·熱擴(kuò)無縫管的工藝技術(shù)
擴(kuò)徑是一種利用液壓或機(jī)械方式從鋼管內(nèi)壁加力使鋼管沿著徑向向外擴(kuò)脹成型的壓力加工工藝。
近年來，無縫管市場“低庫存”現(xiàn)象來越明顯，與過去的“高庫存、低需求”形成明顯的對比。在以往，無縫管市場的社會庫存以及無縫管的庫存持續(xù)居高不下，是當(dāng)時無縫管市場的一種常態(tài)，而如今被“低庫存”這一新常態(tài)所替代。
形成“低庫存”這一常態(tài)，主要原因是今年以來，國家加大對無縫管行業(yè)的去產(chǎn)能及供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和環(huán)境整治力度加大，遏制產(chǎn)能釋放。此外，時下鋼貿(mào)商的囤貨、博行情意識逐漸淡化，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)下行壓力日益增大，無縫管需求狀況不佳，鋼價震蕩波動。且易跌難漲，因此，鋼貿(mào)企業(yè)大都不愿囤貨，而是著力優(yōu)化庫存結(jié)構(gòu)，保持低庫存;不少鋼貿(mào)企業(yè)以供應(yīng)終端用戶為主，按需進(jìn)貨，快進(jìn)快出，以減少庫存所占用資金。未來鋼貿(mào)商繼續(xù)采用低庫存、滿足終端需求的操作模式，所以“低庫存”將成為新常態(tài)。
機(jī)械方式比液壓方式，設(shè)備簡單且效率更高，在世界上*先進(jìn)的幾條大口徑直縫焊管制管線擴(kuò)徑工序都被采用，其工藝為：
機(jī)擴(kuò)徑利用擴(kuò)徑機(jī)端部的分瓣的扇形塊沿徑向擴(kuò)張，使管坯沿長度方向以步進(jìn)方式，分段實現(xiàn)全管長塑性變形的過程。分為5個階段
1.初步整圓階段。扇形塊打開直到所有扇形塊都接觸到鋼管內(nèi)壁，此時步長范圍內(nèi)鋼管內(nèi)圓管中各點半徑大小都幾乎一致，鋼管得到初步整圓。
2.名義內(nèi)徑階段。扇形塊從前段位置開始降低運動速度，直到抵達(dá)要求位置，這個位置是質(zhì)量要求的成品管內(nèi)圓周位置。
3.彈復(fù)補(bǔ)償階段。扇形塊在2階段的位置開始進(jìn)一步將低速度，直到抵達(dá)要求位置，這個位置是工藝設(shè)計要求的彈復(fù)前鋼管內(nèi)圓周位置。
4.保壓穩(wěn)定階段。扇形塊在彈復(fù)前鋼管內(nèi)圓周位置一段時間保持不動，這是設(shè)備和擴(kuò)徑工藝要求的保壓穩(wěn)定階段。
5.卸荷回歸階段。扇形塊從彈復(fù)前鋼管內(nèi)圓周位置開始迅速回縮，直到抵達(dá)初始擴(kuò)徑的位置，這是擴(kuò)徑工藝要求的扇形塊*小收縮直徑。
在實際應(yīng)用中，工藝簡化中，2、3步驟可以合并簡化，這對鋼管的擴(kuò)徑質(zhì)量沒有影響。
鋼管在經(jīng)過微張力減徑機(jī)定徑時，由于金屬的橫向變形(沿徑向流動)導(dǎo)致鋼管管壁不均勻增厚，使其橫截面的內(nèi)孔呈“六方形”，俗稱“內(nèi)六方”。“內(nèi)六方”是金屬橫向不均勻變形的結(jié)果，也是鋼管壁厚不均勻的一種特殊表現(xiàn)形式。
熱軋鋼管，軋機(jī)單機(jī)架*大減徑率為3.5%，平均張力系數(shù)小于0.48，采用微張力軋制，三輥式十四架兩電機(jī)集中差速傳動微張力減徑機(jī)定徑，能使鋼管的直徑和壁厚達(dá)到*終成品尺寸。但這套設(shè)備在軋制小直徑的厚壁鋼管時，易出現(xiàn)“內(nèi)六方”缺陷，嚴(yán)重影響壁厚和內(nèi)徑精度，本工作主要通過調(diào)整減徑率和修改減徑機(jī)孔型參數(shù)，制定的生產(chǎn)工藝能有效降低“內(nèi)六方”缺陷。
1 生產(chǎn)工藝流程及工藝要點
生產(chǎn)工藝流程為：坯料鋸切坯料加熱穿孔軋管微張力減徑冷卻矯直切管包裝交貨。
2 工藝參數(shù)的確定及孔型設(shè)計
該廠使用￠120mm連鑄坯料軋制生產(chǎn)114mm×22mm鋼管時，鋼管的壁厚系數(shù)較大，使定徑后的鋼管橫向壁厚不均，造成鋼管的內(nèi)表面出現(xiàn)的“內(nèi)六方”程度較為嚴(yán)重。
微張力減徑時，減徑率是產(chǎn)生“內(nèi)六方”的*主要因素，總減徑率和單機(jī)架減徑率的影響機(jī)理相同。減徑率過大，張力系數(shù)增大，致使金屬變形時軸向流動加劇，而徑向流動減弱，徑向壁厚不均。即單機(jī)架減徑率大，意味著頂部和輥縫處的高度壓縮量不均勻性和金屬流動差異愈大，會加劇內(nèi)多邊形的產(chǎn)生。
在總減徑率不變的情況下，增加成品機(jī)架數(shù)，即可減小單架減徑率。優(yōu)化前使用5架定徑機(jī)，優(yōu)化后使用6架定徑機(jī)。由公式可以計算得出各機(jī)架單架減徑率，第1架減徑率取決于定徑前外徑的大小，實際生產(chǎn)中此數(shù)為一個范圍值，所以第1架減徑率為一不確定值。
微張力減徑機(jī)傳統(tǒng)孔型的主要參數(shù)包括：寬展系數(shù)、孔型平均直徑、孔型長半軸、孔型短半軸、橢圓度系數(shù)。
3 實際生產(chǎn)效果
減小總減徑率和單架減徑率以及優(yōu)化孔型參數(shù)后，對114mm×22mm成品鋼管進(jìn)行實物取樣，通過實際測量數(shù)據(jù)，表明“內(nèi)六方”程度顯著降低，達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)，并完全滿足用戶需求。通過對優(yōu)化前后所測的數(shù)據(jù)比較，可以得知，應(yīng)用優(yōu)化后的114mm孔型所生產(chǎn)出的鋼管“內(nèi)六方”度量值明顯減小。
4 結(jié)論
生產(chǎn)實踐證明，114mm機(jī)組三輥式十四架兩電機(jī)集中差速傳動微張力減徑機(jī)，可以通過減小總減徑率和單機(jī)架減徑率以及選擇合理的孔型設(shè)計，來減少直至消除微張力減徑鋼管的“內(nèi)六方”缺陷。
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