據不(bu)完全(quan)統計,美(mei)(mei)國、聯(lian)(lian)(lian)邦德國、捷(jie)(jie)(jie)克曾裝有五臺斜(xie)軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji),即(ji)美(mei)(mei)國二(er)臺、聯(lian)(lian)(lian)邦德國二(er)臺、捷(jie)(jie)(jie)克一臺。由(you)于捷(jie)(jie)(jie)克的(de)(de)斜(xie)軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)是(shi)由(you)德國Meer廠制造(zao),而且和(he)聯(lian)(lian)(lian)邦德國的(de)(de)擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)一樣都是(shi)安設在周期軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)的(de)(de)后面,因(yin)此五臺斜(xie)軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)基(ji)本上分(fen)為兩大類,其設備布置如下:
美國式:與自動(dong)軋管(guan)機(ji)(ji)相配合,其工藝流程為:管(guan)坯加熱(re)爐→一次穿(chuan)孔機(ji)(ji)→二次穿(chuan)孔機(ji)(ji)→再加熱(re)爐→自動(dong)軋管(guan)機(ji)(ji)→再加熱(re)爐→斜軋擴徑機(ji)(ji)→均整(zheng)機(ji)(ji)→再加熱(re)爐→定徑機(ji)(ji);
德國式:與周期軋(ya)管機相(xiang)配合,其工藝流程(cheng)為(wei):周期軋(ya)管機→再加熱(re)爐→斜軋(ya)擴徑機→定徑機。
對以(yi)上兩(liang)種設備布置方式加以(yi)比(bi)較可以(yi)看出:
1. 美國式的布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)中在斜軋擴徑(jing)機之后設有(you)均(jun)整(zheng)機,而(er)德(de)國式布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)中則沒有(you)均(jun)整(zheng)機,其實(shi)這是將擴徑(jing)機當二次穿孔機用;
2. 美國(guo)式(shi)的布(bu)置中由于增加了(le)均整(zheng)機(ji),因(yin)此(ci)在斜擴徑機(ji)、定徑機(ji)之(zhi)間(jian)又增加了(le)一臺再(zai)加熱爐(lu),而德(de)國(guo)式(shi)布(bu)置中則由于斜軋擴徑機(ji)很緊湊地(di)布(bu)置在周期軋管機(ji)之(zhi)后,兩者(zhe)之(zhi)間(jian)設一臺再(zai)加熱爐(lu)就已足夠,省去了(le)一臺再(zai)加熱爐(lu)。
此外,在斜軋擴徑機的擴徑量方面,美國所采用的數字與德國有所差異。美國所采用的數字一般為70%~86%,而德國的設計數字為110%~130%,實際采用的(針對捷克的擴徑機而言)僅為65%左右。至于擴徑后鋼管的壁厚問題,德國的數字為6~13mm,捷克所生產的擴徑無縫不(bu)銹鋼管的壁厚在8~9.5mm的范圍內,據稱捷克Chomtov 不銹鋼(gang)管(guan)廠正在設法將擴徑后鋼管壁厚降至7.6mm,甚至5mm.而美國所生產的擴徑不銹鋼管的壁厚在8~10mm左右,在這方面沒有什么差異。
下(xia)面以捷(jie)克(ke) Chomtov 不(bu)銹鋼(gang)管(guan)廠(chang)的(de)斜軋徑(jing)(jing)車間為(wei)例來說明它(ta)的(de)工(gong)(gong)藝過程(cheng)、擴徑(jing)(jing)機(ji)、擴徑(jing)(jing)工(gong)(gong)具以及(ji)鋼(gang)管(guan)產(chan)品方案和(he)質量等(deng)問題。
一、斜軋擴徑的工藝過程
斜軋(ya)(ya)擴徑的工(gong)藝過程包括:擴徑管(guan)坯加(jia)熱(re)、斜軋(ya)(ya)擴徑、均(jun)整、定徑、精整和檢驗。所用的管(guan)坯由(you)周期(qi)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)或(huo)自動軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)軋(ya)(ya)制,捷克Chomtov將(jiang)鋼管(guan)斜軋(ya)(ya)擴徑機(ji)安設在周期(qi)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)之后,未設置均(jun)整機(ji),其擴徑車間的平面布置如圖10-1所示(shi)。

