8種主要軋管工藝(鋼管軋制工藝)

8種主要軋管工藝(鋼管軋制工藝)

繼周期軋管工藝之后,世界上又先后出現了多種軋管工藝。其中包括艾哈德軋管、自動軋管、狄塞爾軋管、三輥軋管、熱擠壓管、連續軋管、冷拔(軋)管、熱擴管等8種軋管工藝。現分別予以介紹。

1 艾哈德(de)(Ehrhardt)軋管工藝

艾哈(ha)德于(yu)1891年發(fa)明水壓沖(chong)孔(kong)(kong)(kong)工藝以生產(chan)(chan)沖(chong)孔(kong)(kong)(kong)杯狀坯,并(bing)于(yu)1899年完成(cheng)用(yong)芯棒將沖(chong)孔(kong)(kong)(kong)坯頂(ding)推通過一系列直(zhi)徑逐漸(jian)縮小的(de)圓(yuan)環以生產(chan)(chan)無縫(feng)鋼(gang)管的(de)方法(fa)。通常又稱(cheng)為頂(ding)管工藝。

現今特大(da)口徑無縫鋼管(guan)仍采用頂(ding)管(guan)法(fa)生(sheng)產,最大(da)直(zhi)徑可達1 066 mm,20世紀80年代,曼內斯曼公司(si)將此工藝發展為CPE工藝,主(zhu)要(yao)生(sheng)產中小(xiao)直(zhi)徑無縫鋼管(guan)。

2 自動軋管工藝

斯蒂弗爾(Stiefel)1895年(nian)(nian)獲得盤式(shi)穿孔機的(de)(de)專利(li)后(hou)(hou),第一(yi)臺自(zi)動軋(ya)管(guan)機于(yu)1903年(nian)(nian)在美國投產,1905年(nian)(nian)采(cai)用均整機的(de)(de)自(zi)動軋(ya)管(guan)機組(zu)誕生。自(zi)動軋(ya)管(guan)機又(you)稱(cheng)為(wei)斯蒂弗爾軋(ya)管(guan)機。之后(hou)(hou),自(zi)動軋(ya)管(guan)機一(yi)度成(cheng)為(wei)生產無縫鋼(gang)管(guan)的(de)(de)主(zhu)要機組(zu)。

3 狄塞爾軋管工藝和Accu Roll軋管工藝

Sam Diescher首(shou)(shou)先(xian)構思將旋轉導盤引入(ru)二輥斜(xie)軋機(ji)代替原(yuan)先(xian)的導板,以進行延伸軋管(guan)(guan),并于1932年誕(dan)生(sheng)第一臺狄塞爾(Diescher)軋管(guan)(guan)機(ji)。半個(ge)世(shi)紀(ji)之后(hou),美(mei)國(guo)AS公司首(shou)(shou)先(xian)將錐形輥引入(ru)斜(xie)軋管(guan)(guan)機(ji)并獲(huo)得專利,1989年世(shi)界上第一臺Accu Roll軋管(guan)(guan)機(ji)在我(wo)國(guo)煙臺投入(ru)生(sheng)產。

4 三輥軋管工藝

這是一(yi)種三輥斜軋(ya)管(guan)工藝,毛管(guan)在芯棒(bang)與3個輥之間被輾軋(ya)延伸(shen),三輥軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)又稱(cheng)阿(a)塞(sai)爾(Assel)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)。

5 熱擠壓管工藝

早在曼內斯曼兄弟發明斜軋穿孔前,就已經有了采用熱擠壓鋁材的工藝來生產無縫鋼管的專利。但只是在20世紀50年代成功采用玻璃潤滑劑之后,鋼管的熱擠壓工藝才獲得真正的應用和快速發展。現代熱擠壓鋼管工藝主要用于高合金難變形管材及異型管材的生(sheng)產。

6 連續軋管工藝

早在1891年美國凱洛格(Kellogg)鋼管廠就已獲(huo)得連續軋(ya)管機(ji)的專利。但(dan)由于眾多的技術原因,這一(yi)工藝(yi)(yi)并未獲(huo)得真正成(cheng)功。直(zhi)到20世紀(ji)50年代這種工藝(yi)(yi)才獲(huo)得巨(ju)大發展(zhan),并以其高產能、高效率、高質(zhi)量(liang)逐漸成(cheng)為生產無(wu)縫鋼管的主(zhu)導軋(ya)機(ji)。

縱觀上述多種(zhong)軋管(guan)(guan)工藝(yi),它們(men)誕生在不(bu)(bu)同(tong)時(shi)期,經不(bu)(bu)斷(duan)改(gai)進并發(fa)展(zhan)自身的特點(dian),以滿(man)足市場(chang)對產品的規(gui)格(ge)、品種(zhong)、質量(liang)和不(bu)(bu)同(tong)批量(liang)的要(yao)求。并在不(bu)(bu)同(tong)時(shi)期,陸續形成各種(zhong)無縫(feng)鋼管(guan)(guan)生產方式。目前(qian)三(san)輥行(xing)星(xing)軋管(guan)(guan)機(PSW)及穿孔機軋管(guan)(guan)工藝(yi)(CPS)的研制與(yu)開發(fa),表明世界上仍在繼續探索新的軋管(guan)(guan)工藝(yi)。

