张力减轻机孔型的开发与应用

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张力减径机孔型设计系统

现代张力减径机的机架结构一般采用三辊形
式（１，具有明显的优点。轧辊受力小，机架图）它每
和多规格、品种的目的，而工作机架数日之多，多因堪称轧钢设备之最，般多达９～２一８架。而要在张
文章编号：００—１９２０００４０１０５Ｘ（０２）３— ２５— ６
张力减径机孔型设计系统
孙斌煜，张芳萍，薛忠明，李国祯，杜晓钟
（太原重型机械学院，太原００２）３０４
收稿日期：０ —１２０１２—２９
基金项目：家 “ 五 ” 点攻关项目（５— ２００国九重９５８— ２— ２—０）山西省自然科学基金项目（０００３２；２０１５）
作者简介：斌煜（９４一）男．授．要研究方向为多机架金属连续成形理论及板带铸轧理论及技术研究。孙１５．教主
维普资讯
２６４
太原重型机械学院学报各工作机架的减径率按下式计算：
２００２年
１减径率的分配
各机架减径率的分配是有一定规则的，分配其
的适当与否对钢管质量有很大影响。单机架减径量取得过大，影响到管子轧制时的稳定性（动、将振扭曲）孔型的充满性（充满或欠充满）同时也容，过，易产生内多边形；单机架减径率过小，所需机则架数增多，适的减径量既可保证成品管的种类与合质量，又可保证孔型的利用率与轧机的效率。在某一孔型系列中，第１架开始到最终第ｎ从架成品机架为止，架的单机架减径率Ｐ并不是相各

集中差速传动钢管张减机工艺参数计算及软件开发

任一机架的平均张力系数为：
Ｚ，．ｉ＝［ｆＰｅ（２一／２）＋（１＋ｖ）】／［ｅ（１ — １２，．ｉ）
一
生产品种主要有套管、油管等。目前先进的工艺参数计算技术是德国ＳＭＳ — ＭＥＥＲ公司开发的ＣＡＲ — ＴＡ软件系统，系统会根据生产品种选择合理的孔
１引言
南塑性应力一应ｍ公式：
天津精通无缝钢管有限公司新建１８０ｍｍ连轧
管机组采用了国产的集体传动２４架张力减径机，
产品规格为直径６０１８０ｍｍ、壁厚３．５～２０．０ｍｍ，
【摘要】在轧管理论的基础上，建立了集中差速传动钢管张减机的工艺参数计算方法，开发出一种张减工艺参数
计算软件。生产实践表明，该软件计算出的微张力减径机孔型和工艺参数准确性高，提高了工作效率，取得了较好的
经济效益。
【关键词】张力减径机；工艺参数；计算；软件；开发ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＰｒｏｃｅｓｓＰａｒａｍｅｔｅｒＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎＳｏｆｔｗａｒｅｆｏｒＰｉｐｅ
ＣｅｎｔｒａｌｉｚｅｄＤｉｆｒｅｎｔｉａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＳｔｒｅｔｃｈＲｅｄｕｃｉｎｇＭｍ
ＤＵＹｏｕ — — ｌｉａｎｇ
（ＴｉａｎｊｉｎＴｅｎｇｆｅｉＳｔｅｅｌＰｉｐｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３０１，Ｃｈｉｎａ）

钢管“内六方”缺陷的产生原因及优化

钢管“内六方”缺陷的产生原因及优化孟庆飞(内蒙古包钢钢联股份有限公司，内蒙古包头014010)摘要：分析热轧无缝钢管生产中“内六方”问题产生的原因，并提出解决方案。

分析认为：在生产线设计投产后，由于受到机架备置量、产品范围要求的限制，通过修改总的减径量或者单机架的减径量，轻易无法改善“内六方”缺陷，因此并不是最好的优化措施；在一定的减径比和总减径比设计前提下，通过优化孔型椭圆度可以使“内六方”问题得到明显改善，椭圆度越大越容易出现“内六方”问题。

关键词：钢管；张力减径机；楠圆度；减径比；内六方中图分类号：TG335.71 文献标志码：B文章编号：1001-2311(2020)06-0045-04Causes for “Hexagonal Bore” Defect of Steel Pipeand Relevant Optimization MeasuresMENG Qingfei(Inner Mongolia Baotao Steel Union Co.，Ltd.，Baotou014010，China )Abstract: Analyzed here in the article are the causes for the**Hexagonal Bore'defect as encountered with during the production of the hot-rolled seamless steel pipe,and the solution for it.It is concluded as follows via the analysis. Since the start-up of the production line,as limited by the roll stand allocation and the product range requirement,etc., it has been not so easy to fix the said“Hexagonal Bore”defect problem just by correcting the general reduction amount or the individual stand reduction amount,which is not the best optimization way.Given the specific reduction ratio and the general reduction ratio are designed,optimizing the pass ovality will get the said defect obviously alleviated.The bigger the ovality，the higher possibility for the defect to occur.Key words：steel pipe;stretch reducing mill;ovality;reduction ratio;hexagonal bore内蒙古包钢钢联股份有限公司钢管公司中159 mm连轧管生产线，配套的24机架单独传动张力减径机组[|-7]，该机组生产小直径厚壁钢管时，一直受到“内六方”问题的困扰。

定径孔型设计规律

1、根据产品大纲划分孔型系列，孔型系列的主要标志是允许的最大减径率，对大口径钢管则取较小的允许最大减径率作为分配各机架减径率的上限。

对于最前面几架，通常1-3号机架的减径率从最小值递升到平均减径率或最大减径率，称这几架为张力升起机架；
最后几架，一般是4-5架为成品机架，减径率由最大值减少到零；余下的机架称为工作机架，其减径率取平均值或最大允许值。

