據不完(wan)全統計,美國(guo)(guo)、聯(lian)(lian)邦德國(guo)(guo)、捷克(ke)(ke)曾裝(zhuang)有五臺(tai)斜(xie)軋擴(kuo)徑機,即美國(guo)(guo)二臺(tai)、聯(lian)(lian)邦德國(guo)(guo)二臺(tai)、捷克(ke)(ke)一臺(tai)。由于捷克(ke)(ke)的斜(xie)軋擴(kuo)徑機是由德國(guo)(guo)Meer廠制(zhi)造,而且和聯(lian)(lian)邦德國(guo)(guo)的擴(kuo)徑機一樣(yang)都是安設在周(zhou)期軋管(guan)機的后面,因此(ci)五臺(tai)斜(xie)軋擴(kuo)徑機基(ji)本上分為兩大類,其設備布置(zhi)如下:
美(mei)國式:與自動軋管機(ji)相配合,其(qi)工藝流程為:管坯加(jia)(jia)(jia)熱爐(lu)→一次(ci)穿孔機(ji)→二次(ci)穿孔機(ji)→再(zai)加(jia)(jia)(jia)熱爐(lu)→自動軋管機(ji)→再(zai)加(jia)(jia)(jia)熱爐(lu)→斜軋擴徑(jing)機(ji)→均整機(ji)→再(zai)加(jia)(jia)(jia)熱爐(lu)→定徑(jing)機(ji);
德國(guo)式:與周(zhou)期(qi)(qi)軋管機(ji)相配(pei)合(he),其工藝流程為:周(zhou)期(qi)(qi)軋管機(ji)→再加(jia)熱爐→斜軋擴(kuo)徑機(ji)→定徑機(ji)。
對以(yi)上(shang)兩種(zhong)設備(bei)布置方(fang)式加以(yi)比較可以(yi)看出:
1. 美國式的布置中(zhong)在斜軋擴徑(jing)機之后設有(you)(you)均整(zheng)機,而德國式布置中(zhong)則沒有(you)(you)均整(zheng)機,其(qi)實這是將擴徑(jing)機當二次穿(chuan)孔機用(yong);
2. 美國式的布置(zhi)中由(you)于增加(jia)(jia)了(le)(le)均整機(ji),因此在斜(xie)擴徑(jing)機(ji)、定徑(jing)機(ji)之(zhi)間又增加(jia)(jia)了(le)(le)一(yi)臺再(zai)加(jia)(jia)熱爐,而德國式布置(zhi)中則由(you)于斜(xie)軋擴徑(jing)機(ji)很緊(jin)湊地布置(zhi)在周期軋管(guan)機(ji)之(zhi)后(hou),兩(liang)者(zhe)之(zhi)間設(she)一(yi)臺再(zai)加(jia)(jia)熱爐就已足夠,省去了(le)(le)一(yi)臺再(zai)加(jia)(jia)熱爐。
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銹鋼管的壁厚在8~9.5mm的范圍內,據稱捷克Chomtov 不銹鋼管廠(chang)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鋼管的壁厚在8~10mm左右,在這方面沒有什么差異。
下面以捷(jie)克 Chomtov 不銹鋼(gang)管廠的(de)斜(xie)軋徑(jing)車間為例來說(shuo)明它的(de)工藝過(guo)程(cheng)、擴(kuo)徑(jing)機、擴(kuo)徑(jing)工具以及鋼(gang)管產品(pin)方案和質量等問題(ti)。
一(yi)、斜(xie)軋擴徑的工(gong)藝過程
斜軋(ya)(ya)擴(kuo)(kuo)徑的工藝過程包括:擴(kuo)(kuo)徑管坯(pi)加熱、斜軋(ya)(ya)擴(kuo)(kuo)徑、均(jun)整(zheng)(zheng)、定(ding)徑、精(jing)整(zheng)(zheng)和檢驗(yan)。所用(yong)的管坯(pi)由周期(qi)軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)或自(zi)動(dong)軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)軋(ya)(ya)制,捷克(ke)Chomtov將鋼管斜軋(ya)(ya)擴(kuo)(kuo)徑機(ji)(ji)安設在周期(qi)軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)之后,未(wei)設置(zhi)均(jun)整(zheng)(zheng)機(ji)(ji),其擴(kuo)(kuo)徑車間的平(ping)面布置(zhi)如圖(tu)10-1所示。
主要(yao)設(she)備包括:加熱(re)爐一(yi)座、兩輥盤式擴徑機(ji)一(yi)臺及定(ding)徑機(ji)一(yi)臺。車間(jian)主要(yao)生產(chan)φ529mmx8mm的石油輸送管(guan)。所用擴徑管(guan)坯為φ(330×13.5)mm×12m,由該廠周期軋管(guan)機(ji)組用ф460mm,重量為1.5t的鋼(gang)錠軋制(zhi)。
