現(xiàn)代熱連軋無縫鋼管生產(chǎn)

前言

　　鋼管在鋼鐵產(chǎn)品中是屬于經(jīng)濟斷面、不可替代的重要品種。從大的范疇分類，鋼管主要分為無縫鋼管和焊接鋼管。鋼管在鋼材總量中占8％一10％。2007年我國的鋼管占鋼材總量的7.48％（含重復(fù)材）。其中無縫鋼管占鋼管的比例，2007年全球約為32％，我國為44.1％。我國是全球鋼管生產(chǎn)的重要產(chǎn)地，鋼管產(chǎn)量占全球鋼管總量的35％以上，而無縫鋼管則占全球的一半；在無縫鋼管的裝備方面已經(jīng)進入全球先進行列，幾乎囊括了全球各種機型。隨著無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高和發(fā)展，當今無縫鋼管連軋機組已經(jīng)占據(jù)鋼管生產(chǎn)線的主要地位。進入2l世紀，三輥連軋機組（PQF）已經(jīng)在我國問世，初步統(tǒng)計已投產(chǎn)和在建無縫鋼管連軋機組（PQF+MPM）超過12套，占全球連軋機組擁有量的50％。三輥連軋機組適應(yīng)高精度、大徑壁比（D／S）、難變形材料的軋制，具有效率高、消耗低、質(zhì)量優(yōu)等特點，在全球已有推廣之勢，在新建和改造的無縫鋼管生產(chǎn)線中，成為首選的機型。

內(nèi)容概要

　　《現(xiàn)代熱連軋無縫鋼管生產(chǎn)》從理論和實踐兩方面全面系統(tǒng)地介紹了熱連軋無縫鋼管的工藝技術(shù)和裝備特點，主要內(nèi)容包括無縫鋼管生產(chǎn)方法、連軋鋼管生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、連軋鋼管生產(chǎn)工藝及設(shè)備、連軋鋼管塑性變形原理、連軋鋼管的孔型設(shè)計、連軋管機的速度制度、連軋管機的軋制工具、連軋鋼管生產(chǎn)工藝控制新技術(shù)、連軋管用坯的質(zhì)量控制、連軋鋼管工藝調(diào)整、連軋管機生產(chǎn)鋼管的主要缺陷及控制、鋼管的控軋控冷?！　　冬F(xiàn)代熱連軋無縫鋼管生產(chǎn)》可供從事軋管生產(chǎn)、培訓(xùn)、教學的有關(guān)人員參考。

作者簡介

　　嚴澤生，1961年10月生，博士，教授級高級工程師，享受國務(wù)院政府津貼專家。1982年畢業(yè)于東北工學院（現(xiàn)東北大學）金屬壓力加工專業(yè)，天津鋼管集團股份有限公司現(xiàn)任總經(jīng)理，中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會第四屆理事會常務(wù)理事，中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會鋼管分會第四、五屆理事會理事長，中國金屬學會鋼管學術(shù)委員會副主任委員，天津科學技術(shù)協(xié)會常務(wù)理事，天津金屬學會副理事長?！　≡群笾鞒侄囗椫卮蠊こ添椖拷ㄔO(shè)，如φ168PQF三輥連軋管機項目、φ460PQF三輥連軋管機、φ720斜軋擴管機項目等。其中φ168POF三輥連軋管機是世界上第一套三輥連軋管機組，其生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備達到了世界領(lǐng)先水平，該項目的科技創(chuàng)新課題“POF三輥連軋管機生產(chǎn)線工藝及裝備集成與創(chuàng)新”獲得國家科學技術(shù)進步獎二等獎?！　〈送?，還主持開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的抗H2S應(yīng)力腐蝕的石油套管、抗CO2腐蝕的石油套管、高抗擠毀石油套管（TP130TT、TP140TT）、熱采井用石油套管（TP110H、TP120TH）和深井用套管（TP140V）等多項高端產(chǎn)品。　　近年來先后獲得國家科學技術(shù)進步獎二等獎2項；冶金科學技術(shù)一等獎1項；天津市科技進步一等獎1項、二等獎2項、三等獎2項。