减径率的分配方法主要有三种：1、减径率递减分配法；2、减径率为常数分配法；3、减径率递增分配法。

单机架的绝对减径量则都是递减分配的。

2、从均衡各机架能耗与磨损的角度来看，减径率分配用递减分配方法更为合理。

3、张力减径机的各机架相对减径率ρi 没有可加性，而对数减径率ri 具有可加性。

两者有下列关系：
i r i e --=1ρ i
i r ρ-=11ln 4、成品机架的减径率：
当机架的减径量增加时，椭圆度亦应增大，在成品机架中，随着减径率的减少，椭圆度以相应减少。

为了取得归圆作用，一般将倒数第二架和倒数第一架的长短半轴之差取为0.1mm 。

5、薄壁管应用椭圆孔型，厚壁管应用圆孔型。

在S/D ＞9%—12%时，必须用圆孔型。

所谓椭圆孔型系指a i -b i-1＞0，所谓圆孔型系指a i -b i-1＜0。

6、。

钢管张力减径工艺特点及设备选型

钢管张力减径工艺特点及设备选型力减径机是钢管生产系统中应用最广泛的设备之一。

文章介绍了张力减径工艺的发展和特点、设备分类和特点，并对设备选型进行了初步分析指出：张力减径机对提高整个穿孔、延伸机组的生产能力有决定性作用；单独传动及双电机集中传动〔不包括单电机集中变速传动〕是张力减径工艺两种极端表现方式，分组传动及混合传动是这两种方式的中间方式；外传动方式的优点使其具有很大的市场潜力；根据工艺选择合适的张力减径机可实现方案的最正确化，效益的最大化。

为国内钢厂钢管张力减径的选型提供了参考依据。

张力减径机专利自1932年出现后，由于其特有的工艺，在连轧管机组及其他方式生产无缝管的机组后，都广泛安设了张力减径机。

张力减径机成为了三步轧管法〔穿孔、延伸、精轧〕中不可或缺的设备。

针对机组不同的工艺要求，对张力减径机机型的选择就显得尤为重要。

本文将介绍张力减径工艺的特点、各类张力减径机的特征及设备选型。

张力减径工艺的发展最早的张力减径机为二辊式，但由于三辊式张力减径机在变形均匀及防止内外外表缺陷的产生上有许多明显优势，故在解决了三辊式轧辊驱动结构设计问题后，目前的张力减径机都采用三辊式布置形式。

张力减径机传动系统由单电机集中变速传动演变到每个机架单独调速传动，在单独传动上除直流电机单独传动外，又出现了液压差动调速〔集中传动单独差动〕，针对这两种传动的特点又演变出了双电机集中变速传动，在双电机基础上又出现了分组传动系统〔串联集中变速传动系统〕，即三电机、四电机和六电机集中变速传动。

为了改善张减后钢管质量及提高钢管成材率，在张力减径机组上又应用了各种过程控制系统，如：切头尾控制〔CEC〕、平均壁厚控制〔WTCA〕、局部壁厚控制〔WTCL〕、管长控制、剪切长度最正确化控制等[1]。

由不可调机架发展到成品机架用可调机架，增加了产品的生产灵活性，并且对产品的尺寸精度有了更好的控制。

定径机+张力减径机的工艺布置对提高延伸机组的生产能力，简化其生产管理具有积极的作用。

张力减径机理论资料

计算管端增厚的方法很多，我认为德国 Meer 厂和考克斯公司的的方法是较为
实用的计算方法。
德国 Meer 厂计算方法介绍如下。
1》已知
机架间距 (m)： A
毛管外径(mm)：D0、毛管壁厚(mm)：S0；
钢管外径(mm)：D 、钢管壁厚(mm)：S
2》计算
1）延伸系数
µ＝ S0*(D0－ S0)/［ S*(D－ S)］
3
△ D＝ (D0－ D)/D0 Zm— — 所有机架中钢管总的平均张力系数
3、减径的几个工艺问题
3、1 管端增厚
1）产生管端增厚的机理和特征
在钢管头部出了第一机架但还没有进入第二机架时，这一段钢管就没有张力的
2）毛管壁厚系数
ν 0＝ S0/D0
3）钢管壁厚系数
ν ＝ S/D
4）平均壁厚系数
ν m＝[(ν0＋ν)/2＋(S0＋S)/(D0＋D)]/2
4
5）减径率
ρ ＝ 1－ D/D0
6）轴向对数变形
Φ e＝ LN(µ)
7）切向对数变形
Φ t＝ LN((D－ S)/(D0－ S0))
δ i＝ 1－ (1－ ρ i)ε ε ＝ [2Zi(ν i-1－ 1)＋ (1－ ν i-1)]/[Zi(1－ ν i-1)－ (2－ ν i-1)] δ i— — 第机架中钢管的相对减壁量
δ i＝ (Si-1－ Si)/Si-1 ρ i— — 第机架中钢管的相对减径量

