轧钢管材、型材 知识要点

钢管生产工艺及设备
第1章 概述
1钢管的生产方法及各自的特点。P5,6
热压力加工生产管材:热轧、挤压法spice
冷压力加工法生产管材:冷轧(用热轧或挤压所生产的管材为坯料,生产高精度、高强度、尺寸范围广的薄壁管材);冷拔(用热轧、焊管或经过冷轧后的各种长度的管材为坯料,生产高精度、高强度的优质钢管)。
焊管生产:生产技术简单、生产设备少、易于实现机械化、自动化,因此生产成本较低。
第二章 热轧无缝钢管生产工艺及设备
1热轧无缝管的生产实质就是将实心的管坯(或钢锭)轧制成空心的毛管,并最后轧制成管材,其基本工序为穿孔和轧管。
2热轧无缝管的基本生产工艺过程及主要工序的作用。P7、8
生产工艺过程:管坯、加热、穿孔、轧管、精整。
管坯通常为实心的钢锭、轧制圆钢、连铸坯和锻造坯,极少数情况用机加空心坯。
加热是为了提高金属的塑性,正确的选择加热温度和加热制度在很大程度上影响成品管的质量、内外表面状态、金属的物理机械性能、减少工具磨损和显著地提高生产率。
穿孔是无缝钢管生产中最基本最重要的工序。通过穿孔工序才能将实心的管坯加工成为中空断面,初具管筒形状的毛管。
轧管这道工序对毛管进行再加工,使其尺寸(外径和壁厚)和瓦外形(客服螺旋纹)均达到标准所规定的技术条件,才能成为合格的钢管。
为了消除在加工、冷却和运输过程中产生的弯曲变形、保证质量和成品率,要进行矫直。
3在设计新穿孔机时,首先应尽量采用大直径的轧辊;在生产车间则尽量增大轧辊倾角;在倾角一定、电机能力允许的情况下应选用高转速,以便提高生产力。
4穿孔的滑移系数多数情况下都小于1,也就是说,实际圆周速度小于理论圆周速度,即为
后滑。
5横向旋转锻造、横轧及斜轧实心工件时,在一定的条件下,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,这种现象为旋转横断效应。P19
6斜轧穿孔就是利用轧件中心部分已经达到轻度疏松但尚未形成孔腔(开裂)之前,使其同顶头相遇,减少穿孔时的能量消耗、减少变形抗力。顺利的穿孔成为毛管。
7为适应生产不同规格、材质的毛管,穿孔机应满足下列要求:(1)两个轧辊同向转动,并且有较大的调速范围;(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保持倾角一定;(3)对称于轧制线方便、灵活的调整轧辊间距(轧辊的径向调整);(4)导板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。
8立式大导盘(狄赛尔穿孔机)具有如下优点:(1)设置了轧辊倾角无极调整装置,对各种不同材质的管坯均能以最佳倾角进行穿轧轧辊上下布置,分别由两台直流电机单独传动;(2)提高了穿孔速度、降低了工具消耗,故改善了轧件质量;(3)狄赛尔穿孔机对
管坯的外径公差要求不高,穿孔后的毛管空心坯的直径和壁厚的公差较大;(4)为了配合高速度的轧制节奏,穿孔机后台采用了顶杆自动循环冷却装置。
9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)适用于不锈钢、高合金钢穿孔。
10自动轧管机组的工作原理:利用纵轧的方法,在椭圆形孔型中对毛管进行轧制,变形过程是在孔型和顶头所构成的环形空间里完成的。(为去除氧化铁皮和起一定的润滑作用需要向毛管内抛撒工业食盐;为了使壁厚均匀,减少外圆的椭圆度,在轧制第二道之前,需要翻钢90º。
活性炭滤池11轧管的主要任务是轧薄管壁、控制尺寸(内外径及壁厚),经轧管后的钢管基本上应达到标准规格的各项尺寸精度。
12根据芯棒运动方式的不同可将连轧管机分为全浮动、限动和半限动芯棒连轧管机三种类型。P67
13全浮动(自由浮动)芯棒连轧管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。
14限动芯棒连轧管机的基本工艺特点就是轧制过程中控制芯棒的运动速度,使其以低于第一架连轧机金属轧出速度前进,而当钢管脱离最后一架轧机后,芯棒快速返回待轧位置,穿套毛管后再进行下一根轧制。
15半限动芯棒连轧管机在炸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将芯棒带出轧机,然后再由脱棒机将芯棒由钢管中抽出。
16全浮动芯棒连轧管机组的生产工艺过程包括:管坯准备、管坯加热、热定心、穿孔、空心坯减径、连轧延伸、张力减径、冷却及精整加工。
17芯棒制造的工艺规程:轧制(或锻造)毛坯经车削后进行磨削、矫直、砂带研磨抛光、热处理(淬火或回火)、矫直等工序。
18实际上,连轧管机的各机架轧辊速度是按照稳定轧制状态下设定的,而在轧制过程中毛管又是遵循体积不变定律运动着的。在咬钢和抛钢过程中,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,这种现象称之为“竹节”。经实际测试,轧制后钢管上存在着咬钢阶段的前“竹节”和抛钢阶段的后“竹节”。竹节的长度对应于“咬钢”、“抛钢”阶段所轧出的钢管长度,但要略短些。通常后“竹节”要比前“竹节”更严重一些。
19减轻竹节的措施:(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”,可明显的减轻“竹节”现象。P108
