宝钢钢管毕业设计-侯立恒

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┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸宝钢f140mm机组装备条件下开发f51´9。0mmT92高压锅炉管摘　　要电力是日常生活和工业生产的必需品，电力行业发展与国民经济息息相关。随着我国电力需求的不断增长,火力发电设备逐渐向高温高压、大容量发展，锅炉过热器和再热器的壁温不断提高，同时对高压锅炉管的性能也提出了更高的要求。火力发电机组的效率主要取决于机组的参数，参数越高,机组效率越高，而高压锅炉管是提高机组效率的关键。总体来说,随着火力发电向更高参数的发展，锅炉的温度和压力越来越高、管道工作环境越来越苛刻、管道尺寸不断增加,因此需要高合金高压锅炉管的量越来越大,对管材承压耐温及材质的要求越来越高，对管材的精度要求也更为苛刻。本文根据设计指导书的要求，基于宝钢钢管f140mm全浮动芯棒连轧机组装备条件，对一个典型规格f51´9。0mm高压锅炉管的相关技术参数进行演算，并就其产品做了相应的分析。设计包括了产品生产工艺流程及工艺制度的介绍,轧制表计算,孔型的选择确定及设计，轧机的生产能力计算，设备的强度及电机的能力校核和产品的技术经济指标的确定。其重点是产品轧制表计算和设备强度及电机能力的校核。本设计采用计算机辅助设计绘制连轧孔型图.关键词：T92;高压锅炉管；生产工艺；轧制表计算；孔型设计；调整参数计算Designoff51×9.0mmT92High-pressureBoilerTubeundertheEquipmentConditionsofthef140mmMandrelMillatBaoSteelAbstractPoweristhenecessitiesofdailylifeandindustrialproduction，andthepowerindustryiscloselyboundupwiththenationaleconomy.Intheformofpowerproduction,theremainlyhavefourcategories:thermalpowergeneration,utilities,nuclearpowerandwindpower。Thefuture第2页共2页

1┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸directionofdevelopmentinthepowerindustryisthepositivedevelopmentofhydropower，nuclearpowergenerationandthenewenergytogenerateelectricity。Thermalpowercrew’sefficiencydependslargelyonthecrew’sparametreandthemoreparameter,thebettertheefficiency,andthekeytoimprovetheefficiencyishigh-pressureboilertube。Overall,astothedevelopmentofhigherparametersonthethermalpower,Thetemperatureandpressureofboilerisgettinghigherandhigher，pipingworkenvironmentbecomemoreandmoreharsh,pipesizeincreasesceaselesslyandthereforeitneedmoreandmorehighalloyofhighpressureboilertube,forpipepressureandtemperatureofthematerialareincreasinglydemandingandtheaccuracyofpipesisalsomorecritical。Accordingtothedesignrequirements，thispaperisbasedontheequipmentconditionsoftheΦ140mmmandrelmillinBaoSteelCo。Ltd。Theproductdesignedisof51mminO.D。and9。0mminwallthickness。Andtheirproductsdoananalysis。Thisdesigncontainstheintroductionofprocesstechnology,thecalculationoftherollingschedule，thefixingofthemainpass,thecheckingoftherollandtheelectromotorandtheconfirmingofthetechnico-economicalindexes。Theemphasesofthedesignarethecalculationoftherollingschedule，thefixingofthemainpassandthecheckingoftherollandtheelectromotor。Thedesignusescomputer-aidedmappingtodrawrollingpassplan，andusesVBtocarryontheprogrammingforthepasssequence.KeyWords：T92;high-pressureboilertube;processtechnology;rollingschedule;toolsdesign;parameteradjustment.第2页共2页

2┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸目　　录摘　　要1Abstract21总论22机组设备的主要技术参数42。1八机架连轧机与火焰切割机42.2管坯加热52。3管坯穿孔52。4空心坯减径62。5咬入和轧制62.6再加热72。7冷床72.8锯切83金属平衡93。1产品规格93。2产品表面质量93.3管坯坯料93.4金属平衡表94生产工艺流程及工艺制度114。1生产工艺114。1。1工艺流程总图114。1。2生产工艺流程简述124.2工艺制度[8]144。2。1温度制度144。2.2孔型系列及变形制度154.3技术规程[5]154.3。1管坯准备154。3.2管坯加热164.3。3管坯穿孔17第3页共3页

3┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸4.3.4钢管连轧184.3。5张力减径205轧制表计算225.1轧制表计算的条件（基本参数和极限值）225.1。1轧件长度225.1。2张减机减径系列225.2孔型系统的确定225。2.1主孔型——连轧管外径的确定225。2.2不同系列组合分工245.2。3圆孔与椭孔的选择245。2.4孔型配置245.3轧制表计算245.3.1计算步骤246孔型及工具设计336.1穿孔工具设计336。1.1穿孔轧辊设计336.1。2导盘设计356.1。3顶头设计366。2孔型设计的基本参数及变形量表示法386。2。1简述386。2。2变形分配396.2.3孔型结构的选择406.2.4确定孔型结构参数456。2。5轧辊转速计算476。2。6张减机的重要参数497产品小时产量计算517。1典型产品的轧机小时产量517。1.1轧制节奏R的确定517.1.2轧机小时产量计算53第3页共3页

4┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸8设备强度及电机校核548。1轧管机力能参数计算548.1.1已知的基本参数548。1。2轧件对轧辊的作用力P548.1.3轧件对芯棒的轴向力588。1.4轧制力矩计算588.2轧辊强度校核588。2.1辊身部分-—仅考虑弯曲强度598.2。2辊径部分—-按弯扭合成608。2。3轴头部分的强度校核618。3主电机容量校核618。3。1轧辊传动所需要力矩618。3。2绘制电机负荷图628。3。3电机能力校核639产品的技术经济指标649。1能源介质消耗指标649.2工具消耗指标64结　　论66致　　谢67参考文献68附录A轧制表程序69第3页共3页

5┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸引　　言高压锅炉管主要用于制造火力发电设备的锅炉、汽轮机、电机和电站的建设、安装、电站维修以及石油化工设备的高温高压管线［2］。高压锅炉管是电力工业重要消耗品,不仅消耗大，花费高而且对其质量也几近苛刻。高压锅炉管是一种高附加值的深加工产品,这类钢管不仅要求具有良好的室温机械性能,而且还须具有良好的高温性能、弯管和焊接等工艺性能。“十一五”期间我国的经济发展仍处于快速增长时期，因此电力将保持一定的速度增长。作为高压锅炉管的消耗大户,国内高压锅炉管需求量也将在整个“十二五”期间保持快速增长。但目前我国的高压锅炉管的生产能力和质量还尚不能满足其需求.本设计是在宝钢f140mm连轧机组的装备条件下设计一个高压锅炉管产品，产品的规格是f51´9.0mm。设计主要内容包括产品生产的基本概况,产品的设计技术规程,轧制表编制及设备的强度和电机能力校核。第79页共77页

6┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1总论电力是日常生活和工业生产的必需品，电力行业发展与国民经济息息相关。在电力生产构成中，主要有火电、水电、核电和风电四类，积极发展水力发电、核能发电和新能源发电是未来电力工业的发展方向。截至2008年底,我国发电装机容量达到7。93亿kW，其中火电6.01亿kW、占75.79％，水电1.72亿kW、占21.69%，核电902万kW、占1.14％,风电894万kW、占1。13%.2008年我国发电量34334亿kWh,其中火电27793亿kWh、占80。95％，水电5633亿kWh、占16.41%，核电684亿kWh、占1。99％,风电128亿kWh、占0。37%。我国发电装机容量和全年发电量均居世界第二位,是名副其实的电力大国目前我国发电行业进入了电源结构优化的一个新时期，但由于受技术、环保等多方面条件的限制，在当前及未来较长一段时间内，更环保的火力发电仍将是我国电力发展的主要方向，并仍将占据我国发电量70%以上的份额.火力发电要提高发电效率和发电机组的参数,扩大单机容量，最大限度地减少对环境的影响，就必须向超临界、超超临界和更新的技术方向发展.电力装备产业对钢材的需求量大且要求严格，仅就无缝钢管而言，电站锅炉钢管质量要求就比普通无缝钢管要求更为苛刻，特别是随着超临界、超超临界火电机组的发展，对钢管材料和钢管制造技术都提出了更高的要求。高压锅炉管主要用于电站锅炉、汽轮机、电机等发电设备的制造和电站的建设、维修，由于需要长期在高温高压并有腐蚀介质的条件下运行，对性能有其特殊的要求。如:高温强度和高温塑性；优良的抗高温氧化性能；良好的多种抗腐蚀性;良好的冷热加工性能和焊接性能；且要具有足够的组织稳定性及较高的外径及壁厚精度和光洁的表面[3]。由于金融危机的影响,国际环境变的扑朔迷离，美欧等国对我国的钢管进行了不公正的待遇，钢管行业不容乐观。虽然随着国家各项刺激经济增长措施的逐步落实，国内钢铁需求有所增长,钢管价格渐显止跌企稳态势.但由于国际市场321不锈钢管需求持续萎缩、出口难度加大以及国内产能过剩等不确定因素的影响，预计后期管材市场仍将维持低位运行、小幅波动态势。2009以来，我国管材出口量明显下降。1-4月管材累计出口量为655万吨,同比下降59.5%。尤其是在4月当月，管材与钢坯一样沦为净进口，表明我国钢管出口压力巨大。可是，与此同时，管材价格却呈现出单边上扬的态势。从4月中下旬开始，管材价格重拾升势,近三周内国内管材综合价格指数从95.01点单边上升至95.94点。第79页共77页

7┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸处于寒冬下的钢管行业正处于举步维艰局面，后期钢材市场预计仍将维持低位运行、小幅波动态势。由于国际321不锈钢管需求不振、出口形势悲观，钢管行业的前景看似暗淡无光［4］.然而中国钢管行业经过几年的技术改造和技术进步，取得了长足的进步，中国已成为名副其实的钢管大国和钢管净出口国。但是，按照锅炉行业对高压锅炉管的要求看，在技术质量上仍存在着较大差距,诸如大口径厚壁、特厚壁钢管缺口较大，在ASME标准中，T、P系列材质钢管极待开发，钢管质量需进一步提高等,是中国锅炉管生产企业“十一五"期间工作的主攻方向。据预测，我国“十一五”后期及“十二五”期间电力发展将趋于平稳，发电装机容量的增长率平均可保持在8％左右，以2008年发电装机容量为基数，按每年增加8％可计算出2009-2015年新增装机容量平均增长5500万kW/年,再考虑1。1亿kW的落后机组淘汰新建和约10％的整套锅炉出口，可推算出2009—2015年国内的锅炉发电机组的产量平均仍将保持在6000万kW/年左右的增长。按照100t/万kW高压锅炉管计算,并考虑到15％的电站安装与维修及其他消费，今后几年对高压锅炉管的需求量仍将在70万吨左右[1］。T92合金管在T91合金管基础上，对成分做了进一步完善改进，适当降低Mo含量至0。30-0。60%、加入1。50—2。00%的W并形成以W为主W-Mo的复合固溶强化，加入N形成间隙固溶强化，加入V、Nb和N形成碳氮化物弥散沉淀强化以及加入微量的B（0。001—0.006%）形成B的晶界强化，从而研制开发的新型铁素体耐热合金钢。T92合金管性能优良，使用温度可达650℃.制造金属壁温不超过650℃的亚临界、超临界乃至超超临界的电站锅炉的高温过热器和再热器管等受压部件,避免或减少异种钢接头,改善钢管的运行性能。主要应用于电厂锅炉中的过热器和再热器，用于极苛刻蒸汽条件下的集箱和蒸汽管道(主蒸汽和再热热蒸汽管道）.同样也可用作为压力容器和核电高温受压件用钢.综上所述，目前我国高压锅炉管产量已供大于求，国内无缝钢管企业可以生产供给国内95%以上品种的高压锅炉管需求，但由于超临界、超超临界和更新的机组对钢种及规格提出更高的要求,要完全替代进口，国内无缝钢管企业还需要努力追赶。第79页共77页

8┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸2机组设备的主要技术参数2。1八机架连轧机与火焰切割机2.1.1八机架连轧机连轧管机是高效生产无缝钢管的轧机，是将穿孔后的毛管套在长芯棒上，通过5~9个互成90°的连续布置的二辊式机架对钢管进行轧制，从而实现高度的机械化和自动化。与其他无缝钢管轧机相比，其产量高、质量好、劳动生产率高.本设计中宝钢钢管厂设备为全浮动芯棒式八机架连轧机。其主要的技术参数如下：机架数8架（二辊）机架间距1000mm容许轧制力400T每100T负荷机架弹跳值最大0。2m传动功率与转速机架1～2每台N=2200kwn=150rpm机架3～6每台N=2600kwn=230rpm机架7~8每台N=1300kwn=230rpm最大钢管出口速度7.87m/s轧辊直径470-600mm2.1.2火焰切割机技术参数管坯测长称重后，按规定公差和所测的管坯的实际米重,将投料管坯转换成实际切割长度，通过两条切割线进行切割.切割机组为2´4火焰切割机组［5]。切割直径：maxf180mm烧嘴快速返回速度：51m/s切割厚度:200mm烧嘴开30s总切割时间：初始切割15s切割时间25s切割棒长度：4~10m管坯长度：0.84～4.5m预压力：氧气1。5～2。0MPa第79页共77页

9┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸焦炉煤气0。2～0.25MPa，Q低=4400～4600Kcal/Nm3压缩空气0.5~0。7MPa使用SDK-IF喷嘴压力调节加热氧≥025MPa切割氧0.7～1MPa天然气0.06～0。07MPa2.1.3火焰切割机生产数据总切割时间70s运输时间30s切割同步时间100s喷嘴配置8个2.2管坯加热2.2。1加热条件加热均匀、加热过程不能有严重的氧化或脱碳、避免热裂纹、过热、过烧，烧损1～1.5%。2。2。2设备技术参数1）管坯尺寸:f178×860~4500mm，坯重max880kg2）钢种：T923）入炉温度：20℃4）出炉温度：1050℃5）管坯出炉截面温度：10℃6)生产能力:160t/h7）炉子尺寸：中径35m,底宽4.5m，炉膛宽5m，炉膛高2~3m8）加热速度：6min/cm2。3管坯穿孔2.3。1管坯定心要求管坯出炉后进行穿孔前定心，以改善管坯咬入条件并防止穿偏，改善毛管壁厚不均。定心装置可选用液压定心机、风镐式定心机和炮弹式定心机等。2.3。2液压定心机技术参数（宝钢钢管厂)定心力：450kN夹紧力：1150kN最大定心深度:55mm最大定心孔直径：63mm第79页共77页

10┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸2.3。3管坯定心尺寸穿孔机顶头f78~150mm，以直径差4mm为一级，共19种规格。管坯定心孔尺寸见表2—1。表2—1液压定心孔尺寸管坯直径顶头定心孔f178mm/mm/mm孔径/mm孔深/mm78~8620453090～118254935122~150305340定心孔直径与孔深间的关系：定心头圆弧段：定心孔斜线段：2。4空心坯减径（1）空心坯减径机共6架，在不同外径的空减坯使用的机架配置见表2-2所列.表2—2空减机机架配置连轧机孔型空减机孔型机架布置123456119141.5×导向×√√√（2）轧制空减坯时的减径量轧制空减坯时,总对数减径量为0.03。同样地，最后一架减径量≯1%.2。5咬入和轧制1)咬入时,空减坯温度不低于1100℃2）荒管外径、壁厚规格3）孔型配置、芯棒规格按轧制表4）按已确定的孔型及荒管壁厚选定或计算各轧辊转速2。6再加热（1）入炉温度：430～850℃，出炉温度：1050℃第79页共77页

11┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸出料截面温度：±10℃出料最快速度：270根/小时(与轧制周期13。3秒配合)加热时间:10分钟，炉子能力：160吨/小时(2）加热制度炉温1050℃管坯升温炉长方向LT再加热炉内管坯升温速度见图2—1。图2—1再加热升温曲线说明:炉子沿长度方向分布为恒温曲线；在炉宽方向上，根据进料具体长度调整尾端的供热量;出炉温度:不同钢种加热时的炉温及出炉温度见表2-3。表2—3部分钢种再加热炉温及出炉温度钢种炉子温度出炉温度St35970~1070℃940~970℃St45960～980℃900～960℃Ck45、St52、St55900～980℃910～960℃37Mn5950~980℃930～960℃2.7冷床冷却要求:（1）当钢管米重﹥7lkg/m时，则开风机通风。（2）钢管离开冷床时的温度视壁厚而定，一般为100~300℃（3）冷床末端的钢管直度偏差范围为±1.0～1。5mm/m。（4)当冷床后续设备出现故障时，应使冷床处于摆动状态。第79页共77页

12┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸2.8锯切（1）切割钢管时，要求管体的不平度≤0。15mm。(2）在锯切低合金钢和和轧制节奏时，应适当延长锯切时间。（3）成排锯切操作。（4）锯切长度或定尺由计算机控制进行最佳锯切。第79页共77页

13┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸3金属平衡3。1产品规格1）直径f51mm;直径允许偏差：±0。75％(最小值为±0.5mm）2)壁厚9。0mm；壁厚允许偏差+12.5％—10%3)长度；通常长度为4000～12000mm需方需求大于12米时,应协商确定。4）弯曲度；钢管的弯曲度不得大于1。5mm/m。5）端头外形;管端应采用剪切工具切得与钢管轴线相垂直，管端应无毛刺.需方有要求时，管端可倒棱.6)钢管重量；交货钢管实际重量与理论重量允许偏差单根钢管…………±10％—8％7）圆度；钢管的圆度应在公差直径允许偏差范围内.3。2产品表面质量1）钢管内外表面不允许有裂纹、折叠、轧折、结疤和离层，这些缺陷完全清除掉。清除深度不得超过壁厚的负公差，其清理处的实际壁厚不得小于壁厚偏差所允许的最小值.2）钢管内外表面的氧化铁皮应清理掉,但不妨碍检测的氧化薄层允许存在[6］。3.3管坯坯料见P204。3管坯准备4。3。1——4。3.33。4金属平衡表1）热区收得率为：（3—1)式中,（管坯加热炉烧损）=1%（再加热炉烧损）=1%（连轧荒管切尾重量)=1.3kg（张减切头尾重量）=8.40kg第79页共77页

14┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸管坯重量=678。7kg可以得到，=95。6％3)成品的成材率k=（1管坯损失率）(EVA轧废率）(3-2）式中,高压锅炉管的冷区收得率=0。94管坯损失率=2~4%，取2％,主要是切割烧损和切割余头；轧废为0.8%.4)金属消耗系数m=1/k=1/0。8612=1。16金属平衡表见表3-1所示。表3-1金属平衡表成品规格％ADHO％ANWO%切损％轧废%K％M51×9.00.942.01。02。430.887。31.15第79页共77页

15┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸4生产工艺流程及工艺制度4。1生产工艺4。1。1工艺流程总图4.1.1。1总工艺流程总工艺流程见图4-1。管坯库热轧区中间库流水精整区分库锅炉管精整区成品仓库图4—1生产工艺总流程图4.1.1。2热轧工艺总图热轧工艺总图见图4-2。合格管坯测长、称重火焰切定尺环形炉加热热定心穿孔高压水除鳞空心坯减径钢管连轧切尾再加热炉高压水除鳞张力减径机冷床冷却冷锯分段收集筐中间库图4—2热轧工艺流程图4.1。1.3高压锅炉管生产工艺流程图高压锅炉管生产工艺流程图见图4-3.第79页共77页

16┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸中间仓库检查清理半成品热处理冷却矫直切断修磨喷丸酸洗磨削探伤（超声、漏磁、涡流、磁粉、分钢）修磨检测涂漆和标记光谱检测包装入库图4-3高锅炉管生产工艺流程图4.1.2生产工艺流程简述4。1.2.1热区生产工艺过程管坯由炼钢厂提供（连铸坯），外径为f178mm，长度为4~10m。用60t平板车（或其他工具）从管坯生产厂至管坯堆放场,按钢号、炉号、规格分别堆放在坯料架上.根据合同订货和生产计划，管坯由16t磁盘吊吊至火焰切割机组上料台架，逐根测长、称重,数据输入计算机已控制自动火焰切割机的自动装置。定尺挡板的行程由马达按切割数据自动调节,按米重控制长度,然后将倍尺坯料切成0.84～4。5m定尺管坯长度.管坯入炉前需要再次在辊道磅称上称重，将数据输入热区管理计算机作为批量跟踪的初始信息，后将管坯送入提升装置运至+5.3m平台上，经装料机把管坯逐根送入环行炉内加热。按不同的钢种钢级，将管坯加热至1150℃~1280℃±10℃.根据生产节奏时间,由出料机将管坯逐根取出并0.5m扔至管坯斜料台上，震落表面氧化铁皮。管坯沿斜台和辊道运至管坯热定心前定位，继而完成自动定心。定心后的管坯经斜轧穿孔的前台，送入喂料槽，由链条和液压马达驱动的喂料器推入穿孔。穿孔后毛管直径f184mm，长9.6m，壁厚22。25mm。第79页共77页

17┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸穿孔过程结束后,由“顶杆装入和拔出装置”将顶杆与毛管从辊道上拔出,输出辊道送料装置将顶杆及毛管往连轧机方向移出约1.7m,被挡板挡住，此位置上，顶杆在挡板后被一个液压装置夹住。这时毛管由辊道向连轧机方向输出，一个用液压缸操纵的抛出装置将带顶头的顶杆从辊道上拔出,顶杆从辊道上拔出,顶杆经斜坡滚入冷却装置进行循环冷却。从穿孔机输出的毛管通过16MPa的高压水除磷装置清除一层再生氧化铁皮,直接进入6机架空心坯减径机.只需定径的毛管，经过2或3个机架轧出f184mm的空心坯；要进行减径的管，经过6机架轧出f141。5mm空心坯，壁厚16。7mm，长度为13.9m。空心坯轧出后，由压缩空气将内壁氧化铁皮吹净，然后进入连轧机前台导位装置进行芯棒定位。轧制时芯棒头部先于空心坯头部规定长度一起喂入工作机架。当芯棒尾部离开连轧机最后一机架时，连轧机后台辊道由光电盘控制制动.停下来后斯惠顿杠杆把它从料辊道上拔出，回转后放到调节辊道上定位，第二个斯惠顿杠杆重复此动作，放到芯棒脱棒机上脱棒,芯棒进入根一组的循环装置，脱棒后荒管放入锯切位置，已锯切荒管同步放到螺旋运输机上。壁厚大于7mm时不需要切头，轧出荒管长度为32。3m,直径为f119mm，壁厚为8。2mm.螺旋运输机在二个周期内把荒管送入螺旋运输装置的存放，设置三路送料辊道，再把存放槽内的荒管送入第一路轨道同时,三路辊道上的荒管继续前移一个槽距，第三路上的荒管便进入步进式加热炉中第一齿槽上,其目的是使荒管进料速度保持底速度，约1.7m/s,以避免炉膛的内壁的故障和损坏.若对荒管取样，则需通过三路辊道中第一路辊道型升降装置下降，三路辊道向取样锯方向反转，进行锯切。采用混合煤气加热的部进式再加热炉生产能力160t/h，有把不同进料温度(430℃～850℃)的荒管加热到约980℃的温度,而长度方向温度允许为10℃.出再加热炉后通过一台高压水除磷装置进入28架三辊式外传动张减机，减径管的直径（51mm)，壁厚9.0mm,长度73.4m。张减管经输送辊道送至部进式冷床。张减机最后一个机架轧辊中心线与冷床端部距离为，所以当张减机最大轧出深度时，光管部分一离开张减机就要制动。宽长的步进式冷床通过离合器分为二段传动,冷床使光管旋转前进，起矫直作用，第79页共77页

18┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸从冷床下来的光管，由平行布置的二组送辊道成排送往各自冷锯机组进行定位,成排锯掉增厚端,按各种倍尺锯切,最后锯去尾部增厚端，锯切后倍尺光管经由输送辊道卸到中间库台料筐上，自动过磅称重，待标签挂上后。由吊车将管捆吊到中间仓库并有序地放在料架台上。4.1.2.2精整车间生产工艺高压锅炉管生产加工车间生产工艺钢管经冷床冷却后由吊车从中间库取出放入V型上料机上,然后辊子链式输送装置将管子输送到冷圆盘锯经行切头、尾和定尺。为了使钢管的断面切口平直、光滑和无毛刺。锯切后管子由拨料器一根一根地送入矫直机的进料槽，这是为了消除在加工、冷却和运输过程中钢管产生的弯曲,保证质量和提高成品率。此过程使用的是斜辊矫直机。矫直后,钢管经过喷丸、酸洗和磨削进入探伤阶段，高压锅炉管探伤方法包括涡流探伤、超声波探伤、磁粉探伤、漏磁探伤等.在生产中常采用多重探伤方法来克服各无损探伤的不足,消除盲区，防止缺陷漏检出厂。常用的探伤组合有：超声波+涡流探伤、超声波+漏磁探伤、超声波+磁粉、超声波+磁粉+漏磁探伤。经上述工序后的钢管除必须经过表面质量、尺寸、形状等外观检测和按国家标准及订货合同要求作化学成分、物理机械性能检查（例如，耐压、卷边、压扁、机械性能及金属组织等等),还必须经行水压检测。检测后，进行印记、测长、称重和涂油，最后打捆、入库［7]。4。2工艺制度[8］4。2。1温度制度轧件在各工序的温度见表4—1。表4-1各工序温度参数表入环形炉温度室温20℃出环形炉温度1150℃～1280℃穿孔温度钢级T92毛管温度1190℃～1220℃空减后温度1100℃～1150℃连轧温度1050℃入再加热炉温度430℃～850℃出再加热炉温度980℃±10℃张减后温度850℃下冷床温度100℃~300℃4。2。2孔型系列及变形制度各孔型系统变形制度见表4-2。第79页共77页

19┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸表4—2各孔型系统变形参数表名称参数名称孔型Ⅰ管坯直径/mmf178±2.0长度/m4～10±0。003入炉管坯直径/mmf178长度/m4.0空心坯直径/mm184长度/m10。4壁厚/mm15.7延伸系数2.6空减坯直径/mm141。5长度m13。9壁厚/mm16.7延伸率/%1。34连轧荒管直径/mm119长度/m32.3壁厚/mm8.2延伸系数2。32张减坯直径/mm51长度/m73。4壁厚/mm9。0延伸系数2.34.3技术规程［5]4.3.1管坯准备4。3。1.1管坯尺寸1）直径：f178mm，直径公差范围2.0mm；2）长度：4～10m;3）重量公差范围：3kg;4）弯曲度：10mm/m,全长弯曲度不大于1.5倍管坯直径，椭圆度在直径公差范围内；5）端面平直度：端面应与管坯轴线垂直，偏差值5mm。第79页共77页

20┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸4。3。1。2管坯表面质量1)管坯表面不允许有缩孔、裂纹、夹杂物及其它缺陷，但深度不大于0.4mm的表面裂纹允许存在,大于0.4mm的裂纹应予修磨。2）管坯表面不允许有金属或其它夹杂物的污损，如果其沉积在管坯表面可以修磨掉，这种沉积物可允许在二分之一直径范围内存在。4。3。1。3对管坯质量一贯制冶炼要求1）从高炉—→连钢铁水首先进行脱硫；2）按API标准或DIN标准规定严格控制化学成分；3）对钢水进行吹氩处理；4)对含Mn0。9%、Cr0。3%、Mn0。3％易产生白点钢水,需采用脱气处理，使H含量小于2ppm。4。3。2管坯加热4。3。2.1加热条件加热均匀、加热过程不能有严重的氧化或脱碳、避免热裂纹、过热、过烧，烧损1~1.5％。4.3。2.2设备技术参数1)管坯尺寸：f178×860～4500mm,坯重Max880kg2）钢种:T923)入炉温度：20℃4）出炉温度：1050℃5）管坯出炉截面温度:10℃6）生产能力：160t/h7）炉子尺寸：中径35m，底宽4.5m,炉膛宽5m,炉膛高2～3m8)加热速度：6min/cm4.3。2。3加热时间（4—1）式中:管坯半径；为系数。=11min/cm.4。3。2.4加热制度加热升温曲线见图4—4所示.第79页共77页

21┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸max50℃/hT（℃）1280℃20℃τ图4-4加热升温曲线所示按主孔型不同，环形加热炉各区温度分布见表4—3.表4—3环形炉各区温度分布区号一区二区三区四区五区六区出炉度1191250125013001300130012901270钢级T92的加热制度见表4—4所列。表4-4生产现场环形加热制度（供参考)区号一二三四五六穿孔温度毛管温度10Cr9Mo1VNb1100125013001300128012801240～12601230～12504。3.3管坯穿孔4.3.3。1穿孔速度制度穿孔机轧辊和导盘转速配合关系见表4—5、表4-6。表4—5穿孔机速度制度轧棍转速303543526170788796104114122130导盘转速13131616181821242426262626表4-6不同状态下的轧辊、导盘速比正常轧制状态去除导盘粘钢轧辊转速95～12540～60导盘转速18～2618～26第79页共77页

22┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸速比（)1.5～2。43。0~5。8(）最佳值2。0—管坯穿孔时低速咬入（0。97m/s)，高速轧制（1。26m/s）穿孔后空心坯直径184mm，长度为3。5~11.4m.4。3。3.2穿孔毛管技术条件1）保持均匀时间轧制，避免前台管坯和后台毛管过多而造成不必要的降温.应贯彻抢温轧制。在前台停留时间过长造成表面温度低于正常50℃的管坯不准穿孔。毛管穿出温度见表4—1。2)毛管前端壁厚应均匀，不允许有明显的穿偏、撕裂、螺旋划伤、卡辊结疤、轧痕、外折和发纹等缺陷。3）毛管外表面氧化铁皮由高压水清除。定径后毛管直径公差mm。4。3。4钢管连轧4。3。4.1连轧工艺空减坯空减坯在输入辊道上定位咬入轧机并轧制芯棒循环芯棒润滑芯棒在管内定位芯棒预定位芯棒冷却芯棒准备脱棒切头冷却再加热张减芯棒松棒钢管连轧工艺如图4—5所示.图4-第79页共77页

23┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图4—5连轧流程图4。3。4。2转速摆动轧制时的转速摆动是控制机架见张、推力的主要手段,摆动曲线如图4—6。15%15%机架号12345678-15%图4-6连轧机转速摆动第一机架最大摆动值为设定转速的15%第二机架至第五机架的摆动值可由下式计算：（4—2）当第一架摆动到最大值时，其它各架摆动值见表4-7。表4-7连轧机各架最大转速摆动值机架号123456摆动值/％155。424。233。913。050。0转速摆动在正确的范围内时，荒管有合适的周长，表面有四条均匀的黑线。张力过大将产生包棒;过小则可能产生轧折。应根据轧出荒管质量及脱棒情况进行调整.4.3。4.3芯棒直径补偿作用：调整荒管长度,保证荒管壁厚；补偿芯棒直径规格数不足。芯棒的直径补偿应与转速摆动值配合运用。4。3.4.4荒管的长度控制原则荒管长度控制应遵循如下原则：与张减机相配合，轧出的成品管外径、壁厚控制在公差范围内；连轧机上轧制顺利脱棒顺利。第79页共77页

24┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸4。3.4.5竹节控制连轧管两端出现外径、壁厚和面积增大的现象称为竹节。其主要原因在于咬入和抛出阶段（非轧制稳定阶段）,芯棒阶跃而造成的。竹节问题是全浮连轧机组的固有问题,可采用在非稳定轧制阶段改变一些机架的轧辊转速来减轻。4。3。5张力减径4.3。5。1要求荒管从管坯炉出来后,先经高压水除磷再进入张减.除磷水压力为16MPa,不得低于14MPa。钢温不得低于900℃。SRM的特点:过程机控制头尾增厚。4.3。5。2终轧温度终轧温度见表4—8.表4-8终轧温度表钢管品种钢种终轧温度一般管St35880～930℃St45、St45-1870～910℃St52St55CK45800～900℃油井管37Mn59（T55)800~880℃其它钢种860~890℃4。3。5。3张减机速度最大进口速度：2.75m/s;最大出口速度：16m/s各机架传动比见表4-9所列。表4—928机架张减机的速比表机架序号速比机架序号速比机架序号速比16.851113。643211。70826。851123.346221。70836。228133。015231。70846。228142.750241.70856.228152.491251。70865。861162.323261.70875.339172.116271。70884。920181.989281.70894.564191.917--104.057201.828--第79页共77页

25┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸4。3.5。4取样为了及时掌握轧制质量情况，需定期对张减管取样，测其外径、壁厚和检验内外表面质量。取样要求见表4-10.表4-10张减管取样要求取样数一般管、中低压锅炉管每轧100支取一支油井管、新产品每轧50支取一支取样长度200~400mm取样部位一般在钢管中部4.3。5.5钢管壁厚控制张减的壁厚控制是通过张力摆动来控制的,借助于张力摆动对成品管壁厚进行微调,用1＃～5＃机架转速最大摆动幅度和摆动曲线，见图4—7。-2机架号2101628张摆控制值如表4—11所示。图4—7张减机张力摆动曲线表4-11张减机摆动控制值机架公差123456±10%±10%±8。0%±6.0%±4。0%±2。0％±0％±8％±8％±6.4%±4.8%±3.2％±1.6%±0%±6％±6%±4.8%±3.6％±2.4%±1。2％±0%±4%±4%±3。2％±2。4%±1.6%±0。8％±0％±2％±2%±1。6％±1。2％±0.8%±0。4%±0%第79页共77页

26┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸5轧制表计算5。1轧制表计算的条件（基本参数和极限值)5.1。1轧件长度（1）空心坯长度范围：；（2)空减坯长度范围：；（3）连轧管长度范围：；（4）张减管长度范围:m;5。1.2张减机减径系列张减机减径系列见表5-1表5-1张减机减径系列减径系列连轧管壁厚平均对数减径量A系列mmB系列mmB特系列mm5。2孔型系统的确定5。2.1主孔型——连轧管外径的确定轧管孔型系列是由新产品大纲规定的成品规格和张减机允许的平均减径量决定的.总减径量按下式确定:(5-1)式中：——张减机总对数减径量;——张减机入口管径（连轧管外径）,mm；——张减机出口管径(成品管热态尺寸）,mm。在28架张减机中，建张机架需要3架，而成品精轧机架数为4~5架，其于机架称为工作机架.于是，式(5—1)的总减径量由三部分组成,即（5-2）第79页共77页

27┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸式中：所有建张机架对数减径量之和：所有精轧机架对数减径量之和；所有工作机架对数减径量之和。现取三架建长机架对数减径率分别为:2%、3％、4％则有:=当成品机架为5架时,取，则工作机架的减径量和总减径量的关系为：(5—3）式中：工作机架的平均减径量。(5—4)式中：工作机架数，对基本孔型系,=20。在此张减机上，为了能生产出最小规格的成品管，按A系列取工作机架平均减径量=0.077（﹤0。08）,代入公式（5—3）则有：=0.18+=0.18+20×0。077=1.72由式（5—1）则有:。(未乘以热涨系数1。01是出于负偏差轧制的考虑）为了保证成品管的外径精度和真圆度，必须满足以下条件:，则119A孔型所能轧制的最大成品管外径（热态）为:，经冷却后，=108mm，产品大纲中恰有此规格.∴119A系列可生产的成品管外径为f。若按B系列计算，可得到119B系列的生产范围为f44.5～108mm。同理，为了生产最大外径（f139.7)的成品管，则可得出另一连轧管外径为：=152.5mm，并得出:152。5A系列可生产的外径范围：f33。7～139。7mm152.5B系列可生产的外径范围：f42.4~139.7mm。5。2。2不同系列组合分工对不同的孔型系列的组合充分分工规定如下：119A：f21.3～42。4152.5A：f33。7～42。4第79页共77页

28┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸119B:f44。5～139。7152.5B:f44.5～139.7对119孔与15。2。5孔的重叠部分，应尽量采用152。5孔。但按宝钢钢管厂的经验,只有当时，才可用152.5孔（这出与对成品管质量的考虑），否则仍用119孔。=0。152,根据宝钢生产经验及设计指导要求，采用152。5孔型.5.2。3圆孔与椭孔的选择原则：考虑成品管壁厚精度(为了防止厚壁管内六方超差,应采用椭孔)；考虑轧辊寿命（为了减少轧辊磨损，对薄壁管张减应采用椭孔）。按宝钢钢管厂的经验，当<0.125时，选o孔，否则选r孔。但是对，则采用椭孔轧制，因这时轧辊磨损并不严重.=0。152〉0。125,因此选择圆孔型r。5.2.4孔型配置根据上述原则，可做出不同品种钢管的孔型配置图。普通管孔型配置图（包括天然气远程输送管;管道、容器、设备结构用管；低中压锅炉管等)；高压锅炉管孔型配置图（按DIN17175-59）；油井管孔型配置图（包括油井管、套管和钻杆，按API5CT）.5。3轧制表计算5。3.1计算步骤5.3。1。1确定基本孔型系各架出口管径由4。2。2确定所采用的孔型系统，查取张减机孔型。计算工作机架平均对数减径量：==0。042设假设直径:（5-5）式中:第一架工作机架入口管径（见图5—1)；最末架工作机架出口管径,=1.1。第79页共77页

29┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸工作机架图5—1张减工作机架入、出口管径示意图按下式确定个工作机架单机减径量：（5—6）对机架j架,从而有：这里K=0。007；当=004~0.08时（5—7）mmmm∴=mm∵根据（5-6）上式得下表5—2。第79页共77页

30┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸表5-2及数值j4567890。0490.0480。0470。0460.0450.044103.798。894.390.186.182。45。3。1.2确定精轧机架数，然后计算1）先确定所用的精轧机架数，然后计算。上诉集合中，按从小到大顺序选，计算,若1.060〈δ≦1.10,则取5架精轧;若1.035〈δ≦1。06，则取5架精轧。=101.2/95.95=1。055，因此选择4架精轧。2)按精轧机架减径量分配计算各架直径：（5-8）式中：第架精轧机减径量分配系数，5机架时：、、、、；4机架时：、、、。据（5—8)式可得：，，，，由上述诸式得下表5-3。表5—3及数值j101112130。0430。4250。0380.03578.975.466.859。85。3。1。3确定连轧管壁厚Sk选定—Sk=12.25mm，在若干个机架构成的机组中，前张力从很渐渐升到Zmax，在末尾几架又从Zmax降至0，这样就存在一个平均张力系数［9］。（5—9）其中：第79页共77页

31┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸带入数据可算得=0。38，在区间（0，0.75)之间，故满足条件。5。3。1.4确定连轧管的芯棒直径芯棒的理论直径=119-2×8.2—3。25=99.35mm芯棒补偿（=99mm）=0.5×(99-99。35）=—0。175mm实际外径=99+2×8。2+3.25=118.65mm5.3.1。5空减坯尺寸限制条件：连轧管最大延伸系数,芯棒与空心坯的间隙见表5—4。表5—4芯棒与空心坯的间隙孔型系列1194.0533。25mm9.0-15。5mm计算式:=134.5=126。5==22。25(5-10）或者：(5—11）其中：、见表5-5。表5—5连轧管机减壁量第79页共77页

32┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸1193.25—25.08.59。05.3。1.6空心坯尺寸空减机的任务是为连轧管机提供较高外径精度的空心坯,故其作用首先是定径,则稍大于即可，也就是说在空减机上是不必（也不应该）有大减径量的。因无张力减径会带来不希望的壁增厚。选取=184mm,以减径而得到空减坯外径:对SH，理应由SM及来确定,即—对于119孔型，可取-，即=15。3.1。7管坯直径从轧制的稳定性出发，要求扩径穿孔且扩径量﹤10%，取mm，则5.3。1。8管坯质量计算(对某一规格的产品而言）标准管坯重量能最大程度发挥机组生产能力受管坯长度的限制kg受空心坯长度限kg受空减坯长度限制kg受连轧管长度限制kg受张减后钢管长度限制式中：张减管前后增厚段长度，m；第79页共77页

33┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸增厚段切头尾重量，kg；连轧管切尾重，kg；入环行炉至再加热炉之间的铁皮量,2％；再加热炉烧损，1%。从中取出下限作为由此可得=678.7kg［10]最小坯料重量按工序轧件长度下限计算，取出上限作为。受管坯长度的限制kg受空心坯长度限制==223.3kg受空减坯长度限制==172.7kg受连轧管长度限制==167。8kg受张减后钢管长度限制==206kg按各工序轧件长度下限计算，取出上限作为kg第79页共77页

34┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸5.3.1.9轧件长度计算（步骤）计算实际长度按求出的导出轧件长度;取=678.7kgmmmm==73。4m有效长度：==70.8m5。3.1.10穿孔顶头直径及顶杆直径顶头直径D（5-12）这里内扩径量=，按照计算所得的，取顶头系列中最按接近此值的顶头。代入数据mm，得到=6。5mm，=134mm。的选择原则:0.95，保证毛管穿出方便；应尽可能大，以提高顶杆刚度;考虑共用性，应结合顶杆系列选择,参考表5-6.表5—6顶杆配置表150～126122～110106～9894~8482~78118102888073第79页共77页

35┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸=1185。3。1。11穿孔调整参数顶头位置有三种情况：这里只考虑前两种情况:如图5-2所示，可求出以下参数：辊距（5—13）顶头前伸量（5—14）注：现场取mm，以免形成预先孔腔。顶杆位置：（5-15）上述公式过多的采用了经验数据，由钢管热轧穿孔工艺参数计算[12］得:1）管坯直径压缩量（薄壁管取较大值)，式中：为管坯直径热尺寸取=0。12=0.12×178×1.01=21.6mm2)扩径量：式中：为毛管外径；为扩径率经查表得为2.25%,则=4。14mm3。）顶头直径：得=184-2×15。7-4.14=135。5mm补偿后为=134mm第79页共77页

36┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸4.)轧辊距离E：或：5.)顶头前伸量b：6.)顶杆位置Y：导盘辊距=171~173mm（）,按毛管壁厚选取，如表5-7所示.表5—7导盘距与毛管壁厚的对应关系24。5~48。516.25～24.010.75～15.75171172173取L=172mm。第79页共77页

37┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸6孔型及工具设计6.1穿孔工具设计穿孔工具有内外变形工具之分。外变形工具有穿孔轧辊和导向工具，即导板或导盘，内变形工具为穿孔顶头。6.1。1穿孔轧辊设计6。1.1。1概述轧辊,对小型机组，，=1150～1000mm。对新辊mm，返修车削30次后mm.6。1。1.2各段锥角对大送进角()穿孔，为了使穿孔过程稳定，应采用较小的入口辊面锥角（）,若取=，则入口最大变形区长度为=mm这里=151。3mm为最小轧辊间距（即高点HP间距),故取mm完全满足变形要求.为了进一步改善咬入条件，并避免变形区过长,设计中可以采用双锥来代替上述，如图6—1所示。第79页共77页

38┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图6—1轧辊锥角示意图6。1。1。3各段长度入口锥：∴=46%L1mm可取=138mm，则=162mm。轧辊前端附加一段导入锥，以提高管坯推入时的可靠性。出口锥：，(可依据来确定）又现场=335mm，mm。6.1.1。4材质及技术要求（辊套)穿孔轧辊的材质选取要兼顾轧辊的耐磨性和便于管坯咬入二方面的要求,为此轧辊要具有一定的表面硬度和摩擦洗系数。可选CK45（相当于中国的45钢）、45Mn～50Mn等铸钢或煅钢。技术要求:辊面强度MPa（经调质处理）；硬度HB175～220。辊套内部不允许有白点、裂纹；轧辊工作面不允许有肉眼可见的裂纹、非金属夹杂、结疤、气孔等缺陷。第79页共77页

39┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸6.1。2导盘设计6.1。2.1导盘直径：原则是=177由于导盘的作用之一是轧件导向，故要求一定的有效长度，那么要求导盘的直径足够大，这里可取=1700～1850mm.6.1.2。2导盘厚度选择导盘时应考虑到以下几方面：最小辊距；最大辊径；狄舍尔导盘与轧辊辊面间的最小间隙。时，mm，时，mm.用插值法，当=178时，mm取=148mm6.1.2.3导盘外环尺寸（与导板同）边缘宽度：一般mm，取mm，mm。槽深：一般mm（大机组取大值），取mm，mm.曲面圆弧半径:mmmm第79页共77页

40┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸作出导盘外环示意图6-2。图6-2穿孔机导盘剖面图6。1.2.4材质：56NiCrMoV7化学成分见表6-1.表6-1导盘材质化学成分元素含量（％)元素含量（％）C0。5～0.6Ni1。5～1.8Mn0.65～0.95Mo0.45～0。55Si0。1~0.4V0。07~0。12Cr1。0~1。3S、P≤0.036.1。3顶头设计6.1。3.1顶头形状类型狄舍尔穿孔顶头属于平头顶头,由三段构成，即穿孔锥、平整段和反锥,如图6-3所示。第79页共77页

41┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸图6-3平头型穿孔顶头6。1。3。2各段尺寸，（相当于管坯在穿孔准备区内受辗轧形成的疏松区的直径）。其中:穿孔变形区出口处空心坯半螺距，。按传统的设计思想，考虑到改善空心坯壁厚辗轧效果，任意点的金属受到二次以上的加工,顶头平整段的长度可适当加长.反锥段的长度：mm，只需满足与顶杆间的连接强度，统一取mm。穿孔锥圆弧半径:=323。3mm（6—1）平整段锥角应根据轧辊出口锥角来确定,以获得最佳的均壁效果。取=，适合的送进教范围为。第79页共77页

42┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸按上述步骤设计的顶头规格系列见表6—2。表6-2穿孔顶头系列参数顶头直径顶尖直径圆弧半径穿孔锥长平整段长反锥长13430350148147306。1。3.3顶头材质及技术要求材质：合金铸钢，其主要成分如表6-3.表6-3顶头材质主要成分CMnSiCrNiMoWP、S0.18~0.230。5～0。80。8～1.051。5~1。82.3～2。80.150.1~0。20.035硬度HB340技术要求：主要指表面质量不允许存在沟痕、破损、损伤等缺陷，穿孔锥、辗轧锥、定位槽等部位不允许有任何的缺陷。热处理后表面生成与基体组织粘着性良好的氧化层.外表面氧化层色泽应均匀完整，不允许开裂、起泡、剥裂，不允许有红褐色［13]。6.2孔型设计的基本参数及变形量表示法6。2。1简述6.2.1.1基本参数连轧观机孔型设计的基本参数见表6-4.表6-4连轧管孔型设计基本参数参数主孔119141。516.73.25444。5373.865.528.54。053.259。06.2.1。2变形量表示法减壁变形：(6-2)式中：、第i架出入、口钢管壁厚。第79页共77页

43┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸外周长变化量:（6—3）式中：、第i架出入、口钢管外周长。断面缩减量：（6-4）式中:、第i架出入口钢管截面积。6.2。2变形分配6.2。2。1减径系列的确定为了保证壁厚的精度，第5、6架应给以较小的减壁量，换言之连轧管的减壁量应主要分别在前四架。前两架的减壁量应尽可能大，当不能过大，一般。这主要考虑来料尺寸的波动而给轧机留有一定的承受余地。第二架以后，应单调递减，这是因为轧件温度逐渐下降，塑性降低，孔型侧边易产生裂纹；同时，为使变形缓和，应使相邻机架的减壁量之差逐渐缩小；此外，第5、6架也要有一定的减壁量，否则起不到均壁的作用.第7、8架不减壁，因其主要作用是使钢管与芯棒间形成均匀间隙，以便顺利脱棒.表6-5连轧管机减壁量分配152。5116。710.636。5216.79.841。3310.69.213.249。89.26.159。29。02。169.29.02.1第79页共77页

44┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸799。00899.006。2。2。2圆周减小系列及断面收缩率的确定最大圆周减小率在前3架上，为防止抱棒过紧，在后续机架上应使钢管产生一定的横变形，第4架孔型圆周的设计应调整到比理论值大5％～6％,同样地，第7、8架孔型圆周也应比前面机架孔型得出的圆周大0。8%~1.6％.圆周尺寸系列及各架钢管出口横截面面积如下表：表6—6连轧管机孔型周长与断面减缩率NO.i1190U（mm）F(cm2)444。570.35.1378。964.258。52367。655.8512。53364。045。2317.84427。038。7414.55420.033.1514。26420。030.7510.87367。630。7508367。630.7506.2。3孔型结构的选择根据的经验，连轧孔型轮廓采用圆弧对接，并不严格要求圆滑过度连接，这一点与前苏联的孔型设计不同.①对于孔型No。1~6架(No.2架除外)采用二段式圆弧式结构，如图6—5。②对于152。5孔型的No.2架，采用三段弧结构，主要是为了消除钢管45度处的偏厚现象。③对于No。7架，鉴于脱棒要求,在45°处形成“鼓肚”，故也采用三段弧结构.第79页共77页

45┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸①对于No.8架，为便于脱棒，应使芯棒与钢管间形成均匀间隙，采用三段结构.No。1(第一机架孔型）No.2（第二机架孔型）第79页共77页

46┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸No.3(第三机架孔型)No.4（第四机架孔型）第79页共77页

47┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸No。5（第五机架孔型）No.6（第六机架孔型）第79页共77页

48┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸No.7（第七机架孔型)No.8（第八机架孔型)图6—5连轧孔型结构图第79页共77页

49┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸6.2.4确定孔型结构参数6。2。4.1给定参数偏心距；当减壁量较大时，必须留有宽展余地，以防止过充满出耳子或是抱芯棒过紧，故要有一定的椭圆度，其大小与偏心距有关,规律是：大对应大。表6-7各架孔型偏心距No12341194521侧壁角的大小与椭圆度有关。越大则越大。若过小，则产生抱芯棒和过充满;反之产生欠均壁和圆整。具体的规律是：最大、、、相仿；也最大（考虑脱棒和归圆)各架孔型的值见表6—8所列。表6-8连轧管机孔型值No123456781194540404842。542.54545辊缝及圆角半径（完全凭经验)值应逐渐下降；mm。6.2.4。2导出参数1）孔型顶部半径（6—5）、分别为第i架钢管壁厚和孔型偏心距。2）塞规直径（6-6)第79页共77页

50┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸第i架轧辊辊缝弹跳值，mm，由下式确定：=(6—7）第i架轧机的轧制力，kN；第i架轧机的刚度系数,kN/mm，这里1/=0.0003mm/kN3）孔型侧壁圆弧半径应由侧壁圆弧之长来确定，讨论如下：对No1～6架（不含119孔No2架），按以下步骤计算：(6—8）（孔型侧壁轮廓长度)又（6—9)将式（6-8)代入（6—9）并简化得：（6-10）解式（6—10）得出.式中、均为弧度.对No7架：（6—11）（6—12）（6—13）（6-14）对119孔No8架：(6—15)(6—16）第79页共77页

51┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸解得：（6-17)6。2.4。3孔型参数孔型参数见表6—9.表6-9119孔型参数机孔型参数调整值圆机架号孔顶半径侧壁半径圆角半径R3侧壁角(度）包角(度)αA2偏心距e2直径辊缝直径辊缝周圆周长RR1rαAαA1e1dΔdΔ0444。5164。329450—4536。5—4。0-120。610.0120.69。5378。9263。510030—4023。5—5。0—117.010。0117.09.5367.6360。8820630—4033。25—2。0—117.810。0116.09.7364。0459.8827550-4825—1。0—117。810。0136。09.7427.0567。67531050—42.528。5—0—135。48。0134。07。7420.0667.67531050-42.547。5—0—135.48。0134.07。8420。0758。6751403046.74525011.8117.48.0117。08。0367。6858.675848.545011.75117。44.0117。04.0367。66。2。5轧辊转速计算从提高轧机产量的角度，一般希望轧制速度尽可能提高,即希望轧辊转速尽可能地高。但轧辊转速的提高受到一定条件的约束.6.2。5。1轧辊转速的限制条件电机的最高转速；要考虑轧辊转速正摆动的余地,即应该确定考虑轧辊转速正摆动余量以后允许的电机最高转速,见表6-10所示。表6—10电机的最高转速Noi12345678250250400400400400400400第79页共77页

52┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸2222313793843914004004006。2.5.2计算步骤各机架工作辊径（6-18）式中：辊身直径，=490～600mm；第i架辊逢，mm；第i架孔型高度第i架工作系数,见表6—11.表6-11工作辊系数Noi123456781190.780.890.800.880.840。880。890.77最小工作辊径，以=490mm代入式(6—18）则得各机架工作辊径,如表6—12所列。表6-12工作辊径/mmNoi12345678119405。9394。1405.8396。3399。4394。6393。5403。6各架允许最大线速度当线速度一定时，与相对应，故各机架允许线速度由下式确定：(6—19）因各架速比均为1，故这里=。由已知数据可计算出各架最大线速度,如下表。表6—13各架允许线速度/(m/s）Noi123456781194.2764.7468。0737.9888.2108。3028.2698.419各架实际速度（工作速度）按秒流量相等原则有：，第79页共77页

53┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸∵，∴。确定一个速度系列，其中有一个速度达到上述,则称第i架为“基准机架”。在确定了基准机架以后，可求出其它各机架工作速度：（6—20)式中：分别为基准工作机架钢管出口截面积和轧制速度.当=时，则得到如下速度表。表6-14轧管机各架速度/(m/s）Noi1234567801192。9894。5785.9606。4517.2948。2698.2698.2692。041`轧辊基本转速由于各机架工作辊径是变化的（因反复修磨），要保持同一轧速则必须配以相应的轧辊转速.现设一个基准工作直径mm,则基本转速为：（rpm)（6-21）由上式得：表6-15轧辊基本转速No12345678104158206224253287287287轧辊实际转速因实际工作辊径为:,故个架轧辊转速为：（rpm）（6—22）表6—16转辊实际转速No12345678140220279310348390395388第79页共77页

54┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸6.2.6张减机的重要参数张减机的重要参数见表6—17.表6—17张减机的重要参数孔型号DI/MM2BI/MM67149.45148.368145143。869139。2137。4670131。9130.871124.7123。672118。2117.573112。7110.8374106。5105.675101。2100。4769897.27796.496.07895.8995.897995.8995。89第79页共77页

55┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸7产品小时产量计算7.1典型产品的轧机小时产量7.1.1轧制节奏R的确定产品大纲中,除了部分规格产品的生产节奏受连轧工序的制约以外，大多数规格的薄弱环节在穿孔工序。因此，在确定轧制节奏时,应在穿孔和连轧周期中取得最大.V/(m/s)0.97Vcxt/s017。1。1。1穿孔纯轧时间确定图7-1穿孔速度随时间变化曲线轧件以0.97m/s的速度咬入，并持续轧制1秒钟,其余时间的轧制速度为，变形区出口截面处金属轴向速度，由下式确定：(7-1）式中：变形区出口截面辊径，；穿孔轧辊直径，=1075mm；轧辊送进角,宝钢狄舍尔穿孔机，通常=；穿孔效率，当时，实测=0.87。由式(7—1）得到：m/s第79页共77页

56┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸则纯轧时间为：(7—2）式中：空心坯（穿孔毛管）长度；穿孔变形区长度,;其中入、出口变形长度可按下式计算：其中=1060.9mm这里、、,mm.代入相关数据可得=340mm=250mm=1060。9mm590mm=(10.4+0。59-0。97）/1。2+1=9.4s①　穿孔间隙时间穿孔间隙时间是指前一根轧件尾部离开变形区到后一根轧件接触轧辊的间隔时间。在内,穿孔机要完成一系列辅助工作，的长短与空心坯规格无关。取=5。5s(穿孔间隙时间）∴穿孔周期为:=9.4+5。5=14.9s②　连轧周期从减径空心坯被连轧机进料台的拨料器翻入连轧机进料辊道开始,到连轧机芯棒末端离No1架1。5m处,第二根空心坯翻入为止。这里（一般取15sec，以免小时产量过高）。③　轧制周期，（sec)==15s第79页共77页

57┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸①　轧制节奏，（根/分）=min=4(根/分)7.1。2轧机小时产量计算7.1。2.1理论小时产量=，（t成品/小时）==145.6（t/小时）式中:机组轧费率，对全浮芯棒连轧机组；冷区收得率，对高压锅炉管k=947。1.2.2实际小时产量===131（t/小时）式中：轧机利用系数,这里取=0。9。==131。3（t/小时）第79页共77页

58┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸8设备强度及电机校核8.1轧管机力能参数计算8。1.1已知的基本参数孔型高度mm孔型宽度mm辊身直径钢管尺寸mmmm芯棒直径mm延伸系数轧辊转速140rmp钢种钢极T92轧件温度℃轧件出口速度m/s轧件入口速度m/s8。1。2轧件对轧辊的作用力P单机轧制时,因无张力作用,轧制力最大.计算公式为：，（kN）（8—1)式中：、分别为减径区和减壁区的平均单位压力，MPa；、分别为减径区和减壁区接触面积的水平投影，mm；8.1.2。1金属与轧辊接触面水平投影的计算接触面水平投影总面积的计算按照B.阿尼西伏诺夫推荐式：,（mm)（8—2）式中：B孔宽，；第79页共77页

59┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸轧辊名义直径,；轧辊底径，；孔高，；第一架减径量，。将已知参数=560mm、=429.4mm、=20。9mm代入式（8—2)得到：mm减壁区接触面水平投影面积∵==62.1mm∴==8249.3mm减壁区接触面水平投影面积mm8。1.2。2平均单位压力计算减径区平均单位压力=，（MPa）（8—3）式中:减径区钢管平均直径，由下式确定(8—4）式中：入口管壁壁厚；金属流动应力；外区影响系数,由下式确定：=1+0。9（8—5)其中减壁区长度：（8—6）为了确定金属流动应力，必须计算变形程度和变形速度,公式如下：第79页共77页

60┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（8—7)式中：为底孔线速度，;（8—8）式中：变形程度，%；变形速度,1/sec。代入实际数据，可得到以下各量:mm=3.15m/s∴.据此,由参考文献[12]，得到如下各量:，，,∴kg/mm=70。3MPa第79页共77页

61┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸=4。1mm=11。6∴MPa减壁区平均单位压力（参见《钢管塑性变形原理》）（8—9）其中:=，=（8—10）式中：金属与轧辊间摩擦系数,由下式确定=1150℃为轧制速度，这里===2。563m/s确定流动应力所需参数计算：==36.8由参考文献[12］可得：=8.7=1.2=1.19=0。65∴第79页共77页

62┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸=8.71。21。190.65=8。075kg/mm=79。14MPam=MPa∴=166。4MPa代入式(8-1）得：kNkN∴kN8.1.3轧件对芯棒的轴向力==328.4kN式中：金属与芯棒间摩擦系数,取=0。08～0.10。其它号同前.8.1。4轧制力矩计算连轧管机各轧辊轧制力矩造成以下几方面：减径、减壁区轧制力造成的力矩；相邻机架间前后张力产生的力矩；芯棒作用力产生的力矩。在第一单机架轧制时，后二部分为零,且按下式估算各辊转矩：，（kN×m)（8-11）代入数据可得:=110kN×m8。2轧辊强度校核根据以上求得的力参数，作出轧辊受力图、弯矩图和扭矩图，并确定其危险断面。确定轧辊的几个基本参数第79页共77页

63┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸轧辊辊身直径：550mm;轧辊的名义直径：600mm；轧辊辊径直径：300mm轧辊辊肩长度:280mm轧辊轴头直径：270mm轧辊辊身宽度:320mm压下螺丝中心距:700mm图8—1轧辊和辊径的弯矩和扭矩图8.2。1辊身部分—-仅考虑弯曲强度对于轧辊辊身，只考虑其弯曲强度第79页共77页

64┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸据图轧辊受力图：由：，，得：=2046/2=1023kN作轧辊弯矩图，轧辊的中部的弯矩最大，该处为危险断面∵kN×m∴MPa对铸钢轧辊，安全系数取,当MPa时，许用应力MPa∴=98。32MPa<=100MPa,校核通过[14］。8.2.2辊径部分——按弯扭合成由于辊颈受到轧制力和扭矩的作用,因此其强度要考虑弯曲和扭转的合成应力。辊颈和辊身的接触处产生的应力最大，此处为危险断面.1）弯曲应力∵=133。44kN×m∴MPa2）危险断面的扭转应力轧制扭转力矩kN×mMPa对于铸钢轧辊，据第四强度理论有:第79页共77页

65┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸==99。1MPa<=100MPa校核通过8.2.3轴头部分的强度校核轴头部分主要受到电机的扭矩,轧制力P是很小的，也是其他的大的外力的作用，故只考虑扭转强度的影响。轴头扭转力矩：=kN×m抗扭截面模量∴轴头扭转强度MPa∵MPa=100MPa∴校核通过.8.3主电机容量校核8.3。1轧辊传动所需要力矩（8—12）式中：电机轴上总力矩；轧制力矩;总摩擦力矩；空转力矩；电机轴上动力矩。8.3。1。1轧制力矩（8—13）8.3。1。2摩擦力矩（8-14）第79页共77页

66┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸其中：∴代入式（5—10）有：对油膜轴承，辊颈直径，取,,.辊颈长度，取.∴kN×mkN×m8.3。1.3电机空转力矩kN×m8。3。1.4传动系统动力矩无飞轮且辊系及传动系统的动力矩不大,忽略之。代入相关数据可得8。3。2绘制电机负荷图8.3。2.1计算纯轧时间对第i架而言：（8—15）实测得到：（开轧→轧件前端到达No.8架轧辊中心面）。（8-16）式中：第79页共77页

67┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸得：∴8.3。2。2电机轴上负荷图电机轴上负荷图如图8—2。15s4.85st/s图8-2电机负荷图8.3.3电机能力校核8。3.3.1发热校核要求均方根功率〈额定功率或均方根力矩〈额定力矩kN×m均方根功率：（8-17）代入数据可得：kN×m∴热校核通过8。3.3.2过载校核要求:第79页共77页

68┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸（8-18）式中：负载最大力矩（折算到电机轴上）；电机额定转矩；.考虑电源电压波动对额定转矩的影响系数,一般取.取=0.85∴kN×mkN×m，过载校核通过.9产品的技术经济指标9.1能源介质消耗指标见表9-1所示[15].表9—1能源介质消耗指标No能源介质名称单位能耗备注1水生产用水最大7000水压：0。25MPa平均6790生活用水最大200平均1472重油+混合煤气Kcal/h90。04其中：再加热炉消耗28。66106Kcal/h混合煤气95.863蒸汽最大t/h21。06压力:0.8MPa平均15.04电力KW87000小时计算复合:61000KW5压缩空气最大17500压力:0.8MPa平均131976氧气（）最大552压力：0。8MPa平均3247氮气（）最大830压力：0.8MPa平均3508氩气（）最大9压力:0.8MPa平均8.29。2工具消耗指标见表9—2所示［16］。第79页共77页

69┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸表9-2工具消耗指标No项目主要技术数据单位年耗量1热定心机：定径梁Nr2737300´52´50副22热定心机：顶头Nr2635f146只63穿孔机狄舍尔导盘材质56NiCrMoV7只4外环直径f1847~1697´1464穿孔轧辊辊套CK45，f1150～1000´670只65穿孔机顶杆34CrMo4根15f112~78´5´140006穿孔顶头铸钢2714f150~78´325只46507穿孔机轧辊高耐磨球墨铸铁f500只1268张减机轧辊高耐磨球墨铸铁f300只11679连轧机芯棒Nr2343（X38CrMoV）根76f141～66´2970010连轧机轧辊高耐磨球墨铸铁Φ600~490只19411圆盘锯锯片f630~1800片1325第79页共77页

70┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸结　　论本文主要是通过对上海宝钢钢管厂的实习，查阅了众多资料，并在李胜祗、尹元德老师指导下完成的。是以T92管坯为原料,对规格为f51´9.0mm的高压锅炉管进行的产品设计和验证，其中包括工具设计，确定变形参数和调整参数，计算编程等。虽然整体上完成了设计，但是，本人水平有限，文中有难免有不足之处，请予与指正。第79页共77页

71┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸致　　谢感谢李胜祗、尹元德老师在本人设计过程中的悉心指导,帮助我解决了许多疑惑,同时也要感谢同组成员的热心帮助。本设计中的大部分资料由宝钢股份公司提供，其中也引用了一些专著和已发表论文里面的内容,同时也从网络上参考了不分资料，在此对作者予于衷心的谢意。最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。致　谢人:侯立恒2012年6月4号第79页共77页

72┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸参考文献［1］.高压锅炉管领域市场前景看好.杭州：元唐不锈钢网。2007-7-18http：//www.ytbxw.com/steeltube/3894.html［2]。郭元蓉，滕建明。精品的培育—锅炉、电站用管的生产与开发［J］。四川冶金，2007,（11）：20～25.［3］。我国高压锅炉管生产现状与需求预测分析.苏州：51不锈钢网。2010-5—21http://www。info.51bxg.com/2010/37616.html［4]。Qijian.钢管行业前景迷茫.天津:20G高压锅炉管网.2009—5-21http://www.mdbxgg.cn/321—buxiugangguan/buxiu-42.html［5］。宝钢钢管组.连轧机技术规程[S］。1991［6］.宝钢企业标准汇编［M］。上海宝山钢铁总厂,1990。2[7]。卢秉林。生产实习参考资料［S]。安徽工业大学,。1999.［8］.李胜祗。成型与控制工程专业毕业设计手册［M］.钢管分册。[9］。152。5系统预设定值技术标准。宝钢钢管厂(内部资料)［S][10]。李连诗。钢管塑性变形原理[M］。北京:冶金工业出版社。1985［11］。武汉钢铁设计研究院.轧钢车间设计参考资料之二（通用部分)内部资料[S]。[12].定心机、穿孔机、空减机技术规程[S]。宝钢钢管厂(内部资料）.［13］.邹家祥.轧钢机械［M］.北京：冶金工业出版社.2000［14].范钦珊.工程力学［M］.北京:高等教育出版社.1988[15]。AlbertPozsgay.Accu-Roll:Anewtypeofseamlesstubemill[J］.IronandSteelEngineer.1986（6）:36-42。［16］。LailaS。BayoumiAnalysisofflowandstressesinatubestretch—reducinghotrollingschedule［J］.InternationalJournalofMechanicalSciences2003,45（3）：553-566第79页共77页

73┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸附录A轧制表程序PrivateSubForm_Load（)Combo1。AddItem"油井管"Combo1。AddItem"一般管”Combo1。AddItem"高压锅炉管"EndSubPrivateSubCommand1_Click()Dimi,j,n,k,GjiaAsIntegerDimDr，Sr，Dk,Sk，Kx，Kx1,Kx2,Ra,Dim1,Dwr，Dwc,DrminAsSingleDimD(1To13），Dt2（1To19)，G（1To5），G1（1To5)AsSingleDimrj,c1，c2，c3，c4，c5AsSingleDimq，Vekg，Lve,det1,det2，detSk,Em,Er，ZoAsSingleDimFa1，Fa2AsLongDimDd，Dm,Sm,Dm1，Dh,Sh,detSm,DbAsSingleDimGb，Gbmin，Gb1max，Gb2max，Gb3max，Gb4max,Gb5max,Gb1min，Gb2min,Gb3min，Gb4min,Gb5minAsSingleDimLzj,Lb，Lh,Lm，Lk,Lr,Ur，Ln,Lbmax，Lmmax，Lhmax，Lkmax，LrmaxLbmin,Lmmin,Lhmin，Lkmin,LrminAsSingleDimAnwo，Adho,EWA,Vk，Pb，Ph，Pm,Pk，PrAsSingleDimDt1，Dt，Dgan,Bck，bat1，bat2，bat3,Arf,a，b,X，Y,Lt,Lt1,Lt2AsSingleDimVcx,Tcz,Lp,Lin,Lout,Lg12，Dg1,Dg2,Tcj,Th,Tk,TR,Kf，A理，A实AsSingleDimGuanAsIntegerDr=CSng（Text7。Text）Sr=CSng(Text8.Text)第79页共77页

74┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸IfDr<=33.7ThenKx1="119A"Dk=119ElseIfDr<=42.4ThenIfSr/（Dr—Sr）〈0.18ThenKx1="152。5A"Dk=152。5ElseKx1=”119A”Dk=119EndIfElseIfDr<=108ThenIfSr/（Dr-Sr)<0。18ThenKx1=”152。5B”Dk=152。5ElseKx1=”119B”Dk=119EndIfElseKx1="152.5B”Dk=152。5EndIfEndIfEndIfIfSr/（Dr—Sr)<0.125ThenIfDr>=88。9AndSr〉8ThenKx2=”r”ElseKx2="o"EndIfElse：Kx2="r"EndIf第79页共77页

75┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸IfDr〉=21.3AndDr<=33。7ThenDrmin=21。3ElseIfDr>=44。5ThenDrmin=44。5ElseIfSr/(Dr-Sr）<0.18ThenDrmin=33.7ElseDrmin=21。3EndIfEndIfEndIfDwc=1.1*1.01＊DrminIfKx1="119A”ThenRa=0.077IfKx1=”119B”ThenRa=0.04IfKx1=”152。5A"ThenRa=0。0665IfKx1=”152.5B”ThenRa=0。0526D（1）=Dk/1。02D(2）=D（1)/1.03D(3）=D(2）/1.04Dwr=D(3）Dim1=Sqr(Dwr*Dwc）Fori=4To9IfD（i—1)〉Dim1Thenrj=Ra+0.007*（D（i—1）-Dim1)/(Dwr—Dim1)D（i)=D(i-1)*Exp（-rj）Elserj=Ra-0。007*(Dim1-D（i—1)）/(Dim1-Dwc)D（i）=D(i—1）*Exp（—rj）EndIfNexti第79页共77页

76┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸Forj=1To13q=D(j）/DrIfq>1.06Andq〈1.1Thenc1=0。45c2=0。3c3=0。2c4=0。05c5=0Gjia=j+5EndIfIfq〉=1。035Andq<1.06Thenc1=0.6c2=0。3c3=0.1c4=0c5=0Gjia=j+4EndIfNextjIfDk=152.5AndDr=95AndSr=12.5ThenSk=12.25Lve=0.15＊2Vekg=8。4EndIfIfSk=12.25ThenAnwo=0。01Vk=3.9EndIfEm=0。5*(Sk/（Dk-Sk）+Sr/（Dr—Sr））Fa1=Log（Sk/(1.01*Sr））Fa2=Log（（Dk—Sk）/（1。01＊(Dr-Sr）))Zo=（(2-Em)*Fa1+（1-2＊Em)*Fa2)/((1—Em)＊（Fa1+2＊Fa2)）det1=3.5第79页共77页

77┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸IfDk=119AndSk〉=3.25AndSk〈=25ThendetSk=8。5det2=9EndIfIfDk=152.5ThenIfSk〉=3.5AndSk<=4.25ThendetSk=7.25det2=15。5EndIfIfSk=4.5ThendetSk=8。75det2=12。5EndIfIfSk=4.75ThendetSk=9。25det2=11.5EndIfIfSk〉=5AndSk<=5.5ThendetSk=9.5det2=11EndIfIfSk>=5。75AndSk〈=11.75ThendetSk=9.75det2=10.5EndIfIfSk>=12。25AndSk〈=15ThendetSk=10det2=10EndIfIfSk>=16AndSk<=20ThendetSk=10。25det2=9.5EndIfIfSk〉=22#AndSk〈=36#ThendetSk=10.5第79页共77页

78┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸det2=9＃EndIfEndIfDd=Dk-2＊Sk-det1Dm1=Dd+det2Sm=Sk+detSkDm=Dm1+2＊SmDh=184IfDk=152。5ThendetSm=0EndIfIfDk=119ThenIfSm>=11。75AndSm〈=13.5ThendetSm=0。75EndIfIfSm〉=14.25AndSm<=18。5ThendetSm=1EndIfIfSm>=18.75AndSm<=23＃ThendetSm=1.25EndIfIfSm〉=23。25AndSm<=27。5ThendetSm=1。5EndIfIfSm>=27.75AndSm<=32.25ThendetSm=1.75EndIfIfSm〉=32。5AndSm<=33.5ThendetSm=2＃EndIfEndIfSh=Sm-detSmDh=184Db=178Adho=0。0105第79页共77页

79┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸Lbmax=4.5Lhmax=11＃Lmmax=14。1Lkmax=33＃Lrmax=160Lbmin=0。85Lhmin=3。4Lmmin=3.5Lkmin=8#Lrmin=8。5Ph=3.14＊7。85＊Sh*（Dh-Sh)/1000Pm=3。14＊7.85＊Sm*(Dm—Sm）/1000Pk=3.14*7.85*(Dk—Sk）*Sk/1000Pr=3.14＊7。85＊Sr＊(Dr—Sr)/1000Pb=195.24Gb1max=880Gb2max=Ph＊Lhmax/（1.01*0.98)Gb3max=Pm*Lmmax/（1。01＊0.98)Gb4max=Pk*Lkmax/(1.01*0。98）Gb5max=（(Lrmax＊0。99-Lve）＊Pr+Vekg+Vk)/(1-Adho-Anwo)Gb1min=195.24*0.86Gb2min=Ph*Lhmin/（1.01*0.98）Gb3min=Pm*Lmmin/（1。01*0。98)Gb4min=Pk＊Lkmin/（1。01＊0.98）Gb5min=((Lrmin＊0.99—Lve)*Pr+Vekg+Vk)/（1—Adho-Anwo）G(1)=Gb1maxGb=G（1)G（2）=Gb2maxG(3）=Gb3maxG(4)=Gb4maxG(5）=Gb5maxFori=1To5IfG(i)

80┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸G1（1)=Gb1minGbmin=G1(1）G1(2）=Gb2minG1（3)=Gb3minG1(4）=Gb4minG1（5）=Gb5minFori=1To5IfG1（i）〉GbminThenGbmin=G1（i）EndIfNextiEWA=1-Adho-Anwo-(Vekg+Vk）/GbLb=Gb/PbLh=Gb＊1.01＊0。98/PhLm=Gb＊1.01＊0。98/PmLk=Gb＊1.01*0。98/PkLr=（Gb*EWA/Pr+Lve）*1。01Ln=Gb*0.99＊EWA/Prdetdk=Dh/(6*Sqr（Sh)）Dt1=Dh-2*Sh—detdkDt2(1)=78Fori=1To18Dt2（i+1）=Dt2（i)+4NextiForj=2To18IfAbs（Dt1-Dt2(j））<=2ThenDt=Dt2（j）EndIfNextjIfDt1<=80ThenDt=78IfDt1>=148ThenDt=150IfDt>=126ThenDgan=118第79页共77页

81┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸ElseIfDt<=122AndDt>=110ThenDgan=102EndIfIfDt〈=106AndDt>=98ThenDgan=98EndIfIfDt<=94AndDt〉=86ThenDgan=80EndIfIfDt〈=82AndDt>=78ThenDgan=73EndIfEndIfa=125X=120IfDt〉=78AndDt<=86ThenLt1=115Lt2=100Lt=245ElseIfDt〉=90AndDt<=102ThenLt1=127Lt2=118Lt=275EndIfIfDt>=106AndDt〈=118ThenLt1=152Lt2=118Lt=300EndIfIfDt>=122AndDt〈=150ThenLt1=148Lt2=147Lt=325第79页共77页

82┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸EndIfEndIfbat1=1.2＊3。14/180bat2=4＊3.14/180bat3=2。75*3。14/180Bck=（（Db＊1。01-2*a＊Tan(bat2)）＊Tan(bat3)+（2*Sh+Dt）*Tan（bat1)—2＊（Lt1+Lt2—a+X)*Tan(bat1)*Tan(bat3))/（Tan（bat1）+Tan（bat3)）b=Lt1+Lt2-（Dt+2*Sh-Bck)/2*Tan(bat3）Y=200-（Lt—b—148)Er=(Dk—Dr)/Dk＊100Vcx=1.2Arf=12*3.14/180Lg12=125Dg1=（1150+1000)/2Dg2=Dg1-2*Lg12＊(Tan(bat2)—Tan（bat1))Lin=Cos(Arf)＊（Sqr（（Sin（Arf)）^2＊(Db+Dg2)^2—（(Sin（Arf）)^2—（Tan（bat1））^2)＊(Bck+Dg2)^2)-Tan（bat1)＊（Db+Dg2)）/（2*((Sin(Arf）)^2—(Tan(bat1))^2)）Lout=Cos(Arf）*(Sqr((Sin(Arf))^2*(Dh+Dg1）^2—（(Sin（Arf））^2—（Tan(bat3))^2)＊（Bck+Dg1)^2)—Tan（bat3）＊（Db+Dg1）)/（2＊（（Sin（Arf）)^2—（Tan(bat3))^2）)Lp=Lin+LoutTcz=（Lh+Lp-0。97)/Vcx+1Tcj=5。5Th=Tcz+TcjTk=15IfTh〉=TkThenT=ThElse:T=TkEndIfIf1。2＊60/((Lh+Lp）/1000+6。8）〈=4ThenR=1.2*60/（（Lh+Lp)/1000+6.8)第79页共77页

83┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸Else：R=4EndIfA理=60＊R＊Gb*0。001＊（1-0.008)＊EWA*KfA实=0.9＊A理Text1。Text=Str（Db)Text2。Text=Str(Dh)Text3。Text=Str(Sh）Text4.Text=Str（Dm)Text5.Text=Str（Sm)Text6。Text=Str（EWA）Text9。Text=Str(Dk）Text10。Text=Str(Sk）Text11.Text=Str(Gb）Text12.Text=Str(Gbmin)Text13。Text=Str（Lb）Text14.Text=Str(Lh）Text15.Text=Str（Lm）Text16。Text=Str(Lk）Text17.Text=Str（Lr）Text18.Text=Str(Dt)Text19。Text=Str（Dgan）Text20.Text=Str(Bck）Text21。Text=Str(b)Text22.Text=Str(Y）Text23。Text=Str（Dd）Text24.Text=Str(A理）Text25.Text=Str(A实)Text26.Text=Str（Ln）EndSub第79页共77页