據不完全統計,美國(guo)(guo)(guo)(guo)、聯(lian)邦(bang)德(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)、捷(jie)克(ke)曾裝有(you)五臺(tai)斜軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji),即美國(guo)(guo)(guo)(guo)二臺(tai)、聯(lian)邦(bang)德(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)二臺(tai)、捷(jie)克(ke)一(yi)臺(tai)。由于捷(jie)克(ke)的斜軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)是由德(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)Meer廠制造(zao),而且(qie)和聯(lian)邦(bang)德(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)的擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)一(yi)樣都(dou)是安設(she)(she)在周期軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)的后面,因此五臺(tai)斜軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)基(ji)本上分為兩大類(lei),其(qi)設(she)(she)備布置如下(xia):
美國式(shi):與自動軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)相配(pei)合,其工(gong)藝流程為:管(guan)(guan)坯加(jia)熱爐(lu)(lu)→一次(ci)穿孔(kong)機(ji)(ji)→二次(ci)穿孔(kong)機(ji)(ji)→再(zai)加(jia)熱爐(lu)(lu)→自動軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)→再(zai)加(jia)熱爐(lu)(lu)→斜軋(ya)擴徑(jing)機(ji)(ji)→均整(zheng)機(ji)(ji)→再(zai)加(jia)熱爐(lu)(lu)→定徑(jing)機(ji)(ji);
德國式:與周(zhou)期軋管機(ji)相配合,其工(gong)藝流程為(wei):周(zhou)期軋管機(ji)→再(zai)加熱爐→斜軋擴徑機(ji)→定徑機(ji)。
對以上兩種設備布(bu)置方式加以比(bi)較可(ke)以看出(chu):
1. 美國式(shi)的布置中在斜軋擴徑(jing)機之后設有均整(zheng)機,而德國式(shi)布置中則(ze)沒有均整(zheng)機,其實這是將擴徑(jing)機當二次穿孔機用;
2. 美國式的布置(zhi)(zhi)中由于(yu)增加(jia)了(le)均(jun)整機,因(yin)此在斜擴(kuo)徑(jing)(jing)機、定(ding)徑(jing)(jing)機之間又增加(jia)了(le)一(yi)臺(tai)(tai)(tai)再加(jia)熱(re)爐,而德國式布置(zhi)(zhi)中則由于(yu)斜軋擴(kuo)徑(jing)(jing)機很緊(jin)湊地布置(zhi)(zhi)在周期軋管(guan)機之后(hou),兩者之間設一(yi)臺(tai)(tai)(tai)再加(jia)熱(re)爐就已足夠,省去(qu)了(le)一(yi)臺(tai)(tai)(tai)再加(jia)熱(re)爐。
此外,在斜軋擴徑機的擴徑量方面,美國所采用的數字與德國有所差異。美國所采用的數字一般為70%~86%,而德國的設計數字為110%~130%,實際采用的(針對捷克的擴徑機而言)僅為65%左右。至于擴徑后鋼管的壁厚問題,德國的數字為6~13mm,捷克所生產的擴徑無縫不(bu)銹鋼管的壁厚在8~9.5mm的范圍內,據稱捷克Chomtov 不銹鋼管廠正在設法將擴徑后鋼管壁厚降至7.6mm,甚至5mm.而美國所生產的擴徑不銹(xiu)鋼管的壁厚在8~10mm左右,在這方面沒有什么差異。
下面(mian)以捷(jie)克 Chomtov 不(bu)銹鋼管(guan)廠的斜(xie)軋徑車間為(wei)例來(lai)說明它(ta)的工藝過程、擴徑機、擴徑工具以及鋼管(guan)產品方案(an)和質量(liang)等(deng)問題。
一、斜軋擴徑(jing)的工藝過程
斜軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)(jing)的工藝過程包括:擴徑(jing)(jing)(jing)管(guan)坯加熱、斜軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)(jing)、均整(zheng)(zheng)、定徑(jing)(jing)(jing)、精整(zheng)(zheng)和檢驗。所用(yong)的管(guan)坯由周期(qi)軋(ya)(ya)管(guan)機或自(zi)動軋(ya)(ya)管(guan)機軋(ya)(ya)制,捷克Chomtov將鋼管(guan)斜軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)(jing)機安設(she)在周期(qi)軋(ya)(ya)管(guan)機之后,未設(she)置(zhi)均整(zheng)(zheng)機,其擴徑(jing)(jing)(jing)車間的平面布置(zhi)如圖(tu)10-1所示。
主要設備包括:加熱爐(lu)一(yi)座、兩輥(gun)盤式擴(kuo)徑機一(yi)臺及定徑機一(yi)臺。車間主要生產φ529mmx8mm的(de)石油輸送管。所用(yong)擴(kuo)徑管坯為φ(330×13.5)mm×12m,由(you)該廠周(zhou)期軋管機組用(yong)ф460mm,重量為1.5t的(de)鋼錠軋制(zhi)。
擴徑管(guan)坯在(zai)連續式(shi)斜底(di)加熱爐內(nei)(nei)(nei)加熱,燃料(liao)(liao)為煤(mei)氣。管(guan)子的(de)(de)裝(zhuang)爐、出爐均靠爐內(nei)(nei)(nei)外的(de)(de)輥(gun)(gun)道(dao)進行(xing),鋼管(guan)在(zai)爐內(nei)(nei)(nei)的(de)(de)移動(dong)由推鋼機(ji)(ji)操作,爐內(nei)(nei)(nei)經常保持14根(gen)鋼管(guan)。擴徑管(guan)坯在(zai)爐內(nei)(nei)(nei)加熱到1180~1240℃后出爐,由翻(fan)鋼機(ji)(ji)將(jiang)(jiang)它送(song)到擴徑機(ji)(ji)前臺受料(liao)(liao)槽,將(jiang)(jiang)尾端裝(zhuang)有頂頭的(de)(de)頂桿(gan)插人管(guan)內(nei)(nei)(nei),頂桿(gan)前端固定在(zai)閉鎖裝(zhuang)置(zhi)里(li),此機(ji)(ji)構還(huan)可以精(jing)確調整頂頭在(zai)軋(ya)輥(gun)(gun)間(jian)的(de)(de)位(wei)置(zhi)。鋼管(guan)用(yong)水壓推管(guan)機(ji)(ji)推向軋(ya)機(ji)(ji)入(ru)口(kou),咬人后開始擴徑和減壁,兩軋(ya)輥(gun)(gun)中心(xin)(xin)線(xian)(xian)分別位(wei)于軋(ya)制中心(xin)(xin)線(xian)(xian)的(de)(de)上(shang)、下方,軋(ya)輥(gun)(gun)中心(xin)(xin)線(xian)(xian)與軋(ya)制中心(xin)(xin)線(xian)(xian)之間(jian)的(de)(de)距離(li)稱為偏心(xin)(xin)距。兩軋(ya)輥(gun)(gun)中心(xin)(xin)線(xian)(xian)在(zai)水平面內(nei)(nei)(nei)的(de)(de)夾角(jiao)為130°,兩軋(ya)輥(gun)(gun)分別由兩臺直流(liu)電動(dong)機(ji)(ji)進行(xing)傳動(dong)。
擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)后(hou)鋼管(guan)(guan)尺寸(cun)為(wei)Φ545mmx8mm,長度不變(仍為(wei)12m).擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)完畢后(hou),鋼管(guan)(guan)由后(hou)臺(tai)料槽用翻(fan)鋼機經斜(xie)算條(tiao)自動滾到(dao)定(ding)(ding)徑(jing)(jing)機前受(shou)料槽,準備進(jin)行定(ding)(ding)徑(jing)(jing)。通過定(ding)(ding)徑(jing)(jing)以獲(huo)得(de)(de)最終尺寸(cun),同(tong)時可以得(de)(de)到(dao)矯(jiao)直的(de)(de)效果。定(ding)(ding)徑(jing)(jing)機是一(yi)(yi)臺(tai)兩輥可逆式單架軋(ya)(ya)(ya)機,軋(ya)(ya)(ya)輥上有2~3個孔(kong)型,定(ding)(ding)徑(jing)(jing)共軋(ya)(ya)(ya)制4~8道(dao)(dao),每(mei)道(dao)(dao)軋(ya)(ya)(ya)制后(hou)管(guan)(guan)子(zi)翻(fan)過90°,前2~4道(dao)(dao)是粗軋(ya)(ya)(ya)(第(di)一(yi)(yi)孔(kong)型),后(hou)2~4道(dao)(dao)是精軋(ya)(ya)(ya)(第(di)二孔(kong)型)。定(ding)(ding)徑(jing)(jing)后(hou)鋼管(guan)(guan)獲(huo)得(de)(de)成品尺寸(cun)(熱(re)狀態)φ532mmx8mm,并(bing)消除了鋼管(guan)(guan)外(wai)表面(mian)因斜(xie)軋(ya)(ya)(ya)擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)而產生(sheng)的(de)(de)螺旋紋。鋼管(guan)(guan)冷卻后(hou),將兩端用火(huo)焰切(qie)(qie)割(ge)器同(tong)時切(qie)(qie)去。切(qie)(qie)割(ge)后(hou)用砂(sha)輪將管(guan)(guan)口磨光,以清除毛刺等。然后(hou)檢查鋼管(guan)(guan)直徑(jing)(jing)、壁厚及表面(mian)質量。最后(hou)是端部(bu)定(ding)(ding)徑(jing)(jing)和(he)水壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan),壓(ya)(ya)力達到(dao)7MPa(70大(da)氣壓(ya)(ya))。
二、斜軋擴(kuo)徑機(ji)的構造概述
斜(xie)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)擴徑機有(you)兩(liang)個(ge)裝(zhuang)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)箱形機架內的(de)懸臂式盤形軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun),軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)中心(xin)線(xian)與軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制中心(xin)線(xian)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)水平面上(shang)(shang)互呈60°~80°角(jiao),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)垂(chui)直面上(shang)(shang)則(ze)互相平行而(er)有(you)一(yi)偏心(xin)距,其值(zhi)約(yue)為±50~80mm(兩(liang)輥(gun)(gun)(gun)分別(bie)居于軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制線(xian)的(de)上(shang)(shang)、下方)。兩(liang)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)各由單獨的(de)直流電(dian)動(dong)機經過減速(su)箱進(jin)行傳(chuan)動(dong),其旋轉方向相同。軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)間距靠與其軸向推(tui)力軸承相連(lian)的(de)側壓進(jin)螺(luo)絲調(diao)(diao)節(jie)。兩(liang)個(ge)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)中間置有(you)一(yi)錐形擴徑頂(ding)(ding)(ding)頭(tou),頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)裝(zhuang)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)拉(la)桿(gan)的(de)尾(wei)端(duan),另(ling)一(yi)端(duan)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制時(shi)(shi)(shi)固(gu)(gu)定在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)拉(la)桿(gan)閉鎖裝(zhuang)置內(該裝(zhuang)置亦用(yong)來調(diao)(diao)整頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)變形中的(de)位置)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)擴完(wan)一(yi)根(gen)(gen)鋼(gang)管(guan)之后(hou),頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)連(lian)同拉(la)桿(gan)用(yong)回(hui)送輥(gun)(gun)(gun)送到(dao)擴徑機前(qian)臺,等待下一(yi)根(gen)(gen)鋼(gang)管(guan)裝(zhuang)入前(qian)臺受料槽(cao)后(hou)再回(hui)到(dao)工作位置(即(ji)拉(la)桿(gan)通過鋼(gang)管(guan)并固(gu)(gu)定在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)閉鎖裝(zhuang)置內),頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)連(lian)同拉(la)桿(gan)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制時(shi)(shi)(shi)由于鋼(gang)管(guan)內表面的(de)摩擦而(er)隨鋼(gang)管(guan)轉動(dong)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)上(shang)(shang)下方裝(zhuang)有(you)上(shang)(shang)下導板(ban),下導板(ban)位置固(gu)(gu)定不動(dong),上(shang)(shang)導板(ban)則(ze)可以上(shang)(shang)下調(diao)(diao)整。