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1、2018-09-13,1,成海涛,ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机的比较,中国钢标准化委员会钢管分技术委员会主任委员 中国金属学会钢管分委会常务副主任委员兼秘书长 攀钢集团成都钢钒有限公司副总经理 钢管杂志社社长兼主编 2010年9月,,报告提纲,一、前言 二、ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机的比较 三、ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机改进的建议 四、结语,2018-09-13,3,前言,一、前言,2018-09-13,4,前言,我国钢管工业走过了52年的历程，特别是近十年来的飞速发展，已成为世界钢管生产和消费第一大国。2009年，年产量达5281万t，约占世界钢
2、管产量的50%, 其中，无缝钢管产量2100多万t，钢管产量和消费量连续10多年占据世界第一位，已成为名副其实的钢管生产大国和钢管消费大国。,2018-09-13,5,前言,经过十余年的飞速发展，我国钢管制造装备水平得到了很大的提高。无缝钢管制造企业已拥有各种轧管机组约334套（含在建、拟建），产能近3 000万t。其中精密轧管机组38套，产能超过500万t ，三辊轧管机组29套，产能超过400万t。它们是除连轧机组之外，我国无缝钢管生产的主力机型之一。,2018-09-13,6,二、ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较 1、
3、轧管机的发展历史,Accu-Roll轧管机是上世纪80年代由美国埃特纳标准公司的波兹克发明的。它是由狄赛尔轧管工艺发展而来的。1986年，由中美合作设计制造了世界上第一台ACCU-ROLL轧管机（114mm机组），于1990年元月在烟台无缝钢管总厂西分厂建成投产。随后，经过我国无缝钢管业界专家们的不断改进，ACCU-ROLL轧管机得到了迅速推广。目前全球共有精密轧管机组38套（含已建和在建），全部都在中国。它已成为我国无缝钢管生产的一种主力机型。,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,ASSEL轧管机是由美国工程师ASSEL于1937年发明的一种三辊轧管机，当时的三辊呈张角布置，
4、传动系统在轧管机入口侧，采用浮动芯棒操作。后来又对ASSEL轧管机进行了改进，将轧辊进行收角布置，并采用限动芯棒操作。为了克服ASSEL轧管机的钢管前端“喇叭口”和后端“尾三角”，上世纪80年代前后，相继开发了阶梯芯棒、轧辊快开和送进角调整等轧制技术。到目前为止，我国拥有ASSEL轧管机29套。ASSEL轧管机亦是我国无缝钢管生产的主力机型之一。,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,2、机组的结构型式ACCU-ROLL轧管机是将狄塞尔轧管机鼓形轧辊改成锥形轧辊，增大了轧辊辗轧角，加长了辊身长度、采用主动的大直径导盘，轧辊安装在转鼓里，辗轧角可调。并将浮动芯棒轧制方式改为限动芯棒
5、轧制方式，从而减小了金属滑移，增加了均壁钢管的重轧次数，提高了钢管壁厚精度。,Accu-Roll 轧管机结构示意图1芯棒；2导盘；3菌式轧辊；4毛管,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,ASSEL轧管机的轧辊在轧管机机架中呈120布置，轧制过程中轧辊主动且同向旋转。孔型中心线与轧制中心线重合。轧辊安装在转鼓里，通过转鼓锁紧装置来调整轧辊的孔喉值和辗轧角的大小。,Assel轧管机结构示意图,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,3 、 工艺特点 ACCU-ROLL轧管机组和ASSEL轧管机组以其轧制工序短、设备投资少、更换规格容易、品种适应范围宽、以及适合于小批量、
6、多品种等生产优势在国已成为中小型钢管企业技术改造和新建机组的首选机型。二者的工艺流程大体相同。主要工艺流程为：管坯加热（环形加热炉或步进式加热炉）斜轧穿（菌式穿孔机或曼式穿孔机）轧管（ACCU-ROLL轧管机或ASSEL轧管机）脱棒（当采用浮动芯棒轧制时）定（减）径钢管精整、检验、包装。,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,在芯棒的操作方式上，ACCU-ROLL轧管机一般采用限动芯棒操作模式，而ASSEL轧管机既有限动芯棒操作模式又有浮动芯棒操作模式，在采用浮动芯棒时，需要增加脱棒机。无论是ACCU-轧管机还是ASSEL轧管机的轧制节奏都较慢，纯轧时间较长，每分钟只能轧制12支
