【正文】 過程中，芯棒的速度至少要變化15次，芯棒速度的變化將導致金屬流動條件的改變。隨后當金屬逐漸從有關機架中軋出時，芯棒速度再一次進入變化階段。例如，在一臺8機架的連軋管機上，當金屬進入第一機架時，芯棒在摩擦力作用下，以接近第一機架的軋制速度運行；當金屬進入第二機架時，芯棒速度就要改變，以第一和第二機架軋制速度之間的某個速度運行；當進入第三機架時，則芯棒速度已變?yōu)榈谝弧⒌诙偷谌龣C架軋制速度之間的某個速度，依次類推，直至進入第八機架，芯棒速度便經過了8次變化，以1~8機架間的某個速度運行，進入一個相對穩(wěn)定的軋制階段。然而可以預計，隨著技術難關的突破，T91高壓鍋爐管不久將在我國形成大批量生產。但是，由于穿孔頂頭耗損嚴重、毛管內折和三輥軋后荒管外表面裂紋等問題嚴重，至今未能大規(guī)模生產[7]。從性能和經濟性方面考慮，T91鋼是較理想的鍋爐替代材料。由于T91鋼的優(yōu)異性能，特別在高溫下有較高的蠕變和持久強度及許用應力，因而可以減小管子壁厚，降低成本。世界上幾個主要的鋼管商：德國曼內斯曼、日本住友、法國瓦魯?？?、美國萬門格登公司生產的T91鋼管，已在20個國家和地區(qū)數十座電站的上百臺機組的鍋爐過熱器、再熱器上采用。目前國內鍋爐制造企業(yè)所需 T91 鋼管主要由國外供貨，但是供貨期長，且價格昂貴，嚴重制約了我國電力行業(yè)的發(fā)展，影響了我國的經濟發(fā)展速度 因此，迫切需要T91鋼管的國產化 目前國內只有內蒙古北方重工等少數廠家通過鍛造鏜孔的方法制造出了符合標準的 T91，但該方法生產效率不高，成才率低，資源浪費較嚴重，而通過穿孔熱軋方法生產中口徑 T91鋼管在國內還沒有廠家能夠生產 我公司經過前期的精心準備，從煉鋼到軋管到熱處理，一次成功，已評定的各項性能均滿足標準要求表 21 T91 鋼的化學成分(質量分數)成分CSiMnSPCr含量~~~≤≤~成分MoVNbNNiAl含量~~~~≤≤T91鋼在1983年列入ASME和ASTM標準前后幾年，各國基本上處在試用階段。 鉬，不銹鋼中加入鉬，能改善鋼的耐腐蝕性?？傊笆晃濉逼陂g，我們必須充分重視焊接鋼管的發(fā)展，重點開發(fā)與研究大中口徑的專用直縫焊接鋼管品種，加大淘汰落后工藝裝備的力度。隨著石油、天然氣工業(yè)的發(fā)展，對油井管和管線管品質要求越來越高。隨著天然氣管線和城市管網的大規(guī)模敷設，根據國家有關規(guī)劃部門的統(tǒng)計預測，大中口徑的焊接鋼管需求量將大幅度增加。目前無縫鋼管和焊接鋼管的新工藝、新技術的發(fā)展增強了各自的生命力，在很多領域無縫鋼管不能被焊接鋼管或其他管材所取代；同樣焊接鋼管也不能被無縫鋼管或其他管材所取代。兩者在共同的適用范圍內相互競爭，同時在品種上又相互補充。尤其要最大限度地減小鋼中有害元素及雜質對鋼管強度、韌性和耐蝕性的影響。由于對油品質量要求的提高，需要建設的制氫、重整、加氫精制、加氫改制和加氫裂化等臨氫裝置增多，所以，解決鋼管耐氫腐蝕問題尤為重要。因此，進一步提高國產鋼管的幾何尺寸精度也是十分重要的。（2） 鋼管幾何尺寸向高精度方向發(fā)展鋼管幾何尺寸的精確度直接關系到壓力管線焊接質量的高低，關系到鋼管的使用壽命。“十五”期間中國鋼管的發(fā)展情況表明：中國鋼管市場已進入供大于求的新階段。其中，；。鋼管自給率以2003年為轉折點，2003年以后逐漸呈供大于求的局面，即自給率大于百分之百。由于新增能力還在不斷產生，從“十五”初期的生產能力不足已轉為生產能力過剩。對此，應給予高度重視。