我国连轧钢管生产装备及工艺技术发展

详细介绍了我国引进的二辊MPM连轧管机组和三辊PQF连轧管机组的装备及工艺技术情况,以及国内自主设计、制造的连轧管机组的发展现状,分析总结了连轧管机组在发展过程中的改进和创新以及存在的不足,探讨了连轧管机组装备及工艺技术未来的发展趋势,指出工艺技术与数字化、智能化的深度融合是钢管行业发展的大趋势。

Φ460 mm PQF连轧管机组345 mm孔型的设计开发

简述了Φ460 mm PQF连轧管机组的基本情况。详细介绍了该机组345 mm孔型的设计开发过程。分析认为:新开发设计的345 mm孔型系列与原有322 mm孔型系列相比,穿孔机扩径率由5.1%增加到11.43%,相对更合理;345 mm孔型穿孔机可轧制的毛管最薄壁厚为22 mm,轧制时宜增加穿孔机延伸系数,减小连轧管机延伸系数,以减缓径壁比超过40的钢管在轧制过程中出现“轧坑”和“撕破”缺陷的倾向。

从MPM到PQF——限动芯棒连轧管机回顾及展望

叙述了限动芯棒连轧管机的发展情况,从工艺使用角度论述不同时期限动芯棒连轧管机的特点。重点介绍了PQF连轧管机在生产工艺、设备结构等方面的特点。对PQF轧管机的牌坊及工作机架在轧管时所承受的轧制力进行了简要分析;讨论了相关工艺问题并展望了限动芯棒连轧管机的发展前景。

对CPE机组生产无缝钢管技术的再认识

从生产工艺、工具和设备组成方面,对比分析了CPE机组与连轧管机组在生产小规格无缝钢管时的技术特点。分析认为:两种机组在生产品种、产品质量接近的情况下,CPE机组具有投资少、设备结构和操作简单、维护量小和运行成本低的特点,比连轧管机组有竞争优势。

全浮动芯棒连轧管机组轧件与芯棒速度及摩擦系数研究(上)

对宝山钢铁股份有限公司的全浮动芯棒连轧管机组各机架轧制压力、芯棒运动速度等一系列参数进行了综合测试,获得了轧件速度曲线,并探讨了轧件与芯棒速度之间的关系;分析了轧件与芯棒间的摩擦状态,并推算出两者间在各机架处的摩擦系数(为0.033～0.074),该系数沿轧制方向呈增大的趋势。以上结果为清楚认识连轧管过程中金属变形规律和芯棒摩擦作用机理提供了依据。

我国连轧管机组的发展历程及分布状况

介绍了我国连轧管机组从二辊全浮动芯棒连轧到三辊限动芯棒连轧的机组发展历程,以及各类机组的轧制工艺特点,并对我国现有连轧管机组的数量、产能、规格组成及地区分布等进行了详细介绍。认为:我国连轧管机组发展迅速,已成为生产无缝钢管的主力机型;从目前市场需求来看,各地区对Ф180 mm以下小直径热轧无缝钢管的需求较旺盛,而Ф460 mm以上大直径热轧无缝钢管的需求偏弱;连轧管机组地区分布不均衡,在市场需求偏弱的压力下,产能同时出现过剩趋势,同质化竞争惨烈;企业需找准自身定位,努力提高自身发展质量和效益。

全浮动芯棒连轧管机组轧制力测试与研究

通过对宝山钢铁股份有限公司全浮动芯棒连轧管机组轧制力的测试,了解了机组的工作状况,并分析了轧制过程中力的变化趋势;采用合适的理论计算公式对各机架的理论轧制力进行了计算,并与实测值进行了对比,尝试建立连轧管过程轧制力预报模型。

连轧无缝钢管产品缺陷(欠)分析

连轧管机组采用连铸坯高效生产无缝钢管,其生产工艺与传统轧制工艺不同,所产生的缺陷(欠)也不同,分析了连轧钢管主要缺陷产生的原因。生产操作、技术监督以及生产技术管理各环节据此可准确判断产品质量,确定缺陷的产生原因,控制本工序缺陷,最终提高钢管产品质量。

Φ100 mm三辊连轧管机组的工艺与设备

介绍某公司Ф100mm三辐连轧管机组的建设情况、产品大纲、工艺方案和主要设备选型:分析认为:该套机组轧制的钢管几何尺寸精度高,可以轧制最薄壁厚3.5 mm的成品钢管;投产两个月生产节奏已经达到35 s/支,接近预期目标;钢管切损率在3%~5%.实际成材率90.0%~90.5%,需要控制钢管中间掉队数量,进一步提高成材率;采用隧道式牌坊的连轧管机.换机架有难度;换覘用时较长.后期需要优化换棍机构降低换辐难度.缩短换辐时间;二期热处理生产线的投产,可以大幅度提高钢管的附加值.

