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无缝钢厂浅谈无缝钢管生产方法

作者:企鹅电竞利无缝钢管 来源:www.zdlsteel.com 发表时间:2016-12-20 浏览:次  
用穿孔等方法生产周边无接缝的钢管或其他金属管和合金管。无缝管的外径范围为 0.1~1425mm,壁厚为0.01~200mm。除圆形管外,还有各种异形断面管和交断面管。
  生产方法和简史
  无缝管的生产方法很多。无缝钢管根据交货要求,可用热轧(约占80~90%)或冷轧、冷拔(约占10~20%)方法生产。热轧管用的坯料有圆形、方形或多边形的锭、轧坯或连铸管坯,管坯质量对管材质量有直接的影响。热轧管有三个基本工序:①在穿孔机上将锭或坯穿成空心厚壁毛管;②在延伸机上将毛管轧薄,延伸成为接近成品壁厚的荒管;③在精轧机上轧制成所要求的成品管。轧管机组系列以生产钢管的最大外径来表示。 德国人曼尼斯曼兄弟于1885年首先发明二辊斜轧穿孔机,1891年又发明周期轧管机,1903年瑞士人施蒂费尔(R.C.Stiefel)发明自动轧管机(也称顶头式轧管机),以后又出现了连续式轧管机和顶管机等各种延伸机,开始形成近代无缝钢管工业。20世纪30年代由于采用了三辊轧管机、挤压机、周期式冷轧管机,改善了钢管的品种质量。60年代由于连轧管机的改进,三辊穿孔机的出现,特别是应用张力减径机和连铸坯的成功,提高了生产效率,增强了无缝管与焊管竞争的能力。70年代无缝管与焊管正并驾齐驱,世界钢管产量以每年 5%以上的速度递增。中国1953年后重视发展无缝钢管工业,已初步形成轧制各种大、中、小型管材的生产体系。铜管一般也采用锭坯斜轧穿孔、轧管机轧制、盘管拉伸工艺。 自动轧管生产 生产无缝钢管的方式之一。生产设备由穿孔机、自动轧管机、均整机、定径机和减径机等组成。
  穿孔机 常用二辊斜轧穿孔。圆管坯穿轧成空心的厚壁管(毛管),两个轧辊的轴线与轧制线构成一个倾斜角。近年来倾斜角已由6°~12°增至13°~17°,使穿孔速度加快。生产直径250mm以上钢管,采用二次穿孔,以减少毛管的壁厚。带主动旋转导盘穿孔、带后推力穿孔、轴向出料和循环顶焊等新工艺也取得一定的发展,从而强化了穿孔过程,改进了毛管质量。
  自动轧管机 把厚壁毛管轧成”诨墓堋R话憔2~3道次,轧制到成品壁厚,总延伸率约为1.8~2.2。70年代以来,用单孔槽轧辊、不锈钢路名牌双机架串列轧机、双槽跟踪轧制和球形顶头等技术,都提高了生产效率,实现了轧管机械化。
  均整机 结构与穿孔机相似。均整的目的在于消除内外表面缺陷和荒管的椭圆度,减少横向壁厚不均匀。近年采用三辊均整机,提高了均整机变形量和均整效率。
  定径机 由3~12架组成,减径机由 12~24架组成,减径率约达3~28%。50年代出现的张力减径机,在调整辊速和减径的同时,以适当的张力控制壁厚。新型张力减径机一般用三辊式,有18~28架,最大减径率达80%,减壁率达44%,出口速度达每秒18mm。张力减径机有两端增厚的缺点,可用"头尾端部突加电气控制"或微张力减径消除。
  自动轧管机组 常用系列有外径为100mm、140mm、250mm和400mm四种,生产外径17~426mm钢管。机组的特点是在穿孔机上实现主要变形,规格变化较灵活,生产品种范围较广。由于连续轧管技术的发展,已不再建造140mm以下的机组。
