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斜轧扩径机及大直径不锈钢无缝管的生产方法

作者:小编 | 发布时间: 2022-06-09 | 次浏览

斜轧扩径(也称斜轧扩管)属于轧管的形式之一,是到目前为止通过轧制获得最大直径不锈钢无缝管的方法。钢管斜轧扩径工艺是一古老、成熟的工艺,早在1925~1933年间美国和德国就相继研制出钢管斜轧扩径机并投入了生产;1993年意大利的INNSE ...

斜轧扩径(也称斜轧扩管)属于轧管的形式之一,是到目前为止通过轧制获得最大直径不锈钢无缝管的方法。钢管斜轧扩径工艺是一古老、成熟的工艺,早在1925~1933年间美国和德国就相继研制出钢管斜轧扩径机并投入了生产;1993年意大利的INNSE 公司将现代的计算机、液压小舱等控制技术应用于斜轧热扩径技术中,为意大利的达尔明公司提供了一台ф610mm斜轧扩径机,使得斜轧扩径工艺得到了翻新和复苏。前世界上有4台斜轧扩径机在生产运行中,即美国Lorain厂1930年投产的ф660mm机组,年产15万t;捷克Chomutov厂有2台斜轧扩径机,即1928年投产的ф545mm机组,年产10万t和随后投产的Φ610mm机组;意大利1993年投产的ф610mm机组,年产15万t.德国Rath厂1933年建的ф1500mm机组早已停产。


  斜轧扩径一般一个道次的扩径率为35%~65%,最大可达75%甚至80%,可生产的品种有:套管、锅炉电站用管、气瓶管、管线管、液压支架管、结构管、机加工管、石油裂化管和高压化肥管等。


一、工艺描述


  斜轧扩径机组母管有两种:一种是来自轧管机组(自动轧管机、连续轧管机等)的成品管;另一种是来自穿孔机后的毛管。斜轧扩径机既可与主轧机成在线布置,也可离线布置。根据来料母管的壁厚和温度,在线布置的可直接送扩径机加工;离线布置或温度较低的钢管送入加热炉中加热至1100~1250℃,由辊道送出,经高压水进行外表面除鳞后,以螺旋的运动方式送入斜轧扩径机进行扩径轧制;温度损失较少的厚壁管经横移台架输送和高压水除鳞后可直接送斜轧扩径机组进行扩径轧制。


  斜轧扩径机主要是由两个位于不重合的水平面上同向转动的锥形辊、一对上下布置的固定导板以及一个锥形顶头和一个沿轧制中心线方向支撑顶头的顶杆组成,在轧制过程中,管径扩大、壁厚减薄,延伸系数接近1。轧辊轴布置在两个偏离的水平面上,沿轴向有一个大交叉角度。轧辊轴线的空间交叉和垂直偏移量将产生喂入角并使轧件作螺旋运动,如图 4-25 所示。调整轧辊轴向位置可以改变轧件的咬入条件及荒管的外径,顶头位置决定扩径后荒管的壁厚。轧辊由计算机进行设计。


图 25.jpg

  在斜轧扩径机轧制过程中,通过顶头内壁喷嘴喷盐溶液来去除管子内表面氧化铁皮及起润滑作用,以优化表面质量,并保证顶头有足够长的使用寿命。轧制时顶头和顶杆是相连接的,但可以快速地装拆,扩径结束后,顶杆从管中抽出,顶头在轧机出口位置冷却、检查和润滑后重复使用。


  斜轧扩径机的调整依靠在线的软件包,基于少数基础数据(管径、钢种、温度等),计算机对整个轧制线计算出所有的调整参数。此外,这一软件包也对轧制时的动力参数(如力能、电流、电机功率等)进行估算。


  现代斜轧扩径机的顶杆采用液压小舱控制定位,液压小舱也可以在轧制过程中调整顶头位置,以实现控制系统对因顶杆弹性和膨胀延伸所产生的长度变化进行补偿,从而保证产品质量的稳定性。轧制过程管子受到上下导板的约束。


  轧制时数据存储系统对整个轧线的最主要的工艺、操作参数进行测量、显示和记录。这有利于提高产品质量和轧制效率,因为数据存储系统测得的实际值和由调整数学模型进行计算所得的预期值两者进行比较,若有差异,控制系统或操作者可以立即得知轧线的不正常功能和不正常状态,并加以调整。此外,每一根热扩径钢管的主要数据均加以存储,可以用于进一步的工艺操作分析,以便改进实际操作。


  斜轧扩径机的一个主要特点是产品质量稳定,保持壁厚精度不变,这是由于液压小舱可以对轧机和扎制时顶头位移而造成的任何长度尺寸变异进行补偿。主要是针对顶头、顶杆的热膨胀,机因利履算出所要求的液压小舱运动规律,根据轧机的实际操作对顶头位移量进行数字模拟并加以放大,而由液压小舱控制系统进行实时补偿。


  出斜轧扩径机后的管子由横移装置和辊道运送至均整机进行均整,以进一步改善管子的表面质量。均整后的钢管由专用设备送至步进梁式再加热炉中加热,加热好的钢管经高压水除鳞后在定径机组定径,得到成品尺寸的不锈钢无缝管。定径后的钢管送往冷床冷却,收集后在中间库存放。


 根据生产品种的要求,需要矫直的不锈钢无缝管由吊车从中间库吊运到压力矫直机上进行矫直,之后再吊运到精整线进行精整。首先由辊道送到切割装置处切头尾,然后经横移台架送至铣头、倒棱处加工。经过铣头、倒棱的钢管再送往超声波探伤处探伤,有缺陷的钢管被打上标记并被拨入缺陷管收集料筐,合格钢管则运送至测长、称重、打标装置处进行测长、称重和打标,然后运送到中间库或成品库转运或发货。


 对于需要水压试验的不锈钢无缝管,倒棱后直接送入水压试验机进行水压试验,对节奏来不及的钢管由吊车吊运至中间库存放,然后根据生产计划安排,再自中间库吊出送至水压试验机的上料台架,进行水压试验,之后测长、称重及打标,运人成品库存放。


 对于需要热处理和管加工的不锈钢无缝管,则经过矫直、切头尾、铣头、探伤及称重打标后送往中间库存放,再转运至公司相应车间进行处理和加工。


 对于超声探伤后认为可以修磨的缺陷管送入修磨台架上进行修磨、复探;不可修磨的缺陷或由再切锯改尺,切除有缺陷的部分(剩余部分作为短尺管收集、存放、发运),或直接判为废品。对于水压试验后的不合格钢管直接判为废品或在再切锯上改尺。