无缝钢管的生产方法

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1、无 缝 钢 管 的 生 产 方 法无 缝 管 的 简 史无 缝 钢 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 无 缝 钢 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 轧无 缝 钢 管 有 三 个 基 本 工 序 ： 在 穿 孔 机 上 将 锭 或 坯 穿 成 空 心 厚 壁 无 缝 钢 管 ； 在延 伸 机 上 将

2、 毛 管 轧 薄 ， 延 伸 成 为 接 近 成 品 壁 厚 的 荒 管 ； 在 精 轧 机 上 轧 制 成 所 要求 的 成 品 管 。 轧 管 机 组 系 列 以 生 产 无 缝 钢 管 的 最 大 外 径 来 表 示 （ 见 轧 机 ） 。无 缝 钢 管 生 产 有 近 100年 的 历 史 。 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

3、 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 无 缝 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 钢 管 与 焊 管 竞 争 的 能 力 。 70 年 代 无 缝 钢 管 与 焊 管正 并

4、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 。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 钢 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

5、形 断 面管 和 交 断 面 管 。冷 轧 无 缝 钢 管 、 冷 拔 无 缝 钢 管 生 产 ： 用 于 生 产 小 口 径 薄 壁 、 精 密 和 异 形 管 材 。生 产 特 点 是 多 工 序 循 环 工 艺 。 用 周 期 式 冷 轧 无 缝 钢 管 机 冷 轧 ,其 延 伸 率 可 达 68。 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

6、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 。种 类1、 无 缝 钢 管 按 生 产 方 法 不 同 可 分 为 热 轧 管 、 冷 轧 管 、 冷 拔 管 、 挤 压 管 等 。2、 按 外 形 分 类 有 圆 形 管 、 异 形 管 之 分 。 异 形 管 除 方 形 管 和 矩 形 管 外 ， 还 有 椭 圆管 、 半 圆 管 、 三 角 形 管 、 六 角 形 管 、 凸 字 形 管 、 梅 花 形 管 等 。3、 按 材 质 的 不 同

7、 ， 分 为 普 通 碳 素 结 构 管 、 低 合 金 结 构 管 、 优 质 碳 素 结 构 管 、 合金 结 构 管 、 不 锈 管 等 。4、 按 专 门 用 途 分 ， 有 锅 炉 管 、 地 质 管 、 石 油 管 等 。用 途1、 无 缝 管 用 途 很 广 泛 。 一 般 用 途 的 无 缝 管 由 普 通 碳 素 结 构 钢 、 低 合 金 结 构 钢 或合 金 结 构 钢 轧 制 ， 产 量 最 多 ， 主 要 用 作 输 送 流 体 的 管 道 或 结 构 零 件 。2、 根 据 用 途 不 同 分 三 类 供 应 ： a、 按 化 学 成 分 和 机 械 性 能 供 应

8、 ； b、 按 机 械 性 能供 应 ； c、 按 水 压 试 验 供 应 。 按 a、 b类 供 应 的 钢 管 ， 如 用 于 承 受 液 体 压 力 ， 也 要进 行 水 压 试 验 。3、 专 门 用 途 的 无 缝 管 有 锅 炉 用 无 缝 管 、 地 质 用 无 缝 管 及 石 油 用 无 缝 管 等 多 种 。生 产 制 造 方 法按 生 产 方 法 不 同 可 分 为 热 轧 管 、 冷 轧 管 、 冷 拔 管 、 挤 压 管 等 。1、 热 轧 无 缝 管 一 般 在 自 动 轧 管 机 组 上 生 产 。 实 心 管 坯 经 检 查 并 清 除 表 面 缺 陷 ，截 成

9、所 需 长 度 ， 在 管 坯 穿 孔 端 端 面 上 定 心 ， 然 后 送 往 加 热 炉 加 热 ， 在 穿 孔 机 上 穿孔 。 在 穿 孔 同 时 不 断 旋 转 和 前 进 ， 在 轧 辊 和 顶 头 的 作 用 下 ， 管 坯 内 部 逐 渐 形 成 空腔 ， 称 毛 管 。 再 送 至 自 动 轧 管 机 上 继 续 轧 制 。 最 后 经 均 整 机 均 整 壁 厚 ， 经 定 径 机定 径 ， 达 到 规 格 要 求 。 利 用 连 续 式 轧 管 机 组 生 产 热 轧 无 缝 钢 管 是 较 先 进 的 方 法 。2、 若 欲 获 得 尺 寸 更 小 和 质 量 更 好

10、 的 无 缝 管 ， 必 须 采 用 冷 轧 、 冷 拔 或 者 两 者 联 合的 方 法 。 冷 轧 通 常 在 二 辊 式 轧 机 上 进 行 ， 钢 管 在 变 断 面 圆 孔 槽 和 不 动 的 锥 形 顶 头所 组 成 的 环 形 孔 型 中 轧 制 。 冷 拔 通 常 在 0.5 100T的 单 链 式 或 双 链 式 冷 拔 机 上 进行 。3、 挤 压 法 即 将 加 热 好 的 管 坯 放 在 密 闭 的 挤 压 圆 筒 内 ， 穿 孔 棒 与 挤 压 杆 一 起 运 动 ，使 挤 压 件 从 较 小 的 模 孔 中 挤 出 。 此 法 可 生 产 直 径 较 小 的 钢 管

11、 。各 种 无 缝 钢 管 的 生 产 方 法自 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 的 二 辊 斜 轧 穿 孔 过 程 。 圆 管 坯 穿 轧 成 空 心 的 厚 壁 无 缝 钢 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 无 缝 钢 管 ，

12、 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 薄 壁 荒 管 。 一 般 经 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 、 双 机 架 串 列 轧 机 、 双 槽 跟 踪 轧 制 和球 形 顶 头 等 技 术 ， 都 提

13、 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 。

14、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无 缝 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

15、 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 。 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

16、的 2 4 倍 。 这 种 机 组 的 特 点 是 适 于 生 产 外 径 168mm 以下 无 缝 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 无 缝 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 无 缝 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 无 缝 钢 管 。 周 期 轧 管 机 又 称 皮 尔 格 尔 （ Pilger） 轧 管 机 。 周 期 轧 管 生 产