Mpa。軋制Φ 255~ 280 毫米大呂徑碳鋼管時軋制壓力 14~ 21噸:介紹軋制Φ 89~ 168 毫米內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書(畢業(yè)論文) 18 鋼管時,軋制壓力 ~ 噸。當然還有其它原因,如工具形 狀,軋機調整,工具磨損以及頂桿跳動等。 均整機的減壁量往往受到管子內表面出現(xiàn)的螺紋缺陷的限制,內螺紋是管子每半轉變形成所留下的痕跡。深度比較大的內直道則不易消除。 圖 均整過程中的壁厚變化及內直道消除 由圖看出,減壁量和擴徑量都是在變形區(qū)中途達到最大值,之 后壁厚有些回復,對消除內直道不再起作用。這是因為受減壁量的限制。均整機的另一作用是,可以部分地消除自動軋管機的荒管內表面上的內直道缺陷。 2-頂頭; 3-壁厚變化; 4-外徑變化 ( d0平均外徑 ,d1軋輥方向外徑 ,d2導板方向外徑) 二、均整的鋼管管質量 均整機可以部分地消除來料荒管的壁厚不均,根據(jù)資料介紹,由于加熱不均在穿孔機上形成的 10~ 15%的偏心性壁厚不均,加上在自動軋管機上形成的 20~40%對稱性不均的荒管,通過在頂頭 肩部均整后,管子的壁厚不均減小到 10%以下,但出頂頭肩部后壁厚有些回復,從而壁厚不均值又有些增加。均整機的變形過程可以從實際測定的管子在變形徑的尺寸得到證明,見圖 由圖可看出,荒管被軋輥咬入后,首先在直徑上受到壓縮 (減徑 ),圓形斷面荒管變成橢圓形,到與頂頭相遇后開始減徑,同時管子斷面橢圓度也迅速增加,到兩個軋輥軸線相交的地方 (圖中 00部面 )以后管壁不再受到壓縮,到展軋區(qū)管壁又稍微增厚,橢圓度減到出口區(qū)管子就被轉圓了。此區(qū)中變形很小,主要起精整作用,對改善內外表面質內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書(畢業(yè)論文) 16 量有一定的作用。隨著金屬進入變形區(qū),管壁受到壓縮(在圓弧部分上)。 B為:壁厚壓下區(qū)。 一、 均整機的變形理論 鋼管經(jīng)過均整后,在幾何尺寸方面直徑有些增加,管壁微量減少,管長度一般有些縮短。其機組工藝分布圖如圖 : 圖 φ 400無縫鋼管機組工藝布置圖 其主體設備有: ( 1) 1500 噸管坯折斷水壓機;( 2) 2環(huán)形爐;( 3) 2穿孔機組;( 4)再加熱爐;( 5)軋管機組;( 6)均整機組;( 7)二輥定徑機架;( 8)步進式加熱爐;( 9)冷床;( 10)三輥定徑;( 11)矯直機;( 12)切管機;( 13)水壓機;( 14)步進式加熱爐;( 15)三輥定徑機;( 16) 1 ~ 15 冷床;( 17) 1 、 12 六軋輥矯機 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書(畢業(yè)論文) 15 均整機的變形過程和延伸機的 變形過程有這本質的區(qū)別這是因為兩者作用各不同。轉鼓外端 安裝了側壓進裝置也液壓拉緊裝置,實現(xiàn)對工作輥徑向移動和液壓平衡。 φ 400 軋管機組有兩臺曼式穿孔機,每臺穿孔機設備總重 噸,電機總重 噸。采用西門子 PLC實現(xiàn)了區(qū)域自動化控制并實現(xiàn)了工藝參數(shù)自動化調整。 2021 年成功進行了穿孔機區(qū) 域后臺Ⅰ \Ⅱ段及主機架部分設備的改造和 5冷床進行了拆舊新建及均整機大蓋子鎖緊與軋機工作輥換輥小車的改造。同時利用中移完成了兩臺環(huán)形電路控制系統(tǒng)的改造工作,實現(xiàn)了裝出料小車創(chuàng)動系統(tǒng)的全數(shù)字化控制以及輔助設備的無觸電控制,使環(huán)形爐設備的可靠性得到很大的提高。 1997年進行了穿孔機、液壓站和軋管機接觸,接軸定位的改造。 1996年進行了φ 400 機組離線部分設備的改造,包括步進式再加熱爐、高壓水除磷裝置,三棍定徑機組, 4冷床,輸送輥道等設備安裝了光管水壓試驗機,型號為: GZ1143。 進入 90年代以來,無縫廠逐步對工藝、設備進行改造。 400無縫軋管設備簡介 包鋼無縫廠于 1971 年投產(chǎn),主體設備由列寧格勒設計院設計,烏拉爾重型機床制造。以上所述的節(jié)能方向均指狹義節(jié)能,而降低其他消耗,如軋輥及工具消耗、潤滑油消耗、耐火材料消耗、備品備件消耗以及運輸?shù)饶茉吹南臑閺V義節(jié)能 。充分利用燃氣和軋件的余熱。 6. 提高成才率。 4. 廣泛采用節(jié)能新工藝和技術,如滾模拔制、降低開軋溫度等。