書籍目錄

1 概述1.1 無縫鋼管生產(chǎn)方法1.1.1 熱軋無縫鋼管生產(chǎn)的一般工藝過程1.1.2 管坯及加熱1.1.3 管坯的穿孔1.1.4 毛管的軋制1.1.5 鋼管的定徑、減徑1.1.6 鋼管的精整1.2 連軋鋼管生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展1.2.1 連軋鋼管生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展歷程1.2.2 限動芯棒連軋鋼管技術(shù)的發(fā)展歷程1.2.3 連軋鋼管技術(shù)的新進展1.2.4 我國連軋管機組的建設(shè)情況2 連軋鋼管生產(chǎn)工藝及設(shè)備2.1 全浮動芯棒連軋管2.1.1 全浮動芯棒連軋管的工藝特點2.1.2 全浮動芯棒連軋管的工藝過程2.1.3 全浮動芯棒連軋管的設(shè)備特征2.2 半浮動芯棒連軋管2.2.1 半浮動芯棒連軋管的工藝特點2.2.2 半浮動芯棒連軋管的工藝過程2.2.3 半浮動芯棒連軋管的設(shè)備特征2.3 限動芯棒連軋管2.3.1 限動芯棒連軋管的工藝特點2.3.2 限動芯棒連軋管的工藝過程2.3.3 限動芯棒連軋管的設(shè)備特征2.4 三輥連軋管(PQF)2.4.1 三輥連軋管的工藝特點2.4.2 三輥連軋管的工藝過程2.4.3 三輥連軋管的設(shè)備特征2.5 三種連軋管工藝比較3 連軋鋼管塑性變形原理3.1 連軋鋼管的幾何學3.1.1 孔型的幾何參數(shù)3.1.2 變形區(qū)的幾何參數(shù)3.1.3 鋼管與孔型原始接觸點的確定3.1.4 接觸面積的計算3.2 連軋鋼管的變形模型及金屬流動3.2.1 連軋鋼管的變分原理3.2.2 連軋鋼管的基本關(guān)系式3.2.3 變形區(qū)金屬流動速度及應(yīng)變速度3.2.4 孔型側(cè)壁處鋼管的變形3.2.5 六角孔型的變形特點3.3 連軋鋼管的運動學3.3.1 速度分析3.3.2 滑移現(xiàn)象3.4 變形區(qū)邊界方程式3.5 鋼管的最小壓扁條件3.6 鋼管的咬人條件3.7 連軋鋼管的軋制力和軋制力矩3.7.1 軋制力的計算公式3.7.2 軋制力矩的計算公式3.7.3 軋制力和軋制力矩的影響因素3.8 連軋鋼管的有限元數(shù)值模擬3.8.1 連軋鋼管有限元模擬計算模型3.8.2 連軋鋼管有限元計算實例4 連軋鋼管的孔型設(shè)計4.1 孔型系列的確定4.1.1 孔型系列4.1.2 確定原則和路線4.1.3 基本步驟4.2 孔型輪廓與孔型參數(shù)4.3 孔型設(shè)計方法4.3.1 設(shè)計步驟4.3.2 二輥連軋管機組4.3.3 三輥連軋管機組4.4 芯棒直徑系列設(shè)計4.4.1 設(shè)計原則4.4.2 設(shè)計原理4.4.3 實際應(yīng)用4.5 脫管機的孔型設(shè)計4.5.1 孔型結(jié)構(gòu)4.5.2 孔型設(shè)計及計算5 連軋管機的速度制度5.1 軋輥的速度制度5.1.1 軋輥轉(zhuǎn)速的計算方法5.1.2 軋輥工作直徑的確定5.1.3 第n機架出口鋼管速度的確定5.2 芯棒的速度制度5.2.1 芯棒的動作過程5.2.2 芯棒限動速度的確定原則5.2.3 芯棒限動速度的計算5.2.4 全浮動芯棒的速度計算5.3 速度制度特性5.3.1 芯棒限動速度與荒管長度的關(guān)系5.3.2 