燕山大学钢管轧制工艺及设备三级项目.doc

钢管轧制工艺及设备三级项目编制轧制表专 业： 小组名单：日 期： 2014 年 10 月目录一、项目简介 3二、项目要求 3三、计算方法 3四、计算编制轧制表 44.1 任务书 44.2 轧管后光管尺寸 54.3 孔型和连轧管芯棒选取 64.4 荒管的尺寸计算 84.5 管坯尺寸计算 94.6 穿孔机调整参数 114.7 最终结果统计 12、项目简介为使整个机组中各设备平衡协调的工作， 必须把各道工序的 工作量（集中表现为各设备上的轧件变形量）分配得当在生产 中予先根据主要工艺参数包括钢管的尺寸、工具的形状及尺寸、 轧机的调整参数等进行计算，据此组成的工艺文件即为轧制图 表，简称轧制表轧制表在日常生活中起指导生产的作用；在设 计建设新的钢管厂时， 首先根据任务书中生产纲领的要求（品种 规格范围、产量、质量等）计算编制轧制表，然后依此为据提出 机组中各主要设备的基本参数及其布置形式等， 最后再作出通过 能力平衡等设计计算工作 因此，可以认为轧制表是一切设计工 作的基础二、项目要求1 、根据工艺要求和设备的具体情况，合理的分配工艺变形 量，使各设备间负荷作到均衡；2 、为了保证质量和轧制过程的正常进行，机组中各设备所 承担的工作量要控制在一定的范围， 充分考虑毛坯、变形量及工 具的调整等。

三、计算方法逆轧制顺序即由成品管向管坯推算、 顺轧制顺序即由管坯向成品管推算和由中间轧管工序向两头（管坯和成品管）推算三种 一般在设计新的钢管时车间多半采用逆轧制顺序的方法进行轧 制表计算四、计算编制轧制表4.1任务书在MPM连轧管机组中生产①114.3 x 9.56mm 11m定尺长的N80石油套管（钢号30Mn4,已知机组有二辊斜轧穿孔机一台、七机 架连轧管机一台、14机架减定径机一台，试编制轧制表轧机孔型系数表孔型系①181①235①247①291①310①356管 坯直径mm210270270310310350单重kg/m270.16466.59466.59588.72588.72750.45毛 管外径mm220283294340356402壁厚mm20.5 〜60.0长度mm3.5 〜11.0连轧后外径mm181235247291310356壁厚mm4.5 〜39.65长度mm11.5 〜34.5脱管后外径mm173.4225.8239281285302.3323.9344.1壁厚mm4.58-39.96长度mm11.78-35.0连 轧 直 径mm1架最大mm700730730780780780最小mm6376606607207357352架最大mm700730730780780780最小mm6406606607207357353最大mm700730730780780780架最小mm5886606607207307304架最大mm600650650670670670最小mm5005905906106406405架最大mm600650650670670670最小mm5305905906106306306架最大mm600650650670670670最小mm5045905906106306307架最大mm600650650670670670最小mm510590590610620620轧管机芯棒尺寸孔型系列181235247291310356芯棒直径［127.8166.6188.5210.3250.3302.4131.8181.8194.4220.3255.5310.4139.8187.1199.9232.7260.4317.3143.8197.2205.1238.9264.8323.1147.8201.8209.8250.3268.4328.1151.7206.2214.3218.4255.5271.9332.3155.4210.3222.2260.4274.7335.9158.8215.8225.8264.8268.6277.1280.8338.9161.7217.9229.1271.9284.4166.6220.2231.8232.7274.7287.7168.3222.2234277.1290.3169.9171.7224235.4293.5295.74.2轧管后光管尺寸定径后的钢管尺寸，即为成品管的热尺寸，所以钢管的外径为:D=1.O1D0=115.4mm定径后钢管的壁厚取成品管的公称壁厚:&=S）=9.56mm4.3孔型和连轧管芯棒选取根据表1轧机孔型系数表，由于成品管的外径为D0=O 115.4 , 则选取①235孔型。

