15管材主要加工形式和基本工藝過(guò)程

1、第四篇管材生產(chǎn)15管材主要加工形式和基本工藝流程15.1管材分類(lèi)及用途所謂管材是指兩端開(kāi)口并具有中空封閉斷面其，長(zhǎng)度與橫斷面周長(zhǎng)之比值相對(duì)較高的型材由。于鋼管具有封閉的中空斷面，最適宜于作液體和氣體的輸送管道，又由于它與相同橫截面積圓鋼或方鋼相比具有較大的抗彎抗扭強(qiáng)度，也適于作各種機(jī)器構(gòu)件和建筑結(jié)構(gòu)鋼材，被廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)。各主要工業(yè)國(guó)家的鋼管產(chǎn)量一般約占鋼材總產(chǎn)量15%,我國(guó)約占7%10%。管材生產(chǎn)基本上有兩大類(lèi)一：類(lèi)為無(wú)縫管，以軋制方法生產(chǎn)為主，主要生產(chǎn)鋼管。與拉拔等其他加工方法聯(lián)用還可生產(chǎn)塑性較好、批量較大的紫銅、黃銅、鈦及鈦合金、鋁合金等無(wú)縫管。高合金鋼種及有色金屬和合金主要用擠

2、壓方式生產(chǎn)。無(wú)縫管又可分為熱軋管、冷軋管和冷拔管等；另一類(lèi)為焊接管,可分為爐焊管和電焊管等各。主要工業(yè)國(guó)家的焊管產(chǎn)量一般約占鋼管總產(chǎn)量50的%70%,我國(guó)約占55%。隨著焊管質(zhì)量的不斷改善,現(xiàn)在已經(jīng)不只用于一般的輸送管道,也用于鍋爐管、石油管,并部分取代了無(wú)縫管。鋼管種類(lèi)繁多，性能要求各異，尺寸規(guī)格很寬，目前可生產(chǎn)外徑范圍為m4500mm,壁厚范圍為0.1mm100mm。為區(qū)分其特點(diǎn)，鋼管通常按以下方法分類(lèi)：）按用途分類(lèi)，如表51所示。用途不同，其生產(chǎn)方法也不同（；2）按斷面形狀分類(lèi)，可分為圓管和異型管兩類(lèi)。其中異型管又可分為等壁異型管和不等壁異型管，以及縱向變截面（管3；按材質(zhì)分類(lèi)，有普通碳

3、素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼、軸承鋼、不銹鋼和雙金屬等。還有表面采用鍍或涂覆其他材料，鍍鋅、鍍鉛和涂塑管等（；4）按管端形狀分類(lèi)，有不帶螺紋的光管和帶螺紋的車(chē)絲（管5；按管的厚薄分類(lèi)，鋼管外徑與壁厚之比值小于等10于為特厚管，大于10小于20為厚壁管，大于20小于40為薄壁管，大于等于40為特薄壁管。15.2鋼管技術(shù)要求各種鋼管技術(shù)要求在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB）、部頒標(biāo)準(zhǔn)YB）或?qū)ｉT(mén)技術(shù)協(xié)議中有明確規(guī)定，主要內(nèi)容包括：品種規(guī)格、表面質(zhì)量、化學(xué)性能、組織和物理性能、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和交貨標(biāo)準(zhǔn)等。由于鋼管的工作條件和用途不同，各類(lèi)鋼管的技術(shù)要求也不同。（1）配管配管用于暖氣水、煤氣、天然氣和石油等輸送管

4、道工作壓力一般不大于MPa對(duì)這類(lèi)鋼管的機(jī)械性能、表面質(zhì)量和幾何尺寸精度均無(wú)特殊要求，但應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，焊管均需進(jìn)行，以測(cè)定其承載能力。一般采用甲類(lèi)鋼或優(yōu)質(zhì)低碳結(jié)構(gòu)鋼制造。（2）熱交換用管該類(lèi)管用于制造在高溫高壓下工作的設(shè)備，如鍋爐用的沸水管、火管、蒸汽過(guò)熱器管、蒸汽再熱器管以及蒸汽輸送管道等熱工設(shè)備用管壓鍋爐中的工作壓力為0MPi14MPa溫度約450C，有的會(huì)達(dá)至600C以上，所以對(duì)這類(lèi)管不但要求具有良好的室溫機(jī)械性能，還需具有好的高溫性（能高溫強(qiáng)度與塑性抗、氧化腐蝕性、組織穩(wěn)定性等、）彎管和焊接等工藝性能。15管材主要加工形式和基本工藝流程15管材主要加工形式和基本工藝流程第四篇管材生產(chǎn)

5、- 這類(lèi)管采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼和高合金鋼制造。成品除經(jīng)熱處理和水壓試驗(yàn)外，還需作力學(xué)性能、低倍組織和顯微組織檢驗(yàn)，以及進(jìn)行壓扁、擴(kuò)口、卷邊和彎管等工藝性能試驗(yàn)。（3）結(jié)構(gòu)管用于制造液壓缸、氣缸、活塞、高壓容器、滾動(dòng)軸承內(nèi)外套以及各種軍械等機(jī)器零件。要求具有較高的幾何形狀和尺寸精度、良好的機(jī)械性能和表面質(zhì)量、耐磨性等。這類(lèi)管多用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼或?qū)Ｓ娩撝圃?。?）石油管在石油和地質(zhì)鉆探中使用的鉆桿、固定井壁用的套管、取樣用的巖心管、從油井中提取石油的油管以及制造管接頭的鋼管等都屬此類(lèi)。這類(lèi)管工作時(shí)受很大的工作應(yīng)力，同時(shí)須經(jīng)受地下水、氣的高壓腐蝕作用，故應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和抗

6、腐蝕能力。均采用優(yōu)質(zhì)中碳鋼和低合金鋼制造，成品需進(jìn)行車(chē)絲加工。（5）化工管包括煉油廠(chǎng)內(nèi)輸送石油的管道、加熱裝置中的裂化管以及各種化工設(shè)備上的其他用途管。工作溫度約8OOC,壓力約lOMPa的在腐蝕性介質(zhì)中工作的裂化管用合金鋼制工作溫度低于450C,壓力不超過(guò)6MPa的裂化管用10鋼或20鋼制造;；工作壓力在2MPi200MP&溫度為-4OC400C,長(zhǎng)期與腐蝕性介質(zhì)接觸的化肥等化工設(shè)備用管米用不銹鋼或其他合金鋼制造,成品需進(jìn)行動(dòng)載荷試驗(yàn)及金相組織檢查。表15-1鋼管按用途分類(lèi)表類(lèi)別鋼管名稱(chēng)常用生產(chǎn)方法水煤氣管爐焊、電焊配管石油輸送管直縫電焊、熱軋石油天然氣干線(xiàn)用管直縫電焊、螺旋焊蒸汽管道用管鍋

7、爐管熱軋熱交換用管熱交換器用管熱軋、電焊、冷拔航空管熱軋、冷拔汽車(chē)拖拉機(jī)管熱軋、電焊、冷拔結(jié)構(gòu)管半軸及車(chē)軸管熱軋、電焊、冷拔農(nóng)機(jī)用方矩形管熱軋、冷拔軸承鋼管熱軋、冷拔變壓器用管電焊地質(zhì)鉆探管熱軋、冷拔石油油管熱軋、冷拔石油管石油鉆探管熱軋、冷拔、電焊石油套管熱軋、冷拔、電焊石油鉆桿、鉆挺、方鉆管石油裂化管熱軋、冷拔、電焊化工管化肥用高壓管化工設(shè)備及管道用管電纜管熱軋、冷拔其他高壓容器用管熱軋、電焊、冷拔15.3管材主要生產(chǎn)方法管材主要生產(chǎn)方法有熱加工、冷加工和焊接三大類(lèi)。冷加工是管的二次加工。15.3.1熱加工無(wú)縫鋼管生產(chǎn)方法熱加工無(wú)縫鋼管是將實(shí)心管坯或錠經(jīng)穿孔并熱軋或擠壓等工序成為符合產(chǎn)品標(biāo)