7 冷拔(軋(ya))管工(gong)藝(yi)

為了擴大、補充及提高熱軋無縫鋼管的品種和質量,所(suo)采用的管材二次加工技術(shu)——冷拔(ba)(軋)及熱擴管工藝亦得到相應發展。

早在熱軋無縫鋼管生產方法采用之前,冷拔工藝就已經用于焊管的二次加工。冷軋工藝(yi)是由美國(guo)Tabl Reduing公司于(yu)1931年(nian)獲(huo)得專利(li),采(cai)用類同周期軋管機(ji)的變(bian)形(xing)工藝(yi)(機(ji)架往復運動,多道次變(bian)形(xing)),因此又(you)稱為冷皮爾格軋管機(ji)。

采用冷拔(軋(ya)(ya)(ya))方法不(bu)僅可以(yi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)熱軋(ya)(ya)(ya)方法難以(yi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(或(huo)不(bu)經濟)或(huo)無法生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)的規(gui)格品(pin)種及(ji)高質(zhi)量(liang)要求的產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin),而且也可采用穿(chuan)軋(ya)(ya)(ya)毛坯代替熱軋(ya)(ya)(ya)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)小規(gui)格鋼管及(ji)高質(zhi)量(liang)的特殊品(pin)種(如軸(zhou)承管、不(bu)銹鋼管等)。目前(qian)我國冷拔(軋(ya)(ya)(ya))產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)占(zhan)無縫鋼管總產(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)的20%左右,遠高于(yu)美國、日本(ben)、俄羅斯等國的產(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)。

8 熱擴管工藝

熱擴(kuo)(kuo)管工藝是生產(chan)大口徑無縫(feng)鋼管的(de)主要方法(fa),分(fen)輥(gun)式(shi)(斜(xie)軋(ya))、拉擴(kuo)(kuo)式(shi)和推(tui)制(zhi)式(shi)3種形式(shi)。輥(gun)式(shi)擴(kuo)(kuo)管擴(kuo)(kuo)徑最(zui)大可達(da)1 500mm,適合(he)于規模生產(chan);而推(tui)制(zhi)式(shi)擴(kuo)(kuo)管設備簡(jian)單,投(tou)資(zi)少,產(chan)量低,僅適合(he)于小批量生產(chan)。

我(wo)國(guo)現(xian)有無縫鋼管(guan)熱軋成品機(ji)組36套,另有多(duo)套冷(leng)軋(拔)管(guan)機(ji)組。

其中熱軋管機組包括連軋管機組、自動軋管機組、周期軋管機組、精密軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)(Accu Roll)、圓盤軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)(Diescher)、三(san)輥軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)、擴(kuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)、頂(ding)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)及(ji)擠壓(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)等九大(da)類。也進行(xing)過三(san)輥行(xing)星軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)的工業性(xing)試驗。還有100多(duo)臺(套)生產(chan)無(wu)縫毛管(guan)(guan)(guan)的設備(主要(yao)是穿孔機(ji)(ji)),較之(zhi)世(shi)界上(shang)任何一個國家的生產(chan)機(ji)(ji)組(zu)都多(duo),可謂世(shi)界上(shang)無(wu)縫鋼管(guan)(guan)(guan)生產(chan)機(ji)(ji)組(zu)的博物館。

現今(jin)熱(re)軋無(wu)縫(feng)鋼(gang)管生產的基(ji)本工(gong)藝是:坯(pi)料準備→加熱(re)→穿(chuan)(沖)孔→ 再加熱(re)軋管→定徑→精整、檢查、測(ce)試(冷卻、矯(jiao)正(zheng)、切(鋸)頭、取樣、探傷(shang)、水壓、測(ce)重稱重、防腐等(deng))→包裝入庫。

其(qi)中主(zhu)要(yao)熱變(bian)(bian)(bian)形工序是穿(沖)孔(kong)、軋管及(ji)定(ding)(減(jian))徑(jing)。穿(沖)孔(kong)主(zhu)要(yao)是將(jiang)實心(xin)管坯(pi)變(bian)(bian)(bian)成中空的荒管;軋管主(zhu)要(yao)是減(jian)壁(bi)及(ji)控制壁(bi)厚,亦(yi)是縱(zong)向延伸變(bian)(bian)(bian)形的主(zhu)要(yao)工序;定(ding)(減(jian))徑(jing)主(zhu)要(yao)是減(jian)徑(jing)及(ji)控制外徑(jing),同時也可(ke)調整壁(bi)厚(張力減(jian)徑(jing))。

由于軋(ya)管(guan)工(gong)序(xu)不(bu)僅是(shi)軋(ya)管(guan)縱向變(bian)形的(de)主要工(gong)序(xu),而且對壁厚控制,表面質量,以至整個機組(zu)的(de)生產效率都(dou)起著至關重要的(de)作用(yong)。因而人們已習慣于將(jiang)軋(ya)管(guan)工(gong)序(xu)的(de)名稱稱為(wei)該機組(zu)的(de)型式,如(ru)連軋(ya)管(guan)機組(zu)、自動(dong)軋(ya)管(guan)機組(zu)、精密軋(ya)管(guan)機組(zu)等(deng)。

