【正文】 ，按產(chǎn)品的品種規(guī)格和數(shù)量等不同要求而選用不同類型的軋管機(jī)，目前常見的有自動(dòng)軋管機(jī)組，皮爾格軋管機(jī)組，狄塞爾軋管機(jī)組，AccuRoll軋管機(jī)組，頂管機(jī)組，和擠壓機(jī)組等，機(jī)組具體名稱以該機(jī)組產(chǎn)品規(guī)格和軋管機(jī)類型命名。 無(wú)縫鋼管生產(chǎn)新技術(shù) 鋼管的冷斜軋技術(shù)1）金屬的變形狀態(tài)：在熱斜軋過(guò)程中，軋輥被認(rèn)為是鋼性體，軋件為鋼塑性體，因而接觸變形區(qū)內(nèi)的金屬均處于塑性狀態(tài)，由于處于高溫狀態(tài)的金屬難以承受較大的軸向咬入力，所以需要較長(zhǎng)的咬入?yún)^(qū)來(lái)提供足夠的送進(jìn)力，而在冷斜軋過(guò)程中，減徑量和減壁量比熱軋要小的多，金屬的軸向流動(dòng)阻力也比較小，而處于冷軋狀態(tài)下的鋼管可以承受較大的軸向咬入力，在這種情況下，接觸變形區(qū)的咬入段可以為彈性區(qū)，該區(qū)的主要作用是為軋件提供前進(jìn)的動(dòng)力，使軋件能夠順利咬入。3）金屬的橫向流動(dòng)和管尾三角：在冷軋過(guò)程中，由于變形程度比熱軋低，金屬橫向流動(dòng)量小，并且在冷狀態(tài)下鋼管的橫向流動(dòng)抗力大，不會(huì)發(fā)生塑性失穩(wěn)現(xiàn)象，因而管尾三角不產(chǎn)生較大的影響。5）潤(rùn)滑條件的改善：由于現(xiàn)有工藝上的限制，冷軋冷拔工藝難以實(shí)現(xiàn)較理想的潤(rùn)滑，而在斜軋工藝中，軋輥與軋件有較高的相對(duì)速度，容易在接觸表面形成油膜，因而使?jié)櫥瑮l件得到改善的同時(shí)，變形抗力降低，軋件成型質(zhì)量高。總之，鋼管冷斜軋優(yōu)點(diǎn)是明顯地，它可以克服現(xiàn)有的冷軋冷拔工藝不足，從根本上改善冷軋冷拔生產(chǎn)的落后狀態(tài)，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省材料，且冷斜軋機(jī)還可以生產(chǎn)常規(guī)方法不能生產(chǎn)的特種鋼管?，F(xiàn)代冷軋機(jī)可實(shí)現(xiàn)大減徑量和大減壁量，軋制變形量80%以上在冷軋機(jī)上完成。冷軋冷拔聯(lián)合工藝生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)：鋼管質(zhì)量好，冷軋鋼管質(zhì)量較高，鋼管壁厚精度高和表面質(zhì)量較好，冷拔確保了鋼管外徑精度；冷加工周期短，節(jié)省了中間脫脂，熱處理，縮口，矯直等工序，節(jié)省能源，減少了金屬消耗；可采用大規(guī)格荒管生產(chǎn)小直徑的鋼管，簡(jiǎn)化了原料規(guī)格的種類。冷軋冷拔機(jī)正向高速，長(zhǎng)行程，環(huán)孔型，高精度方向發(fā)展。2) 采用環(huán)形孔型，軋制變形區(qū)長(zhǎng)度比短行程軋機(jī)長(zhǎng)70%，軋制變形的均勻性提高，送進(jìn)量增加。4) 采用曲線型芯棒和最佳拋物面孔型，金屬變形合理，模具壽命長(zhǎng)。從國(guó)內(nèi)擁有的連軋管機(jī)組的類型和水平看，我國(guó)連軋管技術(shù)的發(fā)展與世界連軋管技術(shù)的發(fā)展步伐幾乎同步，從小規(guī)格到大規(guī)格，從多機(jī)架到小機(jī)架，從全浮動(dòng)芯棒軋制工藝到半浮動(dòng)芯棒，限動(dòng)芯棒軋制工藝，幾乎覆蓋了國(guó)外所有連軋工藝和設(shè)備機(jī)型。該套機(jī)組配有錐形輥穿孔機(jī)、五機(jī)架連軋管機(jī)、24機(jī)架混合張力傳動(dòng)減徑機(jī)，這些設(shè)備均采用了當(dāng)今最新的軋管技術(shù)?！啊逼陂g，原機(jī)械部將“無(wú)縫鋼管連軋成套設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究”課題列為國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，旨在立足國(guó)內(nèi)開發(fā)研制連軋管機(jī)成套設(shè)備。 我國(guó)周期式冷扎管機(jī)的發(fā)展我國(guó)在周期式冷扎管機(jī)的研究始于20世紀(jì)60年代初，主要吸收消化了XПT類型的冷扎管機(jī)，并先后制定了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。80年代后研制了GHL型冷扎管機(jī)。并于1994年投產(chǎn)了LG60HL型冷扎管機(jī)。該機(jī)型生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本底，特別適合生產(chǎn)不銹鋼。