8、準(zhǔn)管材的生產(chǎn)工藝過(guò)程，常用生產(chǎn)方法及規(guī)格范圍見(jiàn)1表52。表152常用熱加工無(wú)縫管生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法管坯主要變形工序用設(shè)備產(chǎn)品范圍軋后最大長(zhǎng)度/m穿孔外徑壁厚/m外徑/壁厚軋管/mm自動(dòng)軋管機(jī)圓軋坯二輥斜軋穿孔機(jī)或菌式穿孔機(jī)自動(dòng)軋Q12.7-660.42606481016組連鑄方坯推軋穿孔機(jī)和斜軋延伸機(jī)管機(jī)申1654065.540.5圓軋坯二輥斜軋穿孔機(jī)皮爾格軋管方錠或皮爾格甲50-1002.25壓力穿孔機(jī)和斜軋延伸機(jī)4401628機(jī)組多角形錠軋管機(jī)170連鑄方坯推軋穿孔機(jī)和斜軋延伸機(jī)圓軋坯二輥斜軋穿孔機(jī)長(zhǎng)芯棒連軋管1.75申16168.3630圓連鑄坯狄舍爾穿孔機(jī)或三輥斜軋穿孔機(jī)機(jī)25.4熱(M

9、M)軋連續(xù)軋管機(jī)限動(dòng)芯2033組棒連軋連鑄方坯推軋穿孔機(jī)和斜軋延伸機(jī)管機(jī)申48340325730(MPM）三輥軋管機(jī)二輥斜軋穿孔機(jī)或三輥斜軋穿孔三輥軋圓軋坯Q21240245450810組機(jī)管機(jī)狄舍爾軋管狄舍爾圓軋坯二輥斜軋穿孔機(jī)甲392032843515機(jī)組軋管機(jī)頂方軋坯或頂管機(jī)組壓力穿孔機(jī)和斜軋延伸機(jī)頂管機(jī)Q17107032005301416管連鑄方坯擠圓錠或圓壓力穿孔機(jī)穿孔或鉆孔后壓力穿4.5擠壓機(jī)組擠壓機(jī)Q2514252225壓壞孔機(jī)擴(kuò)孔25熱加工無(wú)縫鋼管生產(chǎn)方法雖很多但其基本工藝流程大致相似從管坯或錠一（加熱）一穿孔-熱加工（軋制、擠壓等）一（均整）一定經(jīng)或減經(jīng)。主要有三個(gè)變形工序穿

10、孔是將實(shí)心管坯或錠熱成型為空心毛管。由于毛管的內(nèi)外表面質(zhì)量和壁厚均勻性都將直接影響到成品質(zhì)量，因此，必須選用正確的穿孔方法。常見(jiàn)的穿孔方法有斜軋穿孔、壓力擠孔和推軋穿孔等。還有直接采用離心澆鑄、連鑄和電渣重溶等方法獲得空心管坯（的2）。熱成型是將穿孔后的毛管壁厚減薄，達(dá)到成品管所要求的熱尺寸和均勻性的荒管。熱成型是制管的主要延伸工序，其選型及與穿孔工序之間的合理匹配是決定機(jī)組產(chǎn)品、質(zhì)量和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)鍵。常見(jiàn)熱成型方法有自動(dòng)軋管機(jī)、連15管材主要加工形式和基本工藝流程15管材主要加工形式和基本工藝流程第四篇管材生產(chǎn)- - 續(xù)軋管機(jī)、皮爾格軋管機(jī)（周期式軋管、機(jī)三）輥軋管機(jī)、狄舍爾軋管機(jī)、頂管

11、機(jī)和擠壓機(jī)（等3）。定徑或減徑定徑是毛管的最后精軋工序，使毛管獲得成品管要求的外徑熱尺寸和精度。減徑是將大管徑縮減到要求的規(guī)格尺寸和精度，也是最后的精軋工序。為使在減徑的同時(shí)進(jìn)行減壁，可利用其前后張力的作用，稱(chēng)之為張力減徑。15.3.1.1空心毛管生產(chǎn)方法（1）斜軋穿孔斜軋成形的特點(diǎn)是軋輥軸線(xiàn)交叉一個(gè)不大的角度且旋轉(zhuǎn)方向相軋同件，在軋輥交叉中心線(xiàn)上作螺旋前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的軋制過(guò)程。被廣泛應(yīng)用于穿孔、毛管延伸、均整、定徑、擴(kuò)徑等變形工序。斜軋穿孔方法有三種方式：菌式穿孔機(jī)穿孔、盤(pán)式穿孔機(jī)穿孔和輥式穿孔機(jī)穿孔。無(wú)論軋輥形狀如何，為了保證管坯咬入和穿孔過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，由穿孔錐（軋輥入口錐I、輾軋錐（軋輥出口錐I

12、II和軋制帶II（入口錐和出口錐之間的過(guò)渡部分三部分組成（圖151）。下面是目前應(yīng)用廣泛的輥式斜軋穿孔法。圖151三種形式斜軋穿孔圖152二輥式穿孔機(jī)孔型構(gòu)成示意圖1輥式；2菌式；3盤(pán)式1軋輥；2頂頭；3頂桿；4軋件；5導(dǎo)板二輥斜軋穿孔機(jī)是德國(guó)曼乃斯曼兄弟于1883年發(fā)明的，又稱(chēng)曼乃斯曼穿孔法，是目前應(yīng)用最廣泛的穿孔方法。如圖152所示，二輥式斜軋穿孔是在兩個(gè)相對(duì)于軋制線(xiàn)傾斜布置的主動(dòng)軋輥、兩個(gè)固定不動(dòng)的導(dǎo)板（或隨動(dòng)導(dǎo)輥）和一個(gè)位于中間的隨動(dòng)頂頭（軸向定位）構(gòu)成的“環(huán)形封閉孔型”中進(jìn)行的軋制。圖中角為軋輥軸線(xiàn)與軋制線(xiàn)在軋制平面的夾角，稱(chēng)為送進(jìn)角。三輥斜軋穿孔機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理如1圖53所示，軋

13、輥形狀與二輥軋機(jī)相同。三個(gè)軋輥也是同向旋轉(zhuǎn)，互成120C角安放，全部是驅(qū)動(dòng)輥，軋件能較穩(wěn)定地處于軋制線(xiàn)上，因此取消了導(dǎo)板。與二輥斜軋穿孔機(jī)相比，此軋機(jī)孔型橢圓度更小，限制軋件橫變形能力更強(qiáng)，使軋件軸心在橫變形方向處于壓應(yīng)力狀態(tài)，排除了產(chǎn)生孔腔的可能性。適合于軋制塑性較差且較難變形的有色金屬及合金坯料，并可用鑄坯直接穿制毛管，擴(kuò)大了產(chǎn)品品種；同時(shí)，由于取消了導(dǎo)板，表面劃傷減少，軋機(jī)調(diào)整簡(jiǎn)化，事故處理更容易。但是，在穿軋管坯尾部時(shí)，當(dāng)直徑與壁厚比很大時(shí)，由于回轉(zhuǎn)斷面剛性變小，又沒(méi)有后剛端限制，易出現(xiàn)尾三角現(xiàn)象，將金屬擠入輥縫中。所以，三輥穿孔不能穿軋過(guò)于薄壁的毛管；而且，穿孔時(shí)軸向推力比二輥大，增