主要設(she)備包括:加熱爐一座、兩輥盤(pan)式擴徑(jing)(jing)機一臺及(ji)定徑(jing)(jing)機一臺。車間主要生產φ529mmx8mm的石油輸送管(guan)。所用(yong)(yong)擴徑(jing)(jing)管(guan)坯為φ(330×13.5)mm×12m,由該廠周期軋(ya)管(guan)機組用(yong)(yong)ф460mm,重量為1.5t的鋼(gang)錠(ding)軋(ya)制。
擴(kuo)徑管(guan)坯在(zai)連續式(shi)斜(xie)底加(jia)熱(re)(re)爐(lu)內(nei)加(jia)熱(re)(re),燃料(liao)為煤(mei)氣(qi)。管(guan)子(zi)的(de)(de)裝爐(lu)、出爐(lu)均靠爐(lu)內(nei)外的(de)(de)輥(gun)(gun)道進(jin)行,鋼(gang)(gang)管(guan)在(zai)爐(lu)內(nei)的(de)(de)移動由推(tui)鋼(gang)(gang)機(ji)(ji)操作,爐(lu)內(nei)經常保持14根(gen)鋼(gang)(gang)管(guan)。擴(kuo)徑管(guan)坯在(zai)爐(lu)內(nei)加(jia)熱(re)(re)到1180~1240℃后出爐(lu),由翻鋼(gang)(gang)機(ji)(ji)將(jiang)它送到擴(kuo)徑機(ji)(ji)前(qian)臺受料(liao)槽(cao),將(jiang)尾端裝有頂頭(tou)的(de)(de)頂桿插人管(guan)內(nei),頂桿前(qian)端固定在(zai)閉鎖裝置里,此機(ji)(ji)構還可(ke)以精確(que)調整頂頭(tou)在(zai)軋(ya)輥(gun)(gun)間的(de)(de)位置。鋼(gang)(gang)管(guan)用水(shui)壓推(tui)管(guan)機(ji)(ji)推(tui)向軋(ya)機(ji)(ji)入(ru)口(kou),咬人后開始擴(kuo)徑和減壁,兩軋(ya)輥(gun)(gun)中(zhong)(zhong)心(xin)線分別(bie)(bie)位于軋(ya)制(zhi)中(zhong)(zhong)心(xin)線的(de)(de)上、下方,軋(ya)輥(gun)(gun)中(zhong)(zhong)心(xin)線與軋(ya)制(zhi)中(zhong)(zhong)心(xin)線之間的(de)(de)距離稱(cheng)為偏心(xin)距。兩軋(ya)輥(gun)(gun)中(zhong)(zhong)心(xin)線在(zai)水(shui)平面內(nei)的(de)(de)夾角為130°,兩軋(ya)輥(gun)(gun)分別(bie)(bie)由兩臺直(zhi)流電動機(ji)(ji)進(jin)行傳動。
擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)(jing)后(hou)鋼(gang)管(guan)(guan)尺寸為Φ545mmx8mm,長度不(bu)變(仍(reng)為12m).擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)(jing)完畢(bi)后(hou),鋼(gang)管(guan)(guan)由后(hou)臺料槽用翻(fan)鋼(gang)機(ji)經斜(xie)算條自動(dong)滾到(dao)定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)前受料槽,準(zhun)備(bei)進行定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)。通過(guo)定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)以(yi)獲得(de)最(zui)終尺寸,同時可(ke)以(yi)得(de)到(dao)矯直的效(xiao)果。定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)是(shi)(shi)一臺兩(liang)輥可(ke)逆式單架(jia)軋(ya)機(ji),軋(ya)輥上有(you)2~3個孔(kong)(kong)型,定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)共軋(ya)制4~8道,每道軋(ya)制后(hou)管(guan)(guan)子翻(fan)過(guo)90°,前2~4道是(shi)(shi)粗軋(ya)(第(di)一孔(kong)(kong)型),后(hou)2~4道是(shi)(shi)精軋(ya)(第(di)二孔(kong)(kong)型)。定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)后(hou)鋼(gang)管(guan)(guan)獲得(de)成品尺寸(熱狀態)φ532mmx8mm,并消除了鋼(gang)管(guan)(guan)外(wai)表面(mian)因(yin)斜(xie)軋(ya)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)(jing)而產生的螺旋紋。鋼(gang)管(guan)(guan)冷卻后(hou),將兩(liang)端用火(huo)焰切割器同時切去。切割后(hou)用砂輪將管(guan)(guan)口磨光,以(yi)清(qing)除毛刺(ci)等(deng)。然后(hou)檢(jian)查(cha)鋼(gang)管(guan)(guan)直徑(jing)(jing)(jing)(jing)、壁(bi)厚及表面(mian)質量。最(zui)后(hou)是(shi)(shi)端部(bu)定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)和水壓(ya)試驗,壓(ya)力達到(dao)7MPa(70大(da)氣壓(ya))。