與此同時(shí)新的鋼管生產(chǎn)工藝技術(shù)使無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)向高產(chǎn)量、高質(zhì)量、高精度方向又邁出了一大步，諸如鋼管的冷斜軋技術(shù)冷軋－冷拔聯(lián)合工藝等在冷加工無(wú)縫鋼管中的應(yīng)用，很大程度上改善了冷加工無(wú)縫鋼管的現(xiàn)有工藝技術(shù)。但國(guó)家在“”期間將之列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，也取得了很大的成果。從國(guó)內(nèi)擁有的連軋管機(jī)組的類型和水平看，我國(guó)連軋管技術(shù)的發(fā)展與世界連軋管技術(shù)的發(fā)展步伐幾乎同步，從小規(guī)格到大規(guī)格，從多機(jī)架到小機(jī)架，從全浮動(dòng)芯棒軋制工藝到半浮動(dòng)芯棒，限動(dòng)芯棒軋制工藝，幾乎覆蓋了國(guó)外所有連軋工藝和設(shè)備機(jī)型。這也是本次設(shè)計(jì)的目的所在。產(chǎn)品方案是在深入實(shí)際調(diào)查統(tǒng)計(jì)后提出的方案，是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品方案可以選擇設(shè)備和確定生產(chǎn)工藝。2) 產(chǎn)品平衡考慮全國(guó)各地生產(chǎn)的布局和配套加以平衡。在進(jìn)行產(chǎn)品方案編制時(shí)，以上三點(diǎn)要全面考慮，不可偏廢。如沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，可由生產(chǎn)單位與用戶共同訂立協(xié)議。但是，在設(shè)計(jì)中不可能有那么多時(shí)間對(duì)所有產(chǎn)品進(jìn)行逐一計(jì)算。如何選擇計(jì)算產(chǎn)品：1) 有代表性將所有的各類產(chǎn)品進(jìn)行分類編組。因此，可以從擬生產(chǎn)的所有碳素鋼和合金鋼中選出十幾種有代表性的產(chǎn)品。2) 通過(guò)所有工序指所選的所有計(jì)算產(chǎn)品要通過(guò)各工序，但不是說(shuō)每一種計(jì)算產(chǎn)品都要通過(guò)各工序，而是對(duì)所有計(jì)算產(chǎn)品綜合來(lái)說(shuō)的。在這里特別指出所選典型產(chǎn)品的產(chǎn)量之和為總產(chǎn)量。4) 計(jì)算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量。所得結(jié)果應(yīng)該與按所有產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)所得結(jié)果相一致或相接近。根據(jù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)以及設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)本人在市場(chǎng)上的細(xì)心調(diào)驗(yàn)，綜合考慮市場(chǎng)需求和我國(guó)的實(shí)際情況，現(xiàn)將所確定的產(chǎn)品方案和計(jì)算產(chǎn)品列表如下。由于產(chǎn)品的使用條件不同，用戶對(duì)對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)條件要求也就不同。因此作為設(shè)計(jì)工作，應(yīng)該考慮相應(yīng)產(chǎn)品的技術(shù)要求及交貨要求的有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2）性能標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定產(chǎn)品的化學(xué)成分、物理機(jī)械性能、熱處理性能、化學(xué)性能、工藝性能及其他特殊用途要求等。4) 交貨標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定交貨、驗(yàn)收時(shí)的包裝、標(biāo)志方法及部位等。本人經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析德國(guó)美國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，參照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定了本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。 