【《无缝钢管的生产计划和金属平衡表分析案例》2800字】

1.1生产计划1.1生产计划=1\*GB3①产品的不同典型参数和最终产品的不同规格，产品比例及总产量；=2\*GB3②穿孔机，轧管机，均整机，定径机主要参数；图1.1生产方案表1.1.2坯料1.坯料的选择本设计是参考鞍钢无缝钢管厂流程为实例选择坯料，在设计中选择SUS304圆管坯。1.对SUS304圆管坯的表面质量要求①管坯的曲率，也就是弯曲度，就是管坯的单位长度弯曲的弦高，必须小于10mm/m。切割前后必须小于5mm。②表面的裂纹部分深度必须小于0.4mm，不得存在中央真空、提取真空间隙、气泡等微观误差，甚至层压、折叠等宏观误差也不存在。金属平衡表涵盖了在无缝钢管中轧管工艺流程的管坯，毛管，成品管等由于切损，过度烧损等消耗，以及消损之间和管坯的平衡关系，对减少损失，提高形成率等具有重要意义。每个管的金属平衡系数详情见如下图1.2：图1.2金属平衡系数综合成材率：式中—各管形成率—各管的占比生产过程包括将一定性能与管材的制造过程有序连接。制定轧制工艺流程基本原则：安全，高产，节省，经济，环保等。1.坯料的确定坯料是生产各种钢管所需要的原材料，通常都是实心圆钢。一般来说，坯料是由外部的工厂购买的，进了厂房后，就通过质量测试、表面清洗、测量和称重来生产。其它生产钢管的技术包括钢制钢条、铸制金属片、棍棒和空心管等。根据1.1.2，本设计决定采用Φ140mmSUS304圆实心管。1.坯料参数的确定根据鞍钢无缝钢管厂的典型设计产品为φ138×15×11000mm，圆管直径为φ140mm，坯料长度的计算公式为:K—烧结系数，本设计取0.93； 板坯头部斜度如下图2.2图2.2板坯头部斜度在轧制期间,由于其他因素包括温度不均匀,轧制冷却不均匀,冷却后运输等因素在内的产品上,所以需要冷却矫直等纠正,以履行由国家规定的质量标准。按照生产实际在本设计中选择的是立式压力矫直机，其主要的参数见图2.3图2.4剪断机的主要参数本设计根据实际选择环形加热炉，因为环形加热炉可以让钢管受热均匀、减少钢管的氧化烧损，此外，加热钢质量较好，炉子防水效果较好，维护成本低。下图2.5是环形加热炉的工作原理图。图2.5环形加热炉结构简图图2.6是炉长随着坯料表面和中心区的实时温度变化图(2)环形加热炉的主要参数见下图2.7所示。图2.7环形加热炉的主要参数在穿孔过程中防止穿偏，降低孔头的强度和摩擦，改善二次咬合条件，就要在管坯前穿一个孔，这个孔叫做定心孔。在本设计中，选用双向热定心机，图2.8为热定心机的主要参数，图2.8~2.10中为定心机的结构简图。图2.8定心机主要参数双向热定心机有以下几个优点：双向热定心机可以精准地确定定心机中心的精度，而且中心孔的速度还有中心孔的深度也可以精确确定，管子的肿胀和变形减少。只有一端可以用于管坯的定心，提高了定心的工作效率，在实际应用中比较广泛。将实心圆管坯穿孔成空心毛管的操作就是穿孔，成品管质量好坏都取决于这一程序。下图2.12是穿孔机的分类。本设计按照生活和生产实际选用二辊斜轧锥形孔穿孔机，穿孔机的主要参数见下图2.13。二辊斜轧穿孔机也称为二辊立式斜轧穿孔机，穿孔机的优点有：改进大馈送角度主驱动的布置，减少设备表面积;通用轴以小倾斜角度工作，减少滚筒外流，稳定运行，降低工作噪音;导引板可以被快速更换，延长了年度工作时间。穿孔后的毛管壁厚与未加工产品的壁厚相等或类似。本设计选用单机架自动式轧管机，图2.12为轧管机的原理，电机主要参数见图2.14。图2.14单机架轧管机原理设备转动后，毛管与产品尺寸接近，但横壁厚度并不均匀，表面质量差，形状也不圆。由于此，毛管仍然要在均整机上斜轧，这样才能增加直径，改善表面质量，减少壁厚，并使圆形钢管变得光滑。均整的作用是在小变形歪曲的情况下改善钢管质量。目前应用最广泛的机器是二辊斜轧均整机，均整机也有三辊均整，三辊均整有以下优点：减壁量大，拥有高效率，高精度的管道大小。图2.15为均整机的参数表，图2.10为均整机的辊型和常见布局图，2.11为二辊均整机的变形区，三辊均整机的孔型和尺寸见图2.12。图2.15均整机参数定减径都属于最后的精轧程序，定径与减径的原理是一样的。他们是在小的减径率和小单机架减径率下，让钢管变形，减小钢管的横切直径距离，令减径后的毛管在尺寸和精度等方面与成品管接近或者一样。而且，减径还有很大的减径率，目的是制造小直径的钢管，即用于加工。在本设计中，减径机器为五机架二辊定径机。图2.17为五机架二辊定径机主要参数。图2.18定减径机主要参数在本设计中，我们选用的是四辊热定径机，四辊热定径机是中国目前最先进的，图2.19是四辊热定径机的孔型图。在经历过穿孔，定减径等之后，管坯温度依然很高，一定要使钢管的温度在100℃以下才可以进行后续的其他精整工序。在我上面描述的处理过程中，一旦奥氏体转化为珠光体，这种冷却过程就会被加热冷却至一种临界温度Ac1，以防钢管发生回火并破坏其组织性能。所以定径后的钢管在用机器轧制后，在空气冷却之前，必须先用水进行冷却。本设计采用的是步进式冷床，下图2.20是步进式冷床的结构参数以及结构原理。图2.20冷床主要参数图2.21步进式冷床工作原理矫直就是工作包括纠正软管形状造成的缺陷。热轧管和冷却管之间存在温差，包括内外温度的差异和上下温差。在轧制的过程中，低温温度是不稳定的，缩小的范围大或小，移动过程中经常出现不同的形状缺陷。由于在辊道上的停顿而出现黑印等都会使轧件的延伸度不均。通过各种工序，也可以通过外部力量消除其他的瑕疵，使这些产品能够符合合格的要求。图2.21为七辊矫直机的主要参数，2.22是七辊矫直机的结构示意图。图2.22七辊矫直机主要参数图2.23七辊矫直机结构示意图探伤就是探测金属材料或者部件内部结构的裂纹和缺陷等等。常用的探伤方法都是物理探伤，比如X光射线探伤和涡流探伤等探伤方法，他们都不发生化学变化。探伤的内容包括检查焊接质量缺陷、如表面裂缝非穿透焊接缝或者是焊接泄露，内腔检查包括检查地表裂缝、拉线、凹凸、腐蚀等检查，测量仪器状态检查包括对投入使用