軋制速度對芯棒限動速度的影響5.3.3 芯棒階段工作位置與芯棒限動速度的關(guān)系5.3.4 芯棒運動與軋件運動的位置關(guān)系5.3.5 芯棒限動速度對軋制過程的影響5.3.6 軋輥速度與芯棒速度的關(guān)系5.3.7 芯棒多工作位置循環(huán)的作用5.4 脫管機的速度制度5.4.1 確定原則5.4.2 計算方法6 連軋管機的軋制工具6.1 連軋輥6.1.1 連軋輥的類型6.1.2 連軋輥的技術(shù)條件6.1.3 連軋輥的生產(chǎn)工藝6.1.4 連軋輥的使用6.1.5 軋輥的重車6.1.6 軋輥使用中常見的缺陷6.2 芯棒6.2.1 芯棒的種類6.2.2 芯棒的技術(shù)要求6.2.3 芯棒的制造工藝6.2.4 芯棒的使用6.2.5 芯棒在使用中產(chǎn)生的主要缺陷及修復(fù)7 連軋鋼管生產(chǎn)工藝控制新技術(shù)7.1 液壓小艙控制系統(tǒng)(HCCS)7.2 工藝過程自動控制軟件包7.2.1 工藝調(diào)節(jié)軟件包7.2.2 過程控制軟件包7.2.3 生產(chǎn)監(jiān)控軟件包7.3 鋼管熱測壁厚技術(shù)7.4 自適應(yīng)控制技術(shù)7.5 QAS技術(shù)7.6 CARTA技術(shù)8 連軋管用坯的質(zhì)量控制8.1 連鑄圓坯的冶金質(zhì)量及其控制8.1.1 鋼水的初煉8.1.2 鋼水的爐外精煉8.1.3 圓坯連鑄8.2 連鑄圓坯對鋼的化學成分的要求8.2.1 對常規(guī)元素的要求8.2.2 鋼中氣體的影響……9 連軋鋼管工藝調(diào)整10 連軋管機生產(chǎn)鋼管的主要缺陷及控制11 鋼管的控軋控冷附錄YB/T4149-2006連鑄圓管坯（摘錄）參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1　概述　　1.1　無縫鋼管生產(chǎn)方法　　無縫鋼管是一種經(jīng)濟斷面鋼材，在原油開采和加工、管道輸送、機械制造、鍋爐制造以及大型場館建設(shè)等方面應(yīng)用十分廣泛。鋼管的品種繁多，產(chǎn)品性能也各不相同，主要的生產(chǎn)方式有：熱軋（擠壓）、焊接和冷加工三類。熱軋無縫管是將實心的管坯或鋼錠穿孔并軋制成空心斷面的鋼管。高合金難變形的鋼種用擠壓方式生產(chǎn)，有色金屬無縫管以擠壓方法生產(chǎn)為主。焊接管（有縫管）是將鋼板或鋼帶用各種成形方法彎卷成所要求的橫斷面形狀，然后用不同的焊接方法將焊縫焊合而獲得鋼管的過程。焊管生產(chǎn)具有連續(xù)性強、效率高、成本低、單位產(chǎn)品投資少等特點。無縫鋼管與焊接鋼管相比，其材料的可靠性和品種適應(yīng)強，尤其適應(yīng)厚壁和合金鋼的生產(chǎn)；主要問題是投資高、成本高，制造工藝復(fù)雜，橢圓度公差大。而焊接鋼管實際上是板材的深加工產(chǎn)品，在價格相近的條件下，無縫鋼管的競爭力因其可靠性強而提高；但隨著鋼板質(zhì)量的不斷改善和焊管技術(shù)裝備水平的提高，焊管在鋼管產(chǎn)量中的比重不斷增長。部分無縫管占據(jù)的市場，有被焊接鋼管替代的可能性，但這只是非常有限的領(lǐng)域。目前，焊接鋼管在各主要工業(yè)國家占鋼管總產(chǎn)量的65％-4％，我國的焊接鋼管比重約占55％～58％。

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