20狄赛尔轧管机组的典型工艺流程:管坯、加热、热定心、穿孔、穿棒、轧管、脱棒、定(减)径。
21AR轧管机的优点:(1)产品质量好;(2)径、厚比径大可生产大直径薄壁管;(3)生产工序少,和自动轧管相比略去了均整工序;轧后温度高,可省略再加热工序而直接进入张力减径;(4)变形条件好,可轧制难变形(低塑性)高合金材质的钢管;(5)可轧
制的管长增加了;(6)成材率高;(7)芯棒的长度短(限动),制造、保管和维修方便,为轧制大直径薄壁管创造了条件。
22和其他生产方式相比,三辊式轧管机具有如下优点:(1)由于省去了导板装置,因而使摩擦阻力减小,能量消耗也随之降低了;(2)调整方便、灵活,在同一台设备上无需更换轧辊就能够生产出不同规格的钢管,尤其适合生产纵向周期断面管材;(3)变形过程中轧件所处的应力状态好,三向压应力状态有利于金属塑性变形;(4)由于上述特点适用于生产低塑性难变形金属、高合金钢及其他合金管材;(5)适于生产高精度及机械加工的毛坯,如轴承钢管、机械工业结构钢等等。
23三辊式轧管机的变形区分为四段:咬入段、压缩段、压光段、出口段。
24三辊式轧管机是使用长芯棒轧制的,根据毛管与芯棒间运动关系的不同可分区为:
    全浮动操作:这种操作方式的效率高达95%,所以生产效率高;由于轧管时毛管受来自芯棒的附加摩擦力很小,钢管的表面质量较好;所生产的钢管径壁比D/S可达4~12.全浮动式操作法的设备结构简单、操作方便、应用普遍。
回退式操作:这种操作方法仅使用一根芯棒,但由于在轧制过程中芯棒从毛管中后退占
用时间,所以效率较低。另外,毛管变形复杂,更换品种时调整麻烦,因而仅适用于生产D/S=3~8的极厚壁钢管。
半浮动式操作:这种操作方式生产率低,仅适用于没有配备全浮动操作设备的机组中。
25张力减径时管端增厚的原因有:一是当管子的头、尾端通过张减机时,他所承受的张力比稳定轧制时小:二是轧辊工作直径的位置相对于稳定轧制时的位置有所变动。
26张减机架的传动方式一般分为外传动和内传动两种形式。
27周期式轧管机组主要用于生产大、中直径厚壁管和合金钢管。其主要优点是直接使用钢锭为坯料生产无缝钢管,因其投资少、成本低,特别适用于开坯能力不足的中小钢铁企业。
28周期式轧管机的工作原理:一个特殊的纵轧过程,它是利用变直径、变宽度的轧槽(孔型),配合稍有锥度的长芯棒,一般大头和小头直径差1~2mm之间,对毛管进行辗轧加工。
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29画简图说明二辊斜轧穿孔过程中,轧辊任意断面的轴向分速度和切向分速度。P9
30孔腔形成理论有哪几种?各自的主要观点是什么?P19、20、21
切应力理论:在斜轧、横轧时轧件的中心部分受交变切应力的作用而导致破坏,属于韧性断裂。
拉应力理论:孔腔的形成是因为工件断面中心部分承受较大的拉应力,结果导致孔腔形成,一般属于脆性破坏。
综合应力理论:孔腔的形成(中心开裂)是由于工件断面中心部分金属承受交变的切应力和很大的拉应力结果,大都属于韧性破裂。
陕西林业科技>太极美女马畅第三章 冷拔、冷轧钢管生产
1用冷压力加工的方法生产钢管主要包括冷拔、冷轧和施压。
2冷压力加工法生产管材具有下列特点:(1)尺寸范围广;(2)管材的内外表面质量高、机械性能好,能达到近似镜面的光洁度;(3)金属消耗少,冷压力加工为无屑加工、
无氧化铁皮损失、金属收得率高。
3根据拔管工具的不同可将冷拔管方法分类为:无芯棒拔制、长芯棒拔制、短芯棒(顶头)拔制、游动芯棒(顶头)拔管、扩拔钢管(张力扩拔、固定支撑扩拔)。
4冷拔管生产的优点:(1)生产设备及工具简单、制造容易、更换品种快速方便,特别适合于产量不大而品种规格广泛的中小企业生产;(2)适合生产各种异型断面和复合金属管材;(3)与冷轧相比具有较大的减径量。
5冷拔生产的缺点:(1)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,占用厂房面积大、占用人力多、劳动强度大、故生产成本高;(2)生产的连续性差、生产周期长。
6拔管机的主要工具是拔管和芯棒。
7冷轧钢管生产工艺流程:料架、检查台、锯切、退火、打捆、酸洗、水洗冲洗、磷化处理、烘干、检查、修模、涂皂、冷轧、退火、矫直。P166
8二辊周期式冷轧钢管的工作原理:利用轧辊的工作断面轧槽和锥形的芯棒,借助于曲柄连杆机构带动机架往复移动,从而带动轧辊做周期性转动,在回转送进装置的配合下,逐段的轧薄管壁和减小直径。P167
日朝关系9最常见的冷轧管机动平衡装置有如下形式:重锤平衡、液压平衡、气动平衡、液压—气动平衡、带反转配重曲轴齿轮的平衡装置。P180
第4章 焊管生产
1焊管以带钢或钢板为原料,用不同的成型方法弯曲成管筒的形状,然后施以不同的焊接方法,获得具有一定强度的焊缝而形成为管材。P191
2焊管生产方法的分类:(1)按焊接方法分:压力焊(电阻焊、感应焊、内光焊);熔焊(电弧焊、气焊);腊焊也称为钎焊。(2)按焊缝的加热方法:炉焊法;气焊法;电焊法;气电焊。(3)按焊缝的形状分:直缝;螺旋缝。P193
3直缝电焊钢管的生产工艺流程:管坯的准备、成型焊接、定尺切断、压力实验及精整加工。

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