小型熱軋鋼管機組應軋制長度大的鋼管和多軋小口徑管,充分利用軋件的潛熱。 2. 改造能耗大的設備,重點在于改造加熱管坯的斜底爐、水冷輥的退火爐以及冷拔打頭爐等,大幅度降低燃耗;改造陳舊的冷拔機節(jié)約電耗。生產(chǎn)管坯的加熱次數(shù)和軋制次數(shù)愈少 ,則全工序能耗愈低,因而為了減少全工序能耗應大力發(fā)展連鑄坯(特別是連鑄圓坯) ,淘汰多次加熱和多次開坯的落后工 藝。 考核無縫鋼管車間(廠)能耗指標有二,即工序單耗(某一車間生產(chǎn)一頓材所耗的能源) 和全工序單耗 (由錠和連鑄坯為起點到最終生產(chǎn)每噸軋材所耗的能源)。 無縫鋼管機組在生產(chǎn)中進一步降低金屬消耗的措施有如下幾點: 1) 提高產(chǎn)品尺寸精度,特別是應減小管壁的厚度不均 ,以減少切頭尾的長內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書(畢業(yè)論文) 10 度; 2) 提高技術水平和改善設備水平,減少中間軋廢 3) 改善加熱設備和工藝,降低燒損,如用環(huán)形爐、步進爐代替管坯斜底加熱爐和荒管室狀再加熱爐等,適當降低開閘溫度以及采取少氧化和勿氧化熱處理工藝等; 4) 加強管理,減少金 屬浪費。一類是有形的 ,如中間軋廢、成品廢品、切頭尾、切除有缺陷的管段、中間或成品取樣檢查以及冷定心和剪切料頭等金屬損失。同時,應提高輔助設備的負荷率,按下式計算:奏時間薄弱環(huán)節(jié)(軋機)的節(jié) 某設備的工作節(jié)奏時間?iA% 3) 增加管坯單重(包括增加直徑或長度),軋制長度 ; 4) 降低金屬消耗,提高成材率; 5) 實現(xiàn)自動化(如微型計算機控制),減少定員, 提高勞動生產(chǎn)率。日歷作業(yè)率一般應達到 80%以上,軋機有效率作業(yè)率應達到 85%以上。 無縫鋼管機組的增產(chǎn)措施。它隨著產(chǎn)品的變更而變化,又隨著時間的推移而變化。造成這種情況的原因,一時原設計不合理;二是隨著設備潛力的不斷挖掘,軋機產(chǎn)量大幅度地增長,一些輔助設備變成了薄弱環(huán)節(jié),限制了生產(chǎn)力的進一步發(fā)揮,這種情況的常見的。薄弱環(huán)節(jié)的時間決定著整個機組的節(jié)奏,也就是在很大程度上決定著整個機組的生產(chǎn)率。這些環(huán)節(jié)都在一個連續(xù)生產(chǎn)線上。如果整個工藝過程分為許多個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都表現(xiàn)為一套的工作,這些操作可能和其他環(huán)節(jié)的操作平行地進行。再簡單的操作過程當中,后一個周期需在前一個周期結束后方才開始,而在復雜的好、過程中往往是后一個周期開始于前個周期結束之前,他們是在周期重疊情況內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書(畢業(yè)論文) 9 下進行的。 一、 無縫鋼管機組的產(chǎn)量分析 生產(chǎn)無縫鋼管的過程由一系列的工序組成,而且每個工序的設備運轉(如軋機等)都有一系列的 操作。 但進入 21世紀后,先進的焊管技術裝備在中國陸續(xù)出現(xiàn),由于焊接工藝技術的提高,焊縫質量發(fā)生了質的改善,一些中小規(guī)格焊管,因其質量接近和達到無縫管的水平,所以正在向原屬無縫鋼管應用領域進軍,例如低中壓鍋爐用管、低鋼級 J55 級石油套管以及 X70 級以下的油、氣管線管等。 以前人們普遍認為焊接鋼管在質量上、安全性上不如無縫鋼管,加上其材質一般為普鋼 Q235,生產(chǎn)工藝又較簡單,因此成本遠低于無縫鋼管。 如特殊扣套管、高鋼級 X70 以上鋼管(焊管),因受原料(板坯)的制約,大部分依賴進口;還有高鋼級高壓鍋爐管、油井鉆桿等仍部分進口??傊鲜鲋笜送瑖H先進水平比仍 存有差距,亟待改善。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書(畢業(yè)論文) 8 ② 小規(guī)格無縫管和焊管因其投資少、見效快,一大批私企、民企像雨后春筍般重 復建設起來,他們靠成本低廉、政策靈活之優(yōu)勢與老國企爭奪管坯市場和鋼管市場,競爭十分激烈。