14、加了頂頭頂桿系統(tǒng)負(fù)荷。狄舍爾穿孔機(jī)是1972年德國(guó)發(fā)明的，該機(jī)是主動(dòng)導(dǎo)盤(pán)大送進(jìn)角二輥斜軋穿孔機(jī)。如15圖4所示，固定導(dǎo)板被兩個(gè)主動(dòng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)盤(pán)代替。由于導(dǎo)盤(pán)工作表面不斷變化，散熱條件好，壽命比導(dǎo)板提高5倍以上。雖然導(dǎo)盤(pán)制作費(fèi)用比導(dǎo)板高，但最終費(fèi)用仍低。盤(pán)緣切線(xiàn)速度一般比孔喉處軋輥切線(xiàn)速度大20%25%,導(dǎo)盤(pán)對(duì)變形區(qū)金屬施加軸向的拉力，可使穿孔效率提提高20%；大送進(jìn)角在18以上，可使穿孔速度提高。此軋機(jī)缺點(diǎn)主要是軋件咬入和拋出不穩(wěn)定穿，出的毛管首尾外徑差大。為保證產(chǎn)品精度，多于其后增設(shè)空心坯減徑機(jī)，給以一定程度減徑量，消除毛管首尾外徑差；同時(shí)還可以減少穿孔毛管和相應(yīng)管坯規(guī)格數(shù)，極大地便利了生產(chǎn)管理

15、和穿孔機(jī)操作調(diào)整。圖153三輥斜軋穿孔機(jī)簡(jiǎn)圖圖154狄舍爾穿孔機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1軋輥；2導(dǎo)盤(pán)1固定機(jī)架；2活動(dòng)機(jī)架；3壓下；4調(diào)整送進(jìn)角的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)雙支座菌式穿孔出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代，該機(jī)是主動(dòng)回轉(zhuǎn)導(dǎo)盤(pán)大、送進(jìn)角菌式二輥斜軋穿孔機(jī)如圖155所示，這種穿孔機(jī)將傳統(tǒng)的懸臂結(jié)構(gòu)改進(jìn)成軋輥由雙支座支承，成為實(shí)際上是一種帶輾軋角的二輥式穿孔機(jī)。為18以上大送進(jìn)角，為15以上輾軋角，大大抑制了橫鍛效應(yīng)，消除了切向剪切變形和表面扭轉(zhuǎn)剪切變形，產(chǎn)品質(zhì)量可與擠壓媲美，可穿軋難變形金屬。另外，由于軋輥直徑由入口到出口不斷增大，圓周速度不斷增大，可使穿孔軸向滑移系數(shù)提0.9高。到圖155雙支座菌式穿孔機(jī)工作簡(jiǎn)圖圖156壓

16、力穿孔示意圖1軋輥；2頂頭；3頂桿；4管坯；5毛管；6導(dǎo)盤(pán)1擠壓桿；2擠壓頭；3擠壓模；4方錠；5模底（2）壓力穿孔頂管機(jī)組和皮爾格機(jī)組采用這種穿孔方法，實(shí)際是一種擠壓沖孔法，1如5圖6所示。它是將方形或多邊形鋼錠放入穿孔模內(nèi)，通過(guò)沖頭的壓入作用，擠成中空毛管，穿孔結(jié)束后，用推桿將毛管從模中推出。延伸系數(shù)一般為01.1,穿孔比（毛管長(zhǎng)度與內(nèi)徑之比）可送12。與二輥斜軋穿孔相比，這種加工方法的坯料中心處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，外表面也承受較大壓應(yīng)力，因而內(nèi)外表面穿孔過(guò)程中都不會(huì)產(chǎn)生缺陷，對(duì)管坯不用苛刻要求，可用于鋼錠、連鑄坯和低塑性材料的穿孔。壓力穿孔主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低，偏心率大。（3）推軋穿孔推軋穿

17、孔正式投產(chǎn)于1977年，工作原理如圖157所示，用推料機(jī)將坯料推入由縱軋機(jī)孔型與頂頭圍成的變形區(qū)中穿孔成毛管。它是壓力穿孔的改進(jìn)形式，延伸率和穿孔比都大于壓力穿孔，延伸系數(shù)可邊.20,穿孔比可達(dá)40,生產(chǎn)率較高，但穿偏仍很?chē)?yán)重因此，推軋穿孔后需配備2臺(tái)斜軋延伸機(jī)，延伸率約在05-2.34同時(shí)糾正偏心引起的壁厚不均，糾偏率可0%70%。第四篇管材生產(chǎn)15管材主要加工形式和基本工藝流程第四篇管材生產(chǎn) - 圖157推軋穿孔機(jī)示意圖1頂頭；2頂桿；3軋輥，4推鋼機(jī)；5輥式導(dǎo)衛(wèi)裝置；6方鋼坯15.3.1.2荒管生產(chǎn)方法管材生產(chǎn)中，按產(chǎn)品品種規(guī)格和生產(chǎn)能力等要求的不同，需選用不同的熱變型延伸機(jī)。由于軋件的

18、運(yùn)動(dòng)條件、應(yīng)力狀態(tài)、道次變形量和生產(chǎn)率等條件的不同，須為其配備相匹配的穿孔及其他前后工序設(shè)備，因而不同的軋管機(jī)就構(gòu)成了相應(yīng)的熱成型機(jī)組。1如5表2所示，常用的荒管熱成型生產(chǎn)方法如下：（1）自動(dòng)軋管機(jī)1903年，R.C斯蒂菲爾發(fā)明，主要生產(chǎn)外徑在DOnm以下的中小直徑鋼管。工作機(jī)架與普通縱軋機(jī)相比，主要特點(diǎn)是在工作輥后增設(shè)一對(duì)速度較高的與軋輥旋轉(zhuǎn)方向相反的（回圖送輥158）。其孔型為開(kāi)口度較大的圓孔型，能將由前臺(tái)送入后臺(tái)軋出的鋼管自動(dòng)回送到前臺(tái)。在孔型中完成軋制過(guò)程的毛管，由于橫向壁厚不均嚴(yán)重，需軋制多道次以消除之。在自動(dòng)軋管機(jī)組中，靠回送輥回送至前臺(tái)，翻鋼900再軋，同時(shí)更換芯頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般軋

19、制兩道次，第一道次完成主要變形，延伸系數(shù)為1.31.8第二道次延伸系數(shù)為.021.25。兩道次在同一孔型中完成軋制時(shí)回送輥脫離毛管，回送時(shí)，上工作輥抬起，回送輥夾緊毛管完成回送。自動(dòng)軋管機(jī)組一般生產(chǎn)工藝流程：由斜軋穿孔機(jī)穿出毛管，自動(dòng)軋管機(jī)組延伸，斜軋均整機(jī)均勻壁厚，最后送往定徑機(jī)。自動(dòng)軋管機(jī)生產(chǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：短芯頭軋制，更換規(guī)格時(shí)，安裝調(diào)整方便；產(chǎn)品規(guī)格范圍廣；缺點(diǎn)：延伸率低，需配以大延伸量的穿孔機(jī)；橫向壁厚不均嚴(yán)重，需配以斜軋均整機(jī)；軋制管長(zhǎng)受頂桿長(zhǎng)度及穩(wěn)定性限制回；送、翻鋼等輔助操作時(shí)間占整個(gè)軋制周期6的0%以上，生產(chǎn)效率低。為克服自動(dòng)軋管機(jī)生產(chǎn)的缺點(diǎn)1，959年出現(xiàn)了單孔型自動(dòng)軋管機(jī)即，將