在张减机组中，要消除每次减径增加的壁厚，获得所需壁厚 的成品管，因此建立必不可少的张力这就使进入张减机的半成 品管在通过每一机架的孔型时，产生切向变形& t总（平均直径 对数减径量）、径向变形& r总（对数减壁量）和轴向变形xim（平 均轴向张力系数）三者之间的关系可用下式表达：亠(2- m) (1 2 m) t总Xim 一上(1- m)- 2 m-1)(1)t总其中：InD mkDmR (切向变形)InSLSr （径向变形）0.（呈呈）Dmk DmR （平均壁径比）⑵(3)(4)式中6k与DnR分别为半成品和成品管的平均壁径,S和Sr分别为t总半成品管和成品管的壁厚，其关系为：5）D mk D k -SkD mR D R -SR （ 6）按照以式（ 1）求得平均张力系数 xim 不得小于 0.65 （单机 架张力系数 xi 必须小于或等于 0.84 以防止减径是拉断管子） 同 时平均张力系数也必须大于零， 以防止机架间产生轴向压力而出 现堆钢的危险，因此：0 xi 0.65 （ 7）半成品管与芯棒间隙选为a=1.2mm寸，根据轧机孔型系数表， 半成品管的尺寸为外径： Dk=dk+2Sk=235m，m 壁厚： Sk=4.5~39.65mm由于对于减径机，若保证产品质量必须有至少 lOmmfl勺减径量，综合考虑，根据轧管机芯棒尺寸表可知，芯棒尺寸选为 d=210.3mm而且经验指出，在选用轴向张力系数时，轴向张力 越大，钢管勺多边形化可能性就越大，因此要选取最佳勺轴向张 力以抑制多边形勺形成。

通常轧制薄壁管时采用较大勺轴向张 力，轧制厚壁管时选用较小勺轴向张力，管壁薄厚可根据成品管 的壁径比S R/DmR=0.04&0.125，贝U为薄壁管由此，轴向张力 系数应选较大值，综上选取半成品管勺尺寸：外径： Dk=dk+2Sk=235mm内径：dk=210.3+1.2=211.5mm壁厚： Sk=（Dk-dk）/2=11.75mm贝根据以上各式轴向张力系数为Xim=0.3符合要求4.4荒管的尺寸计算连轧机中荒管的最大延伸率入max=3.4,贝U荒管断面积：FHr=X maxF=3.4 x( 235-11.75 ) x 11.75=8918.84mm根据芯棒直径d及荒管断面积求得荒管外径：DHr 4 maxF< ( d b)2V (8)式中b 芯棒与荒管间隙，mm为使芯棒能顺利穿过荒管，因而间隙不能太小，宝钢规定不能小于9mm此处b=12mm则DHr=228.6mm荒管壁厚SHr可按下式确定SHr=Sk+ △ S1 (9)式中Sk 连轧后管壁厚△ S1 荒管与连轧管壁厚差 根据实践，选取△ S1 =9.75mm则SHr=21.5mm由于此连轧机组无空减机，所以毛管尺寸即为荒管尺寸则, 穿孔后毛管尺寸，Dc=DHr=228.6mmSc=SHr=21.5mmdc=Dc-2Sc=185.6mm由于穿孔机是基于斜轧原理工作的，因此毛管的内径会有所 扩大，其扩径量Kc与毛管壁厚及管坯直径有关，壁厚越薄管坯 直径越大扩径量Kc越大，扩径量Kc对常用的工具形状可按下式 计算，即：扩径量 Kc=( 0.075~0.00135Sc)Dp合理的调整穿孔机参数可以用不同尺寸的管坯穿出同一规 格的毛管。

经验证明，管坯直径 Dp最好与毛管外径相近则管 坯直径选用：Dp=270mm取 Kc=0.003ScDp=0.003X 21.5 X 270=17.4mm考虑上述因素后顶头直径S c=dc-Kc=185.6-17.4=168.2mm4.5管坯尺寸计算穿孔机延伸率:2Dp2 2De dc2.97轧管机延伸率(Dc Sc)Sck(Dk Sk)Sk减径机延伸率(Dr Sr)Sr 0410.41R (Dk SQSk总延伸率2.192 c k R管坯长度LLp K式中l 轧后钢管长度K 烧损系数0.97~0.995，此处取0.98 机组总延伸系数Lp最终— 5.12mK4.6穿孔机调整参数2. 2—55算乳机疋刖忑虬=0 + 2(c - ^,5k)tga nun<2.2—69)C2.2—7OJ£■三 ▼ C.5A -(O.5i5. - 0.5fr) 宙公式C2.2-tf7X- n町和<2.2-70｝軾立可得：& _ (戋十氓)居口: +(l -u0)Dz^rr; - 2(/()+ 托)审口您旳0 ~ — 一 raw强码4 g%为了计算方便起见，可以引用压缩带压下量的概念压缩带压下Dp b uDp，进而求出轧辊间距b和顶头位置C。

为了测量方便起见，顶头位置用 y表示1y L2( C 2Sc b)2t^ 14轧辊和导板构成穿孔机封闭的变形区 因此，轧辊间距b与上下 导板间距a值的大小直接影响变形区椭圆度的大小，这对轧件的 正常轧制有很大影响，a b(1 0.75 Dp b _Di)Dp D p4.7最终结果统计产品尺寸管坯尺寸穿孔机轧管机定径机外径壁 厚长度直径长度毛 管 外 径毛 管 壁 厚轧 辊 间 距导 板 间 距顶 头 位 置顶 头 直 径荒 管 外 径荒 管 壁 厚芯棒直径光 管 外 径光 管 壁 厚114.9.5611m2705。