張減機(jī)工藝課程學(xué)習(xí)

工藝流程

工藝設(shè)備及數(shù)據(jù)可調(diào)機(jī)架質(zhì)量檢查張減工藝孔型介紹第1頁/共21頁第一頁，共22頁。1工藝說明1總述張減的過程是一個空心體連軋的過程，除了起定徑的作用外，還要求有較大的減徑率，除此之外，張力減徑還要求通過各機(jī)架間建立張力來實現(xiàn)減壁的目的。因而其工作機(jī)架數(shù)較多，一般為12~24架，多至28架，我廠二套選用的是24架，最大總減率可達(dá)72.6﹪。1.2工藝過程荒管在再加熱爐加熱至920°~1050°后出爐，在出爐輥道出口進(jìn)行表面測溫后，首先經(jīng)20Mpa的高壓水除鱗裝置去除荒管在再加熱過程中表面產(chǎn)生的氧化鐵皮，然后在張力減徑機(jī)中軋制成Φ48~168mm外徑的鋼管，軋后最大管長達(dá)80m。本車間選用的24架張減機(jī)，最大出口設(shè)度為7m/s,張減機(jī)配有Sms-Meer的CARTA控制系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)可以有效地進(jìn)行鋼管的頭尾增厚端的控制，平均壁厚控制及局部壁厚控制。荒管出張減機(jī)后通過冷床的輥道上進(jìn)行壁厚、溫度、外徑、長度的連續(xù)測量。測量的結(jié)果可用于軋制過程中的閉環(huán)控制。鋼管出張減機(jī)后，輸送到冷床入口輥道處，然后橫移到步進(jìn)式冷床上冷卻。第2頁/共21頁第二頁，共22頁。測量裝置預(yù)留熱飛鋸入口輥道除鱗箱24機(jī)架張減入口導(dǎo)嘴出口導(dǎo)嘴第3頁/共21頁第三頁，共22頁。1產(chǎn)品特性入口荒管外徑（熱態(tài)）175mm(132mm)入口荒管壁厚（熱態(tài)）4.2~22.1mm(3.3~18.2mm)入口荒管長度10.2m~27.5m出口鋼管外徑（熱態(tài)）48.5(32.2)~169.9mm出口鋼管壁厚（熱態(tài)）3.23~22.22(2.52~18.2)mm成品鋼管直徑（冷態(tài)）48.0(32)~168.3mm成品鋼管壁厚（冷態(tài)）3.2~22(2.5~18)mm成品鋼管長度（熱態(tài)）12.4~80m張減機(jī)張減機(jī)型號SRM－310－A24機(jī)架形式三輥式傳動方式三組六電機(jī)差速傳動機(jī)架數(shù)24機(jī)架間距290mm單機(jī)減徑率5.7%(最大)軋制力矩22knm(最大)軋制力140kN（最大）入口速度0.5~1.4m/s出口速度0.51~7m/s（最大）2.1定徑前的除鱗設(shè)備

高壓水壓力：25Mpa

噴水環(huán)類型：第4頁/共21頁第四頁，共22頁。3傳動設(shè)備電機(jī)數(shù)6主電機(jī)I（1~8架）名義輸出功率90/900——900KW

最大輸入功率162/1620——1620KW

輸出速度80/800——2000n/m疊加電機(jī)（1~8架）名義輸出功率25/250——250KW

最大輸入功率45/450——450KW

輸出速度80/800——1600n/m主電機(jī)II（9~14架）名義輸出功率90/900——900KW

最大輸入功率162/1620——1620KW

輸出速度80/800——2000n/m疊加電機(jī)II（9~14架）名義輸出功率25/250——250KW

最大輸入功率45/450——450KW

輸出速度80/800——1600n/m主電機(jī)Ⅲ（15~24架）名義輸出功率90/900——900KW

最大輸入功率162/1620——1620KW

輸出速度80/800——2000n/m疊加電機(jī)Ⅲ（15~24架）名義輸出功率63/630——630KW

最大輸入功率113.4/1134——1134KW

輸出速度80/800——1600n/m電機(jī)過載系數(shù)2控制系統(tǒng)CARTA/Technology更換軋機(jī)小車數(shù)4每車的軋機(jī)位24第5頁/共21頁第五頁，共22頁。第6頁/共21頁第六頁，共22頁。第7頁/共21頁第七頁，共22頁。第8頁/共21頁第八頁，共22頁。第9頁/共21頁第九頁，共22頁。第10頁/共21頁第十頁，共22頁。