將(jiang)經(jing)過加熱(re)的實體(ti)錠坯軋制成周邊無接縫(feng)(feng)的空心管體(ti)的管材生(sheng)產工藝。用熱(re)軋方法(fa)可(ke)以生(sheng)產碳鋼(gang)、合金(jin)管、高合金(jin)鋼(gang)和部(bu)分有色金(jin)屬無縫(feng)(feng)管,外徑范圍為16～1600mm,壁厚為2～200mm。

除圓(yuan)斷面管(guan)外還(huan)有(you)各種異形斷面管(guan)和變斷面管(guan)。熱軋(ya)無縫(feng)管(guan)除作為成品(pin)管(guan)外還(huan)可作為冷(leng)(leng)拔、冷(leng)(leng)軋(ya)管(guan)的管(guan)料(見管(guan)材冷(leng)(leng)軋(ya)冷(leng)(leng)拔)。用熱軋(ya)法(fa)生(sheng)產的無縫(feng)管(guan)占(zhan)無縫(feng)管(guan)產量的80%～90%。

現代熱軋管的工藝流程是:

熱軋管(guan)用(yong)的管(guan)坯(pi)有鑄(zhu)錠、連鑄(zhu)坯(pi)、軋坯(pi)、鍛坯(pi)和空心鑄(zhu)坯(pi)。

熱軋管的基本工序是:

• (1)在穿孔機上將錠或坯穿成空心厚壁毛管。管坯穿孔的方法又分二輥斜軋穿孔、壓力穿孔、推軋穿孔、三輥斜軋穿孔等。
• (2)在延伸機上將毛管軋薄,延伸成為接近成品管壁厚的荒管。毛管延伸即毛管軋制的方法有:自動軋管機軋管,連續軋管機軋管,三輥和二輥軋管機斜軋(見管材料軋延伸),周期式軋管機軋管,頂管機頂管。
• (3)荒管在精軋機上精軋成成品管。荒管精軋包括以改善質量為目的的管材均整和管材定徑以及以擴大產品規格為目的的管材減徑和管材熱擴徑。

生(sheng)產熱軋(ya)(ya)無縫管(guan)的(de)機(ji)組,根據穿孔、延伸和(he)精軋(ya)(ya)3個基(ji)本工序中使用的(de)生(sheng)產方法和(he)設備的(de)不(bu)同(tong),可以(yi)有各種不(bu)同(tong)。不(bu)同(tong)的(de)機(ji)組均以(yi)將毛管(guan)展(zhan)軋(ya)(ya)延伸成荒(huang)管(guan)的(de)軋(ya)(ya)機(ji)來命名。

例如,有自動軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)的(de)稱(cheng)(cheng)自動軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu),有連(lian)續(xu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)的(de)稱(cheng)(cheng)連(lian)續(xu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu),在三輥(gun)(或二(er)輥(gun))斜軋(ya)(ya)(ya)(ya)延伸機(ji)(ji)(ji)上展軋(ya)(ya)(ya)(ya)毛管(guan)(guan)(guan)的(de)稱(cheng)(cheng)三輥(gun)(或二(er)輥(gun))軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu),用周期(qi)式(shi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)的(de)稱(cheng)(cheng)周期(qi)式(shi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu),用CPE頂管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)頂管(guan)(guan)(guan)的(de)稱(cheng)(cheng)CPE頂管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)。

在這些機組(zu)上熱軋無(wu)縫管的(de)工藝(yi)流程(cheng)分別如圖1～圖5所示。

由于對無縫鋼管(guan)(guan)(guan)質量(liang)的高要求及(ji)熱(re)軋鋼管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)高效、快速發展,促使鋼管(guan)(guan)(guan)精整工藝和設備進一步(bu)發展及(ji)現代化。步(bu)進式冷床(chuang)、多輥(gun)式鋼管(guan)(guan)(guan)矯直機(ji)(ji)、高效切(qie)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)及(ji)排管(guan)(guan)(guan)鋸、快速銑(xian)頭(tou)倒棱機(ji)(ji)、自動(dong)測長(chang)、稱重(zhong)、噴(pen)印及(ji)機(ji)(ji)械化捆扎裝置等相(xiang)繼出現并廣泛應用。

而相(xiang)關技術(shu)的(de)發展,特別是(shi)連鑄圓坯工藝的(de)日(ri)趨成熟以及(ji)在(zai)線檢測(ce)、自動控制技術(shu)的(de)運用更加(jia)推(tui)動了無縫鋼管(guan)生產技術(shu)的(de)發展。

對產品的更高質(zhi)量要求(qiu)及專用管材還需進(jin)一步進(jin)行熱處(chu)理(正火(huo)、退火(huo)、調質(zhi)等)和機加工(車絲扣、扒(ba)皮、磨光(guang)、端部加厚等)。

原文出處：//gang.changeg.cn/index.php/xinwendongtai/995.html