如工程需大口徑( φ1016mm ) X70級埋弧焊管 180 萬噸,其中 100萬噸為螺旋雙面埋弧焊管,全部為國產(chǎn)管; 80萬噸直縫雙面埋弧焊管中, 1/ 3為國產(chǎn) JCOE 鋼管;廣州番禹珠江鋼管公司的 UOE 管在 2021 年海南島沿海管線國際招標中戰(zhàn)勝西方著名焊管廠商一舉中標,其產(chǎn) 品為 φ101614mm 、鋼級 X70;錦西鋼管廠 ERW508機組為北京國家大劇院生產(chǎn)出建筑用 φ508 鋼管柱,等等;一些焊管企業(yè)用焊管代替 J55 無縫套管、無縫低中壓鍋爐管、精密異型鋼管、方矩形管以及開發(fā)出鋼塑復合管代替鍍鋅管等,并大量出口。 由于技術裝備發(fā)生了質的變化,具有先進技術水平的 “ 短流程 ” 生產(chǎn)工藝:煉鋼(精煉) 連鑄管坯 連軋管在無縫管企業(yè)大量涌現(xiàn),其產(chǎn)品質量普遍接近或達到國際先進水平,產(chǎn)品市場覆蓋了石油、化工、鍋爐、煤炭、汽車、船舶、電站 以及軍工、航空、航天、核能、鋼結構等行業(yè)和領域,同時還部分出口;還有一批具有高附加值、高技術含量的產(chǎn)品,如特殊扣套管、高鋼級鍋爐管、鉆桿等產(chǎn)品正在開發(fā)或在批量試生產(chǎn)中,不久將替代進口產(chǎn)品。目前實際產(chǎn)能遠低于設計產(chǎn)能,即大都未能達產(chǎn),這預示著其潛能是巨大的。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書(畢業(yè)論文) 7 先進的無縫鋼管連軋機組,無論是機型和數(shù)量均已成為世界之最,其實際產(chǎn)能已突破 300 萬噸,占總產(chǎn)能的 50%左右,是我國經(jīng)濟建設及鋼管出口的主力軍。 改革開放以來,尤其是進入 21世紀以來,一大批具有國際先進水平和接近國際先進水平的鋼管生產(chǎn)技術裝備,在鋼管行業(yè)的生產(chǎn)中起到了主導作用。成品鋼材進口量趨于逐年增長勢頭,并且增幅越來越大,而鋼管進口量在 2021 年突增后,到 2021 年又大幅下降;成品鋼材出口量總趨勢是增長的,鋼管出口量也基本是逐年增長, 2021 年增幅最大,并出現(xiàn)鋼管進出口量基本持平,無縫管出口量大于進口量現(xiàn)象,即成為凈出口鋼材品種。產(chǎn)量居世界第 ― 位,成為名副其實的鋼管大國 。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國現(xiàn)有的冷軋管機近千臺,其中國產(chǎn)二輥 300 余臺 ,多輥 600 余臺,引進 40 余臺;冷拔管機估計有千余條鏈以上,也可以說種類、規(guī)格齊全。生產(chǎn)成本低、壁厚精度高,但中間工序修磨量較大,這是由于前道工序采用穿孔機,致使管坯的表面缺陷量擴展,造成穿孔后的鋼管需大量修磨,由于中國人工費較低,這一加工方式在中國是比較普遍的,不僅民營企業(yè),國有企業(yè) (包括大型企業(yè) )也多采用這種加工方式。 不銹鋼無縫管 2021 年產(chǎn)量近 20 萬 t,用于石油、化工、能源占 28%以上;水電占 13%;飲食、衛(wèi)生占 16%;機械加工占 11%;交通、運輸占 7%;其他為建筑、醫(yī)療、環(huán)保等。另外,CNG 站用、拖車用儲氣瓶管和蓄能器管 (大口徑,中等壁厚 ),將有明顯發(fā)展。2021 年氣瓶管、蓄能器管的產(chǎn)量超過了 10 萬 t,占無縫鋼管產(chǎn)量的 l%;氣瓶管的發(fā)展走過了艱難的路程,成材率從 80 年代初期的不足 50%,提高到目前的80%以上。在這方面,攀鋼集團成都鋼鐵有限責任公司已著手工藝改造。 2021年無縫管線管產(chǎn)量約 40 萬 t,鋼級包括 X42— 70,品種有陸上管線管和海底管線管。目前核電用管幾乎 99%依賴進口,這主要是采購批量較小、大企業(yè)不愿意生產(chǎn);準入門檻較高,中小企業(yè)的裝備現(xiàn)狀和質量保證體系難以通過認證,這兩個條件的制約使核電用管的研 究相對滯后,實際上核電用管中相當一些產(chǎn)品國內 是可以滿足的。目前 0219 以下的規(guī)格國內基本可滿足; 0219 以上的規(guī)格國內僅能供少部分,尤其是大口徑厚壁的規(guī)格 90%都需要進口。 雖然中國無縫鋼管行業(yè)在油井管方面取得了一定成績,但在一些高端產(chǎn)品開發(fā)方面尚沒有過關,如 13Cr、超級 13Cr 鋼的夾雜物及 S、 P 含量的控制 (s 高壓鍋爐管 。品種上近年來國內不少企業(yè)不僅生產(chǎn)出了按 APl 標準要求的 K、 N
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