厚壁钢管张力减径过程的变形规律研究

影响规律，可为提高产品的壁厚精度和形状精度提供理论指导。
张力减径工艺是在前后布置的一系３ＯＬ机架Ｊ￣辊中对荒管进行连续轧制的过程，也是钢管生产中的
最后一道热变形工序。这一过程中，用适当的孔在采型系列，荒管外径得以连续减缩，时凭借机架系使同
张力减径过程中钢管各个部位的应力、应变及温度
在其他参数相同的情况下，本文选取了９种不同壁厚的荒管及对应的张力系数进行有限元模拟，其具
体数值如表１所示。表１荒管壁厚与张力系数数值
摘要：管壁厚和张力系数是张力减径工艺的重要参数，成品钢管质量具有直接影响。对２荒对针０机架钢管模型，选择９种不同壁厚的钢管进行数值模拟，到了张力减径过程并得中金属的流动规律，究讨论了钢管内多边形的形成机理，结了荒管壁厚和张力系数对张力减径工艺的影研总
建立了钢管张力减径过程的有限元热力耦合分析模型，其他参数相同的情况下，究了不同壁厚钢管在研的张力减径过程，析了钢管内多边形的形成机理，分

无缝钢管连轧机组生产线穿孔机工艺设计优化

无缝钢管连轧机组生产线穿孔机工艺设计优化摘要：以∅159mm无缝钢管连轧机组生产线穿孔机为例，简单介绍多孔型生产工艺及存在的问题，着重推导并提出穿孔机工艺设计优化方案，对于这类连轧机组生产线穿孔机工艺设计具有一定的参考意义。

关键词：穿孔机主电机；成材率；孔型∅159mm无缝钢管连轧机组生产线国际最先进的三辊连轧管机，其装备水平处于一流水平。

该生产线核心设备为穿孔+连轧+张力减径，早期由于该生产线投资较高，部分厂家为节省投资将核心设备改为穿孔+连轧+定径，且穿孔机主电机功率改小，造成生产过程中孔型较多，产能受到严重制约，降低该类型生产线的成材率，且无法轧制高合金钢种。

为提高该类型生产线的产能及轧制钢种，首先对该生产线穿孔机进行改造。

1现有的连轧管生产线穿孔机生产现状1.1穿孔机工艺参数穿孔机入口管坯规格：直径：Ф130mm、Ф185mm、Ф210mm；长度：1.8m～4.5m；最大管坯根重：～1226kg；穿孔机出口毛管规格：外径：Ф140mm、Ф205mm、Ф229mm；长度：max.10m；壁厚：13.38～40.38mm；最大根重：～1226kg；钢种：普通碳素钢、优质碳素钢、中低合金钢；年产能：27.28万吨。

1.2穿孔机设备参数型式：带导板的锥形辊穿孔机，轧辊上下布置，导板左右布置；类型：菌式穿孔机；前台金属线长度：4.5m；一段后台金属线长度：10m；轧辊直径：Φ900～Φ1000 mm，长度750mm；轧制速度： 0.54～1.1m/s；轧辊转速： 114 r/min（额定）；送进角：6º～12º 可调；辗轧角：15º（固定）；轧机辊缝最大开口度（两轧辊均为Φ1000mm时）： 300mm；主传动主电机：功率：1500kW，电压：750V（DC），转速：550/1000 r/min；过载系数：2，冷却方式：IC86W，数量：2×2台；万向接轴：型号：SWF550；回转直径：Ф550 mm；公称转矩：800kN·m；主传动减速机：速比：～4.8125；最大输出扭矩：～450 kN·m。

幂函数减径率的张力减径机孔型设计

减径机孑Ｌ型设计理论与＠１６８ｍｍＰＱＦ三辊连轧管机组张力减径机的特点，设计了一套适合该张力减径机使用的
幂函数减径率张力减径机孑Ｌ型。该孑Ｌ型平衡了速度、温度等对张力减径机各组电机及减速箱的影响，特别是第２
组电机的实际负载增加明显。
（ＴｉａｎｊｉｎＰｉｐｅＧｒｏｕｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌａｂｏｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒａｒｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅ — ｒｏｌｌｓｔｒｅｔｃｈｒｅｄｕｃｉｎｇｍｉｌｌ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｍｏｎｌｙ — ｕｓｅｄｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｒｏｌｌｐａｓｓｄｅｓｉｇｎｔｈｅｒｅｏｆ．Ｗｉｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｐａｓｓｄｅｓｉｇｎｏｆｐｏｗｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｅ — ｂａｓｅｄｔｈｅ
ｐｌａｎｔ，ａｐａｃｋａｇｅｏｆｒｏｌｌｐａｓｓｅｓｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｅ — ｂａｓｅｄｓｔｒｅｔｃｈｒｅｄｕｃｉｎｇｍｉｌｌｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｉｓｓｔｒｅｔｃｈｍｉｌｌｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｐａｓｓｐａｃｋａｇｅｎｅｕｔｒａｌｉｚｅｓｔｈｅｉｎｌｆｕｅｎｃｅｂｙｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｇｒｏｕｐｓｏｆｍｏｔｏｒｓａｎｄｇｅａｒｂｏｘｅｓｏｆｔｈｅｓｔｒｅｔｃｈｒｅｄｕｃｉｎｇｍｉｌｌ，ａｎｄｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ，ｇｅｔｓｔｈｅａｃｔｕａｌｌｏａｄｓｏｆｔｈｅＮｏ．２ｇｒｏｕｐｏｆｍｏｔｏｒｓａｎｄｇｅａｒｂｏｘｅｓｒｅｍａｒｋａｂｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｎｄｒｅｌｐｉｐｅｍｉｌｌ；ｓｔｒｅｔｃｈｒｅｄｕｃｉｎｇｍｉｌｌ；ｐｏｗｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｅ；ｏｖａｌｉｔｙ