7、钢管。为了保证头尾温差和防止钢管的扭转变形，大都采用双倍尺或单倍尺轧制。实测数据表明，ACCU-ROLL轧管机在进行钢管轧制时，钢管的温度会升高，属升温轧制过程。由于两种轧管机的孔型封闭性存在差异，ACCU-ROLL轧管机的DS可达到40以上，而ASSEL轧管机的DS一般在35左右。,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,4、变形特点 （1） 孔型封闭性不同，造成金属的横向变形存在差异ACCU-ROLL轧管机的孔型如图所示，在进行孔型调整时，要求导盘高边紧贴轧辊表面，即所谓的“打火花”调整，提高了孔型的封闭性。它十分有效地限制了金属的横向变形，防止变形金属流向辊缝,为轧制薄壁钢管
8、提供了条件,但导盘表面有时会产生粘钢。ACCU-ROLL轧管机孔型示意图,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,ASSEL轧管机的孔型是有三个轧辊组成的，三个轧辊之间不可避免地存在较大的辊缝。如图所示，当轧辊越大时，辊缝就越大。显而易见，ASSEL轧管机的孔型封闭性较ACCU-ROLL轧管机差，金属的横向变形大，容易流向辊缝。这也是ASSEL轧管机难以生产大直径薄壁钢管的主要原因。ASSEL轧管机孔型示意图,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,（2）轧辊头尾直径不同，造成金属的扭转变形存在差异ACCU-ROLL轧管机带有一个大辗轧角，其轧辊是一个“头小尾大”的锥形
9、辊，且配以切向速度大于钢管轧制速度的主动大导盘将变形金属“拽向”轧管机出口，与ASSEL轧管机相比，ACCU-ROLL轧管机轧制钢管时的扭转变形较小。当钢管壁厚越薄，延伸系数越大时，这种扭转变形的差异表现得更加明显一些。,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,（3） 辊面曲线不同，造成钢管表面质量存在差异 一般来讲ACCU-ROLL轧管机的辊身长度比ASSEL轧管机的辊身长度长，在轧制同一规格的钢管时，重轧系数大，钢管表面的辗轧次数多，有利于壁厚精度的提高和表面质量的改善。ASSEL轧管机大都采用了集中变形的台阶式辊型，一方面，它有利于钢管的减壁变形，并减短了变形区长度，在相同变
10、形量的前提下，轧制负荷更小。另一方面，局部区域的集中大变形，容易在钢管表面上产生螺旋道。,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,4、变形量的差异ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机同属于钢管延伸机，与连轧管机相比，它们的延伸系数较小。就这两种轧管机而言，ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机的延伸系数也相当。一般不超过2。ASSEL轧管机的台阶式轧辊设计，使得钢管在变形区中每旋转一圈时，对钢管壁厚的压下量要比ACCU-ROLL轧管机大一些，表现为集中变形。ACCU-ROLL轧管机的变形区较长，减壁变形比较平缓。,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机的比较,5、品
11、种与规格ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机同属于用来生产小批量、多品种、多规格的钢管轧管机。但由于两种轧管机的孔型封闭性存在差异，ASSEL轧管机比较适合生产中厚壁无缝钢管，ACCU-ROLL轧管机适应的钢管壁厚范围更宽一些，既可以生产中厚壁钢管，又可以生产薄壁钢管。目前ASSEL轧管机可生产的最大钢管规格为426mm，ACCU-ROLL轧管机可生产的最大钢管规格为325mm. 理论上讲，由于ACCU-ROLL轧管机的孔型封闭性更好，所能轧制的钢管外径应比ASSEL轧管机更大。据统计，无论是ACCU-ROLL轧管机还是ASSEL轧管机，成材率在90%左右，二者相差不大。,ACCU-RO
12、LL轧管机和LASSEL轧管机的比较,6、 投资与制造成本相同规格的ACCU-ROLL轧管机比ASSEL轧管机的设备重量和装机容量都要大一些，投资也要多一些。由于ACCU-ROLL轧管机的变形区较ASSEL轧管机长，金属的纵向流动和横向流动阻力较ASSEL轧管机大，造成轧制负荷更高。带来了动力消耗和工具消耗的增加。特别是ACCU-ROLL轧管机使用了主动的大导盘，导盘高边容易损坏，增加了钢管制造成本。因此，ACCU-ROLL的投资成本和钢管制造成本都比ASSEL轧管机大一些。,2018-09-13,20,三、ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机改进的建议,ACCU-ROLL轧管机和ASS
