一種短流程斜軋擴徑管機組工藝流程研究

2021-11-30 05:12:58暢興剛劉勁松

鋼管 2021年4期

暢興剛，劉勁松

（1.太原重工股份有限公司，山西太原 030009；2.山東聊城中鋼聯金屬制造有限公司，山東聊城 252000）

斜軋擴徑機組是小直徑無縫鋼管利用斜軋法來生產大直徑薄壁無縫鋼管的一種生產設備［1］，通常其生產工藝流程由兩部分組成：第一部分先用實心坯料經加熱爐、穿孔、軋制、定徑、矯直、定尺（切頭尾），軋制成坯管；第二部分再將坯管加熱、斜軋擴徑、均整、定徑、矯直、定尺，形成最終的成品管。傳統斜軋擴徑工藝流程為：實心坯料→環形加熱爐加熱→穿孔→軋制→定徑→矯直→管坯→加熱爐加熱→斜軋擴徑→均整→定徑→矯直→成品管入庫。

傳統斜軋擴徑工藝生產的成品管由于工藝復雜，工序比較多，造成能耗較高，成本居高不下。為了降低生產成本，提高生產效率，太原重工有限公司經過理論分析，設計出一種新型的短流程斜軋擴徑工藝生產線，該生產線將穿孔機穿出毛管直接作為坯管進行斜軋擴徑軋制，通過優化的工藝方法，節約了6道加工工序。該生產線在印度JINDAL（金達萊）集團和山東聊城中鋼聯金屬制造有限公司應用并獲得了階段性成功。本文將介紹短流程斜軋擴徑機組及其工藝流程。

3）光譜分析與地類光譜樣本庫的建立：光譜分析需將基年土地利用現狀圖形數據與融合影像套合疊加起來，值得注意的是，此時的融合影像應經過處理。

1 傳統與短流程斜軋擴徑機組對比

斜軋擴徑機組生產的成品管主要應用于高壓鍋爐管、造紙輥等領域，其特點為大直徑、中小壁厚，其徑壁比目前最大可達60，普通斜軋管機無法滿足軋制要求，為了實現該工藝，斜軋擴徑機采用了大傳動軸夾角布置（傳動軸夾角60°）、小送進角（5°～7°）軋制來進行擴徑，要滿足擴徑條件，坯管必須要進行大減壁，增大遞送力，而進行大的減壁必然會造成內表面質量缺陷即內外表面螺旋深度大，這就對坯管有了更高的要求，故傳統斜軋擴徑機組的坯料為切頭尾后的熱軋成品管。

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（3）將斜軋擴徑機的頂頭輾軋段加大了0.3%，其內表面螺旋深度有了比較明顯的改善；

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（1）毛管壁厚偏差控制。毛管的壁厚偏差過大會造成軋制力的波動，加深內螺旋的深度，影響內表面質量；

（1）提高了對管坯垂直度的要求，由原來的2°提高到1°要求，減少了斜尾產生的可能性；

（2）將斜軋擴徑的減壁量增大，最大減壁率達到了45.6%；

（3）毛管尾部的斜尾狀況會影響到軋制。如果毛管尾部斜尾超過直徑的1/3，斜軋擴徑軋制時尾部斜尾軋空，無法形成軋制力而造成尾部軋卡；

（4）增大坯管來料厚度，相當于加長了一次咬入段的長度，增大了咬入力和脫出力，保證了鋼管的咬入和降低了脫出時的包尾幾率［3-9］。

所以，常規工藝采用二次加熱的工序，且坯料采用軋制后的成品管，一方面避免鋼管由于溫度不足造成缺陷，另一方面坯管精度的提高也降低了設備的故障率，提高了產品的質量；而這些也造成了傳統斜軋擴徑生產線產品成本居高不下。

2 短流程斜軋擴徑工藝設備

短流程斜軋擴徑機組是一種新型的斜軋擴徑生產線。為了實現穿孔機毛管能夠順利咬入斜軋擴徑機，在生產線設備上進行了如下優化：實心坯料→環形爐加熱→穿孔→斜軋擴徑→均整→定徑→矯直→成品管入庫。

2.1 坯管的優化

由于斜軋擴徑機對管坯要求較高，所以管坯質量的改進對整個斜軋擴徑機組有著重要的意義，對坯管進行了如下優化：

（2）毛管的頭尾壁厚偏差控制。毛管穿制時，會存在頭尾偏差，這種偏差在斜軋擴徑軋制時會使斜軋擴徑減壁量頭尾不一致，導致尾部軋制力變小，出現尾部縮口，造成后卡；

（2）在總變形量不變的情況下，適當加大了坯管壁厚，即增大了斜軋擴徑機的減壁量，降低了壁厚不均的百分比；

（3）調整穿孔機的工藝參數，使用大壓下率、小前伸量軋制方法控制坯管的壁厚精度。

2.2 斜軋擴徑機的優化

斜軋擴徑軋制如圖1所示。斜軋擴徑機自身的優化是重中之重，從圖1可以看出斜軋擴徑機軋制時分為5個階段，OC段屬于導入段，CD為一次咬入段，DE為二次咬入段，EF為輾軋段，F后為脫出段。導入時，鋼管受壓縮利用輥道遞送力進行前進；一次咬入時，軋輥和頂頭擠壓鋼管產生軋制力，受送進角［2］影響開始軋制；二次咬入是在一次咬入的前提下進行減壁擴徑；輾軋時，鋼管壁厚在此進行充分輾軋并均壁；脫出時頂頭尾部設置有平整段，保證了壁厚的均勻性。

圖1 斜軋擴徑機軋制示意

為減小軋卡和內螺旋深度，頂頭優化如下：

（1）導入段適當加長，加大咬入段距離，防止軋卡；

（2）增大一次咬入的斜度，降低一次咬入的減壁量，降低咬入力要求；

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（4）斜軋擴徑機組參與軋制變形的設備較多，且軋制速度較慢，對軋制也有著比較大的制約。鋼管流程長，軋制時間長使得鋼管在生產線上的溫降比較大，靠后工序的軋制設備軋制力能變化較大，從而使得金屬變形時出現缺陷。

2.3 加熱機制的優化

短流程斜軋擴徑機組由于采用1道加熱工序代替原2道加熱工序，導致鋼管在生產線流程中溫度散失而得不到補充，故需要在均整機前進行補熱才能生產出合格的成品管。其溫度曲線如圖2所示。從曲線中可以看出，穿孔機和斜軋擴徑機均為升溫軋制，但由于其純軋制和輔助時間較長，導致其出口溫度下降，尤其是斜軋擴徑機組，其溫降最高可達150℃，這對均整機咬入和軋制造成較大的困難。所以在斜軋擴徑機后應該增加一個感應式再加熱裝置來實現鋼管的補溫。

（3）增大輾軋段長度，使輾軋更充分，使內螺旋深度降低；

圖2 斜軋擴徑機組中穿孔和斜軋擴徑時間-溫度曲線

3 研究實例

根據理論的探討和研究，在印度JINDAL集團實施了該方案，以Φ406 mm×9.53 mm規格，20材質的鋼管進行了試驗。Φ406 mm×9.53 mm斜軋擴徑機組各機組工藝分配參數見表1。

在某些情況下，藥學工作者希望能夠將現有的HPLC分析條件快速轉換成為UPLC分析條件，或者將現有的UPLC分析條件快速轉換成為HPLC分析條件，分析參數的快速轉換極大地拓寬了UPLC的實際應用。UPLC與HPLC的分離原理相同，故互相之間的色譜參數轉換比較容易和方便。目前有關UPLC與HPLC分析參數的相互轉換在國外研究較多[2-4]，國內研究相對較少[5-6]。

表1 Φ406 mm×9.53 mm鋼管斜軋擴徑機組生產工藝參數 mm

（1）將坯料要求提高后，尾端的斜尾明顯減少，減少了10～15 mm；

產生這種問題的主要原因在于：首先是部分民警存在著工作惰性、“有罪推定”以及審批的形式主義?？陀^上由于警務工作的繁忙，造成了民警存在著工作的惰性，而繼續盤問制度恰恰能夠延長對相對人的詢問時間，因此，在實際工作中會出現將相對人帶至公安機關后即將其放至候問室，而不能及時詢問查證的現象。其次，民警主觀上往往會對相對人進行“有罪推定”，在沒有確鑿的證據證實相對人存在違法犯罪嫌疑時，往往會采用拖延時間的辦法限制其人身自由，故意延長詢問查證的時間。最后，對于內部繼續盤問時限延長的審批，有審批權的部門往往只是在形式上予以審查，對是否符合延長時限條件，是否存在著符合延長時限的情形并沒有作實質上的審查和監督。

短流程斜軋擴徑機組采用穿孔后毛管作為斜軋擴徑機入口坯管，對穿孔后毛管要求較大：

首先，根據員工不同的年齡和文化基礎、操作技能，劃分為關鍵員工和普通員工，并對不同層次的員工采取培訓側重點不同的培訓形式，從工作實用性出發，最終達到關鍵員工一人多能、技能快速提高，普通員工基本功扎實、技能逐級提高的培訓效果。

（4）測量了再加熱爐在開關兩種狀態下的鋼管溫度，見表2。

表2 再加熱爐在開關兩種狀態下的鋼管溫度 ℃

軋制后抽取這批鋼管中的6支檢查（表3）。采用改進后機組生產的鋼管能夠滿足標準要求。

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