21机架张力减径机椭圆孔型的有限元分析

试验与研究
、９
Ｒ一圆弧半径吼一长半轴
ｅ一偏心距一轧辊装配间隙
ｂ一短半轴
＾一倒角半径
图１轧辊椭圆孔型参数示意
图２轧辊单元划分示意
表１轧辊的子型尺寸及转速Ｌ
２机架张力减径机的整体模型如图３所示，１轧件材料选用各向同性的塑性材料。将轧件的初始其机架间距为３５ｍ５ｍ，荒管尺寸为ｑ１２ｍ￣４ｂ８ｍ１速度设为１７ｍｓ．／，当轧件与轧辊接触咬人后轧制２ｍｍ，成品尺寸为ｑ６．ｍｍ￣４ｍｍ。ｂ０３１速度取决于轧辊速度。轧辊是刚性体，约束所有平１２模型参数的定义．动位移以及两个旋转自由度，只留下旋转轴方向的模型单元类型选择为实体３ｏｉ１４单元．旋转，按照实际给定的参数设定轧辊转速，各架次ＤＳｌ６ｄ
～＝一一重
一一叫一一一一～
定（）是热轧无缝钢管生产中的精轧工序．减径
其工艺水平的高低直接影响成品质量和成材率。而张力减径机是无缝钢管连轧管机组的重要设备＿。１＿无缝钢管在张力定（）时，受张力减径机孔型形减径状、张力分布、机架间距等诸多因素影响．在轧制
ＦＡｆＯｖｓｆ２１ｓａｄＳｔｅｃｄｕｉｇＭＥｏａｌＰａｓｏ一ｔｎｒｔｇＬａｙｎｈＪａｈｉｈｏＣｕｊａｇｉｎｉｎｕ，Ｙｏｇｉ，ＢａｉｉｇｕＨｎｊｅｉｎＬｐｎ

2004年冶金科学技术奖获奖项目表(76项)

许家彦、马春生、姜周华、宋满堂、张贵玉
本溪钢铁(集团)有限责任公司
东北大学
叁等
2004165
首钢连铸小方坯结晶器铜管长寿技术研究
齐德志、李默、刘建辉、王吉航、李本海
首钢技术研究院
烟台首钢东星(集团)公司
北京首钢股份有限公司
北京首钢新钢有限责任公司
叁等
2004166
连铸碳素焊条钢生产工艺技术
麻庆申、许东利、艾沛龄、姜中行、郭亮
宝山钢铁股份有限公司
北京科技大学
鞍钢集团新钢铁有限责任公司
武汉钢铁(集团)公司
安阳钢铁集团有限责任公司
壹等
2004105
优质高强度棒线材用高碳钢冶金技术
刘本仁、邓崎琳、张翔、王新华、余新河、赵继宇、宰文新、易卫东、何金平、吴健鹏、高文芳、张炯明、桂美文、王国平、郭爱民
武汉钢铁(集团)公司
北京科技大学
鞍山钢铁集团公司
贰等
2004002
大型设备振动远程监测系统研究
谢民、李友荣、王安章、吕勇、周海斌、朱瑞荪、陈国旺、肖涵、王钟科、袁立忠
湖南华菱管线股份有限公司
武汉科技大学
贰等
2004014
大型低温精馏空分设备生产超高纯氧的理论与实践
王立、程玉芝、张延平、戴坚、曹伟、黄卫超、蔡乐敏、黄国强、沈新鹤、高远
酒泉钢铁(集团)有限责任公司
叁等
2004155
大型焦炉高炉煤气烘炉技术
于振东、高若眉、高兴锁、王学付、王晓东
中冶集团鞍山焦化耐火材料设计研究总院
合肥钢铁集团有限公司
叁等
2004167
首钢高炉喷吹煤种优化研究
刘水洋、钱凯、韩庆、竺维春、张进福

全自动孔型设计软件包系列的开发及应用

全⾃动孔型设计软件包系列的开发及应⽤全⾃动孔型设计软件系列的开发始于我在美国摩根做⼀个⾻头性很强的孔型设计及优化的项⽬。

因我当时负责孔型设计的算法开发以及现有孔型设计程序的优化，容易的项⽬⾃然到不了我⼿上。

8个机架，后4个由同⼀电机驱动。

前四架⽤菱-⽅孔型系列，后四架是圆-椭圆系列（包括过渡道次）。

两种坯，28种终轧尺⼨。

总压下量很⼤，⼜有⼀个⽅到圆的过度孔型。

后四架通过很⾼的张⼒来使得⼤压下成为可能。

由于我⼿头已经有了⼤量很成熟的模型，包括张⼒对宽展和前滑的修正等。

由于时间很紧，我于是⽤微软的Excel，把计算的各种模型都输⼊进去。

只要调节各个道次孔型的⼏个关键尺⼨，所有其它的都⾃动算出来。

此法主要是把每两个道次作为⼀组，通过联接⽅程组同时满⾜⼀系列制约因素。

由于把圆作为四个圆弧围起来的形状，⽽侧⾯两个圆弧半径⼜受到填充率的影响，⽽⽅孔型四个⾓也是圆弧，故计算起来还是很复杂的。

后来在任职软件⼯程师的8年中晚上学了30门计算机课程（因我做博⼠时已经在机房泡了5年，故此次从硕⼠课程开始，包括很多微软的证书课程），所以轻车熟路就把全⾃动孔型设计的软件写出来了。

同时也加了其它⼏种孔型系列，⽐如摩根轧机常⽤的前四架初轧机系列。

这些我先⽤了摩根⾃⼰摸索出来的孔型设计经验数据，然后再⽤我的模型进⾏优化。

此套全⾃动设计软件包系列称为⾃动成型系列。

后来给南韩浦项（POSCO）做的⼀个添加机架的设计时，进⼀步优化了该软件系列。

浦项的项⽬轧⼀系列不锈钢，坯料很⼤，但要求辊不能太⼤（否则天车吊不动），但道次压下率⼜要很⼤（因温度的因素，道次数不能太多），辊⼜不能太长（因添加机架受空间限制），⼜要把从⽅到圆的所有孔型都挖在⼀个不⼤⼜不长的辊上。

