钢管轧机轧制表的编制.pdf

· 14 · 钢 铁 技 术钢 铁 技 术 2009 年第 1 期 ·轧钢· 钢管轧机轧制表的编制 钢管轧机轧制表的编制 易兴斌 欧阳建 (中冶赛迪公司轧钢事业部, 重庆 400013) [摘 要]详细介绍了自动轧管机、二辊斜轧管机、三辊斜轧管机、周期轧管机和连轧管机等轧管机组轧制表编制的基本 方法和编制中应考虑的相关因素和计算公式 [关键词]自动轧管机 二辊斜轧管机 三辊斜轧管机 周期轧管机 连轧管机 轧制表 常见的钢管轧机轧制表的编制方法有两种：第 一种方法是以成品管尺寸为计算依据，由后往前计 算各轧机的成品管尺寸，最后求出管坯尺寸；第二 种方法是以管坯为计算依据，由前往后计算各轧机 的管子尺寸一般采用第一种方法较多 1 自动轧管机组轧制表的编制 1.1 编制轧制表采用的符号： Dz—管坯直径 D0—为毛管外径 d0—毛管内径 S0— 毛管壁厚 δ0—穿孔机顶头直径 Da—自动轧管机后管子外径 da—自动轧管机后管子内径 Sa—自动轧管机后管子壁厚 δ1δ2—自动轧管机第一、第二顶头直径 Dp—均整机后管子外径 dp—均整机后管子内径 Sp—均整机后管子壁厚 Dk—定径机后管子外径 Sk—定径机后管子壁厚 D—冷态成品管外径 d—冷态成品管内径 S—冷态成品管壁厚 ΔD—定径机总减径量 kp—均整机扩径量 ξp—均整机的顶头直径比轧管后管子的内径 所大的值 Δp—均整扩展值 δp—均整顶头直径 ξa—穿孔后毛管内径比轧管第一道顶头直径 大的数值 A—自动轧管机孔型高 Δa—自动轧管机的减壁量 Kn—穿孔机的扩径量 L—穿孔机导板间距 B—穿孔机轧辊间距 μ0—穿孔机顶头前压下量 μ—穿孔机压缩带压下量 μp—均整机的延伸系数 μa—轧管机的延伸系数 μn—穿孔机延伸系数 μ∑—总延伸系数 1.2 计算实例 已知成品管直径Φ108 mm，壁厚 10 mm,长度 10 m，重量 241.668 kg。

1.2.1 定径机钢管尺寸 1)定径后钢管直径 Dk：Dk＝D(1＋αt) 式中，α为钢的热膨胀系数；t 为钢管定径温度： t＝800～900℃ (1＋αt)≈1.01～1.015， 计算取(1＋αt)≈1.01； Dk＝D(1＋αt)＝108×1.01 ＝109.08 mm 2)定径后钢管壁厚 SK： 2009 年第 1 期 钢 铁 技 术钢 铁 技 术 · 15 · SK＝10×1.01 mm＝10.1 mm 3)定径后钢管断面积 Fk: Fk＝() kkk SSDπ− ＝3.1416(109.08－10.1)×10.1 ＝3140.65 mm 2 4)定径后钢管每米重量： G＝0.02466×(Dk—SK)SK ＝0.02466×(109.08—10.1)×10.1 ＝24.652 kg/m 5)定径后钢管长度 LK： LK＝241.668/24.652＝9.803 m 1.2.2 均整后钢管尺寸: 定径机的减径量ΔDk与机架数量、电机容量和 轧制速度有关， 一般五机架定径机总减径量为 3～9 ％， 绝对值 5～12 mm； 七机架定径机总减径量为 5～ 15％；绝对值 7～19 mm。

1)均整后的钢管直径 Dp： 均整后的钢管直径等于进定径机第一机架的 钢管直径，即等于定径后钢管直径加定径机的总减 径量 Dp＝Dk＋ΔDk，设定ΔDk＝10 mm ＝109＋10＝119 mm 2)均整后的钢管壁厚 Sp： 当定径机减径量很小且壁厚小于 15 mm 时，定 径机增壁量很小，当均整机减壁量也较小时可简化 为： Sp＝Sk＝Sa，即 Sp＝10.1 mm， δp＝Dp—2Sp＝119—2×10.1＝98.8 mm 当定径机减径量较大且壁厚大于 15 mm 时，定 径机增壁量大于均整机减壁量，此时： Sp＝Sa—ΔSp＋ΔSk (Sk＞ΔSp） Sa＜Sk 3)均整后的钢管断面积 Fp： Fp＝π(DP—SP)SP ＝π(119—10.1)×10.1 ＝1099.89 mm 4)定径机延伸系数 μP： k p p F F =µ 1.128 3061.45 3455.414 == 5)均整后钢管长度 LP： 1.128 9.803 µ L L P K p == 8.69m= 1.2.3 轧管后钢管尺寸 1)轧管后的钢管直径 Da： Da＝Dp—Kp Kp＝ξp＋Δp ξp＝da—δp 式中，Kp＝4－8 mm 均整机的绝对扩径量，取 Kp＝6 mm。