日本住友金屬工業(yè)公司(Sumitomo Metals)同日本的新日鐵、日本鋼管和川畸形成聯(lián)盟，目前該集團在無縫鋼管生產行業(yè)排名第3，市場份額25%。從而，3家兼并形成了世界上最大的無縫鋼管制造集團———DST 集團，該集團1998 年度的無縫管產量為211萬t。在過去幾年中，由于各國無縫管生產能力提高，因而鋼管市場競爭加劇，并導致全世界的無縫鋼管生產企業(yè)經歷了劇烈的重組和兼并，世界鋼管市場的份額被重新劃分。因其用途僅限于一般民用建筑和低壓流體輸送管道，所以盡管其價格遠低于無縫鋼管，也無法同無縫鋼管爭奪市場。無縫鋼管同焊管在市場上存在著越來越激烈的競爭。國民經濟中需求的特殊用途、高附加值、高技術含量鋼管，短期內還無法完全滿足需求，尚依賴進口。主要技術經濟指標尚需進一步改善，以提高在國內外市場的競爭力。一直以來外供鋼坯企業(yè)，在鋼管產量猛增的形勢下，國內坯料來源大有緩解，但價格仍在高位運行，造成成本增加，給企業(yè)效益增長帶來了難度。因此，鋼管的高精度軋制已成為各鋼管公司提高鋼管質量，拓展產品規(guī)格，滿足用戶需求和立足市場的必要條件。鋼管用戶對熱軋鋼管的質量要求也越來越高，鋼管的表面質量及精度、鋼級實際上已成為影響競爭力的重要指標。鋼管的實物質量如表面缺陷、尺寸精度、鋼質純凈度、組織性能均勻性、穩(wěn)定性等與國外先進水平相比也存在差距。另外，我國的電站使用的高壓鍋爐管大都是T9T9TP304H等鋼種目前國內還不能大量生產，其中Φ159mm以上95%要靠進口。最近，國家決定在4個方面對鋼鐵行業(yè)進行重點投資，其中之一就包括了石油用管和高壓鍋爐管。隨著我國石油工業(yè)的重點轉移，在我國西部的油井開采的難度增加，主要表現在井深增加，井壓加大，對油井管提出了更高的要求，高抗擠壓性、高抗腐蝕性和高的連接強度等。進口管主要是油井管和高壓鍋爐管以及特大特厚管。從軋機的結構看比較先進的有：天津大無縫的Ф250mm限動芯棒連軋機組、Ф168mmPQF及Ф460mmPQF；寶鋼Ф140mm全浮動芯棒連軋機組；衡陽鋼管廠的Ф89mmMINIMPM機組及Ф340mm限動芯棒機組；包鋼Ф180mmMINIMPM機組、鞍鋼Ф140mmMINIMPM機組以及無錫錫鋼的Ф114mm機組、齊鋼的Ф114mm機組、成都無縫的Ф340mm限動芯棒機組等。目前我國已投產及2010年前投產的無縫鋼管機組，共57套。設計主要內容包括產品生產的基礎條件論證，產品的設計要點，軋制表編制及設備的強度和電機能力校核。因此對高技術含量鋼管的研究已經迫在眉睫。機組裝備條件下高壓鍋爐管的開發(fā)畢業(yè)論文1 引言 62 總論 7 我國無縫鋼管生產現狀及與國外的差距 7 T91鋼的介紹 10 全浮動芯棒連軋管機的工藝特點 12 無縫鋼管生產的進展方向 13 本文設計的主要內容及方法思路 13 本文設計的主要內容 13 設計的方法和思路 143 機組設備的主要技術參數 14 環(huán)形加熱爐 14 穿孔機(帶狄舍爾導盤) 14 六機架空心坯減徑機 15 八機架連軋機 16 再加熱爐 16 張力減徑機 16 火焰切割機 17 分段鋸 17 冷床 174 產品的金屬平衡 18 坯料的質量標準和規(guī)格 18 金屬平衡 185 生產工藝流程及工藝制度 20 生產工藝流程圖 20 生產工藝總流程圖 20 熱軋工藝流程圖 20 連軋工藝流程圖 21 生產工藝流程簡述 22 熱區(qū)生產工藝過程 22 精整車間生產工藝 24 工藝制度 24 溫度制度 24 孔型系列及變形制度 25 技術規(guī)程 25 管坯準備 25 管坯加熱 26 管坯穿孔 27 空心坯減徑 29 鋼管連軋 29 再加熱 32 張力減徑 33 冷床 346 軋制表計算 34 軋制表計算的條件(基本參數和極限值) 34 軋件長度 34 張減機減徑系列 35 孔型系統(tǒng)的確定 35 主孔型——連軋管外徑的確定 35 張減孔型的選擇 36 計算步驟 367 孔型與工具設計 41 穿孔工具設計 41 穿孔軋輥設計 41 導盤設計 42 頂頭設計 42 連軋輥孔型設計 44 孔型設計的基本參數及變形量表示法 44 變形分配 44 選擇孔型結構 46 確定孔型結構參數 46 軋輥轉速計算 568 設備強度與電機能力校核 58 軋管機力能參數計算 58 已知的基本參數 58 軋件對軋輥的作用力P 59 軋件對芯棒的軸向力 61 軋制力矩計算 61 軋輥強度校核 61 輥身部分——僅考慮彎曲強度 63 輥頸部分——按彎扭合成 63 軸頭部分的強度校核 64 主電機容量校核 64 軋輥傳動所需要力矩 64 繪制電機負荷圖 65 電機能力校核 66 過載校核 669 軋機生產能力計算 66 典型產品的軋機小時產量 66 軋制節(jié)奏的確定 66 軋機小時產量計算 6910 技術經濟指標 70 能源介質消耗指標 70 工具消耗指標 71結 論 72致　　謝 73參考文獻 74附錄 vb程序代碼 761 引言隨著社會的發(fā)展和不斷進步，鋼管的應用越來越廣泛，在某些高科技術上對鋼管的性能要求也越來越高，如高壓鍋爐等方面，對鋼管的要求極為苛刻。而我國鋼管產量雖然已經上去，但是在高技術鋼管生產中與一些國家有一定差距。本設計是在寶鋼Ф140mm連軋機組的裝備條件下設計一個高壓鍋爐管產品，產品的規(guī)格是Ф54，材料是T91。2 總論 我國無縫鋼管生產現狀及與國外的差距無縫鋼管被廣泛應用于石油、電站、地質、化工、機械、建筑、煤炭、船舶、核能、宇航等各個方面。其中連軋管機組占生產能力的50%左右，%，新狄塞爾軋管機組站13%左右，為我國三大主力機組，連軋管機組遙遙領先。但我國生產的無縫鋼管無論是品種還是規(guī)格，結構性缺陷明顯，長線產品供大于求，短線產品還得進口。2006年1~6月，進口油井管占進口無縫管量的53%，高壓鍋爐管占35%。特殊扣油套管、抗腐蝕油套管、新型油套管是薄弱環(huán)節(jié)。衡鋼目前還不能成系列生產油井管，如鋼級在P110以上的、特殊扣的、非API標準的油井管。機械加工與能源開發(fā)專用管規(guī)格在Φ219~Φ350mmD/S≤16的中口徑的中厚壁鋼管是缺檔產品，大部分也需要進口。我國已加入WTO，全球范圍內的鋼管市場競爭壓力越來越大，無縫鋼管市場競爭日趨激烈。高附加值的鋼材品種，包括油井管、大口徑高壓鍋爐管，將受到較大的沖擊。我國無縫鋼管生產存在的問題主要是全行業(yè)發(fā)展不平衡。小規(guī)格無縫管因其投資少、見效快，一大批民營企業(yè)像雨后春筍般建設起來，他們靠成本低廉、政策靈活之優(yōu)勢與老國企爭奪國內無縫管市場，競爭十分激烈。目前，我國熱軋無縫鋼管（坯材）成材率85%，視其技術裝備水平不同波動較大，技術先進軋機一般為90%92%，技術落后軋機僅為80%左右；熱軋無縫管噸管電耗先進軋機為100150KWh/t，落后軋機為300KWh/t以上；軋機作業(yè)率先進軋機為75%以上，落后軋機為70%以下。如特殊扣套管，還有高鋼級高壓鍋爐管、油井鉆桿等仍需部分進口。過去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，生產工藝又較簡單，因此成本遠低于無縫鋼管。