我们知道，某些不锈钢的宽展可⽐普碳钢⾼出30%！没有软件帮忙的话，没⼈能凑出如此精巧的组合，⼏乎每⼀点都达到了极限。

⾃动成型系列⾃动成型系列⽤以满⾜全⾃动孔型设计之需，简单易⽤。

张减资料

给常州减径机讲稿2004年10月17日1、前言1、1张力减径机与微张力减径机的区别总的来，张减与微张减在设备和变形原理上是完全一样的，只是在实际运用时，根据不同的条件和要求，选择的工艺参数（张力系数）不同而已。

张力减径一般机架数≥16，工艺上最大的特点是减壁减径，一般单架最大减径率＞6.0%，总减径率可达到80%以上。

但同时它的切头损失非常大（最大的切头长度可超过2米）。

微张力减径的机架数≤14，过去单架最大减径率不超过3.5%、总减径率小于35%。

由于张力系数≤0.5，只能实现等壁或减壁减径，因此切头损失比张减大大减少——大多情况下，切头长度大多可控制在300MM以内。

同时，只要措施得当，中、厚壁管的“内六方”可控制在较好水平。

因此微张力减径机比较适用于荒管长度≤15米的热轧无缝钢管机组和中、厚壁管生产。

1、2介绍主要内容介绍的主要内容是减径的变形理论、几个工艺问题和生产工艺的编制、轧机调整。

2、变形理论（微张减工艺的基础）2、1基本变形理论——钢管张力减径变形的基本方程式2、1、1 推导所用的符号和定义S ——钢管壁厚D ——钢管外径F ——钢管横断面积F＝πS（D－S）ν——钢管壁厚系数ν＝S/DDm——钢管平均直径1Dm＝D－Sζr ——径向应力ζ e ——轴向应力ζt ——切向应力Φr ——径向对数变形Φr＝l nS/S0Φe ——轴向对数变形Φe＝l nL/L0＝ln F0/F＝lnµΦt ——切向对数变形Φt＝l n(D－S)/(D0－S0)2、1、2 基本出发点1）三向的应力—应变关系——圣维南塑性应力应变理论(ζr－ζm):(ζe－ζm):(ζt－ζm)＝Φr:Φe:Φt 式中：ζm为平均应力ζm＝(ζr＋ζe＋ζt)/32）屈服条件——最大切应力理论ηma x＝(ζ1-ζ3)/2＝Kf/2在钢管减径条件下，即为：ζe－ζt＝K fKf为材料的变形抗力，主要与材料的屈服极限ζs、变形温度、变形速度以及加工硬化等有关。

微张力减径机孔型设计和轧制表计算方法

5 100 机组孔型图见图 1。
图 1 5 100 机组孔型图
(1) 机架个数求机架个数的公式为:
n=
lgD e lg (1-
Do
Θ总)
+
q
式中: q——机架折合数 (取 1～ 2) ;
D e ——成品管直径 mm ;
D 0 ——毛管直径 mm ;
Θ总——总减径率 %。
马辉, 工程师, 1991 年毕业于东北大学金属压力加工专业, 现在鞍钢新钢铁有限责任公司生产部工作 (114021)。 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
D0
Θi=
Θ总m ax n- 1
Θ1= (0185～ 1) Θi
以上各式中, D 0 为 85mm 时, 系数取下限; D 0
为 100～ 105mm 时, 系数取中限; D 0 为 127mm
时, 系数取上限。 Θ2～ Θ10= Θi。
设 Θend为剩余减径率, 用于分配成品机架和成
。 S e) ]
张力系数分配曲线见图 3。
Z 1= 015Zm , Z 2～ Z 10= Zm , Z 11= 015Zm , Z 12= 0。
轧辊转速 nk= 60v 2D k 其中 D k 为轧辊直径; v 为轧制速度。
D k= D w - d ico sΗk 其中 D w 为轧辊理想直径, D w = 355mm ; Ηk = Ηk0+ ∃ Ηk0; Ηk0 = Π 6 (1- e ΛD W ) ; ∃ Ηk0 = Π 6× (d i 2ΛΓe) (Z i- Z iΚ)。

高线生产中张力控制方法探究

高线生产中张力控制方法探究作者：李长明来源：《科学与财富》2018年第24期摘要：高线生产中机架间张力对产品质量与成材率有着至关重要的影响，若是对张力控制不到位，将引起严重的后果。

对此我们需要深入分析高线生产中张力形成原因，采取合理解决办法，解决堆钢问题，降低导卫磨损，并实现成品质量提升的目的。

本文将简述高线生产基本情况，并探讨了高线生产中张力的控制方法。

关键词：高线生产；张力控制；方法轧钢生产的过程中因为在前滑、后滑、孔型和轧件温度等变化影响下，让各机架间轧件秒流量也会出现改变，这样轧件在机架间将发生堆钢与拉钢的问题，即张力。

对轧件尺寸较大、机架间距过短而无法产生活套的区域，可以对轧机速度进行调整，以此让轧件在机架间的张力得到有效控制，从而防止出现堆钢的问题。

1.高线生产基本情况概述我公司主要生产产品规格为：5.5-13.5mm的光面盘卷与6，8，10mm的螺纹盘卷，保证速度是85m/s，粗，中轧为水平式牌坊轧机，带有扭转导卫，粗轧9架，中轧4架，预精轧平立交替4架，精轧机10架国产摩根5代，共计27架轧机，全线设有3个立活套，一个侧活套。