二(er)、斜軋擴徑(jing)機的構造(zao)概述
斜軋(ya)(ya)擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)有兩個裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)(zai)(zai)箱形(xing)機(ji)架內(nei)的(de)(de)懸臂式(shi)盤形(xing)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun),軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)中心線(xian)與軋(ya)(ya)制中心線(xian)在(zai)(zai)(zai)(zai)水(shui)平(ping)面上互呈60°~80°角(jiao),在(zai)(zai)(zai)(zai)垂直面上則(ze)(ze)互相平(ping)行(xing)而(er)有一(yi)偏(pian)心距,其(qi)(qi)值約為±50~80mm(兩輥(gun)(gun)(gun)分別居(ju)于軋(ya)(ya)制線(xian)的(de)(de)上、下方)。兩軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)各由單獨的(de)(de)直流(liu)電動機(ji)經過減速箱進(jin)行(xing)傳動,其(qi)(qi)旋轉(zhuan)(zhuan)方向相同(tong)(tong)。軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)間距靠與其(qi)(qi)軸向推(tui)力軸承相連(lian)的(de)(de)側壓進(jin)螺絲調(diao)節(jie)。兩個軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)中間置(zhi)(zhi)有一(yi)錐形(xing)擴(kuo)徑(jing)(jing)頂頭,頂頭裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)(zai)(zai)頂頭拉桿(gan)(gan)的(de)(de)尾端(duan),另一(yi)端(duan)在(zai)(zai)(zai)(zai)軋(ya)(ya)制時固定(ding)在(zai)(zai)(zai)(zai)拉桿(gan)(gan)閉鎖(suo)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)內(nei)(該(gai)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)亦用(yong)來(lai)調(diao)整(zheng)頂頭在(zai)(zai)(zai)(zai)變形(xing)中的(de)(de)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi))。在(zai)(zai)(zai)(zai)擴(kuo)完一(yi)根鋼(gang)(gang)管(guan)之后,頂頭連(lian)同(tong)(tong)拉桿(gan)(gan)用(yong)回送(song)輥(gun)(gun)(gun)送(song)到擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)前臺(tai),等待下一(yi)根鋼(gang)(gang)管(guan)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)入前臺(tai)受(shou)料槽后再回到工作位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(即拉桿(gan)(gan)通過鋼(gang)(gang)管(guan)并固定(ding)在(zai)(zai)(zai)(zai)閉鎖(suo)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)內(nei)),頂頭連(lian)同(tong)(tong)拉桿(gan)(gan)在(zai)(zai)(zai)(zai)軋(ya)(ya)制時由于鋼(gang)(gang)管(guan)內(nei)表面的(de)(de)摩擦而(er)隨鋼(gang)(gang)管(guan)轉(zhuan)(zhuan)動。在(zai)(zai)(zai)(zai)頂頭上下方裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)有上下導板,下導板位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)固定(ding)不(bu)動,上導板則(ze)(ze)可以(yi)上下調(diao)整(zheng)。