ξp＝2－4 mm 均整机的顶头直径比轧管后管子 内所大的值 Δp＝1－2 mm 均整扩展值 Da＝Dp—Kp＝119—6＝113 mm 2)轧管后的钢管壁厚 Sa＝Sp＝Sk＝10.1 mm 3)轧管后的钢管内径： da＝113—(2×10.1)＝92.8 mm 4)轧管后的钢管断面积 Fa： Fa＝π(Da—Sa)Sa-＝π(113—10.1)×10.1 ＝π×102.9×10.1＝3265.03 mm 5)均整后的钢管延伸系数 μp: 3265.03 3455.414 F F ＝µ a P P = 1.058= 6)轧管后的钢管长度 La： La＝LP×μp＝8.69×1.058＝9.194 mm 1.2.4 穿孔后毛管尺寸 1)穿孔后的毛管壁厚 S0：S0＝Sa＋Δa 式中， Δa为自动轧管机的总减壁量一般为 3～6 mm， 设定Δa＝4 mm S0＝10.1＋4＝14.1mm 2)穿孔后的毛管内径 d0: d0＝δ1＋ξa 式中，δ1为轧管第一道顶头直径，设定δ1＝92.8 ＋2＝94.8 mm；δ2为轧管第二道顶头直径，设定δ 2＝92.8 mm；ξa为毛管内径比轧管第一道顶头直径 稍大的值，一般为 2～3 mm。

设定ξa＝2 mm，d0＝94.8＋2＝96.8 mm 3)穿孔后的毛管直径 D0： D0＝d0＋2S0＝96.8＋2×14.1＝125 mm 或 D0＝δ1＋ξa＋2(Sa＋Δa) 式中,δ1为轧管第一道顶头直径(δ1＝94.8 mm)； δ2为轧管第二道顶头直径(比第一道顶头直径小 · 16 · 钢 铁 技 术钢 铁 技 术 2009 年第 1 期 2 mm)；ξa为毛管内径比轧管第一道顶头直径稍大 的值，一般为 2～3 mm,设定为 2 mm；Sa为轧管后钢 管壁厚(Sa＝10.1 mm)；Δa为自动轧管机的总减壁 量一般为 3～6 mm，设定为 4 mm D0＝94.8＋2＋2(10.1＋4)＝125 mm 4)穿孔后的毛管断面积 F0: Fo＝π(Do—So)So ＝π(125-14.1)×14.1 ＝4912.48 mm 5)轧管后的钢管延伸系数 μa： 3265.03 4912.48 F F µ a o a == 504. 1= 6)穿孔后的钢管长度 L0： 1.504 9.194 µ L L a a o == 6.113m= 1.2.5 管坯尺寸的确定 1)管坯直径 DZ： 对穿孔机一般都采用扩径或等径生产，由于减 径生产工具消耗大， 一般不采用。

扩径量一般为 1～ 10％ 设定扩径值为 5 mm (1)管坯直径：DZ＝D0—5＝125－5＝120 mm (2)穿孔机延伸系数 μ0： oo0 2 o o )S－S4(D KD µ= 2.362 5972.76 14112 14.114.1)-4(120 1200.98 2 = = × × = (3)管坯长度 LZ： 2.588m 2.362 6.113 µ L L o o Z = == 2 二辊斜轧管机轧制表的编制 二辊斜轧管机可以等径、减径和扩径生产，主 要取决轧辊辊型二辊斜轧管机的变形图见图 1 1.轧辊 2. 芯棒 3. 导板 图 1 二辊斜轧管机的调整参数 2.1 压下量 绝对压下量 D0—b mm； 相对压下量 100% D －bD o o × 热轧管壁厚 S： 2 b S δ－ = 式中，b 为轧辊间距；δ 为芯棒直径 钢管外径 D：D＝δ＋Ka＋2S 式中 Ka为扩径量 入口锥长度 L： 1 o 2tgα －b－2hD L = 式中，α1为轧辊入口锥的锥角 根据轧出的荒管尺寸可确定入口毛管的尺寸 D0＝2L1 tgα1＋b＋2h 2S0＝D0－b＋2S－∆ 式中，∆为毛管内径和芯棒直径之差。