传动为天传设计，主要生产产品规格为： 5.5- 22mm的光面盘卷与 8- 16mm的螺纹盘卷，保证速度是112m/s，最高速度是120m/s，由美国摩根公司提供生产工艺。

通过应用S7-400PLC控制系统，能够对30架轧机轧钢进行自动控制，车间主轧线包括6台粗轧机组、8台中轧机组、4台预精轧机组、8台精轧机组及4台减定径机组。

对30架轧机来说，前11架轧机为张力控制，后续轧机为活套控制，对轧机进行调速，精轧机内各机架的张力调整是靠辊缝来调整来实现的。

2.高线生产中张力的控制方法2.1轧件尺寸变化引起的张力控制轧件通条尺寸是否均匀直接关系着最终张力控制效果，对轧辊辊缝进行调整，可以让轧件尺寸发生变化。

合理设置辊缝，有利于调整机架间速度和张力的调整，若粗中轧各机架辊缝调整量小于0.3mm，则不需要改变速度，避免对轧制顺利进行带来影响。

MINI-MPM连轧机Φ242 mm系列孔型开发

第４６卷第６期２０２０年１２月包　钢　科　技ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＢａｏｔｏｕＳｔｅｅｌＶｏｌ．４６，Ｎｏ．６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２０２０ＭＩＮＩ－ＭＰＭ连轧机Φ２４２ｍｍ系列孔型开发王　栋，王增海，张立志，张文亮，李　磊（内蒙古包钢钢联股份有限公司钢管公司，内蒙古包头　０１４０１０）摘　要：气瓶专用管市场越来越广阔，１８０作业区原有的Φ２３８ｍｍ不能轧制出Φ２３２０ｍｍ×５５ｍｍ规格的气瓶管。

为了尽早开拓市场，在现有连轧机孔型参数基础之上，按照顶部延伸系数分配法，开发出Φ２４２ｍｍ系列连轧机孔型，同时采用原有的Φ２３０３ｍｍ芯棒，实现了Φ２３２０ｍｍ×５５ｍｍ气瓶专用管生产，并交付客户使用，收到客户好评。

关键词：ＭＩＮＩ－ＭＰＭ；孔型设计；连轧机中图分类号：ＴＧ３３３８文献标识码：Ｂ文章编号：１００９－５４３８（２０２０）０６－００５１－０５ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆΦ２４２ｍｍＳｅｒｉｅｓｏｆＰａｓｓｆｏｒＭＩＮＩ－ＭＰＭＴａｎｄｅｍＭｉｌｌＷａｎｇＤｏｎｇ，ＷａｎｇＺｅｎｇ－ｈａｉ，ＺｈａｎｇＬｉ－ｚｈｉ，ＺｈａｎｇＷｅｎ－ｌｉａｎｇ，ＬｉＬｅｉ（ＳｔｅｅｌＴｕｂｅＣｏ．ｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＢａｏｔｏｕＳｔｅｅｌＵｎｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａｏｔｏｕ０１４０１０，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅｇｉｏｎ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｒｋｅｔｏｆｓｐｅｃｉａｌｐｉｐｅｆｏｒｇａｓｃｙｌｉｎｄｅｒｉｓｂｒｏａｄｅｒａｎｄｂｒｏａｄｅｒ，ｔｈｅΦ２３２０ｍｍ×５５ｍｍｇａｓｃｙｌｉｎｄｅｒｃａｎｎｏｔｂｅｒｏｌｌｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌΦ２３８ｍｍｐａｓｓｏｆ１８０ｗｏｒｋｚｏｎｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐａｎｄｔｈｅｍａｒｋｅｔａｓｅａｒｌｙａｓｐｏｓｓｉｂｌｅ，ｔｈｅΦ２４２ｍｍｓｅｒｉｅｓｏｆｐａｓｓｆｏｒｔａｎｄｅｍｍｉｌｌｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐａｓｓｆｏｒｅｘｉｓｔｉｎｇｔａｎｄｅｍｍｉｌｌａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｏｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌΦ２３０３ｍｍｍａｎｄｒｉｌｉｓａｐｐｌｉｅｄｓｏｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆΦ２３２０ｍｍ×５５ｍｍｇａｓｃｙｌｉｎｄｅｒｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｉｔｉｓｐｕｔｉｎｔｏｓｅｒｖｉｃｅａｎｄｒｅｃｅｉｖｅｄａｆａｖｏｒａｂｌｅｒｅｃｅｐｔｉｏｎｏｆｃｕｓｔｏｍｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＩＮＩ－ＭＰＭ；ｐａｓｓｄｅｓｉｇｎ；ｔａｎｄｅｍｍｉｌｌ包钢钢管公司Φ１８０ｍｍ机组是从意大利ＩＮＮＳＥ公司引进的ＭＩＮＩ－ＭＰＭ限动连轧机组，这套机组采用的是５机架连轧管机。

集中差速传动钢管张减机工艺参数计算及软件开发

集中差速传动钢管张减机工艺参数计算及软件开发杜友良【摘要】在轧管理论的基础上,建立了集中差速传动钢管张减机的工艺参数计算方法,开发出一种张减工艺参数计算软件.生产实践表明,该软件计算出的微张力减径机孔型和工艺参数准确性高,提高了工作效率,取得了较好的经济效益.【期刊名称】《天津冶金》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】3页(P51-53)【关键词】张力减径机;工艺参数;计算;软件;开发【作者】杜友良【作者单位】天津腾飞钢管有限公司,天津300301【正文语种】中文天津精通无缝钢管有限公司新建180 mm连轧管机组采用了国产的集体传动24架张力减径机，产品规格为直径椎60耀180 mm、壁厚3.5耀20.0 mm，生产品种主要有套管、油管等。

