无缝钢管可加工设计

钢管连续轧制是无缝钢管生产约重大关键技术，近 30 年在民内外己得到 广泛应用。迄今为止， ~号内外高无有吴苦芯棒钢管连轧理论的革统专著。 20 世纪 70 年代中叶开始，幸运西北京锅铁学巍、东北重型机毒草学 克、太 原重型革时在厂等先后开展了连轧营技卓番号研究和应用工作。建后，宝镜、衡 阳镇营厂、天津无缝钢管厂及包头锈铁公司等的连轧营机组陆续投产 本书革作者在总结国外理论研究成果及本人多年研究经验约基础上，对连串 管理论的基本窍题包括圈孔型车 营的几何学特枉、连轧营运动学及动力学、连轧 营过程中曲金属流动 吏翠模爱等途行了深入革统的分析和论述。作者根据接 触非;司时全圭和孚乎毒，注特征，运用微分几何原理，从理论上揭示了主考区几何边 界主程、小压扁条件与接触医计算方法 剖析了浮动芯券连续轧营过程前三个 轧棋府段、三种工作机架 连轧营速度阶主是因示，首次明确提出了连线轧营过程 中"断续乳制状态"会专科学论断，为连轧营三艺控制奠定了理论基础。幸在据非对称 塑性iffi..动约特盔和四种可能的车 毒示，导出了这轧营一主主变形模型 当代材料如工学科的发展穹以概桂为正在这和由原材料加工向深度如工延给两大趋势，在 以技艺(Art)和经验为基础，民试错{它白 Er四，)为基本方法的工艺技卓向以 模变化、录优化、柔性化为特征，实现过程仿真和超前规均传工程科学附段过渡， 由原材料铃初级如工沟 材料综合言过程综合、技术综合为特枉动多层次秀发转 料使用价篷和砖加怜娃的深度如工延待。两大趋势的发展都依放于理论的指导岳 鉴于连续轧苦过程铃复杂撞在怒究难度，其理论草统南运末或祟 由于 作者卓卒有限，难充挂一渴万，希望能抛暗号!玉，如蒙指正，深表谢意。 本书约出草草得熬了河北省凄山市遵化建龙钢铁有 1!.奋司钓大 支持#替 劫。他们的热建鼓属和是力协劲使本书得目面市，作者谨表示衷心惑谢 作者施以久病之躯完成本书，还要感谢我的夫人李君慧教授，丘是她无 撤不呈的体贴照颜才使本书得成问世 遂以本书献给五号有关心帮动我转幸人告踩在们.

精密光亮管是一种普通无缝钢管（或去径焊接钢管）通过精拔或冷轧加工后的一种高精密度的钢管材料。由于精密光亮管内外壁无氧化层、承受高压无泄漏、高精度、高光洁度、冷弯不变形、扩口、压扁无裂缝等有点，所以主要用来生产气动或液压 元件的产品，如气缸或油缸，可以是无缝管，也有焊接管。精密光亮管的化学成分有碳C、硅Si、锰Mn、硫S、磷P、铬Cr。优质碳钢、精轧、无氧化光亮热处理(NBK状态)、无损检测、钢管内壁以专用设备刷洗并经过高压冲洗、钢管上防锈油作防锈处理、两端封盖作防尘处理。钢管内外壁高精度、高光洁度，热处理后钢管无氧化层，内壁清洁度高，钢管承受高压，冷弯不变形，扩口、压扁无裂缝，天津世纪中联提供的精密钢管能作各种复杂变形及机械加工处理。钢管颜色：白中带亮，具有较高金属光泽。山东无缝钢管 主要用途： 汽车、机械配件等对钢管的精度、光洁度有很高要求的机械。精密钢管用户不仅仅是对精度、光洁度要求比较高的用户了，因精密光亮管精度高，公差能保持在2--8丝，所以很多机械加工用户为了节省工、料、时的损耗，将无缝钢管或者圆钢正慢慢的转变为精密光亮管。 精密光亮管中元素对高温回火脆性[1] 的作用分成：(1)引发精密光亮管的高温回火脆性的杂质元素如磷、锡、锑等。(2)以不同形式、不同程度促进或减缓高温回火脆性的合金元素。有铬、锰、镍、硅等起促进作用，而钼、钨、钛等起延缓作用。碳也起着促进作用。一般碳素精密光亮管对高温回火脆性不。敏感，含有铬、锰、镍、硅的二元或多元合金钢则很敏感，其敏感程度依合金元素种类和含量而不同。回火精密光亮管的原始组织对钢的高温回火脆性的敏感程度有显著差别。马氏体高温回火组织对高温回火脆性敏感程度 ，贝氏体高温回火组织次之，珠光体组织小。精密光亮管的高温回火脆性的本质，普遍认为是磷、锡、锑、砷等杂质元素在原奥氏体晶界偏聚，导致晶界脆化的结果。而锰、镍、铬等合金元素与上述杂质元素在晶界发生共偏聚，促进杂质元素的富集而加剧脆化。而钼则相反，与磷等杂质元素有强的相互作用，可使在晶内产生沉淀相并阻碍磷的晶界偏聚，可减轻高温回火脆性稀土元素也有与钼类似的作用。钛更有效地促进磷等杂质元素在晶内沉淀，从而减弱杂质元素的晶界偏聚减缓了高温回火脆性。降低精密光亮管高温回火脆性的措施有：(1)在高温回火后用油冷或水快速冷却以抑制杂质元素在晶界偏聚；(2)采用含钼精密光亮管种，当钢中钼含量增加到0．7%时，则高温回火脆化倾向大大降低，超过此限20#精密钢管中形成富钼的特殊碳化物，基体中钼含量降低，精密光亮管的脆化倾向反而增加；(3)降低20#精密钢管中杂质元素的含量；(4)长期在高温回火脆化区工作的部件，单加钼也难以防止脆化，只有降低20#精密钢管中杂质元素含量，提高精密光亮管的纯净度，并辅之以铝和稀土元素的复合合金化，才能有效地防止高温回火脆性。