由上述两个公式可导出绝对压缩量的公式： D0－b＝2(L1 tgα1＋h) D0－b＝2(S0－S)＋∆ 联立解上述两式得： H＝(S0－S)－L1 tgα1＋∆/2 当L1 tgα1＝∆/2， 即在轧辊脊部前结束减径时： H＝S0－S＝∆S 分析上述公式可看出压缩量大小决定着减径 量，而和芯棒直径 δ 及压下量 h 共同决定减壁量 轧辊间距 b 按以下四个公式综合确定： B＝2S＋δ B＝D0－2 L1 tgα1－2h B＝D0－2(S0－S)－∆ 2009 年第 1 期 钢 铁 技 术钢 铁 技 术 · 17 · B＝D－Ka 扩径量 Ka主要决定于导板距和轧辊出口锥角 及出口锥长度，小型轧管机其值为 3～12 mm ∆ 值为穿棒间隙，它与入口锥角 α1、入口锥 长度L1和轧制方式有关， 一般穿棒间隙为5～13 mm. 对于小型机组，绝对压下量为 6～22 mm，相 对压下量为 10～40％ 2.2 减壁量 S0－S＝h＋L1 tgα1－∆/2 22 bD SS o o ∆ =−－ － 当∆ → 0 时， 11 o o tgLh 2 bD SSα+=−＝ － 这种情况表示轧辊一咬入毛管即进行减壁，这 是难以实现的。

当∆/2＞ L1 tgα1时， ∆S＜h， 当∆/2 ＜ L1 tgα1时，在入口锥就开始减壁在限动芯棒 和半浮芯棒上轧制时这种情况是存在的且在脊部 前有一定的减壁量，对实现二次咬入是有利的 小型两辊斜轧管机的减壁量一般为 20～70％ 2.3 减径量 绝对值 D0－D＝∆D D0－D＝2L1 tgα1＋2h－Ka D0－D＝2(S0－S)＋∆－Ka 相对值 100% D －DDo × 当等径轧制时：D0－D＝0δ, 即 2L1 tgα1＋2h －Ka＝0, 2(S0－S)＋∆－Ka＝0, 所以 Ka＝2 ∆S＋∆ 由此式可以看出，当减径量很小，芯棒间隙∆ 值小和扩径量 Ka值大时，则容易实现等径轧制 3 三辊斜轧管机轧制表的编制 3.1 确定定径机后管子的热尺寸 Dk ＝(1.01～1.013)D dk ＝(1.01～1.013)d 由于钢管冷却时壁厚减簿和定径时壁厚增厚 都很小，可忽略不计，所以 S＝SK＝S 3.2 确定轧管机的管子尺寸 Da＝Dk＋∆Dk da＝d＋∆Dk 式中，∆Dk为定径机的减径量，一般为 6～20％ 芯棒直径：δa＝da－Ka 小型三辊轧管机轧制簿壁管时扩径量 Ka一般 为 4～13 mm。

当轧制中厚壁管时，可按下列公式确定 Ka值： Ka＝0.03(da＋Sa) 3.3 确定穿孔机的毛管尺寸 D0＝Da＋∆Da 式中， ∆Da为三辊轧管机减径量， 一般为 10～25 mm 三辊轧管机减壁量可按下式确定： ∆Sa＝(0.8～1.25)h 式中，h 为轧辊脊部高所以 S0＝SK＋(0.8～ 1.25)h 减壁量一般为 3～10 mm： dz＝D0－(0～10)mm 4 周期式轧管机轧制表的编制 4.1 代表符号的意义: D —成品钢管外径(mm) S —成品钢管壁厚(mm) L — 一根定尺成品钢管的长度(mm) L1 —成品钢管的轧制总长度(mm) n — 热轧后一根钢管切成定尺钢管的根数 L0 —定尺成品管精整切头切尾总长度(mm) g —成品钢管的单位重量(kg/m) W —成品钢管的总重量(kg) D1 —热状态下成品钢管外径(mm) d1 —热状态下成品钢管内径(mm) S1 —热。