目前先进的工艺参数计算技术是德国SMS-MEER公司开发的CAR原TA软件系统，系统会根据生产品种选择合理的孔型并自动计算工艺参数交给过程控制程序使用。

但是购买外国软件价格昂贵，所以根据实际情况，本文从轧管理论上建立了集体传动张减机的工艺计算方法和工艺软件，计算结果与用德国软件计算数据进行比对差别很小，可以提供给生产车间使用。

2.1各架张力计算公式在张减机组中，为了控制壁厚，需要在各机架之间形成轴向张力，而荒管在通过每一机架时会产生轴向、径向和周向变形。

根据文献[1]介绍的圣维南塑性应力-应变理论，经过逐步推导可得到计算平均张力系数Zm公式：任一机架的平均张力系数Zmi为：式中，椎ei为轴向对数变形；椎ti为切向对数变形；淄mi为钢管平均壁厚系数；Si-1、Si为钢管轧前、后壁厚；Di-1、Di为钢管轧前、后外径；滋i为第i架延伸系数。

2.2钢管壁厚计算在确定了各加减径率以后，可计算出各架的平均孔型直径Di。

根据成品壁厚Si和选定了Zmi后，用迭代法就能求出经过各个机架入口管子的壁厚值Si-1，计算公式如下：先以Si代替式（7）中Si-1求出vmi，再代入式（8）中求出茁i，再以此茁i和Si代替（9）中括号内的Si-1，经计算得到另一个Si-1值。