  连续轧管生产 生产设备由穿孔机、连续轧管机、张力减径机组成。不锈钢宣传栏工艺流程见图1。圆坯穿成毛管后插入芯棒,通过7~9架轧辊轴线互呈90°配置的二辊式轧机连轧。轧后抽芯棒,经再加热后进行张力减径,可轧成长达165m的钢管。140mm连续轧管机组年产40~60万吨,为自动轧管机组的2~4倍。这种机组的特点是适于生产外径168mm以下钢管,设备投资大,装机容量大,芯棒长达30m,加工制造复杂。70年代后期出现的限动芯棒连续轧管机(MPM),轧制时外力强制芯棒以小于钢管速度运动,可改善金属流动条件,用短芯棒轧制长管和大口径钢管。
  周期轧管生产 以多边形和圆形钢锭或连铸坯作原料,加热后经水压穿孔成杯形毛坯,再经二辊斜轧延伸机轧成毛管,然后在带有变直径孔槽的周期轧管机上,轧辊转一圈轧出一段钢管。周期轧管机又称皮尔格尔(Pilger)轧管机。周期轧管生产是用钢锭作原料,宜于轧制大直径的厚壁钢管和变断面管。
  三辊轧管生产 主要用于生产尺寸精度高的厚壁管。这种方法生产的管材,石英石设备壁厚精度达到 ±5%,比用其他方法生产的管材精度高一倍左右。60年代由于新型三辊斜轧机(称Transval轧机)的发明,这种方法得到迅速发展。新轧机特点是轧到尾部时迅速转动入口回转机架来改变辗轧角,从而防止尾部产生三角形,使生产品种的外径与壁厚之比,从12扩大到35,不仅可生产”诠埽固岣吡松芰Α
  顶管生产 传统的方法是方坯经水压穿孔和斜轧延伸成杯形毛管,由推杆将长芯棒插入毛管杯底,顺序通过一系列孔槽逐渐减小的辊式模架,顶轧成管。这种生产方法设备投资少,可用连铸坯,能生产直径达1070mm、高速钢锯片壁厚到200mm的特大特厚的管,但生产效率低,壁厚比较厚,管长比效短。出现CPE法的新工艺后,管坯经斜轧穿孔成荒管,收口后顶轧延伸成管,克服了传统方法的一些缺点,已成为无缝管生产中经济效益较好的方法。
  挤压管生产 首先将剥皮圆坯进行穿孔或扩孔,再经感应加热或盐浴加热,并在内表面涂敷润滑剂送入挤压机,金属通过?缀托景糁浠纷醇湎侗患烦晒懿摹=鹗粼簿饣饕糜谏退苄缘母呶潞辖鸸堋⒁煨凸芗案春瞎堋⒂猩鹗艄艿取U庵址椒ㄉ段Ч悖康汀=昀矗捎谀>卟牧稀⑷蠡痢⒓费顾俣鹊鹊玫礁慕费构苌灿兴⒄埂
  导盘轧管生产 又称狄塞耳(Diessel)法。穿孔后带长芯棒的毛管在导盘轧管机上轧成”诠懿摹T嗨贫跣痹┛谆皇枪潭ǖ及甯某芍鞫寂獭S捎谟贸ば景羯懿哪诒诠饣椅薰紊;但工具费用大,调整复杂。主要用于生产外径 150mm以下普通用途的碳素钢管。目前使用较少,也无很大的发展前景。
  旋压管生产 将平板或空心毛坯在旋压机上经一次或多次旋压加工成”诠懿摹9茏泳雀撸敌阅芎茫叽绶段Ч悖实汀V饕糜谏猩鹗艄懿模苍嚼丛蕉嗟赜糜谏止堋P构懿某糜谏钇骶摺⒒と萜骱突髁慵猓嘤糜诰鹿ひ怠
  70年代,采用强力旋压法已能生产管径达6000mm、直径与壁厚之比达 以上的大直径极薄圆管和异形管件。
  冷轧、冷拔管生产 用于生产小口径”凇⒕芎鸵煨喂懿摹I氐闶嵌喙ば蜓饭ひ铡S弥芷谑嚼湓芑湓,其延伸率可达6~8。60年代开始向高速、多线、长行程、长管坯方向发展。此外,小辊式冷轧管机也得到发展。主要用于生产壁厚小于1mm极薄精密管材,冷轧设备复杂,工具加工困难,品种规格变换不灵活;通常采用冷轧、冷拔联合工艺,即先以冷轧减壁,获得大变形量,然后以冷拔获得多种规格。
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