20、輥身縮短，變多槽軋制為單槽軋制；1974年，前蘇聯(lián)出現(xiàn)了不需要回送毛管的雙機(jī)架串列式布置自動(dòng)軋管后機(jī)來(lái)；的雙槽軋制、三機(jī)架軋制、自動(dòng)更換頂頭裝置等的出現(xiàn)，都在相當(dāng)程度上提高了自動(dòng)軋管機(jī)自動(dòng)化程度改善了產(chǎn)品精度，擴(kuò)大了產(chǎn)品規(guī)格。圖158自動(dòng)軋管機(jī)工作原理示意圖1軋輥；2回送輥；3頂桿；4芯頭；5毛管2）斜軋軋管機(jī)圖159阿塞爾軋管機(jī)示意圖與三輥斜軋穿孔機(jī)基本原理一致1，933年出現(xiàn)了阿塞爾軋管機(jī)，軋制過(guò)程如圖159所示。由三個(gè)錐形輥和浮動(dòng)長(zhǎng)芯棒構(gòu)成毛管軋制的孔型，適用于生產(chǎn)表面質(zhì)量高、尺寸精度高的厚壁管。軋出管材長(zhǎng)度邊2m14m,最大管徑270mm,壁厚公差可控制在%以?xún)?nèi)（一般軋管機(jī)約為%）,外

21、徑0.5%。存在問(wèn)題:與三輥穿孔類(lèi)似，生產(chǎn)鋼管的外徑與壁厚比一般在11.0下限受脫棒限制，上限受軋制時(shí)尾部三角限制。1967年改造后的德朗斯瓦爾軋管機(jī)，機(jī)架的入口牌坊可以圍繞軋制線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，使安裝于其上的軋輥在軋制過(guò)程中可以改變孔型的大小，軋制接近結(jié)束時(shí)，能迅速回轉(zhuǎn)入口牌坊，減小送進(jìn)角，擴(kuò)大孔喉直徑，防止尾三角的產(chǎn)生。大幅度地?cái)U(kuò)大了產(chǎn)品規(guī)格范圍，外徑與壁厚比可2以0增以至上。與二輥狄舍爾穿孔機(jī)類(lèi)似內(nèi)部變形工具為長(zhǎng)芯棒的狄舍爾軋管機(jī)可以生產(chǎn)外徑與壁厚比在30以上的高精度薄壁管。采用PD（CrossRollPiercingDiescDr工藝，即大導(dǎo)盤(pán)、大送進(jìn)角和限動(dòng)芯棒等措施，已使毛管長(zhǎng)度迪m16m,

22、生產(chǎn)率也很高。被認(rèn)為是中等產(chǎn)量軋管機(jī)的理想機(jī)組之一，工作原理如圖1510所示。圖1510狄舍爾軋管機(jī)示意圖圖1511AccuRoll軋機(jī)工作原理示意圖1軋輥；2導(dǎo)盤(pán)；3導(dǎo)盤(pán)傳動(dòng)軸；4芯棒1軋輥；2芯棒；3毛管；4導(dǎo)盤(pán)；5荒管20世紀(jì)80年代，美國(guó)艾特納斯湯達(dá)德公司又進(jìn)一步將軋輥改為錐形，境設(shè)輾軋角，改善變形條件，使延伸率達(dá)3.0，外徑與壁厚比達(dá)到35，產(chǎn)品表面質(zhì)量與尺寸精度均有提高，引人關(guān)注，該軋機(jī)被稱(chēng)為AccuRoll軋機(jī)，工作原理如圖511所示。（3）連續(xù)軋管機(jī)二十世紀(jì)初，用連軋方法進(jìn)行毛管軋制工藝已被提出并加以實(shí)踐性嘗試。但19直32到年以后，張力減徑機(jī)的出現(xiàn)，才使連續(xù)軋管機(jī)組可以生產(chǎn)幾

23、種規(guī)格的產(chǎn)品，使連續(xù)軋管機(jī)組生產(chǎn)真正發(fā)展起來(lái)。其設(shè)備型式既有縱軋機(jī)又由斜軋機(jī)。圖1512所示為連續(xù)軋管過(guò)程，它是將毛管套在長(zhǎng)芯棒上，經(jīng)7過(guò)9個(gè)連續(xù)布置的，前后輥軸線(xiàn)互成900的二輥式機(jī)架對(duì)鋼管進(jìn)行連續(xù)性軋制的過(guò)程。與其它軋管機(jī)組相比，連續(xù)軋管機(jī)具有以下主要優(yōu)點(diǎn):延伸率高，可達(dá)6以上，不要求大延伸率的穿孔設(shè)備可，采用連鑄坯，經(jīng)濟(jì)效益好；可生產(chǎn)長(zhǎng)尺鋼管，生產(chǎn)效率高；能獲得高質(zhì)量管材；機(jī)械化、自動(dòng)化程度高。但同時(shí)也具有投資高、長(zhǎng)芯棒制造維護(hù)復(fù)雜等缺點(diǎn)。這是第一代連續(xù)軋管機(jī)，芯棒軋制時(shí)隨軋件運(yùn)行，稱(chēng)為浮動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)MM軋機(jī)）。芯棒長(zhǎng)且重，只能在小型機(jī)組中應(yīng)用此工藝。為進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)品規(guī)格范圍1978

24、年限動(dòng)芯棒投入使用，這是第二代軋SMPM軋機(jī)）。所謂限動(dòng)芯棒，就是在軋制過(guò)程中控制芯棒的運(yùn)行具，體地講，就是快速插入芯棒，恒速運(yùn)行（圖1513）。與浮動(dòng)芯棒相比，限動(dòng)芯棒有以下優(yōu)點(diǎn)（:1）芯棒長(zhǎng)度縮短了，循環(huán)使用芯棒根數(shù)大大減少，工具儲(chǔ)備和消耗降低（；2）連軋管機(jī)直接與脫管定徑機(jī)相連，無(wú)需專(zhuān)設(shè)脫棒工序，使該軋機(jī)可能生產(chǎn)卩25（400mm中等直徑鋼管；（3）由于芯棒在軋制過(guò)程中恒速運(yùn)行，軋件變形穩(wěn)定，減少了毛管首尾尺寸的“竹節(jié)性”鼓脹（；4）松棒脫棒問(wèn)題不用考慮，可減小毛管內(nèi)徑與芯棒間空隙，限制金屬橫向流動(dòng)，可使用嚴(yán)密性更強(qiáng)的孔型，提高了產(chǎn)品尺寸精度和實(shí)現(xiàn)了大變形。主要缺點(diǎn)：回退芯棒會(huì)延長(zhǎng)間隙時(shí)

25、間，降低生產(chǎn)率，因而只適用于中型以上機(jī)組。圖1512連續(xù)軋管機(jī)組軋制過(guò)程示意圖圖1513限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)示意圖1軋輥；2芯棒；3毛管1限動(dòng)裝置齒條；2芯棒；3毛管；4連續(xù)軋管機(jī)；三機(jī)架脫管定徑機(jī)1978年法國(guó)投產(chǎn)了一臺(tái)半限動(dòng)芯棒小型連續(xù)軋管機(jī)，管坯在臥式大送進(jìn)角狄舍爾穿孔機(jī)穿成毛管后，與頂桿一起拔出送往七機(jī)架連續(xù)軋管機(jī)17m長(zhǎng)的穿孔頂桿在此即作為軋管機(jī)限動(dòng)芯棒，軋制時(shí)芯棒以恒速運(yùn)行，軋制結(jié)束時(shí)限動(dòng)裝置松開(kāi)，芯棒與毛管一起浮動(dòng)軋出，線(xiàn)外脫棒。該機(jī)組不僅節(jié)省了芯棒回退時(shí)間，還可使穿孔毛管內(nèi)徑與芯棒間的空隙更小，使連軋機(jī)第一架便可采用嚴(yán)密性高的孔型，尺寸精度提高，年產(chǎn)量3達(dá)3.3萬(wàn)噸。第一套少機(jī)架限

