【正文】 西安重型機械研究所該所于1961年開始研制冷扎管機，重點在多輥式的LG型冷扎管機。3）寧波永得利機械設(shè)備制造有限公司該公司從1997年開始生產(chǎn)LG60H型雙線長行程冷扎管機，1998年生產(chǎn)出第一臺樣機。 總結(jié)隨著鋼鐵研究的不斷深入和計算機軟件技術(shù)在管材生產(chǎn)方面的不斷應用，各類新型軋機、拔機層出不窮。雖然我國在無縫鋼管生產(chǎn)上，設(shè)備和技術(shù)都相對落后。國內(nèi)的一些廠家擁有一批相對先進的生產(chǎn)設(shè)備。但技術(shù)就相對比較落后，不能生產(chǎn)高精度，高質(zhì)量的無縫鋼管，因此，就目前我國無縫鋼管生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，我國無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備性能都有待于進一步改進和提高。 2 生產(chǎn)方案選擇 產(chǎn)品方案的編制 什么是產(chǎn)品方案產(chǎn)品方案是指所設(shè)計的工廠或車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)及年計劃產(chǎn)量。 編制產(chǎn)品方案的原則1) 國民經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的要求根據(jù)國民經(jīng)濟各部門對產(chǎn)品數(shù)量，質(zhì)量和品種等各方面的需求情況，既考慮當前的急需，又要考慮將來發(fā)展的需要，因此，在設(shè)計之前必須對所要生產(chǎn)的產(chǎn)品進行市場調(diào)研。3) 建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等的可能性。對于各類產(chǎn)品方案的分類、編組、牌號、化學成份、品種、規(guī)格尺寸及公差、交貨狀態(tài)、生產(chǎn)技術(shù)條件、機械性能要求、驗收規(guī)程、試驗及包裝方法等，均按標準規(guī)定。 計算產(chǎn)品的選擇車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及狀態(tài)組織合起來可能有數(shù)十種、數(shù)百種以上。為了減少設(shè)計工作量，加快進度，同時又不影響整個設(shè)計質(zhì)量，可以將各類產(chǎn)品進行分類編組，從中選擇典型產(chǎn)品作為計算產(chǎn)品。從每組中找出一至幾種產(chǎn)量較大，產(chǎn)品品種、規(guī)格狀態(tài)、工藝特點等有代表性。這些計算產(chǎn)品從全車間總體來說，在品種、規(guī)格、狀態(tài)、產(chǎn)量和工藝特點等方面都有代表性。若從擬生產(chǎn)的所有產(chǎn)品中應有某工序，而計算產(chǎn)品不通過此工序，在這種情況下，就要重新選擇計算產(chǎn)品。3) 所選的計算產(chǎn)品要與實際相接近。從整個設(shè)計看，以后所進行的工藝計算、設(shè)備選擇、工藝確定、車間人力與物力的消耗及經(jīng)濟技術(shù)指標都是根據(jù)產(chǎn)品方案來確定的。因此，編制產(chǎn)品方案，確定計算產(chǎn)品及其產(chǎn)量分配是工藝設(shè)計的主導。表21 產(chǎn)品方案序 號制品名稱合金牌號規(guī) 格 范 圍mm產(chǎn)品年產(chǎn)量 t比 例1結(jié)構(gòu)用無縫鋼管（GB816287）1018450025％22070180010％312CrMo125540030%4石油裂化用無縫鋼管（GB994888）12CrMo329005％52060360020%615CrMo114180010%表22 計算產(chǎn)品序號合金牌號計算產(chǎn)品規(guī)格mm狀態(tài)年產(chǎn)量t比例11018熱處理狀態(tài)450025%22060熱處理狀態(tài)360020%312CrMo125熱處理狀態(tài)540030% 產(chǎn)品標準與技術(shù)要求通常把產(chǎn)品的牌號、規(guī)格、表面質(zhì)量以及組織性能等方面的要求統(tǒng)稱為產(chǎn)品的技術(shù)要求。