张减机工艺（课堂PPT）

1、工艺流程 工艺设备及数据可调机架质量检查张减工艺孔型介绍1 工艺说明工艺说明 1总述总述 张减的过程是一个空心体连轧的过程，除了起定径的作用外，还要求有较大的减径率，除此之外，张力减径还要求通过各机架间建立张力来实现减壁的目的。因而其工作机架数较多，一般为1224架，多至28架，我厂二套选用的是24架，最大总减率可达72.6。1. 2工艺过程工艺过程荒管在再加热炉加热至9201050后出炉，在出炉辊道出口进行表面测温后，首先经20Mpa的高压水除鳞装置去除荒管在再加热过程中表面产生的氧化铁皮，然后在张力减径机中轧制成48168mm外径的钢管，轧后最大管长达80m。本车间选用的24架张减机，最大

2、出口设度为7m/s,张减机配有Sms-Meer的CARTA控制系统，采用该系统可以有效地进行钢管的头尾增厚端的控制，平均壁厚控制及局部壁厚控制。荒管出张减机后通过冷床的辊道上进行壁厚、温度、外径、长度的连续测量。测量的结果可用于轧制过程中的闭环控制。钢管出张减机后，输送到冷床入口辊道处，然后横移到步进式冷床上冷却。测 量 装 置预留热飞锯预留热飞锯入口辊道入口辊道除鳞箱除鳞箱24机架张减机架张减入口导嘴入口导嘴出口导嘴出口导嘴1 产品特性产品特性入口荒管外径（热态） 175mm(132mm)入口荒管壁厚（热态） 4.222.1mm(3.318.2mm)入口荒管长度 10.2m27.5m出口钢管

3、外径（热态） 48.5(32.2)169.9 mm出口钢管壁厚（热态） 3.2322.22(2.5218.2) mm成品钢管直径（冷态） 48.0(32)168.3 mm成品钢管壁厚（冷态） 3.222(2.518) mm成品钢管长度（热态） 12.480m张减机张减机张减机型号 SRM310A24机架形式 三辊式传动方式 三组六电机差速传动机架数 24机架间距 290mm单机减径率 5.7%(最大)轧制力矩 22knm(最大)轧制力 140kN（最大）入口速度 0.51.4m/s出口速度 0.517m/s（最大）2.1 定径前的除鳞设备定径前的除鳞设备 高压水压力： 25Mpa 喷水环类型：

4、 3 传动设备传动设备电机数 6主电机I （18架） 名义输出功率90/900900KW 最大输入功率162/16201620KW 输出速度80/8002000 n/m叠加电机（18架） 名义输出功率25/250250KW 最大输入功率45/450450KW 输出速度80/8001600 n/m主电机II （914架） 名义输出功率90/900900KW 最大输入功率162/16201620KW 输出速度80/8002000 n/m叠加电机II（914架） 名义输出功率25/250250KW 最大输入功率45/450450KW 输出速度80/8001600n/m主电机（1524架） 名义输出功

5、率90/900900KW 最大输入功率162/16201620KW 输出速度80/8002000 n/m叠加电机（1524架） 名义输出功率63/630630KW 最大输入功率113.4/11341134KW 输出速度80/8001600 n/m电机过载系数 2控制系统 CARTA/Technology更换轧机小车数 4每车的轧机位 24 我厂二套设计的孔型的轧辊形式有两种：我厂二套设计的孔型的轧辊形式有两种：如图如图1和图和图2所示：所示： 具体加工时，根据需要加工成各个机架孔型所需要的半径。一具体加工时，根据需要加工成各个机架孔型所需要的半径。一套孔型中每一个机架的孔型直径都是不一样的，需

6、要根据设计的数套孔型中每一个机架的孔型直径都是不一样的，需要根据设计的数据进行加工。而其加工原理事实上也正是可调机架的调节原理。据进行加工。而其加工原理事实上也正是可调机架的调节原理。我们不考虑加工的过程，假想可调机架的最大打开度，轧辊的三段我们不考虑加工的过程，假想可调机架的最大打开度，轧辊的三段圆弧组成一个圆形。然后三辊下压的一个量后，这三段圆弧不再是圆弧组成一个圆形。然后三辊下压的一个量后，这三段圆弧不再是一个圆，而是由三段偏心距为压下量的三段椭圆弧（相对于轧制中一个圆，而是由三段偏心距为压下量的三段椭圆弧（相对于轧制中心线来说）。这时的短轴半径变成的心线来说）。这时的短轴半径变成的R-

7、E（E为下压量），而长轴为下压量），而长轴变成了变成了R-0.5E。这时的辊缝也发生了变化，每个轧辊靠近辊缝中心。这时的辊缝也发生了变化，每个轧辊靠近辊缝中心线为线为3 /2E，这样辊缝变化为，这样辊缝变化为 3 E。再看其平均直径的变化：。再看其平均直径的变化：平均直径求取的思路是：平均直径求取的思路是： 把圆周方向分成六段相同的弧，如图建立坐标，用极坐标把圆周方向分成六段相同的弧，如图建立坐标，用极坐标 的方法，的方法， 对一段弧集分，求出其长度，这样就精确求出了孔型周对一段弧集分，求出其长度，这样就精确求出了孔型周 长。用这个值除以长。用这个值除以就得到孔型的平均直径。就得到孔型的平均直

8、径。 D=/6*(R0-COS*E)d(在在0到到60度内积分度内积分)得到得到D=D0-1.654E再看成品直径偏差变化：再看成品直径偏差变化：732E-1.5E=0.232E这说明压下后直径偏差增大了这说明压下后直径偏差增大了0.232E。三工艺说明三工艺说明通常为了提高管子的表面质量，建议在生产过程中至少通常为了提高管子的表面质量，建议在生产过程中至少使用两架可调机架，一架用于预精轧，另一架用于精使用两架可调机架，一架用于预精轧，另一架用于精轧，预精轧用于过渡，使管子能在非可调机架间很好轧，预精轧用于过渡，使管子能在非可调机架间很好地过渡。特别是当调整量较大时，中间预精轧机架的地过渡。特

9、别是当调整量较大时，中间预精轧机架的作用更为明显，若缺少中间机架，管子表面辊缝处易作用更为明显，若缺少中间机架，管子表面辊缝处易出现青线。如果要求更大的减径量和较好的管圆度，出现青线。如果要求更大的减径量和较好的管圆度，就需要再增加一架可调机架，其目的就是通过调整精就需要再增加一架可调机架，其目的就是通过调整精轧孔型来达到一定的直径修正量，以便补偿壁厚，温轧孔型来达到一定的直径修正量，以便补偿壁厚，温度，钢级的变化和轧辊的轻微磨损带来的影响。在轧度，钢级的变化和轧辊的轻微磨损带来的影响。在轧机重调的过程中，通常会带来轻微的椭圆度和一定的机重调的过程中，通常会带来轻微的椭圆度和一定的圆度，他们与

10、轧机压下量成线性关系。由于圆度一般圆度，他们与轧机压下量成线性关系。由于圆度一般可以修正，而轻微的椭圆度一般这在实际生产中可以可以修正，而轻微的椭圆度一般这在实际生产中可以忽略。忽略。 质量检查质量检查内容：内容：张减中可能出现的质量问题张减中可能出现的质量问题目的：目的：知道成品尺寸的公差带，掌握常见质量事故的处理方法知道成品尺寸的公差带，掌握常见质量事故的处理方法张减中容易引起的缺陷有：结疤 其原因是出再加热炉时，氧化铁皮粘结在硬杂质残留在管面上，在张减机中压入表层而引起（加强除鳞效果）。麻面 主要由轧辊孔型磨损引起，轻者通过修磨孔型来解决，严重要换辊 。轧折 主要是单机压下率过大，辊缝设

11、置不正确，还与孔型的正负宽展，速度制度不匹配引起。直径超差 由孔型设计不当、孔型磨损或轧机调整不正确所引起。这时一般精轧机架要更换，如果是可调机架，则可以进行微调。注意在微调中会引起一定的椭圆度的增加，所以要根据成品的公差范围和一定的椭圆偏信值来合理选定调整，如果不行，则应更换机架。壁厚偏差 主要由来料尺寸波动和各机架张力系数设置不当引起。主要措施是严格控制来料尺寸波动，并根据壁厚超差设置相应的速度制度。外径偏差控制壁厚偏差控制下面重点单独介绍两种常见的质量缺陷：下面重点单独介绍两种常见的质量缺陷：内六方缺陷1.1定义：当在张减机中轧制厚壁管时，管的内部可能不会出现我们所不希望的圆的形状。在最

12、坏的情况下，这种偏差会造成管内部形状成一个六方结构，具体见图：通常这种轧制缺陷我们称作内六方结构，这种轧制缺陷是由轧制中实际情况决定的。1.2机理在实际轧制中，沿管圆周截面压下量不同，造成张力不同，而形成的不均匀壁厚造成的。通常孔型底部压下量大，张力大，而且大部分接触区外在前滑区，造成壁厚严重拉簿，这样在孔型底部顶点处形成一个内六角的点。在轧制中，前后机架轧制转过60度，这样在前后两机架中加工中，就形成了内六方缺陷。1.3方案 通常这种缺陷是可以通过合适的孔型来消除的，其实质就是建立在沿管周方向建立合适的张力条件，通过改善轧辊接触轧件的长度来改善张力条件，保证管周有均匀张力。如84mm的管，若

13、采用1.07 椭圆系数，接触长度为25mm,若采用1.02的孔型，将会达到33.5mm,减小接触长度就能显著减小孔型底部张力，有效防止壁厚拉簿。不过这种改变不是几个机架就能做到的，有时甚至需要10多个机架来实现。1.4质量参数：内六方尺寸Sa和Sb值 (Sb-Sa) /6 PN= 0.135*(Da/2-Sa/6) (Sb-Sa) /6 PN= (Sb+Sa) /6 式中：Sa 孔型底部壁厚Sb孔型底偏离30度的壁厚Da在Sb方向上测得的直径离心率E=(Smax-Smin)/(Smax+Smin)Smax为取6个或12最大测量值的平均值Smin为取6个或12最小测量值的平均值2 青线2.1定义

14、这是在轧制中辊缝处形成的一种纵向的轧制痕迹，俗称青线。2.2机理机理形成机理是由于减径率太大，而在辊缝处形成的。一般在前一机架轧制时辊缝处形成的小凸痕可以在下机架轧制时轧入轧件内，但会加大下一机架的轧件宽展量，如果连续几个机架都出现这种情况，很容易出现过充满，这时，除了表面青线存在外，还可能出现轧件内部轧折。一般在孔型中可以通过合适的宽展有效改善。轧制缺陷随着以下趋势而出现：管壁与管直径比增加总减径率增加管椭圆度和孔型椭圆度增加出现内六方的趋势增加，一般来说，壁厚的非均匀程度也随着每机架减径率的增加而增加。如果一个孔型系列是这样的孔型它能使直径在辊缝处被减少的话，则在这种孔型中，小壁厚的管子很

15、容易在持续的辊缝加工中引起轧制印痕。这种轧制印痕将不再影响精轧辊的质量，如果壁厚存在零界点以上的话。据以上分析，想提议：薄壁管在椭圆形孔型中原壁管在圆孔型系中会被更好地轧制。注：薄壁管在圆孔型中易出现青线厚壁管在椭圆型中易出现内六方经验告诉我们：如果成品管壁厚与直径的比值大于9%12%的话，圆孔型系的应用是不可缺少的，因为要不然话，内部质量将会严重的被影响。因此，当小口径和大口径的管都需要生产时，把轧制计划细分成圆孔型和椭圆孔型是有必要的。这意味着一个减径系列不得不分成两套轧制孔型。这样一种方法使得有足够机架数量可利用率和有效的孔型调整能力成为必要。为了减少轧制计划中必要的孔型改变，应尽可能多地把产品轧制计划安排在一个较小减径率的孔型当中，因为较大直径和中间壁厚的管能被轧制成没有轧制印痕的管子。1.AR和AO都属于A系列孔型，实行一套减径率分配方案，这两套孔型的平均减径率都为5.74%，即对应各机架孔型的平均外径相同。2.AO采用正宽展轧制，AR采用的是负宽展轧制。AR 比AO的圆度要好（主要指工作机架部分），AR的工作机架所选择的椭