生產(chǎn)方案的選擇所謂生產(chǎn)方案是指為完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中所規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)而采取的生產(chǎn)方法。 生產(chǎn)方案選擇的依據(jù)生產(chǎn)方案的選擇與設(shè)備的選擇密切相關(guān)，二者應(yīng)同時(shí)加以考慮，確定生產(chǎn)方案是主要考慮以下幾點(diǎn)：1) 金屬及合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質(zhì)量要求品種及規(guī)格不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么設(shè)計(jì)的車間就有很大的差別，例如熱軋無(wú)縫鋼管車間和冷軋無(wú)縫鋼管車間就有根本的差別。2) 年產(chǎn)量的大小產(chǎn)量不僅決定工藝過(guò)程的特點(diǎn)，同時(shí)也對(duì)設(shè)備選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。主要考慮經(jīng)濟(jì)效果，采用那種方案合理，適合建廠原則，在設(shè)計(jì)時(shí)可以比照一個(gè)現(xiàn)有企業(yè)，特別是比較成熟的技術(shù)工藝。1）熱軋熱軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)過(guò)程是將實(shí)心管坯（或鋼錠）穿孔并軋成具有要求形狀、尺寸、性能的鋼管，熱軋無(wú)縫管的生產(chǎn)方法是以機(jī)組類型來(lái)分類的。可以得到比軋制法制管更薄，質(zhì)量更好的管材，也可以生產(chǎn)異型管。成型與焊接是他的基本工序。綜合考慮各種因素以及本次設(shè)計(jì)的任務(wù)和技術(shù)要求，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中各種生產(chǎn)方案的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)效益，本設(shè)計(jì)采用冷軋和冷拔聯(lián)合加工的生產(chǎn)方案。確定車間生產(chǎn)工藝流程是設(shè)計(jì)工作的重要組成部分，它直接關(guān)系到這個(gè)設(shè)計(jì)能否滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)有以下幾點(diǎn)：1） 根據(jù)生產(chǎn)方案的要求由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格及質(zhì)量不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，那么主要工序就有很大區(qū)別。2） 根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求為了滿足產(chǎn)品的技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給以保證。3） 根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求由于車間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過(guò)程復(fù)雜程度也不同。因此，設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)率的要求是設(shè)計(jì)工藝過(guò)程的出發(fā)點(diǎn)。與其它坯料相比它有如下優(yōu)點(diǎn)：1) 可以大量生產(chǎn)；2) 管坯形狀和尺寸較為精確；3) 表面比較光潔，內(nèi)部組織與性能也較為均勻。檢查合格后，由于坯料缺陷需要對(duì)其進(jìn)行修磨處理。局部的缺陷用火焰清理器或風(fēng)鏟進(jìn)行清理，風(fēng)鏟清理的勞動(dòng)強(qiáng)度大，因此用其他有效方法代替，應(yīng)用廣泛的是火焰清理器，清理的時(shí)候，它可以在管坯表面燒去寬8～50mm的一條，～，局部清理可以減少金屬消耗，但不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化操作，所以當(dāng)表面缺陷較多時(shí)要用全面清理的方法，火焰清理機(jī)和剝皮車床應(yīng)用較為廣泛。當(dāng)管坯存在較深缺陷時(shí)，就要報(bào)廢。不過(guò)，此時(shí)應(yīng)留下的部分足以生產(chǎn)出尺寸合乎要求的成品管。 切斷管坯清理完畢以后要切斷成軋制成品鋼管所要求的長(zhǎng)度。按照軋制最長(zhǎng)鋼管的要求將管坯切斷成不定尺的長(zhǎng)度，有時(shí)是不可能做到的。