但進入21世紀后，先進的焊管金屬裝備在我國陸續(xù)出現，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，因其質量接近或達到無縫管水平，正向原屬無縫鋼管應用領域進軍，例如低中壓鍋爐用管、J55級石油套管以及X70級以下的油、氣管線管等。阿根廷得興集團(Techint)控制的阿根廷西得爾卡(Siderca) 于1993年收購了墨西哥的競爭對手湯姆薩(Tamsa)，1996年又收購了意大利競爭對手達爾明(Dalmine)。1997年德國曼內斯曼集團與其法國競爭對手瓦魯來克合并了其所屬的無縫鋼管生產企業(yè)，形成年產無縫管能力190萬t的“JV”集團，成為國際無縫鋼管生產行業(yè)的第2大廠家。世界范圍內無縫鋼管生產企業(yè)合作、重組、兼并的趨勢，至今仍未降溫，統(tǒng)一價格、聯(lián)合銷售成為企業(yè)尋求自身發(fā)展的一條途徑?！笆濉逼陂g，／／A。5年來，%，%的幅度高速增長。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會指出：%，%，變化不大。%。無縫鋼管生產的發(fā)展趨勢（1） 鋼管規(guī)格向大直徑方向發(fā)展為提高我國石化產品的國際市場競爭能力，生產裝置的大型化和現代化是石化工業(yè)發(fā)展的主要趨勢和重要特征之一，與這一趨勢相適應的鋼管規(guī)格也趨于大型化，如近幾年所需的鋼管規(guī)格逐步由Φ159mm、Φ168mm過渡到Φ219mm和Φ273mm，同時各種相應的工藝管線也由Φ219mm和Φ273mm向Φ325mm甚至更大直徑發(fā)展。目前國外的熱交換設備使用周期長于國產設備，其主要原因就是鋼管精度普遍較高。（3） 鋼管性能向耐低溫、耐腐蝕方向發(fā)展我國目前已成為原油進口大國，年進口原油達8000萬t 以上，且原油來源廣泛， 其成分復雜，含水、硫化物嚴重，因此，要求所使用鋼管的抗蝕性能越來越高；由于乙烯深冷分離工藝的不斷完善，其低溫溫度由101℃發(fā)展到170℃，由此對鋼管的耐低溫性能提出了更加嚴格的要求。由于上述的這些特殊性能要求，促使石化工業(yè)用管向大直徑、高精度和高純凈度鋼質方向發(fā)展。焊接鋼管與無縫鋼管協(xié)調發(fā)展世界上焊接鋼管與無縫鋼管均以各自的優(yōu)勢占據著各自的市場份額。競爭促進了鋼管質量的提高和成本的降低。在我國兩者應該是協(xié)調發(fā)展，發(fā)揮各自的優(yōu)勢。至2010年各類管線，包括天然氣管線( 含城市管網) 、原油及成品油輸送管線、水煤漿及其他部分管線的管材總需求量約為3 100萬t， %。焊管技術的飛躍發(fā)展已為生產高要求焊接鋼管打下基礎，目前已可生產出壁厚精度、外形尺寸精度更高的薄壁焊接鋼管。 T91鋼的介紹T91 鋼種是美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）和燃燒工程公司共同研究開發(fā)的綜合性能優(yōu)良的動力工程鍋爐用鐵素體耐熱鋼，主要應用于主蒸汽管道 再熱蒸汽管道熱端及其它高溫承壓設備 它是在 9Cr1Mo的基礎上通過添加 V Nb(鈮主要用于合金中如不銹鋼中,少量的鈮可防止晶間腐蝕) N 等元素進行微合金化，從而在晶界及晶內生成了大量形狀復雜的 Nb(C,N) V(C,N), 它在高溫塑性變形過程中比簡單的球形析出物更能有效地阻礙位錯的運動 另外,翼狀析出物增大了捕獲位錯的幾率, 因而較大地提高了持久強度和抗