無縫管生產

無縫管生產是用穿孔等方法生產周邊無接縫的鋼管或其他金屬管和合金管。

基本介紹

• 中文名：無縫管生產
• 拼音：wufengguanshengchan
• 解釋：生產周邊無接縫的鋼管
• 類型：生產

正文

用穿孔等方法生產周邊無接縫的鋼管或其他金屬管和合金管。無縫管的外徑範圍為0.1～1425mm，壁厚為0.01～200mm。除圓形管外,還有各種異形斷面管和交斷面管。

生產方法和簡史

無縫管的生產方法很多。根據交貨要求，可用熱軋(約占80～90%)或冷軋、冷拔（約占10～20%）方法生產。熱軋管用的坯料有圓形、方形或多邊形的錠、軋坯或連鑄管坯，管坯質量對管材質量有直接的影響。熱軋管有三個基本工序：①在穿孔機上將錠或坯穿成空心厚壁毛管；②在延伸機上將毛管軋薄，延伸成為接近成品壁厚的荒管；③在精軋機上軋製成所要求的成品管。軋管機組系列以生產鋼管的最大外徑來表示（見軋機）。無縫鋼管生產方法見表1，括弧中數字為創製年代。

無縫鋼管生產有近 100年的歷史。德國人曼尼斯曼兄弟於1885年首先發明二輥斜軋穿孔機，1891年又發明周期軋管機,1903年瑞士人施蒂費爾（R.C.Stiefel）發明自動軋管機（也稱頂頭式軋管機），以後又出現了連續式軋管機和頂管機等各種延伸機，開始形成近代無縫鋼管工業。20世紀30年代由於採用了三輥軋管機、擠壓機、周期式冷軋管機，改善了鋼管的品種質量。60年代由於連軋管機的改進，三輥穿孔機的出現，特別是套用張力減徑機和連鑄坯的成功，提高了生產效率，增強了無縫管與焊管競爭的能力。70年代無縫管與焊管正並駕齊驅，世界鋼管產量以每年 5%以上的速度遞增。中國1953年後重視發展無縫鋼管工業，已初步形成軋制各種大、中、小型管材的生產體系。銅管一般也採用錠坯斜軋穿孔、軋管機軋制、盤管拉伸工藝。

自動軋管生產

生產無縫鋼管的方式之一。生產設備由穿孔機、自動軋管機、均整機、定徑機和減徑機等組成。其生產工藝流程見圖1。

穿孔機

常用的二輥斜軋穿孔過程見圖2。圓管坯穿軋成空心的厚壁管（毛管），兩個軋輥的軸線與軋制線構成一個傾斜角。近年來傾斜角已由6°～12°增至13°～17°,使穿孔速度加快。生產直徑250mm以上鋼管，採用二次穿孔,以減少毛管的壁厚。帶主動旋轉導盤穿孔、帶後推力穿孔、軸向出料和循環頂焊等新工藝也取得一定的發展,從而強化了穿孔過程,改進了毛管質量。

自動軋管機

把厚壁毛管軋成薄壁荒管。一般經2～3道次，軋制到成品壁厚,總延伸率約為1.8～2.2。70年代以來，用單孔槽軋輥、雙機架串列軋機、雙槽跟蹤軋制和球形頂頭等技術，都提高了生產效率，實現了軋管機械化。

均整機

結構與穿孔機相似。均整的目的在於消除內外表面缺陷和荒管的橢圓度，減少橫向壁厚不均勻。近年採用三輥均整機，提高了均整機變形量和均整效率。

定徑機

由3～12架組成，減徑機由12～24架組成，減徑率約達3～28%。50年代出現的張力減徑機,在調整輥速和減徑的同時，以適當的張力控制壁厚。新型張力減徑機一般用三輥式，有18～28架，最大減徑率達80%，減壁率達44%，出口速度達每秒18mm。張力減徑機有兩端增厚的缺點，可用“頭尾端部突加電氣控制”或微張力減徑消除。

自動軋管機組

常用系列有外徑為100mm、140mm、250mm和400mm四種,生產外徑17～426mm鋼管。機組的特點是在穿孔機上實現主要變形，規格變化較靈活，生產品種範圍較廣。由於連續軋管技術的發展，已不再建造140mm以下的機組。

