钢管轧制工艺与设备缩印

1.管材定义：两端开口并具有中控封闭断面且其长度与断面周长之比较大的钢材。2.管材生产技术要求：尺寸公差、形状公差、表面质量、特殊性能要求及材质、环境约束及技术条件等。3.钢管生产方法：热压力生产、冷压力生产、焊管生产。4.热轧钢管的基本生产工艺：管坯—加热—穿孔—轧管—精整5.纵轧：变形金属的主要流动方向与轧辊的线速度方向一致。横轧：金属的主要流动方向与轧辊的速度方向象垂直。斜扎：处于纵轧和横轧之间，金属的流动方向既不平行也不垂直于变形金属的运动速度方向，而成一定角度。6.旋转横断效应：人们在实践中发现横向旋转锻造、横轧及斜扎实心工件时，在一定条件下，工件的中心部分会产生疏松，甚至于进一步出现内撕裂而形成孔腔，称为旋转横断效应。7.避免孔腔形成方法：1）限定最大压缩量为10%~16%；相对压下量的减小能有效地减小孔腔形成；2）减小顶前压缩量，轧制低塑性高合金钢和难变形金属时顶头前移；3）在允许前提下提高轧辊转速或加大轧辊倾角；4）选择合适的穿孔温度，充分利用金属的塑性。8.二辊斜扎穿孔机的三种形式：盘式、菌式及辊式穿孔机。9.画图表示开度值Bck、导板间距Lck、顶伸量c1）轧辊间距Bck：→实现直径压下，控制最小外径。（Bck小→压下大→变形区↑→延伸↑）2）导板间距Lck：上下导板压缩带之间距。（Lck大，椭圆度大，横向变形↑→最大外径↑）3）C－顶头鼻部伸出轧辊轧制带中线的距离，一般为正值；C↓（顶头靠后），I区↑，εdq↑10.导板在穿孔过程中的作用是什么？1.固定不动，导向作用2.通过封闭孔型外环、限制毛管横向变形（扩径）来控制外径。11.一次穿孔用顶头各段名称及作用：顶尖l0：（鼻部）；对准管坯定心孔-穿正；可产生轴向阻力-防止预先形成孔腔。穿孔锥l1：穿孔+减壁。平整段l2：（其锥角=轧辊出口锥锥角β2）均壁、平整内表面。反锥l3：防止脱管时内划伤（更换式还有平衡作用）12.为适应不同规格的要求，保证穿孔的过程顺利进行，对穿孔机的要求（结构特点）：1）两个轧辊同向转动，并且有较大的调整范围2）轧辊倾角可调并具有可靠的固定装置，以保证在工作过程中倾角不变3）轧辊对称于轧制线，可方便、灵活的调整轧辊间距4）导板（导辊）和顶头的位置应能调整和固定5）有可靠的后台装置，以保证方便的输出毛管13.立式大导盘穿孔机（狄赛尔穿孔机）采用的大导盘较导板的优势：1）设置了轧辊倾角无极调整装置，一是可以使轧辊倾角的可调范围增大，二是改善了万向接轴的工作条件。2）提高了穿孔速度、降低了工具消耗，改善了轧件质量。3）需进一步轧制4）缩短了轧制周期。14.毛管壁厚和外径是由什么决定的？毛管的最大、最小外径受什么因素影响？壁厚：轧辊与顶头环状间隙(薄壁:↓Bck,顶头前移C↑，顶头直径↑)；外径:导板内径：顶头导板间距Lck→椭圆度→最大外径。轧辊间距Bck→压下量→最小外径15.新型菌式穿孔机的特点：1）回转锻造效应应受到抑制2）金属流动合理3）适于连铸坯穿孔铸造组织比较疏松。4）适于不锈钢，高合金钢穿孔16.自动轧管机工作原理：（传动装置、工作机座）利用纵轧的方法，在椭圆型孔型中对毛管进行轧制，变形过程是在孔型和顶头时构成的环形空间里完成的。穿孔后，毛管沿着斜篦条滚落到自动轧管机前台受料槽中，此时将自动轧管机的上工作辊及下回送辊落下，为去除氧化铁皮和起一定的润滑作用需要向毛管内撒工业食盐。然后在推入机的帮助下将毛管送入轧辊，第一道次轧制终了后，工作气缸驱使斜楔升降机构动作，在平衡装置的作用下使上轧辊和下回送辊抬起，钢管被回送辊夹住快速送回到轧管机前台。用推入机再次将毛管送入自动轧管机轧制。经轧管机轧制后的钢管，自动返回到自动轧管机前台，翻上斜篦条架送往均整机。17.轧管任务：轧薄管壁、控制尺寸，经轧管后的钢管基本到到标准规格的各项尺寸精度18.连轧管机组工作原理：将穿孔后的毛管套在一根芯棒上，依次通过7~9个连续布置的、相邻两机架间的轧辊轴线互为垂直、机架间距较近的二辊式轧机，对钢管进行轧制。18.采用三种不同芯棒运动方式的连轧管机的工艺特点：1）全浮动芯棒连轧管机的工艺特点，全浮动芯棒连轧机由于在轧制过程中不控制芯棒速度，因此在整个轧制过程中芯棒的运动速度多次变化。2）限动芯棒连轧管机机的工艺特点：控制芯棒的运动速度，使其以低于第一机架连轧机金属轧出速度恒速前进，而当钢管脱离最后一架轧机后，芯棒快速扳回待轧位置，穿套毛管后在进行下一根轧制。3）半限动芯棒芯棒连轧管机的工艺特点：半限动芯棒连轧管机在轧制过程中对芯棒速度也进行控制，但在轧制过程结束之前即将芯棒放开，像全浮动连轧管机一样由钢管芯棒带出轧机，然后再由脱棒机将芯棒由钢管中抽出，在对芯棒进行限动控制时，就在一定程度上解决了金属流动性规律问题。而当轧制过程的最后阶段，将芯棒放开之后，犹如全浮动芯棒连轧管机一样。19.竹节现象及其消除措施：在咬钢和抛钢的过程中，由于芯棒速度阶跃的升高，引起了毛管在后部机架的轧制速度附加升高，使流入后部机架的金属增多，这些附加的金属促使断面积增大，导致轧制后钢管在这些部位上直径增大，壁厚增加，这种想象称之为竹节。措施：1）选用润滑性能良好的芯棒润滑剂以减少芯棒在轧制过程中的摩擦力。2）在孔型系统设定的总变形量不变的前提下，适当增大第一架及第二架的压下量。3）在轧制过程中，对应芯棒速度在咬钢和抛钢阶段的变化，适时调节各对应机架轧辊转速，即进行所谓的“竹节控制”可明显减轻“竹节”现象。20.AR轧管机与荻塞尔轧管机区别及优点特点：水平布置的双支撑锥形轧辊、立式传动大导盘、限动芯棒控制斜轧。优点：a、产品质量好。b、径、厚比值大，可生产大直径薄壁管。c、生产工序少，和自动轧管相比省略了均整工序，轧后温度高，可省略在加热工序而直接进入张力减径。d、变形条件好，可轧制难变形高合金材质薄壁管。e、可轧制的管长增加了。f、成材率高。g、芯棒长度短，制造，保管和维修方便，为轧制大直径薄壁管创造了条件。21.三辊轧机的轧管机优点。（1）省去导板装置，摩擦阻力减小，能量消耗降低。（2）调整方便灵活，产品规格多。（3）变形过程中轧件所处应力状态好，三向压应力状态有利于金属塑性变形。轧制精度高，内外表面质量好，壁厚均匀。（4）适用生产低塑性难变形金属高合金及其它合金管材。（5）适于生产精度及机械加工的毛坯。22.三辊轧机的尾端三角形效应及消除措施。尾端三角形效应，由于扎件在通过变形区时，使扎件前进的咬入摩擦力迅速降低，后滑现象严重，引起尾端产生激烈的横向辗扎，当扎件的D/S比值大于12时，随着管壁的减薄，扎件的刚度降低，因而导致轧件从轧辊台肩处开始胀大开始的开来的趋势也越来越大，此时由于缺少导板和轧件后端部的限制作用，金属往往会被挤向辊缝处，使轧件的尾部形成三角形的喇叭口，严重时还会卡在出口处，这样就影响整个轧制过程的正常进行。消除措施：在制订轧制程序表时，选择使扎件在轧制过程中不致产生“三角形效应”的喂入角和轧辊转数。对于制订D/S比值比较小的厚壁管及延伸性能较好的材料，可采用大送进角，高转速轧制。当轧制D/S比值比较大的薄壁钢管时，则应采用较小的送进角和较低的轧辊转速，以避免“三角形效应”的出现，才能保证产品质量和轧制过程的顺利进行。23.张力减径机组中不同段机组的名称及其作用。张力施加机组：施加张力。张力减径机组：减小管径。精整机组：精整出合格的管材。（首尾张力升起机架和成品机架，中间机架称为工作机架）（张力大小通过改变相邻两机架间速度差建立）24.张力减径时管端增厚的原因。（1）当管子的头、尾端部通过张减机时，它所承受的张力比稳定轧制时为小。（2）轧辊工作直径的位置相对于轧制稳定时的位置有所变动。25.张减机架外传动的特点。（张减机主要参数：最大减径率、最大减壁率）1）外传动机架有利于缩小机架间距和提高机架强度。2）外传动由于机架内部结构简单，因而换辊、拆装和维护比较简便，能适应张减机频繁换辊的需要。同时还能保证轧辊装配精度，减少备用工作机架的制造工作量和装配量。