作為生產(chǎn)者應該按照技術(shù)要求組織生產(chǎn)。1) 規(guī)格標準 規(guī)定產(chǎn)品的牌號、形狀、尺寸及表面質(zhì)量。 3）試驗標準 規(guī)定做實驗時的取樣部位、試樣形狀和尺寸、實驗條件以及方法等。由于產(chǎn)品標準的高低，反映了企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的高低和科學管理狀況，因此在設(shè)計時，應該慎重考慮，對比參照國內(nèi)外先進企業(yè)的標準和國家標準來制定。產(chǎn)品技術(shù)指標的具體內(nèi)容詳見附錄1。根據(jù)設(shè)計規(guī)模，產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟技術(shù)指標的要求，考慮當?shù)氐木唧w條件，找出合理的生產(chǎn)方案。若產(chǎn)品質(zhì)量要求不同就是同一種合金品種與規(guī)格也可以采用不同的生產(chǎn)方案。3) 投資、建設(shè)速度、機械化程度、勞動條件、工人與管理人員的數(shù)量以及將來的發(fā)展。鋼管生產(chǎn)的主要方法有熱軋，熱擠壓，焊接和冷加工四大類。2） 擠壓法采用圓錠坯，在壓力穿孔機上穿孔或鉆孔后壓力穿孔機擴孔，然后進行熱擠壓。3) 焊管焊管生產(chǎn)過程是將管坯(即板帶材)用各種成型方法彎卷的要求的橫斷面形狀，然后用不同的焊接方法將焊縫焊合爾獲得鋼管的過程。4） 冷加工鋼管冷加工方法有冷軋，冷拔，冷旋壓三種方法，冷加工是鋼管生產(chǎn)的二次加工，產(chǎn)品機械性能良好，表面質(zhì)量高。3 生產(chǎn)工藝流程 制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按次序排列起來。合理的生產(chǎn)工藝流程應該是在保證完成設(shè)計任務書中規(guī)定的產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，具有最低的消耗、最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的產(chǎn)品成本，并且有利于產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高和將來的發(fā)展，具有最好的經(jīng)濟效果和較好的勞動條件。因此生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)。因此，滿足產(chǎn)品技術(shù)標準的要求是設(shè)計生產(chǎn)工藝流的基礎(chǔ)。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品的情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間，其工藝過程也越復雜。 生產(chǎn)工藝流程簡圖管料 管坯檢查 切斷 熱處理 矯直 涂皂 烘干 磷化 水洗水沖 酸洗 打捆 打頭 冷拔 切頭尾 矯直 （冷軋） 退火 成品熱處理 涂油 包裝入庫 管料選用熱軋無縫鋼管。、修模 坯料的檢查是對進行質(zhì)量檢查，看是否符合質(zhì)量要求，是否有重大缺陷。鋼管的表面缺陷有很多如結(jié)疤、裂紋、皮下氣泡等，必須在軋制前清除，不然會嚴重影響金屬軋制時的塑性和成型，造成廢品。