連續軋管生產

生產設備由穿孔機、連續軋管機、張力減徑機組成。工藝流程見圖1。圓坯穿成毛管後插入芯棒，通過7～9架軋輥軸線互呈90°配置的二輥式軋機連軋。軋後抽芯棒，經再加熱後進行張力減徑,可軋成長達165m的鋼管。140mm連續軋管機組年產40～60萬噸，為自動軋管機組的2～4倍。這種機組的特點是適於生產外徑168mm以下鋼管,設備投資大,裝機容量大,芯棒長達30m,加工製造複雜。70年代後期出現的限動芯棒連續軋管機（MPM）,軋制時外力強制芯棒以小於鋼管速度運動，可改善金屬流動條件，用短芯棒軋制長管和大口徑鋼管。

周期軋管生產

以多邊形和圓形鋼錠或連鑄坯作原料，加熱後經水壓穿孔成杯形毛坯，再經二輥斜軋延伸機軋成毛管,然後在帶有變直徑孔槽的周期軋管機上,軋輥轉一圈軋出一段鋼管（圖3）。周期軋管機又稱皮爾格爾（Pilger）軋管機。周期軋管生產是用鋼錠作原料，宜於軋制大直徑的厚壁鋼管和變斷面管。

三輥軋管生產

主要用於生產尺寸精度高的厚壁管。這種方法生產的管材，壁厚精度達到±5%，比用其他方法生產的管材精度高一倍左右。工藝流程見圖4。60年代由於新型三輥斜軋機（稱Transval軋機）的發明，這種方法得到迅速發展。新軋機特點是軋到尾部時迅速轉動入口迴轉機架來改變輾軋角，從而防止尾部產生三角形，使生產品種的外徑與壁厚之比，從12擴大到35，不僅可生產薄壁管，還提高了生產能力。

頂管生產

傳統的方法是方坯經水壓穿孔和斜軋延伸成杯形毛管，由推桿將長芯棒插入毛管杯底，順序通過一系列孔槽逐漸減小的輥式模架，頂軋成管。這種生產方法設備投資少，可用連鑄坯，能生產直徑達1070mm、壁厚到200mm的特大特厚的管，但生產效率低,壁厚比較厚，管長比效短。出現CPE法的新工藝後,管坯經斜軋穿孔成荒管，收口後頂軋延伸成管，克服了傳統方法的一些缺點，已成為無縫管生產中經濟效益較好的方法。

擠壓管生產

首先將剝皮圓坯進行穿孔或擴孔，再經感應加熱或鹽浴加熱，並在內表面塗敷潤滑劑送入擠壓機,金屬通過模孔和芯棒之間環狀間隙被擠成管材(圖5)。主要用於生產低塑性的高溫合金管、異型管及複合管、有色金屬管等。這種方法生產範圍廣，但產量低。近年來，由於模具材料、潤滑劑、擠壓速度等得到改進，擠壓管生產也有所發展。

導盤軋管生產

又稱狄塞耳(Diessel)法。穿孔後帶長芯棒的毛管在導盤軋管機上軋成薄壁管材。軋機類似二輥斜軋穿孔機，只是固定導板改成主動導盤。由於用長芯棒生產，管材內壁光滑，且無刮傷；但工具費用大，調整複雜。主要用於生產外徑150mm以下普通用途的碳素鋼管。目前使用較少，也無很大的發展前景。

旋壓管生產

將平板或空心毛坯在旋壓機上經一次或多次旋壓加工成薄壁管材。管子精度高，機械性能好，尺寸範圍廣，但生產效率低。主要用於生產有色金屬管材，但也越來越多地用於生產鋼管。旋壓管材除用於生產生活器具、化工容器和機器零件外，多用於軍事工業。
70年代，採用強力旋壓法已能生產管徑達6000mm、直徑與壁厚之比達10000以上的大直徑極薄圓管和異形管件。

冷軋、冷拔管生產

用於生產小口徑薄壁、精密和異形管材。生產特點是多工序循環工藝。用周期式冷軋管機冷軋,其延伸率可達6～8（圖6）。60年代開始向高速、多線、長行程、長管坯方向發展。此外，小輥式冷軋管機也得到發展。主要用於生產壁厚小於1mm極薄精密管材，冷軋設備複雜，工具加工困難，品種規格變換不靈活；通常採用冷軋、冷拔聯合工藝，即先以冷軋減壁，獲得大變形量，然後以冷拔獲得多種規格。

配圖

參考資料: