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不銹鋼管斜軋擴(kuò)徑工藝原理及擴(kuò)徑鋼管品種規(guī)格與質(zhì)量
發(fā)布者:不銹鋼管廠(shg2010.com) 發(fā)布時間:2021/11/24 閱讀:1418

  據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),美國、聯(lián)邦德國、捷克曾裝有五臺斜軋擴(kuò)徑機(jī),即美國二臺、聯(lián)邦德國二臺、捷克一臺。由于捷克的斜軋擴(kuò)徑機(jī)是由德國Meer廠制造,而且和聯(lián)邦德國的擴(kuò)徑機(jī)一樣都是安設(shè)在周期軋管機(jī)的后面,因此五臺斜軋擴(kuò)徑機(jī)基本上分為兩大類,其設(shè)備布置如下:

 美國式:與自動軋管機(jī)相配合,其工藝流程為:管坯加熱爐→一次穿孔機(jī)→二次穿孔機(jī)→再加熱爐→自動軋管機(jī)→再加熱爐→斜軋擴(kuò)徑機(jī)→均整機(jī)→再加熱爐→定徑機(jī);

 德國式:與周期軋管機(jī)相配合,其工藝流程為:周期軋管機(jī)→再加熱爐→斜軋擴(kuò)徑機(jī)→定徑機(jī)。

 對以上兩種設(shè)備布置方式加以比較可以看出:

   1. 美國式的布置中在斜軋擴(kuò)徑機(jī)之后設(shè)有均整機(jī),而德國式布置中則沒有均整機(jī),其實(shí)這是將擴(kuò)徑機(jī)當(dāng)二次穿孔機(jī)用;

   2. 美國式的布置中由于增加了均整機(jī),因此在斜擴(kuò)徑機(jī)、定徑機(jī)之間又增加了一臺再加熱爐,而德國式布置中則由于斜軋擴(kuò)徑機(jī)很緊湊地布置在周期軋管機(jī)之后,兩者之間設(shè)一臺再加熱爐就已足夠,省去了一臺再加熱爐。

 此外,在斜軋擴(kuò)徑機(jī)的擴(kuò)徑量方面,美國所采用的數(shù)字與德國有所差異。美國所采用的數(shù)字一般為70%~86%,而德國的設(shè)計(jì)數(shù)字為110%~130%,實(shí)際采用的(針對捷克的擴(kuò)徑機(jī)而言)僅為65%左右。至于擴(kuò)徑后鋼管的壁厚問題,德國的數(shù)字為6~13mm,捷克所生產(chǎn)的擴(kuò)徑無縫不銹鋼管的壁厚在8~9.5mm的范圍內(nèi),據(jù)稱捷克Chomtov 不銹鋼管廠正在設(shè)法將擴(kuò)徑后鋼管壁厚降至7.6mm,甚至5mm.而美國所生產(chǎn)的擴(kuò)徑不銹鋼管的壁厚在8~10mm左右,在這方面沒有什么差異。

 下面以捷克 Chomtov 不銹鋼管廠的斜軋徑車間為例來說明它的工藝過程、擴(kuò)徑機(jī)、擴(kuò)徑工具以及鋼管產(chǎn)品方案和質(zhì)量等問題。


一、斜軋擴(kuò)徑的工藝過程

 斜軋擴(kuò)徑的工藝過程包括:擴(kuò)徑管坯加熱、斜軋擴(kuò)徑、均整、定徑、精整和檢驗(yàn)。所用的管坯由周期軋管機(jī)或自動軋管機(jī)軋制,捷克Chomtov將鋼管斜軋擴(kuò)徑機(jī)安設(shè)在周期軋管機(jī)之后,未設(shè)置均整機(jī),其擴(kuò)徑車間的平面布置如圖10-1所示。

 主要設(shè)備包括:加熱爐一座、兩輥盤式擴(kuò)徑機(jī)一臺及定徑機(jī)一臺。車間主要生產(chǎn)φ529mmx8mm的石油輸送管。所用擴(kuò)徑管坯為φ(330×13.5)mm×12m,由該廠周期軋管機(jī)組用ф460mm,重量為1.5t的鋼錠軋制。

 擴(kuò)徑管坯在連續(xù)式斜底加熱爐內(nèi)加熱,燃料為煤氣。管子的裝爐、出爐均靠爐內(nèi)外的輥道進(jìn)行,鋼管在爐內(nèi)的移動由推鋼機(jī)操作,爐內(nèi)經(jīng)常保持14根鋼管。擴(kuò)徑管坯在爐內(nèi)加熱到1180~1240℃后出爐,由翻鋼機(jī)將它送到擴(kuò)徑機(jī)前臺受料槽,將尾端裝有頂頭的頂桿插人管內(nèi),頂桿前端固定在閉鎖裝置里,此機(jī)構(gòu)還可以精確調(diào)整頂頭在軋輥間的位置。鋼管用水壓推管機(jī)推向軋機(jī)入口,咬人后開始擴(kuò)徑和減壁,兩軋輥中心線分別位于軋制中心線的上、下方,軋輥中心線與軋制中心線之間的距離稱為偏心距。兩軋輥中心線在水平面內(nèi)的夾角為130°,兩軋輥分別由兩臺直流電動機(jī)進(jìn)行傳動。