～，剝皮車床按照管坯材質(zhì)的不同，切削速度在1～20m/min范圍之內(nèi)，～，對于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼來說，因選用的是熱軋管坯故不須預熱，采用火焰清理。如果缺陷在管坯的頂部或底部，那么就可以將缺陷的一端切掉。對于本設(shè)計的鋼種無須進行預先熱處理，只有軋制高合金鋼時才采用。管坯切斷的長度L可以按下式計算： L=4LTDT（DTtT）tTa/D32 （3－1）式中 LT——成品管的長度，m； D3——管坯直徑，mm；DT——成品管直徑，mm；tT——成品管壁厚，mm；a——鋼管生產(chǎn)中的金屬消耗系數(shù)。因此為了保證切斷后不余料頭，采用L3max和L3min作為切斷的極限，它們由所得到的成品管長度和機組設(shè)備允許的長度來確定。在切斷時要力爭最小長度與最大長度相差得少一點。所以在此情況下，將管坯都切成最大長度而只留下一兩根較短的倒是經(jīng)濟合理的，這一兩根短管坯可以用來生產(chǎn)其他規(guī)格的鋼管。選用哪一種方法主要考慮其切斷管坯的尺寸和材質(zhì)。冷鋸鋸切的管坯，端面平齊，便于定心，可以避免壁厚不均現(xiàn)象。剪斷機的生產(chǎn)率高，沒有金屬消耗，但是斷口處有壓扁現(xiàn)象，而容易切斜。折斷機的生產(chǎn)率也比較高，也沒有金屬消耗，適用于大直徑的中碳鋼管坯的切斷。同時，%的碳鋼和合金鋼來說，折斷比較困難。這種切割方法可以用大部分鋼號的管坯，%%的碳鋼和一些合金鋼不宜用火焰切割。 酸洗、水洗、水沖 經(jīng)切斷后的管坯打捆后即可進行酸洗，這樣的方法生產(chǎn)率高，酸洗效果好。在酸洗碳鋼和低合金鋼鋼管時，一般多使用硫酸，但也有許多國家采用鹽酸，在酸洗前先將鋼管在90℃左右的熱水槽中浸泡5～10分鐘或者先在堿溶液中脫脂，然后在進行酸洗。酸洗的時間長短與鋼管的鋼種、酸洗的濃度和鐵皮的厚度有關(guān)。對于所有酸洗溶液來說，提高工作溫度10℃大體上可以使酸洗速度加倍，溫度提高對于堿溶液中的脫脂量影響大。在酸洗過程中使溶液流動，進行循環(huán)，可提高酸洗的速度。這是因為緊靠在一起不能使其與溶液充分接觸。經(jīng)過酸洗的鋼管通過水洗、水沖去除表面殘留的液體。通常采用的工藝潤滑有鍍銅、磷酸鹽處理和草酸鹽處理?！?。5H2O，4%以下的NaCl，～%動物膠（ⅡAB）。由于鍍銅成本比較高，現(xiàn)在軋拔廠一般不采用，因此本次設(shè)計不采用。一般來說，是進行涂皂處理。1) 變形規(guī)程：在既定的軋制條件下（工藝、設(shè)備條件），變形規(guī)程的主要內(nèi)容主要是確定變形量和道次變形量。對產(chǎn)品的組織與性能也更為有利。2) 速度規(guī)程：選擇軋制速度或確定各道次的軋制速度是速度制度的主要內(nèi)容。每道次的速度變化由傳動軋機的主電機速度確定。本設(shè)計采用冷軋。 打頭、冷拔為了便于拉拔機挾持，鋼坯一端必須打?qū)嵎Q為打頭。為減少打頭次數(shù)，管體直徑和打頭部分直徑尺寸差值應盡量大些，這樣打頭以拔制打2－3道次，打頭形狀多為s形成w形，現(xiàn)代的拔管生產(chǎn)以開始采用強迫喂入新技術(shù)，省掉了專門的管打頭工序。冷拔包括實心材拉拔與空心材拉拔，鋼管屬于空心材拉拔，空心材拉拔又可分空拉、長芯棒拉拔、游動芯頭拉拔、頂管法、擴徑拉拔等。本次設(shè)計中采用的是浮動芯頭軋制。去應力退火的熱處理曲線如下： 780℃—810℃ 720℃ 加熱 240360分 600℃ 240360分 常溫 空冷熱處理所用的爐子可以是直式和室式的，也可以用電爐加熱，也可以用天然氣加熱。成品熱處理的目的是使產(chǎn)品達到所要求的性能要求。本設(shè)計所用的矯直機為多輥矯直機。 切斷、切頭鋼管矯直以后需要進行切斷、切頭或倒棱。在鋼管已經(jīng)用冷鋸鋸過的情況下，比如在張力減徑機后面鋼管已在冷狀態(tài)下鋸切成多段的情況下，鋼管精度時就只要進行倒棱或銑頭倒棱而無需切頭。 