燕山大学钢管轧制工艺及设备三级项目

1、钢管轧制工艺及设备三级项目编制轧制表 专 业： 小组名单： 日 期：2014年10月目录一、项目简介3二、项目要求3三、计算方法3四、计算编制轧制表44.1任务书44.2轧管后光管尺寸54.3孔型和连轧管芯棒选取64.4荒管的尺寸计算84.5管坯尺寸计算94.6穿孔机调整参数114.7最终结果统计12一、项目简介 为使整个机组中各设备平衡协调的工作，必须把各道工序的工作量（集中表现为各设备上的轧件变形量）分配得当。在生产中予先根据主要工艺参数包括钢管的尺寸、工具的形状及尺寸、轧机的调整参数等进行计算，据此组成的工艺文件即为轧制图表，简称轧制表。轧制表在日常生活中起指导生产的作用；在设计建设新的

2、钢管厂时，首先根据任务书中生产纲领的要求（品种规格范围、产量、质量等）计算编制轧制表，然后依此为据提出机组中各主要设备的基本参数及其布置形式等，最后再作出通过能力平衡等设计计算工作。因此，可以认为轧制表是一切设计工作的基础。二、项目要求 1、根据工艺要求和设备的具体情况，合理的分配工艺变形量，使各设备间负荷作到均衡； 2、为了保证质量和轧制过程的正常进行，机组中各设备所承担的工作量要控制在一定的范围，充分考虑毛坯、变形量及工具的调整等。三、计算方法 逆轧制顺序即由成品管向管坯推算、顺轧制顺序即由管坯向成品管推算和由中间轧管工序向两头（管坯和成品管）推算三种。一般在设计新的钢管时车间多半采用逆轧

3、制顺序的方法进行轧制表计算。四、计算编制轧制表4.1任务书 在MPM连轧管机组中生产114.39.56mm、11m定尺长的N80石油套管（钢号30Mn4），已知机组有二辊斜轧穿孔机一台、七机架连轧管机一台、14机架减定径机一台，试编制轧制表。轧机孔型系数表孔型系181235247291310356管坯直径mm210270270310310350单重kg/m270.16466.59466.59588.72588.72750.45毛管外径mm220283294340356402壁厚mm20.560.0长度mm3.511.0连轧后外径mm181235247291310356壁厚mm4.539.65长

4、度mm11.534.5脱管后外径mm173.4225.8239281285-302.3323.9-344.1壁厚mm4.58-39.96长度mm11.78-35.0连轧直径mm1架最大mm700730730780780780最小mm6376606607207357352架最大mm700730730780780780最小mm6406606607207357353架最大mm700730730780780780最小mm5886606607207307304架最大mm600650650670670670最小mm5005905906106406405架最大mm600650650670670670最小mm

5、5305905906106306306架最大mm600650650670670670最小mm5045905906106306307架最大mm600650650670670670最小mm510590590610620620轧管机芯棒尺寸孔型系列181235247291310356芯棒直径127.8166.6188.5210.3250.3302.4131.8181.8194.4220.3255.5310.4139.8187.1199.9232.7260.4317.3143.8197.2205.1238.9264.8323.1147.8201.8209.8250.3268.4328.1151.720

6、6.2214.3218.4255.5271.9332.3155.4210.3222.2260.4274.7335.9158.8215.8225.8264.8268.6277.1280.8338.9161.7217.9229.1271.9284.4166.6220.2231.8232.7274.7287.7168.3222.2234277.1290.3169.9171.7224235.4293.5295.74.2轧管后光管尺寸 定径后的钢管尺寸，即为成品管的热尺寸，所以钢管的外径为：DR=1.01D0=115.4mm定径后钢管的壁厚取成品管的公称壁厚：SR=S0=9.56mm4.3孔型和连轧管芯

7、棒选取 根据表1轧机孔型系数表，由于成品管的外径为D0=115.4，则选取235孔型。 在张减机组中，要消除每次减径增加的壁厚，获得所需壁厚的成品管，因此建立必不可少的张力。这就使进入张减机的半成品管在通过每一机架的孔型时，产生切向变形t总（平均直径对数减径量）、径向变形r总（对数减壁量）和轴向变形xim（平均轴向张力系数）三者之间的关系可用下式表达： （1）其中：（切向变形） （2） （径向变形） （3） （平均壁径比） （4）式中Dmk与DmR分别为半成品和成品管的平均壁径，Sk和SR分别为半成品管和成品管的壁厚，其关系为： （5） （6） 按照以式（1）求得平均张力系数xim不得小于0.