3）外传动的传动螺旋伞齿轮是装在C机座里的，因此机架内无螺旋伞齿轮。4）外传动工作机架上各类零件的尺寸可适当放大，因此相同材质的零件，外传动有利于提高刚度和强度。5）外传动的缺点是，外传动机架的C型机座结构比较复杂，设备重量比内传动的设备约重10%左右。26.周期轧管机（皮尔格轧机）的工作原理及特点。工作原理：特殊纵轧过程，利用变直径，变宽度的轧槽配合稍有锥度的长芯棒，对毛管进行辗轧加工。特点：直接使用钢坯为坯料生产无缝钢管，投资少、成本低，可以生产异形和纵向不等断面的无缝钢管。27.冷拔管：利用牵引设备将管坯强制拉过拔管模或由拔管模和芯棒间构成环形间隙由于断面减小而使管坯变形。28.冷拔管生产的优缺点：优点：a、生产设备及工具简单、制造容易、更换品种快速方便，特别适合于产量不打而品种规格广泛的中、小企业生产。b、适合生产各种异型断面和复合金属管材。c、与冷轧相比具有较大的减径量。缺点：a、和冷轧管相比道次变形量小，减壁量则更小，中间道次多，金属消耗大、辅助工序多。b、生产的连续性差、生产周期长。29.冷拔钢管生产方法分类：a、无芯棒拔制b、长芯棒拔制c、短芯棒（顶头）拔制d、游动芯棒（顶头）拔管e、扩拔钢管30.温拔：温拔一般采用感应电加热的方法升温，使坯料在向拉拔模运行过程中达到要求的温度，加热装置靠近拉拔模，达到温升部分的金属立即进入拉拔变形区。优点：a、可降低拉拔力25-40%，节省能量消耗。b、强化变形过程，道次变形量是普通冷拔的1.3倍，短芯棒拔制时道次增加53%，无芯棒拔制时变形量可增加57%，这样便可达80%，缩短工作周期，提高生产效率。31.二辊周期式冷轧管机工作原理：利用轧辊的变断面轧槽和锥形的芯棒，借助于曲柄连杆机构带动机架做往复移动，从而带动轧辊做周期性的转动，在回转送进装置的配合下，逐段的轧薄管壁和减小直径。32.周期式冷轧管机回转送机机构的作用：回转送进机构（也称分配机构）是周期式冷轧管机的重要组成部分之一，它对轧制过程的正常进行，轧机的性能及钢管的质量都有直接的影响。所以素有冷轧管机的心脏之称。要求性能：a、送进量准确、均匀、平稳、退回量小。一般送进量在3-40mm范围内变化，波动量最大不得超过15%；退回量越小越好，一般在0.5-2.5mm之间。b、送料装置应能快速退回，以便缩短间歇时间。c、保证管材在轧制过程中能在60-90度范围内回转变化而不重复。d、尽量降低机构的惯性矩，以保证在告诉条件下工作的平稳性、动作可靠和准确。33.周期式冷轧管机平衡机构的几种形式：a、重锤平衡b、液压平衡c、气动平衡d、气动-液压平衡e、带反转配重曲轴齿轮的平衡装置34.连续式直缝钢管生产工艺流程:带钢卷→矫直→闪光对焊→活套→成型机→焊接→清理焊剂→冷却→定径→切断→矫直→涡流探伤→平端面→水压试验→检查→打印→涂油→包装35.直缝焊管的三种基本成型方法：1）边缘弯曲成型法：边缘弯曲时，首先从带钢边缘开始玩去，以钢管半径R为曲率半径，逐渐向带钢的中心弯曲，在整个弯曲成新过程中，曲率半径始终保持不变，恒等于钢管半径R，曲率中心O移至O‘，其轨迹是一条平行于横轴的直线段，且其长度为带钢宽度的一半。带钢变形角有sita由0度逐步增大至180度。另一半的变化过程同理；2）中心弯曲成型法：曲率半径始终保持不变，曲率中心也始终不变；3）圆周弯曲成型法：曲率半径有无穷大到R，曲率中心在一条直线上。36.管坯在连续直缝钢管成型过程中，为何采用下山成型法是解决钢管纵向延伸的根本方法：管坯的延伸变形在管坯宽度上分布式不均匀，由于边缘延伸大，使管坯边缘在成型过程中易产生波浪，从而易影响成型和焊接质量，在薄管壁的成型过程中尤为突出。为解决边部拉伸问题，在连续焊管机组中用了排辊和立辊成型，他们成型范围宽，辊耗能耗少，采用下山成型法拥有合理的孔型设计，可以使横向弯曲变形更合理，从而使纵向延伸变形最小，这时管坯可以接近自然变形状态。37.排辊式成型法较连续式成型法的优点（排辊式成型法机组特点）：大直径管