26、動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)組（ni-MPM于1992年在南非托沙廠(chǎng)的CPS機(jī)組改造中獲得成功，其后日本住友和歌山06mm機(jī)組和我國(guó)包鋼250機(jī)組均采用了該機(jī)型Mini-MPM的發(fā)展是在連鑄坯質(zhì)量提高，錐形輥穿孔技術(shù)取得重大進(jìn)步的前提下實(shí)現(xiàn)的。在確保限動(dòng)芯棒軋制優(yōu)點(diǎn)的條件下，連軋管機(jī)減到#5架。建設(shè)投資降低，機(jī)組靈活性提高，能即時(shí)變換生產(chǎn)的品種規(guī)格，年產(chǎn)量為720萬(wàn)噸。該機(jī)組在連軋機(jī)前設(shè)置一臺(tái)毛管定徑機(jī)，使毛管內(nèi)徑與芯棒間空隙減到最小，提高連軋穩(wěn)定性。為進(jìn)一步提高尺寸精度意大利INNSE公司開(kāi)發(fā)了三輥可調(diào)式限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)QF）PQF連軋管機(jī)由47架可調(diào)試機(jī)架組成，所有機(jī)架均沿軸向布置在一個(gè)剛性圓筒中軋，

27、輥均為傳動(dòng)，采用限動(dòng)芯棒方式軋制。實(shí)踐證明，鋼管壁厚偏差顯著改善，表面更光潔，可軋制鋼管徑壁58比達(dá)的大口徑薄壁管，可有效實(shí)施GC控制。對(duì)減徑產(chǎn)品，在連軋機(jī)上可進(jìn)行首尾部份預(yù)壓下，抵消張力減徑時(shí)的管端增厚，減少切損。由于變形較均勻，金屬橫向流動(dòng)少，芯棒的平均壓力特別是峰值壓力下降，工具消耗明顯降低。（4）頂管機(jī)頂管法也是一種比較重要的熱軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)方法，其操作過(guò)程1如5-圖14所示，借外力將芯棒和套在芯棒上的毛管一起通過(guò)一系列直徑逐漸減小的帶孔型模環(huán)，達(dá)到減徑、減壁和延伸的目的?，F(xiàn)代頂管機(jī)均為三輥或四輥構(gòu)成的模環(huán)，面縮率比舊式模環(huán)增長(zhǎng)近一倍以上；在壓力擠孔后增設(shè)斜軋延伸機(jī)，加長(zhǎng)管體，糾正空心

28、杯的壁厚不均；并且可適當(dāng)加大坯重，提高生產(chǎn)率。目前頂管后管長(zhǎng)為16m19m,外徑16mm150mm,壁厚2.5mm16mm；不僅能軋制一般碳素鋼，也可軋制合金鋼。該機(jī)重要缺點(diǎn)：坯重輕，生產(chǎn)管重、管長(zhǎng)有限，杯底切頭大，金屬損失多。20世紀(jì)70年代末，出現(xiàn)了用斜軋穿孔代替壓力擠孔的與頂管機(jī)結(jié)合pPE（CrossrollPiercingandElongating工藝。該工藝用斜軋穿孔生產(chǎn)毛管，將頭部收口為杯狀，再用頂管機(jī)軋制。坯重增加至1500婕，可生產(chǎn)管徑達(dá)240mm，壁厚公差降到%6%,精度更高，長(zhǎng)度更長(zhǎng)，成材率提高約2%。A58圖1514頂管機(jī)工作示意圖圖1515定減徑工作原理(a)起始位置(

29、b)終結(jié)位置(a)定徑(b)減徑；(c)張力減徑1模環(huán)；2杯形坯；3芯棒；4推桿；5推桿支持器；6齒條；7后導(dǎo)軌；8齒條傳動(dòng)齒輪15.3.1.3成品管生產(chǎn)方法鋼管定減徑是熱軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)最后一道重要變形工序，其實(shí)質(zhì)是鋼管無(wú)芯棒連軋過(guò)程。根據(jù)其變形程度不同，定減徑過(guò)程一般分為定徑、微張力減徑和張力減徑1(5圖15)。軋機(jī)廣泛采用縱軋型式，也有斜軋型式?？v軋機(jī)一般有二輥、三輥、四輥或多輥式，如圖1516所示。定減徑機(jī)輥數(shù)越多，每個(gè)軋輥受力越小，當(dāng)電機(jī)能力和軋輥強(qiáng)度一定時(shí)，可以加大軋機(jī)變形量；輥數(shù)越多，軋槽深度越淺，孔型各點(diǎn)速度差越小，鋼管表面質(zhì)量越好。二輥式前后相鄰機(jī)架軋輥軸線(xiàn)成900角，三輥式成

30、600角，使得空心毛管在軋制過(guò)程中均勻受到徑向壓縮，直至達(dá)到成品要求的外徑熱尺寸和橫斷面形狀。定徑的目的是為獲取外徑準(zhǔn)確、外形圓整且平直的鋼管，一般機(jī)架數(shù)為架，總減徑率為3%7%,新設(shè)計(jì)的定徑機(jī)架數(shù)偏多；微張力減徑能使產(chǎn)品向小口徑發(fā)展，擴(kuò)大產(chǎn)品規(guī)格范圍。一般機(jī)架數(shù)為924架，總減徑率邊0%50%；張力減徑機(jī)利用機(jī)架間較大的張力，使軋件縮徑的同時(shí)能減壁，進(jìn)一步擴(kuò)大了產(chǎn)品規(guī)格范圍，橫截面壁厚均勻性也比同樣徑縮率下的微張力減徑好?，F(xiàn)代連軋管機(jī)后都設(shè)置了張力減徑機(jī)，機(jī)架數(shù)12為28架，減徑率達(dá)75%80%。圖1516定減徑機(jī)軋輥配置示意圖圖1517周期式冷軋管機(jī)(a)二輥式；(b)三輥式；(c)四輥式

31、1軋槽2軋輥；3芯棒4芯棒桿；5管坯；6成品管近年來(lái)定減徑機(jī)發(fā)展的新技術(shù)主要有：(1)三輥單獨(dú)可調(diào)式定徑機(jī)FQS)意大利INNSE公司開(kāi)發(fā)了FQS,并成功應(yīng)用于日本住友和歌山廠(chǎng)。該技術(shù)是在每個(gè)軋輥位置上各設(shè)一套液壓壓下裝置，可對(duì)三個(gè)軋輥進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)鋼管外徑的精確調(diào)整及沿圓周上對(duì)橢圓度進(jìn)行調(diào)整，也可沿鋼管長(zhǎng)度方向在線(xiàn)動(dòng)態(tài)壓下調(diào)整，以消除由于溫度不均造成的外徑偏差，外徑公差減小到0.25%以?xún)?nèi)；還可以使許多鋼種進(jìn)入定徑機(jī)前不需要再加熱或均降熱低，了成本；由于軋輥輥縫可調(diào)，減少了換輥次數(shù)，擴(kuò)大了產(chǎn)品規(guī)格；軋輥車(chē)削可以采用普通車(chē)床，每個(gè)軋輥單獨(dú)加工，無(wú)需設(shè)置專(zhuān)用孔型加工機(jī)床3對(duì)個(gè)輥同時(shí)加工。（

32、2）三輥同步可調(diào)式張減定徑機(jī)德國(guó)SMSMEER公司及KOCKS公司均開(kāi)發(fā)出該機(jī)型。其工作原理是將軋輥軸裝于偏心軸套內(nèi)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)或電動(dòng)控制三根偏心軸套同步旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)軋輥輥縫同心調(diào)整。采用該技術(shù)可以根據(jù)鋼管外徑變化，在一定范圍內(nèi)對(duì)軋輥輥縫進(jìn)行調(diào)整，還可根據(jù)軋輥磨損情況進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整，以保證外徑精度。但該技術(shù)只能在空載條件下工作，不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。15.3.2冷加工管材生產(chǎn)方法冷加工是獲得高精度、高表面清潔度、高性能管材的重要方法。冷加工方式有冷軋、冷撥、冷張力減徑和旋壓各主要工業(yè)國(guó)家每年冷加工鋼管產(chǎn)量一般約占鋼管總產(chǎn)量的牛10%,近年來(lái)還有增長(zhǎng)趨勢(shì)，焊管冷加工增長(zhǎng)尤快。1表53是冷加工鋼管的規(guī)格