 擴(kuò)徑后鋼管尺寸為Φ545mmx8mm,長度不變(仍為12m).擴(kuò)徑完畢后,鋼管由后臺料槽用翻鋼機(jī)經(jīng)斜算條自動滾到定徑機(jī)前受料槽,準(zhǔn)備進(jìn)行定徑。通過定徑以獲得最終尺寸,同時可以得到矯直的效果。定徑機(jī)是一臺兩輥可逆式單架軋機(jī),軋輥上有2~3個孔型,定徑共軋制4~8道,每道軋制后管子翻過90°,前2~4道是粗軋(第一孔型),后2~4道是精軋(第二孔型)。定徑后鋼管獲得成品尺寸(熱狀態(tài))φ532mmx8mm,并消除了鋼管外表面因斜軋擴(kuò)徑而產(chǎn)生的螺旋紋。鋼管冷卻后,將兩端用火焰切割器同時切去。切割后用砂輪將管口磨光,以清除毛刺等。然后檢查鋼管直徑、壁厚及表面質(zhì)量。最后是端部定徑和水壓試驗(yàn),壓力達(dá)到7MPa(70大氣壓)。


二、斜軋擴(kuò)徑機(jī)的構(gòu)造概述

 斜軋擴(kuò)徑機(jī)有兩個裝在箱形機(jī)架內(nèi)的懸臂式盤形軋輥,軋輥中心線與軋制中心線在水平面上互呈60°~80°角,在垂直面上則互相平行而有一偏心距,其值約為±50~80mm(兩輥分別居于軋制線的上、下方)。兩軋輥各由單獨(dú)的直流電動機(jī)經(jīng)過減速箱進(jìn)行傳動,其旋轉(zhuǎn)方向相同。軋輥間距靠與其軸向推力軸承相連的側(cè)壓進(jìn)螺絲調(diào)節(jié)。兩個軋輥中間置有一錐形擴(kuò)徑頂頭,頂頭裝在頂頭拉桿的尾端,另一端在軋制時固定在拉桿閉鎖裝置內(nèi)(該裝置亦用來調(diào)整頂頭在變形中的位置)。在擴(kuò)完一根鋼管之后,頂頭連同拉桿用回送輥送到擴(kuò)徑機(jī)前臺,等待下一根鋼管裝入前臺受料槽后再回到工作位置(即拉桿通過鋼管并固定在閉鎖裝置內(nèi)),頂頭連同拉桿在軋制時由于鋼管內(nèi)表面的摩擦而隨鋼管轉(zhuǎn)動。在頂頭上下方裝有上下導(dǎo)板,下導(dǎo)板位置固定不動,上導(dǎo)板則可以上下調(diào)整。這樣管壁在孔型中受到輾軋而減薄,外徑則相應(yīng)的擴(kuò)大。除頂頭拉桿在軋制時用循環(huán)水冷卻以外,軋輥和頂頭都是在軋制間歇時間內(nèi)進(jìn)行噴水冷卻。

 Chomtov 廠擴(kuò)徑機(jī)的軋輥直徑為1700mm、轉(zhuǎn)速0~73.5r/min,主電動機(jī)兩臺,各為1500kW,各種調(diào)整裝置都采用電動裝置。

 這臺設(shè)備由德國Meer廠在1928年制造,與舊的斜軋擴(kuò)徑機(jī)相比較,它所采用的頂頭固定方法是一項(xiàng)重大改進(jìn)。舊軋機(jī)的頂頭裝在頂桿前端,頂桿在工作時受壓力作用,產(chǎn)生很大彈性彎曲,因而鋼管壁厚嚴(yán)重不均,軋制過程很不穩(wěn)定。而在這臺設(shè)備上頂頭裝在頂桿尾端,頂桿在工作時受拉力作用,這樣能使擴(kuò)徑過程穩(wěn)定,擴(kuò)徑后鋼管的長度可增加,并且能準(zhǔn)確調(diào)整頂頭位置。


三、斜軋擴(kuò)徑鋼管的品種規(guī)格及質(zhì)量

 在斜軋擴(kuò)徑機(jī)上可以將φ330~400mm的鋼管擴(kuò)徑至545~710mm.擴(kuò)徑后鋼管的最大直徑為1200~1400mm,所生產(chǎn)不銹鋼管的壁厚為6~13mm,一般均在8~10mm的范圍內(nèi)。

 擴(kuò)徑不銹鋼管的尺寸公差:外徑公差±1.5%,內(nèi)徑公差±1%,壁厚公差+15%~-20%,實(shí)際生產(chǎn)的擴(kuò)徑管其壁厚不均值一般均在給定的壁厚公差范圍內(nèi)。在表面質(zhì)量方面,定徑機(jī)只能消除外表面的螺紋狀缺陷,若無均整機(jī),則內(nèi)表面的螺紋狀缺陷依然存在。但在擴(kuò)徑機(jī)工具形狀合理而且磨損不十分嚴(yán)重時,這一缺陷是輕微的。

 由于擴(kuò)徑鋼管主要用于敷設(shè)石油輸送管,因此一般均為碳素鋼管,沒有見到采用它來生產(chǎn)合金鋼管的報道。


四、斜軋擴(kuò)徑機(jī)的綜合


 1. 一次擴(kuò)徑量大,變形速度快,產(chǎn)量高,年產(chǎn)量可達(dá)100000~150000t(年工作小時按6000h計(jì));

 2. 擴(kuò)徑后不銹鋼管的內(nèi)、外表面均有螺紋狀缺陷,須增設(shè)定徑機(jī)或均整機(jī)予以消除,關(guān)于這一點(diǎn)相對于周期軋管機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)來說是比較不利的;

 3. 設(shè)備龐大,如主傳動電機(jī)容量為1500~2000馬力的電動機(jī)2臺,因此一次投資費(fèi)用高;

 4. 不宜生產(chǎn)異形管,品種受到限制。

 
 

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