擴徑管(guan)(guan)坯(pi)(pi)在(zai)連續(xu)式斜底加(jia)熱(re)爐(lu)內加(jia)熱(re),燃(ran)料(liao)為煤氣(qi)。管(guan)(guan)子的(de)裝(zhuang)爐(lu)、出爐(lu)均靠(kao)爐(lu)內外的(de)輥道進行,鋼管(guan)(guan)在(zai)爐(lu)內的(de)移(yi)動(dong)由(you)推(tui)鋼機(ji)(ji)操作,爐(lu)內經(jing)常保持14根鋼管(guan)(guan)。擴徑管(guan)(guan)坯(pi)(pi)在(zai)爐(lu)內加(jia)熱(re)到1180~1240℃后出爐(lu),由(you)翻鋼機(ji)(ji)將它送(song)到擴徑機(ji)(ji)前臺(tai)(tai)受料(liao)槽,將尾端裝(zhuang)有(you)頂(ding)頭的(de)頂(ding)桿(gan)插人(ren)管(guan)(guan)內,頂(ding)桿(gan)前端固定在(zai)閉鎖裝(zhuang)置里,此機(ji)(ji)構還可以精確調(diao)整頂(ding)頭在(zai)軋(ya)輥間(jian)的(de)位置。鋼管(guan)(guan)用水壓推(tui)管(guan)(guan)機(ji)(ji)推(tui)向軋(ya)機(ji)(ji)入口,咬(yao)人(ren)后開始(shi)擴徑和減壁,兩(liang)軋(ya)輥中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)線(xian)分別位于(yu)軋(ya)制(zhi)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)線(xian)的(de)上、下方(fang),軋(ya)輥中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)線(xian)與軋(ya)制(zhi)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)線(xian)之間(jian)的(de)距(ju)離稱(cheng)為偏心(xin)(xin)(xin)距(ju)。兩(liang)軋(ya)輥中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)(xin)線(xian)在(zai)水平面內的(de)夾角為130°,兩(liang)軋(ya)輥分別由(you)兩(liang)臺(tai)(tai)直流(liu)電動(dong)機(ji)(ji)進行傳動(dong)。
擴徑(jing)(jing)(jing)(jing)后(hou)(hou)鋼管(guan)(guan)尺(chi)寸為Φ545mmx8mm,長度不變(仍為12m).擴徑(jing)(jing)(jing)(jing)完畢后(hou)(hou),鋼管(guan)(guan)由后(hou)(hou)臺料槽(cao)用翻鋼機(ji)經斜算條自動滾到定徑(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)前受(shou)料槽(cao),準備進行定徑(jing)(jing)(jing)(jing)。通過定徑(jing)(jing)(jing)(jing)以獲得(de)最終尺(chi)寸,同時(shi)可以得(de)到矯直的(de)效果(guo)。定徑(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)是(shi)(shi)一(yi)臺兩輥可逆式(shi)單(dan)架軋(ya)(ya)(ya)機(ji),軋(ya)(ya)(ya)輥上有2~3個孔型(xing)(xing),定徑(jing)(jing)(jing)(jing)共軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)4~8道,每道軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)后(hou)(hou)管(guan)(guan)子(zi)翻過90°,前2~4道是(shi)(shi)粗軋(ya)(ya)(ya)(第一(yi)孔型(xing)(xing)),后(hou)(hou)2~4道是(shi)(shi)精(jing)軋(ya)(ya)(ya)(第二孔型(xing)(xing))。定徑(jing)(jing)(jing)(jing)后(hou)(hou)鋼管(guan)(guan)獲得(de)成品(pin)尺(chi)寸(熱狀態)φ532mmx8mm,并消除了鋼管(guan)(guan)外(wai)表面(mian)因斜軋(ya)(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)(jing)(jing)而(er)產生的(de)螺旋紋。鋼管(guan)(guan)冷卻后(hou)(hou),將(jiang)兩端用火焰(yan)切割(ge)器同時(shi)切去。切割(ge)后(hou)(hou)用砂輪將(jiang)管(guan)(guan)口磨(mo)光,以清除毛刺等。然后(hou)(hou)檢(jian)查鋼管(guan)(guan)直徑(jing)(jing)(jing)(jing)、壁(bi)厚及表面(mian)質量。最后(hou)(hou)是(shi)(shi)端部定徑(jing)(jing)(jing)(jing)和水壓試(shi)驗,壓力(li)達(da)到7MPa(70大氣壓)。