33、范圍。表153冷加工鋼管產(chǎn)品規(guī)格范圍冷加工方式產(chǎn)品規(guī)格范圍最大外徑加加最小外徑加加最大壁厚/mm最小壁厚加加外徑/壁厚冷軋申450申4.060.00.0460250冷撥申765申0.220.00.0012.12000冷旋壓Q3000Q20.038.10.0402000管材冷加工的發(fā)展各國(guó)很不一致大，多數(shù)歐美工業(yè)國(guó)家以冷撥為主如，英國(guó)的冷軋鋼管產(chǎn)量還不足鋼管總產(chǎn)量的25%。前蘇聯(lián)50%以上是用冷軋方法生產(chǎn)的美國(guó)冷軋和冷撥所占比例基本相當(dāng)我國(guó)就全國(guó)范圍來(lái)講以冷撥方式為主。在黑色和有色金屬及合金的管材冷軋中，目前主要生產(chǎn)方式有周期式冷軋管法、連續(xù)式冷軋管機(jī)、行星式冷軋管機(jī)、擺式冷軋管機(jī)和冷旋壓機(jī)等。

34、其中最具代表性和應(yīng)用最廣泛的生產(chǎn)方法是周期式冷軋管機(jī)冷軋管機(jī)現(xiàn)已能生產(chǎn)直徑為4450mm,管壁最薄為）.04mm的管材。生產(chǎn)的無(wú)縫鋼管廣泛應(yīng)用于航天、航空、汽車(chē)、原子能、導(dǎo)彈、火箭和空間技術(shù)等工業(yè)部門(mén)。目前生產(chǎn)中最廣泛使用的冷軋管機(jī)仍是周期式冷軋管該機(jī)機(jī)。于1932年第一次在美國(guó)投產(chǎn)以來(lái)，一直是獲得高精度薄壁管的重要手段也，是外徑或內(nèi)徑要求高精度的厚壁管和特厚壁管以及異形管、變斷面管等的主要生產(chǎn)方法。主要有二輥周期式冷軋管機(jī)和多輥周期式冷軋管機(jī)，二輥式應(yīng)用尤為廣泛。（1）二輥周期式冷軋管法二輥式冷軋管機(jī)已經(jīng)系列化主要包括LG30、LG55、LG80、LG12債LG15債LG-200.LG250

35、,可以軋制多種鋼管及中低強(qiáng)度的有色金屬管二輥周期式冷軋管機(jī)的工作原理如圖1517所示。在軋輥4中部凹槽2中裝有帶變斷面軋槽的孔型塊1，孔型沿工作弧由大向小變化，其最大斷面（入口）與管坯外5徑相當(dāng)，最小斷面與成品管6直徑相等；在輥身上還開(kāi)有兩個(gè)切口，可以避免進(jìn)料和轉(zhuǎn)料時(shí)管坯與軋槽接觸，在軋制過(guò)程中管坯可以在孔型中進(jìn)行軸向送進(jìn)或自有反轉(zhuǎn)。管坯5中插入錐形芯棒3，芯棒與芯棒桿4連接，在軋制過(guò)程中芯棒3與芯棒桿4只作間歇式的轉(zhuǎn)動(dòng)。軋制開(kāi)始時(shí)，軋輥位于孔形開(kāi)口最大的極限位置I,用送進(jìn)機(jī)構(gòu)將管坯向前送進(jìn)一段距離，隨后軋輥向前滾動(dòng)時(shí)對(duì)管坯進(jìn)行軋制，直到軋輥位于孔型開(kāi)口最小的極限位置II為止，軋出一段成品管。

36、然后借助回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使管坯轉(zhuǎn)動(dòng)6090，軋輥開(kāi)始向回滾動(dòng)，再對(duì)軋件進(jìn)行均整、輾軋，直到極限位置I為止，完成一個(gè)軋制周期，如此重復(fù)實(shí)現(xiàn)管材的周期軋制過(guò)程。兩各軋輥的旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)如圖1518所示。軋制過(guò)程中，工作機(jī)架3連同軋輥4，由曲柄兩岸機(jī)構(gòu)1、2帶動(dòng)作往返運(yùn)動(dòng)。工作機(jī)架內(nèi)裝有兩個(gè)軋4輥，每個(gè)輥?zhàn)拥妮侇^上裝有斜齒輪6，借此使上下軋輥得到同步旋轉(zhuǎn)下。輥的輥端還裝有直齒輪7，它與固定在機(jī)架兩側(cè)托架上的齒8條相嚙合，機(jī)架移動(dòng)時(shí)，下齒輪由于直齒主動(dòng)7輪和固定齒條8咬合而旋轉(zhuǎn)，借助被動(dòng)齒條6使上軋輥?zhàn)魍蕉较蛳喾吹倪\(yùn)動(dòng)。管坯在軋輥的往返運(yùn)動(dòng)中，在變斷面的孔型中被加工為成品管。圖1518二輥周期式冷軋管機(jī)機(jī)構(gòu)

37、原理圖1519多輥式冷軋管機(jī)工作原理1、2曲柄連桿機(jī)構(gòu)；3工作機(jī)架；4軋輥；5軋槽；6斜齒輪；7直齒輪；8齒條；9芯棒；10管坯隨著對(duì)薄壁管材品種、規(guī)格和數(shù)量需求的不斷增長(zhǎng)，周期式二輥冷軋管機(jī)的規(guī)格和臺(tái)數(shù)也在日益增長(zhǎng)，并且已經(jīng)形成了系列化。前，最大可軋出成品管材外徑為450mm,軋出管材的直徑與壁厚比（D/S）為60100。在小型號(hào)LG30軋管機(jī)上可軋最薄壁厚.5mm,個(gè)別情況可達(dá)）.2mm。（2）多輥周期式冷軋法多輥式冷軋管機(jī)1952年由前蘇聯(lián)研制成功，主要為滾輪式冷軋管機(jī)，已形成系列，我國(guó)主要有LD8、LD15、LD30、LD60、LD-120LD-200LD250。其工作原理如圖214所

38、示。在一個(gè)特殊的輥架1中裝有3個(gè)輪子2，互成120角布置。輥?zhàn)?上帶有斷面形狀不變的軋槽，3個(gè)軋槽組合構(gòu)成一個(gè)圓孔型每個(gè)輥?zhàn)臃謩e在固定于厚壁箇中各自的！形滑道4上滾動(dòng)，后者沿其長(zhǎng)度上有一特殊的斜面?；琅c其滑架（包括安裝在3內(nèi)個(gè)的輥?zhàn)樱┯们B桿機(jī)構(gòu)7或曲柄擺桿和桿系8、9、10帶動(dòng)作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與。二輥冷軋法不同，管坯5中插入的是圓形芯棒6。多輥式冷軋機(jī)工作時(shí)，當(dāng)輥?zhàn)游挥诨赖投藭r(shí)，孔型斷面最大，此時(shí)進(jìn)行送進(jìn)和回轉(zhuǎn)，隨著輥?zhàn)雍突老蚯斑\(yùn)動(dòng)，滑道逐漸壓下輥?zhàn)?，使孔型斷面逐漸縮小，對(duì)管坯進(jìn)行軋制。當(dāng)輥?zhàn)游挥诨栏叨藭r(shí)，孔型斷面最小，管坯獲得成品管尺寸，即由管坯軋成成品管。多輥式冷軋管機(jī)的主要特點(diǎn)