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度和改进机架窗口尺寸的方法，使张力减径机的产
陶学智ｌ９２一）１６，男．天津人．工程师．主要从事
张力减径生产工艺与新产品开发。
ＳＥＥＬＰＰＪｎ２０１Ｖｌ３，ｏ３ＴＩＥｕ０，ｏ０Ｎ．
钢管２０年６月第３０１０卷第３期
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彩螭
缩量、Ｄ／Ｓ值（直径与壁厚之比）、材料的屈服强度、纵向张力及单架减径率成正比。由于外径限量增加对上述参数的影响不是很大，在此对轧制均减径率Ｑ为２８％。３
（ｉｊｎｃａＳａｌｓＳｅＴｂｌｎ，ｉｊ０２０ｈｎＴａｉＭｕｉｐｌｅｍｅｔｌｕｅＰａｔＴａｉ３０２．Ｃｉｎｎｉｓｅｎｎａ）
Ａｓｒｃ：Ｏｉｏｉｃｔｎｏｔｅｓｎｓｎｏｓｈｒｔｒｄｃｎｉｉｃｔ１ｉｊｎｃａｂｔｔｗｎｔｍｄａｏｆｈｔｄｄｒｌｔｓｅｈ— ｅｕｉｇｐｅｍｌｌａｄａＴａｉＭｕｉｐｌａｇｏｉｆｉａａｌｅｔｃｐｌｏｅｎｎｉ
处理时的加热温度为８０～９０Ｃ，固溶处理时的加热温度为１００～１００．等温和回火处理时的加热温度为７０— ５５￣（３７％０９０该热处理炉采用陶瓷辐射加热管进行间接加热【０％配有自动调节和控制装置）：（攀钢集目成都无缝铜管有限责任公司陈云久）
ＳＴＥＥＬＰｉＥ如ｎ２０，Ｊ３，Ｐ０１０Ｎｏ３
求，由此证明改进方案是可行的。
（）力减径机人Ｅ荒管直径的加大，使我厂２张ｌ主导产品ＡＩ管的主要规格０７，８．ｒ均实Ｐ油３８９ｍａ现了多倍尺或双倍尺生产，其产品成材率和生产效率均得到很大提高。
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张力减径机孔型的开发与应用
陶学智，钟锡弟，李金锁，李培迭，赵永恒
（天津市无缝钢管厂，天津３０２）０２０
摘要：天津市无缝钢管厂通过改进张力减径机机架与轧辊型，使人口荒管直径由原来的１ｍ扩大到Ｌ１ｍ８１３３ｍｍ．从而实现ｒ中ｌ７２ｍｍ等高精度产品规格的轧制。生产实践证明，孔型漫计合理。２，１１关键词：张力减径机；机架；轧辊；孔型；改进；效果中圈分类号：Ｔ３２文献标识码：Ｂ文章编号：１０ —２１（０１０ —０２０Ｇ３０１３１２０）３０６— ３
ｍｘｍｍ０Ｄｏ３ｎａｉｕ．ｆ１３ｒ１（ｏｇａｙＩ８ｍ）Ｔｅｇ【ｖｓｄｓｎｄｂｒｅｎｐｏｅｅｆｃｖｈｏｇｐｒａｉｎｌｒｉｌＩｍｈｒＪｅｉｅａｅｂｅｒｖｎｖｒｅｅｔｅｔｒｈｏｅａＨｅｇｙｉｕ —
陶学智等：张力减径机孔型的开发与应用
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２８
茂术流交
为３ｍ，与之相关的零部件也做局部修改，但机ａｒ架整体结构及内部传动系统不变
５使用效果
改进后的孔型系列采用￣１３６ｍ规格３ｍｍｘｍ的荒管，村质为２０钢，按正常工艺进行轧制，成品管为￣１７ｍｘｍ２ｍ６ｍ和￣１８ｍ×６ｍ，其轧制０ｍａｒ过程稳定，尺寸精度达到了同类产品的要求。
图３轧辊机架示意
ａ一
（稿日期：２ｏ０一ｌ】收０ｏ一５５
原设计
ｂ改进后一
ｌ修定日期：２０ — ２９０１０ —１）
●信
息 பைடு நூலகம்
俄罗斯近十年石油用管产量统计
｛攀钢集团成都无缝铜管有限责任公司杜厚益
本特勒尔股份公司添置辊底式热处理炉
ｂ
６结
圈２改进前后轧辊辊型示意
原设计辊型ｂ改进后辊型一一孔型槽底直径
语（）产实践证明ＳＭ７１生Ｒ２０一ｌｄ一２４型张力减
径机的人口荒管直径由１８ｍ改为１３ｍ后、压１ｍ３ｍ下量的分配原则能够适应改进后的机架强度要
Ｓａｌｓｔｅｂｌｎａｅｎｃｐｂｅｏｏｌｇｈ —ｐｅｉｉｎ＠１７ｍａｄ１ｌｉｅｔｏｈｒｐｐｓｗｉｅｍｅｓＳｅｌＴｅＰａｔｈｓｂｅａａｌｆｌｎｉｒｃｓｕｒｉｏ２ｍｎ＠２Ｉｎｍｐｐｓｗｉｍｔｅｉｅｔｈｈ
孔型系列要求逐次分配到各机架，直至ｑ１８ｍ５１ｍ
孔型系列的第一架上，从而实现对￣１３ｍ荒管３ｍ的张力减径。（）力减径的工艺过程是应用相互紧靠及串２张列布置的一系列轧辊机架对荒管进行连续轧制的过程钢管在轧制过程中，其轧制力的大小与外径减
ｌ参数条件
（）ｓｅ轧管机可轧制的荒管最大直径为１Ａｓｌ１１ｍ，经七架定径后减径到１３ｍ，长度在４ｍ３ｍ
１１～１ｍ。２
原设计的张力减径机可轧最大荒管直径为１８ｍ，与新规划的１３ｍ荒管直径相差１ｒ１ｍ３ｍ５ｍ，ａ这就要求第一架孔型按１３３ｍｍ入口直径设计，按
件。我们在不增加投资的情况下，采取增加轧辊宽
品最大规格由中１４ｍ扩大到１７ｍ，从而使１ｍ２ｍ整个机组高精度产品的生产能力上了一个新台阶，并取得了良好效果。本文将介绍张力减径机机架与轧辊的改进参数及其应用于ＡＩＰ石油光管倍尺生产的实际效果。
ｔｏｉｎ
Ｋｅｏｄ：Ｓｔｅｃ —ｒｄｕｉｇｐｐｌ；Ｍｉｋｓａｄ；ＲｏＬ；ＧｒｏｅＭｏｆｃｔｏｙｗｒｓｒｔｈｅｃｎｉｅｍｉｌｌｔｎｌｏｖ；ｄｉａｉｎ；Ｒｅｕｌｉｓｔ
Ｏ前言
天津市无缝钢管厂１９９４年对原有热轧无缝钢管生产线进行了技术改造，淘汰了落后的１０ｍ０ｒａ自动轧管机组，引进了德国曼内斯曼德马克米尔公司Ａ５Ｍ４０型Ａｓ｜管机组的工艺技术和装备，ｓｅ轧并与原引进的德国考克斯公司的ＳＭ２０一ｌＲ７ｄ一２４型张力减径机相匹配，组成了一条生产小直径热轧无缝钢管的生产线。随着市场的发展需求，为了满足用户对大直径高精度钢管的要求及主导产品ＡＩ管的倍尺生Ｐ油产，我厂提出了加大张力减径机人口荒管直径的技术改造方案，即入口直径由原来的１８ｍ扩大到１ｍ１３ｍ，这样可将张力减径机的产品规格上限扩大３ｍ到１７ｍ，又为ＡＩ２ｍＰ油管实施倍尺生产创造了条
本特勒尔股份公司在丁斯拉肯热轧管厂新建了ｊ座辊底式（连续加热）热处理炉（长１Ｏ）全０ｒ，用于对直径为３ｅ０～
１４ｍ、壁厚为２６～０ｍ的非合金和合金钢管进，热处理根据不同的热处理方案，其加热能力为３０ｔｈ５ｍ．２ｍｆｆ．７０／。正火
２７
（）４孔型如图１所示，孔型参数列于表ｌ。
力未作详细计算。
２孔型设计
（）虑到轧辊和机架牌坊的承受能力，孔型１考的设计参考了Ｂ系列孔型的设计原则，并将单架最大减径率ｐ由３２％减小到３。３％（）据金属变形特性及实现外径减缩几何要２依求，孔型的椭圆度取１０９２．１，压下量的分配依据由小到大的原则。（）实现首架次的顺利咬人，将型减径量３为Ｌ △ Ｄ限定为０５ｒ．５ｍ，平均减径率ｐ取值为ａ０４％，系列架次平均减径量 △ Ｄ为３７ｒ．１．５ｍ，平ａ
４机架的改进
机架窗口宽度为适应加宽辊的需要，由原来设计的１３ｍ改为１１ｍ（３ｒａ４ｒ如图３所示）ａ，其间隙量
钢管２０年６０１月第３０卷第３期
１７５ｒｍ，故将轧辊冷硬层的最小直径控制在３．５ａ１０ｍ以内，而其他尺寸不变。改进后的轧辊辊３ｒａ
表ｌ孔型参数／ａｒ￣ａ
图１孔型示意
Ｄ一孔型内圆直径Ｄ一孔型外圆直径
３轧辊的改进