我廠二套設(shè)計的孔型的軋輥形式有兩種：如圖1和圖2所示：具體加工時，根據(jù)需要加工成各個機(jī)架孔型所需要的半徑。一套孔型中每一個機(jī)架的孔型直徑都是不一樣的，需要根據(jù)設(shè)計的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工。而其加工原理事實上也正是可調(diào)機(jī)架的調(diào)節(jié)原理。我們不考慮加工的過程，假想可調(diào)機(jī)架的最大打開度，軋輥的三段圓弧組成一個圓形。然后三輥下壓的一個量后，這三段圓弧不再是一個圓，而是由三段偏心距為壓下量的三段橢圓?。ㄏ鄬τ谲堉浦行木€來說）。這時的短軸半徑變成的R-E（E為下壓量），而長軸變成了R-0.5E。這時的輥縫也發(fā)生了變化，每個軋輥靠近輥縫中心線為√3/2E，這樣輥縫變化為√3E。再看其平均直徑的變化：平均直徑求取的思路是：把圓周方向分成六段相同的弧，如圖建立坐標(biāo)，用極坐標(biāo)的方法，對一段弧集分，求出其長度，這樣就精確求出了孔型周長。用這個值除以π就得到孔型的平均直徑。

D=π/6*∮(R0-COSθ*E)dθ(在0到60度內(nèi)積分)得到D=D0-1.654E第11頁/共21頁第十一頁，共22頁。

數(shù)值名稱

壓下前

壓下后

差值

短半軸b值

b

b-E

E

長半軸a值

a

a-0.5E

0.5E

橢圓度

a/b

(a-0.5E)/(b-E)0.001~0.003

平均直徑

D

D-1.654E

1.654E

最大直徑

Dmax

Dmax-1.732E

1.732E

最小直徑

a+b

a+b-1.5E

1.5E

第12頁/共21頁第十二頁，共22頁。再看成品直徑偏差變化：732E-1.5E=0.232E這說明壓下后直徑偏差增大了0.232E。三．工藝說明通常為了提高管子的表面質(zhì)量，建議在生產(chǎn)過程中至少使用兩架可調(diào)機(jī)架，一架用于預(yù)精軋，另一架用于精軋，預(yù)精軋用于過渡，使管子能在非可調(diào)機(jī)架間很好地過渡。特別是當(dāng)調(diào)整量較大時，中間預(yù)精軋機(jī)架的作用更為明顯，若缺少中間機(jī)架，管子表面輥縫處易出現(xiàn)青線。如果要求更大的減徑量和較好的管圓度，就需要再增加一架可調(diào)機(jī)架，其目的就是通過調(diào)整精軋孔型來達(dá)到一定的直徑修正量，以便補(bǔ)償壁厚，溫度，鋼級的變化和軋輥的輕微磨損帶來的影響。在軋機(jī)重調(diào)的過程中，通常會帶來輕微的橢圓度和一定的圓度，他們與軋機(jī)壓下量成線性關(guān)系。由于圓度一般可以修正，而輕微的橢圓度一般這在實際生產(chǎn)中可以忽略。

第13頁/共21頁第十三頁，共22頁。

質(zhì)量檢查內(nèi)容：張減中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題目的：知道成品尺寸的公差帶，掌握常見質(zhì)量事故的處理方法張減中容易引起的缺陷有：結(jié)疤其原因是出再加熱爐時，氧化鐵皮粘結(jié)在硬雜質(zhì)殘留在管面上，在張減機(jī)中壓入表層而引起（加強(qiáng)除鱗效果）。麻面主要由軋輥孔型磨損引起，輕者通過修磨孔型來解決，嚴(yán)重要換輥。軋折主要是單機(jī)壓下率過大，輥縫設(shè)置不正確，還與孔型的正負(fù)寬展，速度制度不匹配引起。直徑超差由孔型設(shè)計不當(dāng)、孔型磨損或軋機(jī)調(diào)整不正確所引起。這時一般精軋機(jī)架要更換，如果是可調(diào)機(jī)架，則可以進(jìn)行微調(diào)。注意在微調(diào)中會引起一定的橢圓度的增加，所以要根據(jù)成品的公差范圍和一定的橢圓偏信值來合理選定調(diào)整，如果不行，則應(yīng)更換機(jī)架。壁厚偏差主要由來料尺寸波動和各機(jī)架張力系數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起。主要措施是嚴(yán)格控制來料尺寸波動，并根據(jù)壁厚超差設(shè)置相應(yīng)的速度制度。外徑偏差控制壁厚偏差控制下面重點單獨介紹兩種常見的質(zhì)量缺陷：第14頁/共21頁第十四頁，共22頁。內(nèi)六方缺陷1.1定義：當(dāng)在張減機(jī)中軋制厚壁管時，管的內(nèi)部可能不會出現(xiàn)我們所不希望的圓的形狀。在最壞的情況下，這種偏差會造成管內(nèi)部形狀成一個六方結(jié)構(gòu)，具體見圖：通常這種軋制缺陷我們稱作內(nèi)六方結(jié)構(gòu)，這種軋制缺陷是由軋制中實際情況決定的。1.2機(jī)理在實際軋制中，沿管圓周截面壓下量不同，造成張力不同，而形成的不均勻壁厚造成的。通常孔型底部壓下量大，張力大，而且大部分接觸區(qū)外在前滑區(qū)，造成壁厚嚴(yán)重拉簿，這樣在孔型底部頂點處形成一個內(nèi)六角的點。在軋制中，前后機(jī)架軋制轉(zhuǎn)過60度，這樣在前后兩機(jī)架中加工中，就形成了內(nèi)六方缺陷。1.3方案通常這種缺陷是可以通過合適的孔型來消除的，其實質(zhì)就是建立在沿管周方向建立合適的張力條件，通過改善軋輥接觸軋件的長度來改善張力條件，保證管周有均勻張力。如Φ84mm的管，若采用1.07橢圓系數(shù)，接觸長度為25mm,若采用1.02的孔型，將會達(dá)到33.5mm,減小接觸長度就能顯著減小孔型底部張力，有效防止壁厚拉簿。不過這種改變不是幾個機(jī)架就能做到的，有時甚至需要10多個機(jī)架來實現(xiàn)。第15頁/共21頁第十五頁，共22頁。1.4質(zhì)量參數(shù)：內(nèi)六方尺寸Sa和Sb值