8、65（单机架张力系数xi必须小于或等于0.84以防止减径是拉断管子）同时平均张力系数也必须大于零，以防止机架间产生轴向压力而出现堆钢的危险，因此： （7） 半成品管与芯棒间隙选为a=1.2mm时，根据轧机孔型系数表，半成品管的尺寸为 外径：Dk=dk+2Sk=235mm， 壁厚：Sk=4.539.65mm 由于对于减径机，若保证产品质量必须有至少10mm的减径量，综合考虑，根据轧管机芯棒尺寸表可知，芯棒尺寸选为d=210.3mm。而且经验指出，在选用轴向张力系数时，轴向张力越大，钢管的多边形化可能性就越大，因此要选取最佳的轴向张力以抑制多边形的形成。通常轧制薄壁管时采用较大的轴向张力，轧制厚壁

9、管时选用较小的轴向张力，管壁薄厚可根据成品管的壁径比S R/DmR=0.0460.125，则为薄壁管。由此，轴向张力系数应选较大值，综上选取半成品管的尺寸： 外径：Dk=dk+2Sk=235mm 内径：dk=210.3+1.2=211.5mm 壁厚：Sk=（Dk-dk）/2=11.75mm则根据以上各式轴向张力系数为 Xim=0.3符合要求。4.4荒管的尺寸计算 连轧机中荒管的最大延伸率max=3.4，则荒管断面积：FHr=maxFk=3.4（235-11.75）11.75=8918.84mm根据芯棒直径d及荒管断面积求得荒管外径： （8）式中b-芯棒与荒管间隙，mm， 为使芯棒能顺利穿过荒管

10、，因而间隙不能太小，宝钢规定不能小于9mm，此处b=12mm，则 DHr=228.6mm荒管壁厚SHr可按下式确定 SHr=Sk+S1 （9）式中Sk-连轧后管壁厚 S1-荒管与连轧管壁厚差根据实践，选取S1 =9.75mm则 SHr=21.5mm 由于此连轧机组无空减机，所以毛管尺寸即为荒管尺寸则，穿孔后毛管尺寸， Dc=DHr=228.6mm Sc=SHr=21.5mm dc=Dc-2Sc=185.6mm 由于穿孔机是基于斜轧原理工作的，因此毛管的内径会有所扩大，其扩径量Kc与毛管壁厚及管坯直径有关，壁厚越薄管坯直径越大扩径量Kc越大，扩径量Kc对常用的工具形状可按下式计算，即： 扩径量K

11、c=（0.0750.00135Sc）Dp 合理的调整穿孔机参数可以用不同尺寸的管坯穿出同一规格的毛管。经验证明，管坯直径Dp最好与毛管外径相近。则管坯直径选用：Dp=270mm取Kc=0.003ScDp=0.00321.5270=17.4mm考虑上述因素后顶头直径c=dc-Kc=185.6-17.4=168.2mm4.5管坯尺寸计算穿孔机延伸率：轧管机延伸率减径机延伸率总延伸率管坯长度式中L-轧后钢管长度 K-烧损系数0.970.995，此处取0.98 -机组总延伸系数最终4.6穿孔机调整参数为了计算方便起见，可以引用压缩带压下量的概念。压缩带压下量，进而求出轧辊间距b和顶头位置c。为了测量方便起见，顶头位置用y表示轧辊和导板构成穿孔机封闭的变形区。因此，轧辊间距b与上下导板间距a