39、：由于采用3了個(gè)以上小直徑軋輥，金屬對(duì)軋輥壓力相對(duì)降低；送進(jìn)量小，一道次最大橫截面收縮率約為70；孔型軋槽淺，軋件與工具之間滑動(dòng)??；軋輥與芯棒的彈性變形也小，故這種軋機(jī)可以生產(chǎn)高精度大直徑的薄壁管材；由于變形均勻，生產(chǎn)出來(lái)的管材表面光潔，質(zhì)量好。因此，多輥式冷軋管機(jī)適用于軋制塑性較低的有色金屬及合金管比材如，鎢、鉬、鋯等合金管材。目前生產(chǎn)的常用規(guī)格范圍為直徑m120mm,壁厚0.025mm3.0mm,外徑與壁厚比為150250。為了提高周期式冷軋管機(jī)的生產(chǎn)效率最，近幾十年來(lái)采取了一系列方法與措施主。要體現(xiàn)在“多線(xiàn)”“高速”“長(zhǎng)行程”“長(zhǎng)坯料”等。實(shí)行“多線(xiàn)”軋制，即在一臺(tái)軋機(jī)上可以同時(shí)軋制多根

40、軋件，目前已應(yīng)用很廣，2、3、4、6線(xiàn)冷軋機(jī)均有投產(chǎn)，圖1520所示為我國(guó)制造的四線(xiàn)多輥冷軋管機(jī)，減少了單位產(chǎn)量的設(shè)備投資占、地面積、操作人員，大大提高了生產(chǎn)效率“；高速”是指不斷提高機(jī)頭單位時(shí)間內(nèi)的往復(fù)次數(shù)。為了減小主傳動(dòng)系統(tǒng)承受的周期性變化的負(fù)載幅度，這類(lèi)軋機(jī)皆設(shè)有動(dòng)力平衡裝置，現(xiàn)在的高速冷軋機(jī)速度約比舊式軋機(jī)提高一倍左右。15管材主要加工形式和基本工藝流程15管材主要加工形式和基本工藝流程第四篇管材生產(chǎn) - 圖1520四線(xiàn)多輥冷軋管機(jī)圖1521多輥連續(xù)式冷軋管機(jī)機(jī)架簡(jiǎn)圖1工作輥；2支撐輥；3芯棒“長(zhǎng)行程”是指加大送進(jìn)量，每次軋制的延伸長(zhǎng)度也隨之增加，因此要求軋機(jī)的行程長(zhǎng)度與其相適應(yīng)，不然

41、就不能獲得光潔的表面和尺寸精度從。工具設(shè)計(jì)到軋機(jī)結(jié)構(gòu)已經(jīng)引起了一系列的變化，比如二輥式冷軋機(jī)出現(xiàn)了馬蹄型軋槽和環(huán)形軋槽，以充分利用圓周長(zhǎng)度滿(mǎn)足行程需要。應(yīng)當(dāng)指出，因?yàn)橥恍谐淌褂眠@兩種軋槽的輥徑小，降低軋制壓力，能減輕整個(gè)機(jī)架結(jié)構(gòu)，所以這兩種軋槽也是提高軋制速度和實(shí)行多線(xiàn)軋制的需要。再比如附加輥架冷軋機(jī)（主軋機(jī)出口側(cè)裝置一小輥機(jī)架起定徑作用）、雙對(duì)輥冷軋機(jī)（同一機(jī)架上有兩對(duì)軋、輥雙）排多輥式冷軋機(jī)（同一隔離架上前后各安裝一組小輥）都有效地增加了變形區(qū)長(zhǎng)度;長(zhǎng)坯料”近年來(lái)幾乎增加了一倍，已達(dá)5m左右。冷軋管技術(shù)的發(fā)展方向是采用多機(jī)架連續(xù)冷軋管機(jī)，如15圖21所示，軋機(jī)由軋輥軸線(xiàn)互相垂直安裝的89

42、個(gè)機(jī)架組成由于徹底地?cái)[脫了周期式工作制度，際上對(duì)增加速度是不受限制的，因此可以大幅度提高生產(chǎn)效率。目前已應(yīng)用于生產(chǎn)的連續(xù)式冷軋管機(jī)有限動(dòng)芯棒式、隨動(dòng)芯棒式和半限動(dòng)芯棒式等。在冷軋機(jī)上進(jìn)行溫軋近年來(lái)引起普遍重視。一般用感應(yīng)加熱器將工件在進(jìn)入變形區(qū)前適當(dāng)加熱，但溫度低于再結(jié)晶溫度使，金屬塑性大為提高，溫軋的最大延伸率約為冷軋的23倍。但對(duì)溫加工范圍內(nèi)塑性反而降低的材料不能使用。比如對(duì)于像鎢、鉬一類(lèi)在常溫下變形抗力很大、塑性較差的材料，或者加工硬化較快的硬鋁、某些黃銅、鈦合金等材料，采用溫軋可以降低軋制壓力，增大延伸系數(shù)和送進(jìn)量，提高軋機(jī)生產(chǎn)效率。15.3.3焊管生產(chǎn)方法焊管是將管坯（板帶材）用各種

43、成型方法彎卷成要求的橫斷面形狀然，后用不同的焊接方法將焊縫焊合獲得管材的加工方式焊管生產(chǎn)方法主要有直縫焊管及螺旋焊（管表154）。我國(guó)目前有直縫中小焊管機(jī)組ERW）約160（1800套，直縫大口徑埋弧焊管機(jī)組套，螺旋焊管機(jī)組約0套，年生產(chǎn)能力達(dá)900萬(wàn)噸以上。（1）高頻直縫連續(xù)電焊管生產(chǎn)電焊管生產(chǎn)無(wú)論在有色和黑色都有較快的發(fā)展。中小型直縫電焊管基本上都采用輥式連續(xù)成型機(jī)生產(chǎn)，機(jī)組具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少；產(chǎn)量高；成本低；機(jī)械性能好；精度高、壁厚均勻，表面光潔；焊縫質(zhì)量好等特點(diǎn)高頻焊管機(jī)目前可生產(chǎn)5660X0.515mm的水煤氣管道用管鍋爐管、油管、石油鉆采管和機(jī)械工業(yè)用管等。采用排輥成型法時(shí)產(chǎn)品規(guī)

44、格可擴(kuò)大到400-1220X6.422.2mm。生產(chǎn)鋼種主要有低碳鋼及低合金高強(qiáng)度鋼對(duì)，不同鋼種應(yīng)采用不同工藝規(guī)范以，保證焊縫質(zhì)量。焊管技術(shù)發(fā)展很快，如螺旋式水平活套裝置、雙半徑組合孔型，高頻頻率3多在H450kHz近年來(lái)又采用了50Hz超中頻生產(chǎn)厚壁鋼管焊接速度達(dá)到130m/min150m/min；內(nèi)毛刺清除工藝用于內(nèi)徑為15mm20mm的鋼管生產(chǎn)中；冷張力減徑級(jí)組受到重視；無(wú)損探傷應(yīng)用越來(lái)越廣泛；有些作業(yè)線(xiàn)上還設(shè)置了焊縫熱處理設(shè)備；有些還采用了直流焊、方波焊、鎢電極惰性氣體保護(hù)焊、等離子焊以及電束焊等。在后部工序中很多機(jī)組均設(shè)有微氧化還原熱鍍鋅、連續(xù)鍍鋅和表面涂層等工藝，并相應(yīng)設(shè)有環(huán)保措施

45、。表154常用焊管生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法基本工序產(chǎn)品范圍原料成型焊接外徑/nrn壁厚/mm外徑/壁厚爐鏈?zhǔn)綘t焊機(jī)組短帶管坯加熱后在鏈?zhǔn)綘t焊機(jī)上用碗模成型和焊接申1989210528焊連續(xù)爐焊機(jī)組帶卷管坯加熱后在連續(xù)成型爐焊機(jī)上成型和焊接申101141.98.6528直縫連續(xù)電焊帶卷連續(xù)輥式成型機(jī)高頻電阻焊、高頻感應(yīng)焊、氬Q5660(排輥)0.515(排輥)100機(jī)組電成型或排輥成型弧焊Q40C12196.422.2電UOE直縫電焊板UOE壓力機(jī)成電弧焊、閃光焊或高頻電阻焊Q406162564080焊機(jī)組型螺旋申焊機(jī)組帶卷螺旋成型器成型電弧焊高頻電陽(yáng)焊8936600.125.4100我國(guó)于1978年研

