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收藏词条   编辑词条 连轧管车间设计

创建时间:2008-08-02

连轧管车间设计(design of mandrel mill)

以连轧管机为主机生产无缝钢管的车间设计。连轧管机有6~8个机架,连续布置,毛管内插入芯棒后在其中轧制。由于其产品质量高,生产能力大,已成为当代生产无缝钢管的主流。车间设计的原则和方法见轧钢厂设计,设计内容见热轧无缝钢管车间设计。

简史自1904年法国人法歇尔(Fassel)提出建立连轧管的设想,到1949年才有一套工艺成熟,用于工业生产的连轧管机在美国钢公司(United States Steel Corp.)洛雷恩(Lorain)厂投产,并为这种轧管机的发展在工艺上和设备结构上奠定了基础。这一代轧管机为全浮动芯棒连轧管机,它的主要特征是:7~9个机架相邻布置,轧辊轴线与地面成45,相邻机架成90,单独传动。产品直径为89~168mm,壁厚为3~25mm,长达30m。一般都配有张力减径机,使产品最小直径可以达到21.3mm。1978年,意大利因西公司(Innocent santeustacchio SPA简称INNSE)设计制造了一台限动芯棒连轧管机,称为MPM(Multistand pipe mill),在达尔明公司(Dalmine SPA)投产。这台轧机的特点是:在轧管的过程中,芯棒以低于钢管前进速度的恒定速度前进,可用较短的芯棒轧制出较长的钢管,钢管外径范围为114~340mm。这是世界上第一台限动芯棒连轧管机。同年,法国瓦卢勒克公司(Vallourec SA)的圣索夫(Saint—saulve)厂投产了一台半浮动芯棒连轧管机,其特点是:在连轧过程中,芯棒是限动的,当毛管轧制终了时,芯棒脱离限动器,随钢管一起轧出,在轧管机后的脱棒机上,芯棒被从钢管中抽出。这种生产方法,法国称为诺瓦尔(Neuvall)法。80年代限动芯棒连轧管机发展较快。

中国于1985年在上海宝山钢铁总厂建成一个连轧管车间,采用全浮式芯棒操作,配有张力减径机,产品直径范围为21~140mm。1992年在天津建成一套能生产直径250mm钢管的限动芯棒连轧管机。

设计规模与产品方案连轧管机是一种高效率的制管设备,年生产能力一般在30~50万t以上。产品品种有石油管、锅炉管、结构管及流体输送管等。产品规格范围:直径为80~126mm、壁厚为3~40mm,在配有张力减径机的条件下,最小直径为21.3mm,最小壁厚为2.5mm。

工艺流程选择现代的连轧管车间所用管坯长度可达5m,穿孔后毛管长度大于10m,轧出的钢管长度可达36.5m,每分钟可轧3~4根。根据80年代连轧管生产技术的发展,在车间设计中,除应考虑其他轧管车间设计中选择工艺流程的原则和内容外,还宜采用下述几项新工艺。

(1)毛管延伸。在穿孔之后,将毛管在斜轧延伸机上延伸,以纠正穿孔时可能造成的壁厚不均,从而可使成品的壁厚偏差从士8%~l0%减小到±5%或者更小。

(2)毛管定径或减径。定径可消除斜轧穿孔时产生的毛管沿长度方向上的直径差异和弯曲,以利于芯棒的插入和轧管机的咬入。减径除有定径作用外,还可用一种规格的管坯制成两种规格的毛管,以减少车间所需的管坯规格。

(3)轧管。采用限动或半浮芯棒操作,以提高钢管尺寸精度,扩大轧机生产规格范围。

(4)在线热处理。当产品方案中需要调质或常化热处理的产量份额占较大比例时,在生产线上宜设热处理设备,以利用余热,节省能源。

(5)在线检测、探伤和计算机控制。设置在线测径、测厚、测长、探伤和轧机自动设定及动态调整等计算机控制系统。

(6)采用自动化中间仓库。

现代化连轧管车间工艺流程如图。

主要工艺设备选型连轧管车间所用的设备除加热炉、穿孔机、延伸机、定(减)径机、冷床和精整设备(见热轧无缝钢管车间设计)外,尚有毛管定径或减径机和连轧管机等。

(1)延伸机。在推轧穿孔机后必须设置斜轧延伸机,以便将中空坯的壁厚减薄,并纠正穿孔时可能产生的壁厚不均。在新的设计中,即使以圆管坯为原料,在斜轧穿孔机上穿孔,也可在穿孔机之后设置斜轧延伸机,以提高产品的壁厚尺寸精度。

(2)毛管定(减)径机。有二辊式与三辊式两种,一般有4~6个机架。如果仅是消除毛管在长度上的直径偏差与弯曲,可选用4个机架。如果是为了用一种规格的管坯生产两种规格的毛管,则选用6个机架。其结构型式与成品定(减)径机基本相同。

(3)连轧管机。一般有6~8个机架,在规格上还没有形成系列,可以根据需要设计成不同的规格,年生产能力为30至60万t。芯棒操作方式有全浮动、半浮动(半限动)和限动三种。全浮动操作法趋向于淘汰。半浮动操作法适用于生产直径不大于177.8mm(7”)钢管的连轧管车间,限动操作法适用于较大规格的轧管机。

(4)脱管机。在限动芯棒连轧管机后面设脱管机,在轧制过程中与轧管机形成连轧,用于将钢管从芯棒上脱下,并有定径作用。一般为二辊式,有3~5个机架。也可增加机架数,使之兼有定减径机的功能。

其他工艺设备的类型和选型原则见热轧无缝钢管车间设计。

车间组成和平面布置车间有原料、加热、轧制、精整和成品库几个跨间。由于连轧管车间产量高和主要工艺设备结构上的特点,以及产品品种规格多等情况,在车间布置上有两个特点:(1)热轧设备布置在高出车间地坪4~6m的平台上,以减少构筑物在地下的深度,便于施工。平台下的空间可供管道铺设及设置辅助设施之用。在地下水位较高的场地,尤为必要。(2)在冷床后设容量较大的中间仓库,以存放从冷床下来的热轧钢管和中间半成品钢管。现代化的设计中已采用由计算机管理的高架式立体仓库。。车间的辅助设施见轧钢厂设计。只是芯棒维修加工及锯片修磨的工作量大,须考虑专用设施。当用火焰切割管坯时,应设置必要的氧气、乙炔或煤气的供应设施。

消耗指标.每吨热轧钢管主要消耗指标为:管坯1.10~1.12t,燃料2.5~3.3GJ,电力110~130kW•h。

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