产生偏心的钢管 在热轧钢管生产过程中 容易产生，产生的环节多半是在热穿孔时产生的：

根据对自动轧管机轧后钢管的解剖分析，我们认为穿孔毛管经自动轧管机轧制后，钢管纵横向壁厚不均的形式基本上保留了穿孔毛管壁厚不均的分布特征，即轧后钢管仍具有螺旋状的壁厚不均，而且横向壁厚不均显著增大。

自动轧管机产生壁厚不均的原因是：

①穿孔毛管壁厚不均的存在形式和严重程度，直接影响轧后钢管壁厚不均的存在形式和严重程度。

②在自动轧管机上轧管时，因顶杆弯曲，使顶头位置偏离孔型中心而导致壁厚不均，其管中和管头各横截面上的 壁厚和小壁厚位置几乎固定不变；而管尾到管头壁厚不均程度则逐渐增大，因此，减小顶杆残余弯曲度，降低轧管时顶杆的轴向力，对减小壁厚不均程度有显著作用。

③减壁量越大，荒管壁厚不均越严重，减壁量较小时，自动轧管机有减小穿孔毛管壁厚不均的作用。④孔型调整不正确，当辊缝不平行时，会使荒管的壁厚不均加剧。

我们无缝钢管厂对Φ400mm自动轧管机组，穿孔、二次穿孔（延伸）、自动轧管和均整4个轧制过程的荒管实测壁厚数据进行了傅立叶变换，得出了壁厚不均的定量分析及其形成原因，并以此为基础提出了改善钢管壁厚不均的途径：

①二次穿孔（延伸）后荒管上的螺旋形壁厚不均的分布特征一直保留到成品管，因此改善二次穿孔（延伸）是改善成品管壁厚精度的关键环节，主要措施是改进工具设计，提高顶杆和顶头在旋转过程中与轧制线的同心度。

②改善穿孔后毛管的壁厚不均是重要环节，主要措施是提高管坯的加热均匀性，提高定心孔的精度，加长顶头均整带的长度和反锥的长度，提高顶杆与顶头在旋转过程中与轧制线的同心度。

③轧管时虽会产生严重的对称性壁厚不均，但对减轻螺旋形的壁厚不均有一定的作用。因此，轧管时应轧制两道，道次之间应将荒管翻转90°。

④均整过程能基本上对称性壁厚不均，但对螺旋形壁厚不均的作用甚小，因此，应提高均整机的能力。

⑤傅立叶变换是研究斜轧过程壁厚不均的有效手段，这一方法也可用于其他钢管生产机组管体壁厚不均的研究。