46、制成功履帶式成型機(jī)，用于生產(chǎn)2150X0.53.25mm的薄壁管和一般用管。成形過(guò)程如圖1522所示。成形過(guò)程不需要成型輥當(dāng)帶材進(jìn)入傾斜的三角模板和V型槽2構(gòu)成的孔型后在I段帶材比三角板窄未接觸V型槽面;進(jìn)入II段帶材開(kāi)始寬于三角板壓出彎邊，而后依次通過(guò)各段成形為管材。該機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是變換管徑方便，適于多品種生產(chǎn)；可生產(chǎn)輥式連續(xù)成型機(jī)不能生產(chǎn)的較大直徑的薄壁管；設(shè)備簡(jiǎn)單，成本小；成形后殘余應(yīng)力小；可用于錐形管的成型焊接。圖1522履帶式成型機(jī)工作原理圖1524連續(xù)爐焊工作原理(a)一般成形過(guò)程(b)帶材變形過(guò)程UOE直縫電焊管生產(chǎn)UOE法是生產(chǎn)大口徑直縫電焊管的主要方法，可生產(chǎn)06-1625X6

47、.A32mm,長(zhǎng)達(dá)18m的管子。美國(guó)于1951年首先應(yīng)用此法進(jìn)行生產(chǎn)隨，著石油天然氣工業(yè)的發(fā)展對(duì)，大口徑高強(qiáng)度管的需求量急增,促進(jìn)了該生產(chǎn)法的發(fā)展全世界擁有量超過(guò)0套，我國(guó)近年來(lái)發(fā)展很快新建4套UOE。UOE法生產(chǎn)是以厚鋼板作原料，經(jīng)刨邊和預(yù)彎邊，先翟壓力機(jī)上壓成J形，后在型壓力機(jī)上壓成圓形管，然后預(yù)焊、內(nèi)外埋弧焊，最后擴(kuò)徑以矯正焊接造成的管體變形，達(dá)到要求的平直度和橢圓度，消除焊接熱影響區(qū)的殘余應(yīng)力。該法可能生產(chǎn)的最大直徑受到板帶材寬度限制，設(shè)備投資也較大。但生產(chǎn)率高，適于大批量少品種專(zhuān)用管生產(chǎn)是，石油天然氣輸送管的主要生產(chǎn)方法。目前UOE鋼管大口徑、厚壁和高強(qiáng)度方向發(fā)展，已能采用調(diào)制熱處理

48、生產(chǎn)X100鋼級(jí)的高強(qiáng)度管，在UOE壓力機(jī)前設(shè)置了彎邊機(jī)和焊后機(jī)械擴(kuò)管機(jī)，廣泛運(yùn)用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，焊管的質(zhì)量和精度不斷提高。螺旋電焊管生產(chǎn)第四篇管材生產(chǎn)15管材主要加工形式和基本工藝流程第四篇管材生產(chǎn)- - 螺旋焊管出現(xiàn)于1888年，典型工藝流程如圖523所示。目前美國(guó)、西德已生產(chǎn)出直徑m以上厚度為25.4mm的螺旋焊管與UOE相比,螺旋焊可以用同樣寬的板卷生產(chǎn)不同直徑的管、外焊縫呈螺旋形，具有增強(qiáng)管子剛性的作用；管子直度好，不需設(shè)置矯直機(jī)，外徑橢圓度小，但外徑偏差大于UOE法；生產(chǎn)過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化和連續(xù)化；設(shè)備外形小、投資少。圖1523螺旋焊管工藝流程1拆卷機(jī)；2端頭矯

49、平機(jī)；3對(duì)焊機(jī)；4矯平機(jī)；5切邊機(jī)；6刮邊機(jī)；7主遞送輥；8彎曲機(jī)；9成型機(jī)；10內(nèi)焊機(jī)；11外焊機(jī)；12超聲波探傷機(jī)；13剪切機(jī)；14焊管螺旋焊新工藝是焊接采用預(yù)焊和終焊兩步進(jìn)先行在，一臺(tái)螺旋成形器上進(jìn)行成型和預(yù)（焊點(diǎn)焊），再在最終焊接設(shè)備上進(jìn)行內(nèi)、外埋弧焊接。一條成型及預(yù)焊設(shè)備可配四條埋弧焊設(shè)備，產(chǎn)量相當(dāng)于普通螺旋焊機(jī)組的四倍。（4）連續(xù)爐焊管生產(chǎn)爐焊法生產(chǎn)是將帶材加熱到350C1440C焊接溫度，通過(guò)成型焊接機(jī)（B24）受壓成型并焊接成管子連續(xù)式爐焊管機(jī)是高生產(chǎn)率生產(chǎn)焊管設(shè)比同規(guī)格電焊管機(jī)組約高尸7倍；成本比電焊管約低20%,比無(wú)縫管低30%；機(jī)械化自動(dòng)化程度高速度高達(dá)420m/mi?6

50、80m/min可生產(chǎn)p5Q100的焊管。但焊縫強(qiáng)度較電焊低一般僅限于焊接低碳的沸騰鋼管主要用于水煤氣管、電纜護(hù)套及結(jié)構(gòu)用管等。由于爐焊能耗大，其發(fā)展受到限制。（5）釬焊管生產(chǎn)釬焊又稱(chēng)蠟焊，是利用熔點(diǎn)比母材低的釬（料一般多用銅）進(jìn)行焊接的方法。釬料加熱熔化后，在毛細(xì)管的作用下“濕潤(rùn)”和填充連接面，使釬料和母材相互溶解和擴(kuò)散而焊合一體。這種方法可用來(lái)生產(chǎn)雙層或多層釬焊管和雙金屬管。雙層釬焊管（又稱(chēng)邦迪管）用于生產(chǎn)汽車(chē)剎車(chē)管、冷凍機(jī)冷凝管和壓縮機(jī)管等。釬焊管具有如下優(yōu)點(diǎn)：尺寸精度高、表面光潔；加工性能好，可進(jìn)行彎曲、卷邊、擴(kuò)口、壓扁、定鍛和擴(kuò)徑等加工；價(jià)格比銅管低，性能優(yōu)于銅管；防銹性能好，容易鍍層

51、等。15.4管材生產(chǎn)基本工藝流程15.4.1熱軋無(wú)縫管生產(chǎn)工藝流程圖1524所示為1978年圣索夫廠(chǎng)投產(chǎn)的連續(xù)軋管生產(chǎn)車(chē)間工藝流程示意該圖廠(chǎng)。年生產(chǎn)能力為33萬(wàn)噸，所生產(chǎn)的鋼管規(guī)格范圍是直2徑mm127mm,壁厚2.3mm16mm。產(chǎn)品有6%鍋爐管、12%機(jī)械用管、8%石油管（鉆桿、油管、）30%冷撥管坯、4%接頭用管、10%管線(xiàn)用管、20%商品用管10%其他。原料為完全采用電爐冶煉的連鑄圓坯，直徑有mm和160mm兩種。工藝流程：2m長(zhǎng)圓管坯經(jīng)兩條自動(dòng)鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)運(yùn)到兩套鋸切設(shè)備前控制要求鋸成1.5m4.0m定尺長(zhǎng)度，每套鋸切設(shè)備有兩臺(tái)鋸鋸片直徑為600mm,鑲有碳化鎢刀刃切后管坯裝入步進(jìn)式加熱爐，三排裝料，生產(chǎn)能力為40/