关于我国小型无缝钢管生产机组改造的探讨

以穿孔+冷拔生产工艺为代表的小型无缝钢管生产机组在我国有很长的历史,曾对国民经济发展做出过巨大贡献,但存在工艺技术装备落后,产品质量差,原料和能源消耗大,污染严重,劳动条件差等问题,因此改造小型无缝钢管生产机组势在必行。提出了Φ114mm(半)限动芯棒连轧管机组和Φ114mmCPE顶管机组是改造小型无缝钢管生产机组比较理想的机型选型建议。

少机架三辊连轧管机组“以热代冷”的深入探讨

以Ф76 mm少机架三辊连轧管机组的实践应用为背景,从生产成本、成材率、投资与运营维护、自动化水平、节能环保等多方面,对该机组与穿孔+冷轧(拔)机组进行了对比。认为在生产小直径无缝钢管方面,对于绝大多数尺寸精度和表面质量要求不苛刻的小直径低中压锅炉用无缝钢管、结构用无缝钢管、普通流体输送用无缝钢管等品种,采用少机架三辊连轧管机组作为穿孔+冷轧(拔)的升级换代机组,进行"以热代冷",具有较为明显的优越性,具备推广价值。

连轧管机芯棒支撑机架改造设计

分析了连轧管机芯棒支撑机架的同心连杆机构;针对某连轧管机为扩大规格范围进行改造后芯棒支撑机架无法适应改造要求的情况,通过改变主动辊支撑位置,加大主动臂长度,对芯棒支撑机架进行改造;并对改造前后的芯棒支撑方案进行仿真分析。分析结果表明:改造后的芯棒支撑机架可以很好地适应加重芯棒,满足扩大产品规格改造的要求。

复合芯棒的研制开发

为了降低连轧管机组的轧制费用,探索金属材料利用的新方法,天津钢管集团股份有限公司选用合适的焊接材料和热处理工艺,对普通合金结构钢42CrMoA表面进行堆焊处理,成功开发出连轧管机组用复合芯棒。生产实践证明,该芯棒的使用效果与H13芯棒相当。介绍了复合芯棒的研制开发过程、性能及经济效益,并对后期复合芯棒的再利用和质量改进提出建议。

Φ180mm TCM三辊限动芯棒连轧管机组的工艺装备特点

概述了φ180 mm TCM三辊限动芯棒连轧管机组的设计制造及生产工艺特点,介绍了该机组导板式锥形辊穿孔机、5机架限动芯棒连轧管机、3机架脱管机和24机架张力减径机的结构特点、性能参数以及控制系统应用情况,并对设备设计制造及安装调试的特点和精度要求进行了论述。

包钢Φ460mm三辊连轧管机组的工艺装备特点

介绍了包钢新建的Φ460mm三辊连轧管机组的产品规格、工艺流程及其设备配置方面的特点:在线设置了液压夹钳式管坯热定心机,脱管与定(减)径间采用定位块式升降辊道,在芯棒循环区增加芯棒检查台,以及采用溴化锂余热利用装置等。上述技术改进在三辊连轧管机组的产品质量提高、设备故障率降低,节省企业投资,减少环境污染等方面成效显著。

限动芯棒连轧管机芯棒直径系列的设计方法

分析了通过调节辊缝获得期望的平均壁厚时钢管的横断面特性与辊缝调整量之间的关系,并由此推导出给定壁厚范围时满足某一附加公差率的芯棒直径计算公式。最后结合某Φ180mm连轧管机组提供的壁厚和芯棒直径系列,对芯棒直径系列的设计和选用方法进行了探讨。

PQF三辊连轧管生产线工艺及装备自主集成与创新

天津钢管集团股份有限公司引进了意大利INNSE公司的设计理念,借助有限元分析方法对三辊连轧变形特点的模拟研究,通过在工程设计、设备设计和工艺设计等方面的一系列创新性的开发与生产应用,建成了世界上首套PQF三辊连轧管生产线。介绍了该生产线的机组概况、创新内容及实际应用的情况。

空心芯棒服役过程温度场及热疲劳有限元分析

针对Φ340 mm MPM机组芯棒服役过程建立三维有限元模型,设计空心芯棒内径尺寸,分析空心芯棒服役过程温度场和空心芯棒表面热疲劳。分析认为:对于外径为358.1 mm的空心芯棒来说,内径在200～240mm时能较好地平衡减重和控制变形;内径为214 mm的空心芯棒,在轧制、第1次空冷、第1次水冷3个阶段的温度场与实心芯棒相同区域的温度场基本一致,而在其他各服役阶段时的内表面温度比实心芯棒相同位置处高13～18℃。空心芯棒与实心芯棒的热应力的差别,导致空心芯棒的环向和轴向裂纹比实心芯棒萌生更早、扩展速度更快。

三辊连轧管机孔型设计软件的开发

分析三辊连轧管机的孔型特点及孔型设计步骤,利用Lazarus软件开发出三辊连轧管机孔型设计软件。该软件可以快速校核孔型参数,进行孔型轮廓和金属轮廓参数化绘图,并根据变形金属与工模具脱离点的坐标,分析生产事故情况,指导生产。利用Lazarus软件进行孔型设计方便快捷、通用性强、精度高;可针对不同的三辊连轧管机组及其现场工况条件进行计算;还可以将孔型设计参数与现场生产和质量情况存储到数据库内,作为新孔型设计依据。

全浮动芯棒连轧管机组轧件与芯棒速度及摩擦系数研究(下)

对宝山钢铁股份有限公司的全浮动芯棒连轧管机组各机架轧制压力、芯棒运动速度等一系列参数进行了综合测试,获得了轧件速度曲线,并探讨了轧件与芯棒速度之间的关系;分析了轧件与芯棒间的摩擦状态,并推算出两者间在各机架处的摩擦系数(为0.033～0.074),该系数沿轧制方向呈增大的趋势。以上结果为清楚认识连轧管过程中金属变形规律和芯棒摩擦作用机理提供了依据。