无缝钢管穿孔轧制

不锈钢无缝钢管穿孔轧制

工

程

技

术

教

材

目录

一、钢、钢管、钢管轧机及穿孔机的分类2---5

二、曼氏穿孔机的穿孔原理6----8

三、不锈钢无缝钢管斜轧穿孔的工作特点9----11

四、穿孔荒管缺陷的产生与注意事宜（不锈钢）12----15

一、钢、钢管、钢管轧机及穿孔机的分类

1、钢分类

1.1按化学成分分类：非合金钢、低合金钢、合金钢。我们这里讲到的不锈钢属于合金钢中“特殊质量合金钢”中的“不锈、耐腐蚀和耐热钢”。

不锈钢按金相组织一般分为：马氏体（例：1Cr13-410）、铁素体(例：1Cr17-430) 、奥氏体(例：1Cr17Mn6Ni5-201、1Cr17Ni7-301、0Cr18Ni9-304)、奥氏体+铁素体双相钢(00Cr25Ni6Mo2N-SUS329JE)、沉淀硬化不锈钢。

马氏体和铁素体型的铬不锈钢，俗称“不锈铁”

1.2钢产品分类：钢的工业产品、钢的其他产品

钢的工业产品分类：

A、初级产品---------液态钢或钢锭

B、半成品------------有轧制或锻造钢锭获得

C、轧制成品和最终产品

D、锻制条钢

实际关联较多的：（1）条钢（2）盘条（3）扁平产品

（4）钢管（弯曲度5mm/米）：无缝钢管、焊管。中空型材、中空棒材。2、钢管分类：无缝钢管、焊管

无缝钢管：由钢锭、管坯或钢棒穿孔制成的没有缝的钢管。用铸造方法生产的管子称铸钢管。

在无缝钢管中是按用途及材料综合分类的，按材料分为碳钢和不锈钢（习惯叫法，不是国际分类）

在不锈钢无缝钢管中，国主要有以下一些（按标准号顺序排列）

GB/T3089 不锈耐酸极薄壁无缝钢管

GB/T3090 不锈钢小直径无缝钢管

GB/T13296 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管

GB/T14975 结构用不锈钢无缝钢管

GB/T14976 流体输送用不锈钢无缝钢管

3、钢管轧机及穿孔机的分类

对于碳钢管、无缝钢管的生产方式既有共同的，也有各自特点。

我国无缝钢管生产始于1953年，在鞍钢由前苏联援建的140自动轧管机组。

3.1无缝钢管的生产方式大致有以下几种：

3.1.1自动轧管机组

3.1.2连轧管机组

3.1.3周期轧管机组（皮尔格）

3.1.4三辊轧管机组

3.1.5顶管机组CPE

3.1.6挤压钢管机组（加热、水压穿孔、再加热、挤压、定径及精整）。

无缝钢管机组通常是以中间延伸机组的名称来命名的

无缝钢管生产的基本工艺程序：

A、坯料准备（不锈钢：剥皮、检查、修磨、切断、打定心空）

B、管坯加热

C、穿孔

D、轧管（延伸）

E、再加热与定减径

F、精整、检查、包装入库

对于D、E两道则是冷拔、冷轧等工序

4、穿孔机的分类

管坯穿孔主要有：压力穿孔（挤压机组）、推轧穿孔（P.P.M）、斜轧穿孔。

斜轧穿孔应用最为广泛，现介绍轧钢专业的几种轧制方法

（1）纵轧----金属轧件延伸方向，以及金属运动的方向与轧辊圆周的速度方向是一致的，金属只有直线运动。

（2）横孔-----金属主要流动方向垂直于轧辊圆周速度方向，轧件只有旋转运动，例如：车轮轧机

（3）斜轧-----金属主要流动方向与轧辊圆周速度方向构成一定的角度

轧件的运动是一面旋转一面前进。

区分了纵轧、横轧、斜轧之后，看“斜轧穿孔”机型分类

斜轧穿孔机：二辊式穿孔机（配导板的、配导辊的、配导盘的）、三辊式穿孔机

还有按轧辊形状分类（主要是二辊式）

即：桶形轧辊、蘑菇形轧辊（菌式）、盘形轧辊。

这其中，应用最多的是桶形轧辊、配导板的穿孔机，即曼乃斯曼穿孔机。

地区几乎全是这种穿孔机。

其他二辊穿孔机：狄塞尔穿孔机、阿克穿孔机

三棍穿孔机：阿塞尔穿孔机、特朗斯瓦尔穿孔机。

二、二辊斜轧穿孔机（曼氏）的工作原理

曼氏穿孔机穿孔过程（图示1）

（图示2）图示1图解：

区段Ⅰ称作一次咬入区也叫顶头前压缩区

区段Ⅱ称作穿孔区

区段Ⅲ称作展轧区，也叫辗轧区

区段Ⅳ称作展圆区，也叫规圆区

加热好的圆管坯被汽缸推杆推入穿孔机，管端与轧辊在a点接触，由于轧辊有一个8°的倾角（一般称之为前进角β），所以管坯便被轧辊咬入，这次的咬入称作一次咬入。管坯开始旋转并前进。由于轧辊又有一个2.5°~3°的辊面角，即形成一个喇叭状的开口，管坯在前进中被逐步加大了压缩量。

管坯螺旋前进，直到碰到置于轧辊中心左侧一定位置的顶头。

这一段我们称之为顶头前压缩区，在此区域，金属一部分横向流动，向辊缝间流去，遇到导板被阻止，由于导板距大于辊间距而使坯料变椭圆，一部分（主要是外层金属）分层次地轴向延伸，向前跑，在坯料的前端形成一个喇叭形的凹窝。凹窝和定心孔便于管坯与顶头尖部的“对准”。管坯端面前进至b点，遇到顶头后，顶头可以随坯料进行旋转，但是限制坯料的轴向前进。

只要在一次咬入区有足够的压缩量，有8°倾角的轧辊便会对坯料产生足够的拽入力，那么管坯便被顶头“顶通”了，即有实心圆坯变成了空心荒管，也就是进行了穿孔。

经过b点，也叫二次咬入。

从b点至c点这一段，顶头与轧辊的缝隙是由厚变薄（由轧辊辊型和顶头形状在设计时便计算好的），因此荒管壁厚是逐步减少的。

C点至d点的Ⅲ段，顶头和轧辊之间的缝隙是均匀的，在此段荒管被碾轧，使得壁厚尺寸的精度，外表面质量得以改善和保证。起到了匀整作用。

荒管经过d点之后，壁已超出了顶头，此时轧辊把椭圆形的荒管转轧成圆形，所以也叫规圆。

下面简述导板在穿孔过程中的工作情况。

一次咬入时，管坯仅被下导板托一下，不受导板限制，否则由于此时拽入力还小若受导板限制，很容易产生咬不入。