無(wú)料頭切斷的條件由下列關(guān)系來(lái)決定：LmT≥n3L3min n3＝L3min/（L3max－L3min） （3－2）式中LmT——切斷前管坯長(zhǎng)度，m； n3——切斷的根數(shù)。因?yàn)楣芘鏖L(zhǎng)度的減小意味著機(jī)組產(chǎn)量的降低。管坯的切斷方法主要有：冷鋸鋸斷、摩擦鋸鋸斷、剪斷機(jī)剪斷、折斷機(jī)折斷以及火焰切斷等，各種切斷方法所適用的范圍和條件不同，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)也要考慮設(shè)備的費(fèi)用和能源條件。各種鋼號(hào)的管坯均可采用冷鋸鋸切，但冷鋸的生產(chǎn)率較低，鋸片消耗較大，金屬損失要比剪斷和折斷多，所以一般適用產(chǎn)量較低的機(jī)組。在切高合金鋼時(shí)容易切裂，所以一般適用產(chǎn)量高，產(chǎn)品以低合金和碳鋼為主的小型機(jī)組上，管坯直徑在120mm以下。但是，折斷后的端面坑坑洼洼，不整齊，軋管時(shí)鋼管端部容易裂開?；鹧媲懈畹墓芘骶哂衅烬R的端面，設(shè)備費(fèi)用低，不論管坯直徑大小，切口都是6～7mm，火焰切割適用于高產(chǎn)量軋機(jī)和大直徑管坯。本管坯切斷采用冷鋸鋸切，便于定心。 按照鋼管材質(zhì)和幾何尺寸的不同，可以采用不同的酸洗方法：酸洗、堿洗及堿—酸復(fù)合洗。這樣可以洗去鋼管表面上的污物并將鋼管加熱，從而減少對(duì)酸洗溶液溫度的影響，提高酸洗質(zhì)量。對(duì)于同一鐘鋼種在一定濃度的酸液中的酸洗時(shí)間，主要取決于溶液的循環(huán)程度。通常，隨著溶液濃度的不斷降低，需要逐漸提高溶液的溫度，就是為了保持所要求的酸洗質(zhì)量。特別是成捆的管坯，如果靜止在溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，不僅僅處理時(shí)間長(zhǎng)而且不均勻，降低了處理的質(zhì)量。同時(shí)，管捆中不同位置的鋼管加熱溫度也不一致。 磷化、烘干、皂化經(jīng)水洗后的管坯在冷拔冷軋以前，鋼管表面要涂以工藝潤(rùn)滑層，以便減小摩擦、保證鋼管表面質(zhì)量，也可以防止鋼管生銹。對(duì)于低碳鋼可選擇鍍銅。～10%H2SO4，5～30g/LCuSO4在溶液溫度為30～50℃時(shí)，鍍銅時(shí)間為1～5分鐘。鋼管在鍍銅、磷酸鹽處理或草酸鹽處理后，進(jìn)行烘干處理后還要涂以工藝潤(rùn)滑劑，這可以在冷軋機(jī)上進(jìn)行，也可以在槽子里成捆鋼管進(jìn)行涂敷。 冷軋 從工藝設(shè)計(jì)角度看，確定軋制工藝參數(shù)主要在與正確制定變形規(guī)程、速度規(guī)程和溫度規(guī)程。變形量越大，從坯料到成品的變形過(guò)程越快，軋制總的延續(xù)時(shí)間越短，軋機(jī)產(chǎn)量越高。但變形量不宜過(guò)大，否則對(duì)產(chǎn)品，軋輥都有不良影響。軋制速度高，軋機(jī)產(chǎn)量增大。3) 溫度規(guī)程：溫度規(guī)程規(guī)定了軋制時(shí)的溫度區(qū)間，即主要決定軋制時(shí)軋件的開軋溫度和終軋溫度。冷軋的主要優(yōu)點(diǎn)是：幾乎沒(méi)有金屬損耗；當(dāng)使用錐形芯棒（周期式冷軋）時(shí)可以得到很大的管壁壓下量（到75—85%）和減徑量（到65%），從而可以縮短生產(chǎn)周期；由于壓下量大，所以管壁的壁厚不均和公差可以顯著減?。挥蒙贁?shù)幾種壁厚的管坯就可以得到很多規(guī)格的成品管；可生產(chǎn)外表面質(zhì)量好的鋼管，鋼管表面不會(huì)產(chǎn)生冷拔時(shí)所出現(xiàn)的縱向裂紋。冷拔管在拔制前需要將管料前端加熱并鍛打至小于拔模?？椎闹睆剑员惆喂軙r(shí)打頭部分先伸過(guò)?？?，讓小車鉗口夾緊管頭以實(shí)現(xiàn)拔制。打頭的長(zhǎng)度一般為100－250mm。拉拔的優(yōu)缺點(diǎn)：1) 拔制制品的尺寸精確，表面光潔；2) 拉拔生產(chǎn)的工具與設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，在一臺(tái)設(shè)備上可以生產(chǎn)多種品種與規(guī)格的制品；3) 拉拔道次變形量和兩次退火間的總變形量受到拉拔應(yīng)力的限制；4) 最適合于連續(xù)高速生產(chǎn)斷面非常小的長(zhǎng)制品。 中間熱處理、成品熱處理在鋼管生產(chǎn)中廣泛使用熱處理來(lái)提高鋼管的塑性和機(jī)械性能，消除冷加工時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。爐內(nèi)的氛圍是可以控制的，合金鋼用真空熱處理，以防止氧化損耗。 矯直在冷軋冷拔后鋼管有一定的彎曲度，需進(jìn)行矯直。