13、EL轧管机改进的建议,1、提高轧管机的自动化控制水平应加快研究开发计算机控制工艺设计和轧制过程的工艺控制系统，该系统至少应包含以下内容；（1）生产计划、轧制表计算、工具设计及管理； （2）轧制过程工艺参数信息、产品质量信息的收集、检测、储存和分析；（3）轧管机调整参数的储存和分析；（4）物料跟踪管理。,ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机改进的建议,2、壁厚检测和压下调整 对钢管的外径和壁厚进行检测，采用响应速度快、调节精度高、动态性能好的液压压下技术（HCCS）系统来控制轧管机的液压压下装置，实现辊缝的自动调整；亦可通过工艺参数的计算和控制，实现温度补偿、咬入冲击控制、头尾削尖轧制等功
14、能。,ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机改进的建议,4、提高轧管机孔型的封闭性ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机的孔型封闭性都比纵轧管机差一些。在大型ASSEL轧管机的辊缝处增加导板或导辊以减小辊缝值，可以有效地防止金属的横向流动，提高轧制薄壁钢管的可能性。虽然ACCU-ROLL轧管机在轧管喉径处的孔型封闭性很好，但从喉径处往前和往后的封闭性较差，这对轧制薄壁钢管不利。针对这一情况，有的企业在轧制大直径薄壁钢管时，将导盘改成了导板。,ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机改进的建议,3、减小钢管表面螺旋道，提高钢管表面质量ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机所轧制的钢
15、管表面，其不同程度的存在螺旋道，如何优化孔型设计，合理分配变形量，增加重轧系数，提高钢管表面质量，减轻螺旋道的深度是值得关注的问题。,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机改进的建议,5、提高工具使用寿命ACCU-ROLL轧管机的工具消耗较高，尤其是导盘在轧制薄壁钢管时，高边容易损坏，降低了导盘的使用寿命。采用复合导盘并对导盘实施工艺润滑是提高导盘使用寿命的重要手段。,ACCU-ROLL轧管机和LASSEL轧管机改进的建议,6、减小钢管的扭转变形钢管在斜轧时会产生两次附加扭转变形。一是当钢管在变形区中轧制时，因斜轧的特点，钢管呈螺旋前进而发生扭转变形，二是已经出变形区的钢管受到旋转轧辊的
16、影响而处在高速旋转的状态而产生扭转变形。改进轧辊形状和在轧管机后台，采用主动的长导向辊结构可以防止轧制过程中荒管扭曲和划伤。,2018-09-13,27,四、 结 语,结语,我国已完全掌握了ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机的设计和制造技术，机组建设实现了国产化。他们已成为我国无缝钢管生产仅次于连轧管机的一个主力机型，年生产能力达900万吨左右，约占我国无缝钢管产能的30%。 ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机均属于钢管斜轧延伸机，由于受单机架变形的限制，与连轧管机相比，他们的延伸系数都比较小，轧制速度较慢，机组产量不高。但更换规格比较灵活，都属于品种轧管机。 钢管在轧制过程中
17、处于高速旋转状态，钢管容易产生扭转变形，且当钢管越长、壁厚越薄时，这种变形就越明显，造成轧制的钢管长度受限，一般只能实现单支或两倍尺轧制。,结语,相同规格的ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机，其吨管投资远小于连轧管机。 就ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机而言，ASSEL轧管机比ACCU-ROLL轧管机的投资要小一些，钢管的制造成本也要低一些。 无论是ACCU-ROLL轧管机还是ASSEL轧管机，保持了钢管斜轧工艺对穿孔毛管的壁厚纠偏的功能，轧制的钢管壁厚精度较高，一般可达6%的水平。 ACCU-ROLL轧管机和ASSEL轧管机轧制的钢管表面均存在不同程度的螺旋道，但ACCU-ROLL轧管机轧制的钢管，其螺旋道不像ASSEL轧管机那么明显。,