這樣(yang)管(guan)壁在(zai)(zai)(zai)(zai)孔(kong)型中受(shou)到輾軋(ya)(ya)而(er)減薄(bo),外徑(jing)(jing)則(ze)(ze)相應的(de)(de)擴(kuo)大。除頂頭拉桿(gan)(gan)在(zai)(zai)(zai)(zai)軋(ya)(ya)制時用(yong)循環水(shui)冷(leng)卻(que)以(yi)外,軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)和頂頭都是在(zai)(zai)(zai)(zai)軋(ya)(ya)制間歇時間內(nei)進(jin)行(xing)噴水(shui)冷(leng)卻(que)。
Chomtov 廠擴徑機的(de)軋輥直徑為(wei)1700mm、轉(zhuan)速0~73.5r/min,主電(dian)動機兩臺,各(ge)為(wei)1500kW,各(ge)種(zhong)調整裝置(zhi)(zhi)都采用電(dian)動裝置(zhi)(zhi)。
這(zhe)臺設備由德國Meer廠在(zai)1928年(nian)制(zhi)造,與舊(jiu)(jiu)的(de)(de)斜(xie)軋擴徑機相(xiang)比較,它所(suo)采用(yong)的(de)(de)頂(ding)頭(tou)固定方法是一項重(zhong)大改進。舊(jiu)(jiu)軋機的(de)(de)頂(ding)頭(tou)裝在(zai)頂(ding)桿(gan)前端,頂(ding)桿(gan)在(zai)工作(zuo)時受壓力(li)(li)作(zuo)用(yong),產生很大彈性彎(wan)曲,因而鋼(gang)管(guan)(guan)壁(bi)厚嚴重(zhong)不(bu)(bu)均(jun),軋制(zhi)過(guo)程(cheng)很不(bu)(bu)穩定。而在(zai)這(zhe)臺設備上(shang)頂(ding)頭(tou)裝在(zai)頂(ding)桿(gan)尾端,頂(ding)桿(gan)在(zai)工作(zuo)時受拉力(li)(li)作(zuo)用(yong),這(zhe)樣能(neng)使擴徑過(guo)程(cheng)穩定,擴徑后鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)長度可增加,并且能(neng)準(zhun)確調整頂(ding)頭(tou)位置(zhi)。
三、斜(xie)軋擴徑鋼管(guan)的品(pin)種規格(ge)及質(zhi)量
在斜軋擴徑機上可以將φ330~400mm的鋼管擴徑至545~710mm.擴徑后鋼管的最大直徑為1200~1400mm,所生(sheng)產不銹鋼(gang)管的壁厚為6~13mm,一般均在8~10mm的范圍內。
擴徑(jing)不銹鋼管的(de)(de)尺(chi)寸(cun)公(gong)差(cha)(cha):外徑(jing)公(gong)差(cha)(cha)±1.5%,內徑(jing)公(gong)差(cha)(cha)±1%,壁(bi)厚(hou)公(gong)差(cha)(cha)+15%~-20%,實際生產的(de)(de)擴徑(jing)管其(qi)壁(bi)厚(hou)不均(jun)值一(yi)般均(jun)在(zai)給定(ding)的(de)(de)壁(bi)厚(hou)公(gong)差(cha)(cha)范圍內。在(zai)表(biao)面質量方面,定(ding)徑(jing)機只能消除外表(biao)面的(de)(de)螺紋(wen)狀(zhuang)缺陷,若無均(jun)整機,則(ze)內表(biao)面的(de)(de)螺紋(wen)狀(zhuang)缺陷依(yi)然存在(zai)。但(dan)在(zai)擴徑(jing)機工具形狀(zhuang)合理而且磨損不十分(fen)嚴重時,這一(yi)缺陷是輕(qing)微的(de)(de)。
由于擴徑鋼(gang)管(guan)(guan)主要用于敷設石油輸送管(guan)(guan),因此一般(ban)均為(wei)碳素鋼(gang)管(guan)(guan),沒有見到(dao)采用它來生產合金鋼(gang)管(guan)(guan)的報道。
四、斜軋(ya)擴徑機的綜合
有關斜軋擴徑(jing)機情況的綜合如表(biao)10-1所示(shi)。

由表10-1可以看(kan)出斜(xie)軋(ya)擴徑機具有下列特點:
1. 一(yi)次擴(kuo)徑量(liang)(liang)大,變形(xing)速度(du)快,產(chan)量(liang)(liang)高,年產(chan)量(liang)(liang)可達100000~150000t(年工作小(xiao)時(shi)按6000h計);
2. 擴徑后不(bu)銹鋼管的(de)內(nei)、外(wai)表面均有螺紋狀缺陷,須增(zeng)設(she)定徑機或均整機予以消除,關于這一點相對(dui)于周期軋管機生產系(xi)統(tong)來說是比較不(bu)利的(de);
3. 設備龐大(da),如主傳動電(dian)機容量為1500~2000馬力的電(dian)動機2臺,因此一(yi)次(ci)投資費(fei)用高;
4. 不宜(yi)生產異形管,品種受到限制。