多滾矯直機(jī)矯直速度快、效率高、效果好。在鋼管以倍尺長(zhǎng)度矯直或者鋼管要求定尺交貨的情況下，需要將鋼管切斷，否則就只要切頭。對(duì)于冷軋管來(lái)說(shuō)可以用摩擦鋸或砂輪鋸鋸斷。對(duì)于冷軋管一般用超聲波、渦流、磁力等探傷方法進(jìn)行產(chǎn)品檢查，其主要特點(diǎn)和適用范圍見表3－1。2) 無(wú)損探傷的準(zhǔn)確性高。4) 人們可以根據(jù)探傷后得知鋼材缺陷情況，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，使鋼質(zhì) 表面涂層為了保護(hù)用于鍋爐等工業(yè)部門所用的鋼管不受腐蝕，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)為了減小流體的壓力損失需要在鋼管表面涂敷各種涂層。4設(shè)備選擇及分析論證設(shè)備選擇的主要內(nèi)容是確定出車間設(shè)備的種類、形式、結(jié)構(gòu)、規(guī)格、數(shù)量及能力。對(duì)于輔助設(shè)備，一般不進(jìn)行驗(yàn)算，可在主設(shè)備確定后，再確定與之配套的輔助設(shè)備。(2) 要滿足產(chǎn)品方案及工藝流程的要求每種產(chǎn)品方案都要求有與之相適應(yīng)的設(shè)備。生產(chǎn)工藝流程中的每一個(gè)工序必選該工藝要求選擇設(shè)備。(1) 要注意設(shè)備的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)上的合理性在可能的條件下，盡可能選用機(jī)械化，自動(dòng)化程度高的設(shè)備，以利于提高生產(chǎn)效率和設(shè)備利用系數(shù)。(2) 要考慮設(shè)備之間的合理配置與平衡設(shè)備選擇時(shí)要注意主設(shè)備之間以及主設(shè)備與輔助設(shè)備之間的合理配置與平衡。二輥式周期冷軋管機(jī)可以用來(lái)生產(chǎn)圓管和異形管，坯料由擠壓或其他方法提供，冷軋后的管材再經(jīng)拉拔，可以生產(chǎn)較高質(zhì)量的小型管材。而且正向多線，高速和自動(dòng)化方向發(fā)展。所選用的二輥式周期冷軋管機(jī)機(jī)型如表41所示，鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)機(jī)型如表42所示。周期式冷軋管機(jī)有著其他冷軋管機(jī)無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)：1) 由于冷軋變形區(qū)的金屬受力狀態(tài)為三向壓應(yīng)力狀態(tài)，這對(duì)金屬塑性變形有利，所以可以實(shí)施大變形量軋制，其延伸系數(shù)可達(dá)4~7，斷面壓縮率可達(dá)75%~85%。3) 管子壁厚偏差減小，其減小程度取決于管坯的原始壁厚偏差值。5) 由于采用精加工的軋輥和芯棒，因而所軋得的管子內(nèi)外表面質(zhì)量好，尺寸精度高。7) 冷軋過(guò)程中沒(méi)有金屬損耗，因而成材率有所提高。9) 由于采用計(jì)算機(jī)控制，操作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，由此減少了操作人員和勞動(dòng)強(qiáng)度。由于多輥式要比二輥式的費(fèi)用大，投資高。在冷拔機(jī)的選取上本設(shè)計(jì)參照國(guó)內(nèi)外有關(guān)廠家的經(jīng)驗(yàn)，并考慮到設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用成熟情況，選取了鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)。而且，鏈?zhǔn)嚼浒螜C(jī)正在向多線、高速、全自動(dòng)的方向發(fā)展。 輔助設(shè)備的選擇根據(jù)輔助設(shè)備在壓力加工車間中的不同作用和用途，可分為：加熱設(shè)備、切斷設(shè)備、矯直設(shè)備、冷卻設(shè)備、酸洗銑面設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備、機(jī)修等其它設(shè)備。一般來(lái)說(shuō)，選擇輔助設(shè)備應(yīng)遵循以下原則：1）必須滿足生產(chǎn)工藝流程的要求；2) 必須保證有較高的生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮主要設(shè)備的生產(chǎn)能力。 加熱及熱處理設(shè)備的選擇加熱及熱處理設(shè)備按工藝用途可分為三種爐子：鑄錠的加熱及均熱爐、半成品和成品退火爐和成品熱處理爐。來(lái)料管坯由于存在殘余應(yīng)力故需對(duì)來(lái)料進(jìn)行熱處理，因此只需選擇熱處