(ΣSb-ΣSa)/6PN=———————————0.135*(Da/2-ΣSa/6)(ΣSb-ΣSa)/6PN=———————————(ΣSb+ΣSa)/6式中：Sa————孔型底部壁厚Sb————孔型底偏離30度的壁厚Da————在Sb方向上測得的直徑離心率E=(Smax-Smin)/(Smax+Smin)Smax為取6個或12最大測量值的平均值Smin為取6個或12最小測量值的平均值第16頁/共21頁第十六頁，共22頁。2青線2.1定義這是在軋制中輥縫處形成的一種縱向的軋制痕跡，俗稱青線。2.2機(jī)理形成機(jī)理是由于減徑率太大，而在輥縫處形成的。一般在前一機(jī)架軋制時輥縫處形成的小凸痕可以在下機(jī)架軋制時軋入軋件內(nèi)，但會加大下一機(jī)架的軋件寬展量，如果連續(xù)幾個機(jī)架都出現(xiàn)這種情況，很容易出現(xiàn)過充滿，這時，除了表面青線存在外，還可能出現(xiàn)軋件內(nèi)部軋折。一般在孔型中可以通過合適的寬展有效改善。第17頁/共21頁第十七頁，共22頁。軋制缺陷隨著以下趨勢而出現(xiàn)：管壁與管直徑比增加總減徑率增加管橢圓度和孔型橢圓度增加出現(xiàn)內(nèi)六方的趨勢增加，一般來說，壁厚的非均勻程度也隨著每機(jī)架減徑率的增加而增加。如果一個孔型系列是這樣的孔型它能使直徑在輥縫處被減少的話，則在這種孔型中，小壁厚的管子很容易在持續(xù)的輥縫加工中引起軋制印痕。這種軋制印痕將不再影響精軋輥的質(zhì)量，如果壁厚存在零界點以上的話。據(jù)以上分析，想提議：薄壁管在橢圓形孔型中原壁管在圓孔型系中會被更好地軋制。注：①薄壁管在圓孔型中易出現(xiàn)青線②厚壁管在橢圓型中易出現(xiàn)內(nèi)六方經(jīng)驗告訴我們：如果成品管壁厚與直徑的比值大于9%～12%的話，圓孔型系的應(yīng)用是不可缺少的，因為要不然話，內(nèi)部質(zhì)量將會嚴(yán)重的被影響。因此，當(dāng)小口徑和大口徑的管都需要生產(chǎn)時，把軋制計劃細(xì)分成圓孔型和橢圓孔型是有必要的。這意味著一個減徑系列不得不分成兩套軋制孔型。這樣一種方法使得有足夠機(jī)架數(shù)量可利用率和有效的孔型調(diào)整能力成為必要。為了減少軋制計劃中必要的孔型改變，應(yīng)盡可能多地把產(chǎn)品軋制計劃安排在一個較小減徑率的孔型當(dāng)中，因為較大直徑和中間壁厚的管能被軋制成沒有軋制印痕的管子。第18頁/共21頁第十八頁，共22頁。1.AR和AO都屬于A系列孔型，實行一套減徑率分配方案，這兩套孔型的平均減徑率都為5.74%，