机械的制造

重庆科技学院毕业设计（论文）开题报告题目Φ89连轧管机的孔型设计与研究学院冶金与材料工程学院专业班级材料成型及其控制工程学生姓名郭敏学号2007440656指导教师胡彬年月日开题报告填写要求1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作开始后2周内完成，经指导教师签署意见及系主任审查后生效。2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3.学生查阅资料的参考文献理工类不得少于10篇，其它不少于12篇（不包括辞典、手册）。4.“本课题的目的及意义，国内外研究现状分析”至少2000字，其余内容至少1000字。毕业设计(论文)开题报告1.本课题的目的及意义，国内外研究现状分析本课题的目的及意义:本课题研究的目的和意义在于，了解Φ89mm连轧管机的机组概况，轧管工艺过程，轧管机的特性，孔型特性，并能够独立完成该连轧管机的孔型设计、工具设计和车间设计，为以后的工作打下较扎实的专业基础。半浮动芯棒连轧管机，既具有限动芯棒连轧管机的变形条件合理、轧出荒管的尺寸精度高、延伸系数大和芯棒短等优点，同时又具有全浮动芯棒连轧管机的轧制节奏快、生产效率高的优点，因此它是当代生产小直径热轧无缝钢管的最佳机型。1、机组概况目前衡阳华菱钢管(集团)有限公司引进的Φ89mm半浮动芯棒连轧管机组是国家重点工程项目—原衡阳钢管厂“电站用高压锅炉管工程”的主体部分，是1条完整的无缝钢管生产线。包括1座中径21m的环形加热炉，1台二辊立式锥形辊穿孔机，1套6机架半浮动芯棒连轧管机，1座27m宽步进式荒管再加热炉，1台24机架张力减径机，1座70m宽步进式冷床。连轧管机由6对水平垂直交错布置的工作机架、1套完整的链式芯棒限动机构、1台链式脱棒机和芯棒冷却循环系统共同组成。连轧管机结构为二辊式6机架，机架布置采用了世界上少有的平立交叉布置方式。这种布置方式能实现单侧换辊操作，简化了换辊操作过程。2、轧管工艺过程半浮动芯棒连轧管工艺是一种介于限动芯棒连轧管(MPM)和全浮动芯棒连轧管(MM)之间的连轧工艺。半浮动芯棒连轧管工艺采用了1套芯棒限动装置，在轧制过程中，芯棒受到限动机构的控制，始终以恒定速度前进，当管子尾端脱离第4机架时，限动机构加速释放芯棒，芯棒随荒管轧出至连轧机后的输出辊道，带有芯棒的荒管横移至脱棒线，由链式脱棒机将芯棒从荒管中抽出，荒管经热锯切尾后送到步进炉再加热，芯棒则经冷却、润滑后再进人下一轮轧制。3、轧管机特性A、由于半浮动芯棒连轧管机具有搓轧功能，芯棒给金属施加了一定的后张力，再加上设定速度制度时带有微小的前张力，有效地减小了轧制过程中的横变形，有利于金属的纵向延伸变形，为连轧管机轧辊采用圆孔型创造了有利条件。B、由于芯棒速度恒定，不随各机架咬钢和抛钢过程变形条件的变化而变化，再配合轧辊咬钢时的动态速降补偿预设定，完全消除了全浮动长芯棒轧制时连轧荒管纵向上外径和壁厚的周期性不均匀—“竹节”现象，连轧荒管尺寸精度得到了很大提高，并能够使Φ89mm半浮动芯棒连轧管机组生产的荒管壁厚精度在正常情况下可控制在±5%以内。4、孔型特性Φ89mm半浮动芯棒连轧管机前部机架采用带圆弧侧壁的椭圆孔型。这种孔型可适应穿孔来料外径的波动，还可在大减径量下获得较大的延伸，孔型的磨损也较无侧壁的椭圆孔型均匀，并可通过调整辊缝来补偿，延长了孔型的使用寿命。国内外现状分析:连轧管机的发展历史悠久，最早的连轧管机发明于1882年，建在法国的LorraineEsoautNord厂，距今已有100多年的历史。而连轧管技术随着电气传动技术、液压技术、计算机控制技术、张力减径技术和穿孔技术的发展和应用，进一步逐步发展完善了起来。连轧管机的发展经历了四个阶段：第一阶段（1904～1934年）以Fassel轧机代表，连轧机组以交流电机集体传动，全浮动长芯棒轧制，后面没有张力减径机，轧速较低为特点。热轧管仅能用于冷拔坯料，这一时期连轧管技术还不成熟。第二阶段（1934～1950年）浮动芯棒连轧管技术逐渐成熟时期。1934年美国GlobeSteelTubeCo.厂的26机架直流电机单独传动全浮动芯棒连轧管机投产，知道1949年美国Loran厂投产了一台45°×45°交叉式布置，由直流电机单独传动的全浮动连轧管机组，并在后面配置了张力减径机组，这才奠定了现代连轧管机组的基础。自此浮动芯棒连轧管机工艺获得巨大发展。第三阶段（1961～1978年）20世纪60年代的连轧管机是以全浮动芯棒直流单独传动，轧制过程采用计算机控制，轧速较高（7m/s)，后面配置了多机架、单独传动的三辊式张力减径机为主要特征，这个时期的代表机组是苏联的南方钢管厂，其月产量高达5万t、日本住友南海厂（月产4.3万t），和西德曼乃斯曼公司的RK2机组。RK2机组为了减少穿孔后毛管的头尾直径差，影响连轧过程的稳定，在连轧管机前增设2～6架三辊减径机，可生产直径177.8mm钢管。我国包钢20世纪80年代从西德引进的Φ140mm机组就是这种机组，宝钢拥有世界上最后一套全浮芯棒连轧管机组，其工艺流程为：管坯加热→穿孔→空心坯减径→连轧→再加热→张减→冷却、锯切及精整浮动芯棒连轧管工艺在产量、质量方面均优于其他轧管工艺，所以在20世纪70年代，浮动芯棒连轧管机组处于鼎盛时期，在Φ168mm以下无缝钢管伸长领域得到迅速发展（全世界近20套)。第四阶段（1978～1992年）由于浮动芯棒轧管工艺管子的前段进入机组和后段离开机组时芯棒的速度产生“阶跃”现象，从而使管子的受力状态发生变化，导致管子的前后段出现鼓肚，即我们称之为“竹节”的缺陷。此外，浮动芯棒轧制大直径钢管时。芯棒重量过大，运行操作困难，不能生产外径177.8mm以上的钢管。在这种情况下，A.H.Calmes发明了限动芯棒连轧管即MPM(MultistandPipeMill）工艺，并于1968年取得专利，经过10年长期试验直到1978年，第一套八机架MPM机组才在意大利的达尔明（Berqamo）厂正式投入工业生产（Φ159～365mm)。法国瓦卢雷克公司圣索夫厂1978年投产了世界第一套七机架半限动芯棒连轧管机组（Φ27～127mm）。1983年日本八幡厂也投产了一套七机架半限动芯棒连轧机组，生产外径33.4～193.7mm钢管，设计年产量高达96万t。到1992年我国天津250mm七机架MPM投产，全世界共有11套限动式（MPM）和2套半限动式（MRK)连轧管机组，形成了芯棒全浮式、限动式和半限动式三种连轧管工艺并存的局面。但目前连轧管机的主流是二辊式限动芯棒（MPM），由于限动芯棒与锥形辊穿孔机的应用，机架数已由过去的九架降至现在的五架，包钢无缝厂180mm、鞍钢无缝的Φ159mm、衡阳钢管厂的Φ273mm、成都钢管的Φ340mm和国产的无锡Φ250mm、南通Φ140mm全部都是五机架的MINI-MPM。相邻机架成水平与垂直交叉布置或倾斜交叉90°布置。MINI-MPM机组的工艺特点为：1）一般采用锥形辊穿孔机，充分发挥锥形辊穿孔大变形、大延伸的作用，才有可能将连轧机的一部分变形量前移至穿孔机，使连轧机机架数减至4～5架，将两变形机组的变形量均衡、合理地分配；2）由于轧机总延伸系数减少，连轧前段单机架的变形量也可减少，同时在孔型设计上由于降低了辊缝值和开口度，使金属横向流动和辊缝处凸出部分的面积减小，减缓轧制过程中的不均匀变形；3）在同孔型尺寸的情况下，轧机前段孔型直径变小，减小了辊速差；4）轧出荒管的鱼翅尾不规则部分减短，切头尾减短，提高了成材率。MPM一经问世，因其在技术、产量、质量、自动化和劳动生产率等诸方面的突出优势，引起了无缝钢管界的广泛关注并得到认同和推崇，目前已使其在除大洋州以外的五大洲得以迅速的推广应用；特别是1978年到1992年间的前15年，受当时石油产业对油井管需求旺盛的影响，促使了MPM技术的飞速发展，相继建成投产了10套限动芯棒连轧管机组，从第二套到第十套仅用了10年的时间。各机组情况见下表1.1表1.11978年到1992年建成的连轧管机组序号机组名称厂名国家投产年份设计年产量（/万t）成品管规格（mm）机架数1365mm达尔明厂意大利197850159～3653.5～2582245mm京滨厂日本198360114～2454.5～4083273mm坦姆萨厂墨西哥198360114～2734.5～4074245mm费尔菲尔美国19836089～2455.4～3275245mm北方星钢厂美国198730114～24576245mm阿尔戈马厂加拿大19863048～1783.6～3277245mm希德尔卡厂阿根廷198835140～2734.5～3568245mm西多厂委内瑞拉1990－114～2454.5～35－9426mm伏尔加钢管厂俄罗斯199072114～2454.5～35710250mm天津钢管集团中国199250114～2734.5～357最近几年出现的最先进的轧管技术—三轴MPM,称之为PQF（PremiumQualityFinishing）。它的诞生，立即引起了国内外同行的高度重视。在不到5年的时间内，相继建设、建成了多套三辊限动芯棒连轧管机组，据不完全统计，有已投产的中国天津钢管公司直径Φ460PQF机组(天津钢管公司已有2套PQF机组)；2007年投产的白俄罗斯BMZ公司直径Φ168PQF机组；哈萨克斯坦BKV集团LLP公司的直径Φ227FQM(FineQualityMill，为意大利Danieli公司研制的三辊限动芯棒连轧管机)机组；中国攀钢集团成都钢管公司已投产的直径Φ159FQM机组以及2008年投产的俄罗斯马克西集团的直径Φ170FQM机组和在建的中国鞍钢直径170毫米PQF机组；印度普那SMT的直径Φ168PQF机组等。PQF采用的是限动芯棒操作方式，机架内有三个主传动轧辊，围绕机架相互成120°布置，能实现单独调整与集体调整。从轧钢工艺上讲，三辊连轧管机比二辊连轧管机具有金属变形更加均匀的明显优点。它的特点可以归纳为以下8点，即:6机架、三辊式、每个轧辊设有一个液压小舱以实现轧辊单独调整、D/t值最大可达58、机架间距小、工具消耗低、成品管质量优于MPM轧管机及收得率高。因此PQF连轧管机能够使壁厚偏差明显改善，管子表面质量更佳，进一步提高了产品质量，降低了产品成本，扩大了产品尺寸范围和材料的等级，使经济效益得到进一步提高。所以用新结构的三辊连轧机PQF取代二辊技术MPM必将会像用三辊张力减径机代替二辊张力减径机，用限动芯棒代替浮动芯棒那样成为连轧管机的发展方向。毕业设计(论文)开题报告2.本课题的任务、重点内容、实现途径任务：1、编写φ89mm限动芯棒热连轧管机组设计的可行性研究报告；2、根据所定的产品方案，确定产品生产工艺过程；选择机组轧机形式和组成；3、综合运用大学阶段所学的专业知识来进行典型产品的工艺参数的计算；工具设计和孔型设计；编制机组的轧制表4、按照机械制图标准绘制穿孔机各工具图；连轧管机、定减径机各机架的孔型图等5、确定合理的车间平面布置；并画出车间平面布置图；6、车间主要技术经济指标和经济效益分析7、按学校本科设计及论文书写规范编制设计说明书。内容：1、开题报告；2、翻译一篇与本题目相关的外文译文；3、根据市场分析确定合理的产品大纲；4、选择生产工艺方案；5、φ89mm连轧管机组设备类型的选择6、φ89mm连轧管机组主设备技术性能参数的确定7、确定合理的典型产品φ40×4mm热轧石油套管的生产工艺流程8、φ89mm连轧管机组的轧制表的编制；9、典型产品φ×4.24mm热轧石油套管工艺设计；10、主设备力能参数计算及设备强度校核；11、车间平面布置并绘制车间平面布置图；12、机组经济技术指标分析；13、设计总结。实现途径：1、查找图书馆有关资料，书籍；2、阅读学校图书馆的有关