二、斜軋擴徑(jing)機的構造概述
斜軋(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)有(you)兩(liang)個(ge)裝(zhuang)在(zai)(zai)箱(xiang)形(xing)(xing)機(ji)架內的(de)(de)懸臂式盤形(xing)(xing)軋(ya)輥(gun),軋(ya)輥(gun)中(zhong)心(xin)線與(yu)軋(ya)制(zhi)中(zhong)心(xin)線在(zai)(zai)水平面上(shang)(shang)互呈60°~80°角,在(zai)(zai)垂直面上(shang)(shang)則互相平行(xing)而(er)有(you)一偏心(xin)距,其值約為±50~80mm(兩(liang)輥(gun)分別(bie)居(ju)于軋(ya)制(zhi)線的(de)(de)上(shang)(shang)、下(xia)(xia)方)。兩(liang)軋(ya)輥(gun)各由單獨(du)的(de)(de)直流電動(dong)機(ji)經過減(jian)速箱(xiang)進行(xing)傳動(dong),其旋(xuan)轉方向(xiang)相同(tong)。軋(ya)輥(gun)間(jian)(jian)距靠與(yu)其軸向(xiang)推力(li)軸承(cheng)相連的(de)(de)側壓進螺絲調(diao)節。兩(liang)個(ge)軋(ya)輥(gun)中(zhong)間(jian)(jian)置(zhi)(zhi)有(you)一錐形(xing)(xing)擴徑(jing)(jing)頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)(tou),頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)(tou)裝(zhuang)在(zai)(zai)頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)(tou)拉(la)桿(gan)的(de)(de)尾端,另一端在(zai)(zai)軋(ya)制(zhi)時(shi)固(gu)定(ding)(ding)在(zai)(zai)拉(la)桿(gan)閉鎖裝(zhuang)置(zhi)(zhi)內(該裝(zhuang)置(zhi)(zhi)亦用(yong)來調(diao)整頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)(tou)在(zai)(zai)變(bian)形(xing)(xing)中(zhong)的(de)(de)位置(zhi)(zhi))。在(zai)(zai)擴完一根(gen)鋼管(guan)之(zhi)后(hou),頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)(tou)連同(tong)拉(la)桿(gan)用(yong)回(hui)送輥(gun)送到擴徑(jing)(jing)機(ji)前臺,等待(dai)下(xia)(xia)一根(gen)鋼管(guan)裝(zhuang)入(ru)前臺受料槽后(hou)再回(hui)到工作位置(zhi)(zhi)(即(ji)拉(la)桿(gan)通過鋼管(guan)并固(gu)定(ding)(ding)在(zai)(zai)閉鎖裝(zhuang)置(zhi)(zhi)內),頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)(tou)連同(tong)拉(la)桿(gan)在(zai)(zai)軋(ya)制(zhi)時(shi)由于鋼管(guan)內表面的(de)(de)摩擦而(er)隨鋼管(guan)轉動(dong)。在(zai)(zai)頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)(tou)上(shang)(shang)下(xia)(xia)方裝(zhuang)有(you)上(shang)(shang)下(xia)(xia)導(dao)(dao)板,下(xia)(xia)導(dao)(dao)板位置(zhi)(zhi)固(gu)定(ding)(ding)不動(dong),上(shang)(shang)導(dao)(dao)板則可以上(shang)(shang)下(xia)(xia)調(diao)整。這樣管(guan)壁(bi)在(zai)(zai)孔型中(zhong)受到輾軋(ya)而(er)減(jian)薄(bo),外徑(jing)(jing)則相應的(de)(de)擴大。除頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)(tou)拉(la)桿(gan)在(zai)(zai)軋(ya)制(zhi)時(shi)用(yong)循環水冷卻以外,軋(ya)輥(gun)和頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)(tou)都是(shi)在(zai)(zai)軋(ya)制(zhi)間(jian)(jian)歇時(shi)間(jian)(jian)內進行(xing)噴水冷卻。