無損探傷考慮到鋼管生產(chǎn)所產(chǎn)生的缺陷是多種多樣的，同時，不同品種的鋼管對質(zhì)量要求也不一樣，所以要采用適當?shù)姆椒▉磉M行無損探傷。表3－1 冷軋管缺陷探傷方法生產(chǎn)方法缺陷名稱特 征適用的無探傷方法射線超聲波磁力磁粉渦流斜軋穿孔無縫管重皮鋼管內(nèi)外表面上呈折疊狀及條狀缺陷√√√直道由軋管機、均整機造成的筋狀缺陷√√折疊由減徑機引起的粗糙表面延伸形成的折疊√無損探傷具有以下優(yōu)點：1) 可以做到不損壞鋼材的完整性，可以100%地檢驗其表面與內(nèi)部的質(zhì)量，不會出現(xiàn)取樣或抽查漏檢的危險性。3) 無損探傷可實現(xiàn)在線檢查，效率高，且便于實現(xiàn)機械化檢驗與自動化檢驗。3 . 包裝、入庫經(jīng)過檢驗合格后，按需方要求，包裝入庫。金屬壓力加工車間的生產(chǎn)設(shè)備可以分為：主要設(shè)備與輔助設(shè)備，對主要設(shè)備應該在預選的基礎(chǔ)上進行必要的設(shè)備負荷計算，以及零部件強度校核計算。設(shè)備選擇一般考慮如下原則：(1) 要滿足產(chǎn)品方案(主要指規(guī)格、質(zhì)量、年產(chǎn)量等)的要求，保證獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。例如采用冷軋冷拔的方法生產(chǎn)鋼管時，就必須選擇二輥或多輥的冷軋管機和鏈式或液壓式冷拔機，以及相應的輔助設(shè)備。比如，在冷拔管材時，鋼管的退火要選用與熱處理工藝相適應的退火爐，才能達到相對應的熱處理工藝。此外還應注意選擇標注設(shè)備，力求投資少，而有較好的技術(shù)經(jīng)濟指標。 主要設(shè)備選擇根據(jù)生產(chǎn)方案和工藝流程的要求，結(jié)合國內(nèi)外軋機拔機設(shè)備的先進技術(shù)并考慮到設(shè)備生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，本設(shè)計冷軋機選擇二輥式周期冷軋管機,冷拔機選擇鏈式冷拔機。鏈式拉拔機通常以最大拉拔力表示它的能力大小，常用的鏈式拉拔機的拉力為30~750kN，最大可達1500kN。根據(jù)生產(chǎn)方案和工藝要求本設(shè)計選擇二輥式周期冷軋管機作為粗加工設(shè)備，鏈式冷拔機作為精加工設(shè)備。表41 LG120軋機參數(shù)表主要參數(shù)軋機型號主要參數(shù)軋機型號LG120LG120管坯尺寸直徑mm89~146工作機架行程長度mm802壁 mm~26機架雙行程次數(shù) /min60~100長度mm2500~6000管子回轉(zhuǎn)角度 度，分40成品管尺寸直徑mm80~120管坯送進量 mm2~20壁厚mm~16連桿長度 mm3200長度mm4000~10000管坯卡盤快速返回速度m/s斷面減縮率碳鋼 %80合金鋼%70芯桿卡盤移動速度m/s壁厚減縮率碳鋼 %70最大軋制力 kN3432合金鋼%40~60最大軋制力矩 17652外經(jīng)最大減徑量 mm50主電機功率 kw320軋輥與孔型塊直徑mm550主電機轉(zhuǎn)數(shù) /min500/1000主動齒輪節(jié)圓直徑mm462軋機外形尺寸 m曲 柄 半 徑 mm400軋機總重 t304軋輥回轉(zhuǎn)角度 度，分19859`生產(chǎn)率 m/h90表42 鏈式冷拔機主要技術(shù)性能項目冷拔機拉力 kN50020080拉拔速度 m/min4～24186～25坯料長度 m拉出成品最大長度 m920坯料最大外徑 mm2509745拉出制品最小外經(jīng) mm—205一次拉拔根數(shù) 個111拉伸小車形式夾鉗夾鉗牙條拉拔小車咬料時速度 m/min—0～4—拉拔小車返回速度 m/min906090裝料形式機械人工人工卸料形式機械人工機械主傳動電機功率 kw1506540主傳動電機轉(zhuǎn)數(shù) rpm———主電機電流種類直交直本設(shè)計之所以選