這(zhe)樣(yang)管(guan)壁在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)孔型中受到(dao)輾軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)而(er)減薄,外(wai)徑則(ze)相應的(de)擴大。除頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)拉(la)桿(gan)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制時(shi)(shi)(shi)用(yong)循環水冷卻以外(wai),軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)和頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)都是在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制間歇時(shi)(shi)(shi)間內進(jin)行噴水冷卻。
Chomtov 廠擴徑機的軋輥直徑為1700mm、轉速0~73.5r/min,主(zhu)電動機兩臺,各為1500kW,各種調整裝置都采用電動裝置。
這(zhe)臺設備(bei)由(you)德國Meer廠在1928年制造,與舊的斜(xie)軋(ya)(ya)擴徑機相比較,它所采用(yong)的頂頭(tou)(tou)固定方法(fa)是一項重大改進。舊軋(ya)(ya)機的頂頭(tou)(tou)裝(zhuang)在頂桿(gan)前端,頂桿(gan)在工(gong)作(zuo)時受壓(ya)力作(zuo)用(yong),產生很大彈性彎曲(qu),因(yin)而鋼管(guan)壁厚(hou)嚴重不均(jun),軋(ya)(ya)制過(guo)程(cheng)(cheng)很不穩定。而在這(zhe)臺設備(bei)上頂頭(tou)(tou)裝(zhuang)在頂桿(gan)尾端,頂桿(gan)在工(gong)作(zuo)時受拉力作(zuo)用(yong),這(zhe)樣能使(shi)擴徑過(guo)程(cheng)(cheng)穩定,擴徑后鋼管(guan)的長(chang)度可增(zeng)加,并且能準確(que)調整頂頭(tou)(tou)位置(zhi)。
三、斜軋擴徑鋼管的(de)品種規(gui)格及(ji)質量
在斜軋擴徑機上可以將φ330~400mm的鋼管擴徑至545~710mm.擴徑后鋼管的最大直徑為1200~1400mm,所生(sheng)產不銹鋼管(guan)的壁厚為6~13mm,一般均在8~10mm的范圍內。
擴徑(jing)(jing)不(bu)銹(xiu)鋼管的(de)(de)尺寸公(gong)差(cha):外(wai)徑(jing)(jing)公(gong)差(cha)±1.5%,內徑(jing)(jing)公(gong)差(cha)±1%,壁(bi)厚(hou)公(gong)差(cha)+15%~-20%,實際生產(chan)的(de)(de)擴徑(jing)(jing)管其壁(bi)厚(hou)不(bu)均值(zhi)一(yi)般均在給定(ding)的(de)(de)壁(bi)厚(hou)公(gong)差(cha)范圍內。在表面質量方面,定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)只能(neng)消(xiao)除外(wai)表面的(de)(de)螺(luo)紋狀缺(que)(que)陷(xian),若(ruo)無(wu)均整機(ji)(ji),則內表面的(de)(de)螺(luo)紋狀缺(que)(que)陷(xian)依然存在。但在擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)工具(ju)形狀合理而(er)且(qie)磨損不(bu)十分嚴(yan)重時,這一(yi)缺(que)(que)陷(xian)是輕微的(de)(de)。
由(you)于(yu)擴(kuo)徑鋼管主要用于(yu)敷設石油輸送管,因此一(yi)般均為(wei)碳素鋼管,沒(mei)有見到采用它來生產合(he)金鋼管的報道。
四、斜軋擴(kuo)徑機的綜合
有關斜軋(ya)擴徑(jing)機情況的綜(zong)合如表10-1所(suo)示。
由表10-1可以看出(chu)斜軋擴徑機具(ju)有下列(lie)特點:
1. 一(yi)次擴徑量(liang)大(da),變(bian)形速度快,產量(liang)高(gao),年產量(liang)可達100000~150000t(年工作小時按(an)6000h計);
2. 擴徑后不銹鋼管的(de)內(nei)、外表面均(jun)有(you)螺紋狀缺陷,須增設定徑機或均(jun)整機予以(yi)消除,關于這一點相對于周期軋管機生產系(xi)統(tong)來(lai)說是比較不利的(de);
3. 設備龐(pang)大,如(ru)主傳動(dong)電機容量為1500~2000馬(ma)力的(de)電動(dong)機2臺,因此一(yi)次投資費(fei)用高(gao);
4. 不(bu)宜(yi)生產異形(xing)管,品(pin)種受到(dao)限制(zhi)。