Chomtov 廠擴徑(jing)機(ji)的(de)軋輥直徑(jing)為1700mm、轉速0~73.5r/min,主電動機(ji)兩臺,各為1500kW,各種(zhong)調整裝置都(dou)采用電動裝置。
這(zhe)臺設(she)備(bei)(bei)由(you)德(de)國Meer廠在(zai)(zai)1928年制(zhi)造(zao),與舊的斜軋(ya)(ya)擴(kuo)徑機相比較,它所采用(yong)的頂(ding)(ding)頭(tou)固定方法是一項(xiang)重(zhong)大(da)(da)改進。舊軋(ya)(ya)機的頂(ding)(ding)頭(tou)裝在(zai)(zai)頂(ding)(ding)桿(gan)前端(duan),頂(ding)(ding)桿(gan)在(zai)(zai)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)時(shi)受壓力(li)作(zuo)(zuo)用(yong),產生很大(da)(da)彈(dan)性彎曲(qu),因而鋼管壁厚嚴重(zhong)不均,軋(ya)(ya)制(zhi)過程很不穩定。而在(zai)(zai)這(zhe)臺設(she)備(bei)(bei)上頂(ding)(ding)頭(tou)裝在(zai)(zai)頂(ding)(ding)桿(gan)尾端(duan),頂(ding)(ding)桿(gan)在(zai)(zai)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)時(shi)受拉力(li)作(zuo)(zuo)用(yong),這(zhe)樣能使擴(kuo)徑過程穩定,擴(kuo)徑后鋼管的長度可增加,并且(qie)能準確調整頂(ding)(ding)頭(tou)位(wei)置(zhi)。
三、斜(xie)軋擴徑鋼(gang)管的品(pin)種規格及質量
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,所生產不銹鋼(gang)管的壁厚為6~13mm,一般均在8~10mm的范圍內。
擴(kuo)徑(jing)不銹鋼管的(de)(de)(de)尺寸公(gong)(gong)差:外徑(jing)公(gong)(gong)差±1.5%,內(nei)徑(jing)公(gong)(gong)差±1%,壁厚公(gong)(gong)差+15%~-20%,實際生產的(de)(de)(de)擴(kuo)徑(jing)管其壁厚不均值一般均在(zai)(zai)給(gei)定的(de)(de)(de)壁厚公(gong)(gong)差范圍內(nei)。在(zai)(zai)表(biao)面質量方面,定徑(jing)機(ji)只能消除外表(biao)面的(de)(de)(de)螺紋狀缺(que)陷,若無均整機(ji),則內(nei)表(biao)面的(de)(de)(de)螺紋狀缺(que)陷依(yi)然存(cun)在(zai)(zai)。但在(zai)(zai)擴(kuo)徑(jing)機(ji)工(gong)具形(xing)狀合(he)理(li)而且磨(mo)損不十(shi)分嚴重時,這一缺(que)陷是(shi)輕微的(de)(de)(de)。
由于(yu)(yu)擴徑鋼管主要用(yong)于(yu)(yu)敷(fu)設石油輸送管,因此一般均為碳素鋼管,沒有見到(dao)采用(yong)它來生(sheng)產合金鋼管的(de)報(bao)道(dao)。
四、斜軋擴徑機的(de)綜合
有關斜軋(ya)擴徑機情況的綜(zong)合(he)如表10-1所示。
由表(biao)10-1可以看出斜軋擴徑機具有下列特點:
1. 一次(ci)擴徑量(liang)大,變形(xing)速(su)度快,產量(liang)高,年產量(liang)可(ke)達100000~150000t(年工(gong)作小時(shi)按6000h計);
2. 擴徑后不銹鋼管(guan)的(de)內(nei)、外表面(mian)均(jun)有螺紋狀缺(que)陷,須增設定徑機(ji)或(huo)均(jun)整機(ji)予以(yi)消除,關于這一(yi)點相對于周(zhou)期(qi)軋管(guan)機(ji)生產系統來(lai)說是比較不利的(de);
3. 設(she)備龐大,如主傳動電(dian)機(ji)容量(liang)為(wei)1500~2000馬力的電(dian)動機(ji)2臺,因此一次投資(zi)費用高;
4. 不宜生產(chan)異形管,品種受到限制(zhi)。