轧钢工艺学-----钢管部分-----包喜荣老师.docx

1什么是钢管?a封闭的中空断面(环、扁、方、异形)b两端开口(端部)c L/D(管长/外径)>n d外径D范围0.1~4500;壁厚S范围0.01~250
2六大工艺:a管坯生产工艺b管坯加热工艺c穿孔工艺→毛管d毛管→轧管延伸工艺→荒管e荒管→均整→定径/减径工艺→达到规格要求f精整工艺
3三大工序:a穿孔b轧管c定、减径
4穿孔方法有哪些?有什么类型的轧管机?方法:a斜轧穿孔→圆坯b压力穿孔→方坯c推轧穿孔→方坯.类型:a纵轧:自动轧管机,连续式轧管机,皮尔格轧管机b斜轧:三辊轧管机,荻舍尔轧管机
5大力发展什么技术来生产管坯,可降低成本15%左右?无缝管坯生产技术(氧化转炉+连铸坯)
6定心有何目的?缺陷?目的:防止穿孔穿偏,减小毛管壁厚不均(浅:碳钢),改善咬入条件(深:高合金钢),使穿孔顺利进行.缺陷:定心内析
7加热温度tjr与穿出温度tch之间的关系:tch=tjr-∆tj+∆tsh
8(高)合金tch用何方法确定?(高)合金tch:用热扭转/临界压下率确定
9临界压下率εli? εli:开始形成空腔前的最大压下量.εli愈高,表示穿孔性能愈好.
10低温加热有哪些不利应力?a温差应力b前道工序的残余应力c蓝脆现象d组织应力
11何为斜轧?斜轧:金属主要流动方向与轧辊圆周速度方向构成一定的角度,轧件的运动是一面旋转一面前进.
12什么是狄舍尔穿孔机?1972年国外投产了第一台用主动导盘代替导板的二辊立式斜轧穿孔机
13穿孔变形区的组成有哪些?几个变形区作用如何?并描述穿孔过程?准备区I:实现一次咬入;穿孔区II:二次咬入,穿孔,减壁,扩径;平整区III:平整(内外表面),均匀壁厚;归圆区IV:归圆
14毛管壁厚和外径是什么决定的?壁厚:轧辊与顶头环状间隙(薄壁:↓Bck,顶头前移C↑,顶头直径↑).外径:导板.内径:顶头
15导板在穿孔过程中的作用是什么?a固定不动,导向作用b封闭孔型外环,限制毛管横向变形(扩径)→控制外径
16毛管的最大,最小外径受什么因素影响?导板间距Lck→椭圆度→最大外径.轧辊间距Bck→压下量→最小外径
17Bck,Lck,Bdq, εdq,c,y,α?轧辊间距Bck:实现直径压下,控制最小外径.(Bck↓→压下大→变形区↑→延伸↑)导板间距Lck:上下导板压缩带之间距.(Lck大,椭圆度大,横向变形↑→最大外径↑)Bdq:顶头鼻部辊间距→觉得I区变形.顶头压下率 εdq:顶头鼻部处的管坯直径压下率.意义:与二次咬入和孔腔有关,一般取4-9%(过小无法实现二次咬入,过大:容易形成孔腔)顶头前伸量c:顶头鼻部伸出轧辊轧制带中线的距离,一般为正值,c↓(顶头靠后)I区↑ εdq↑.顶杆位置y:顶头后端面与轧辊后端面之间距.调整y来保证需要的c值.送进角/前进角α意义:α↑→v↓u↑→穿孔速度↑,孔腔↓,产量↑.α过大→顶杆颤抖,壁厚不均,咬入不良扎卡.
18描述斜轧穿孔运动学内容?运动学条件:轧辊同向旋转+接触摩擦力+α的存在→管坯与轧辊反向,边旋转边前进.切向分量v→管坯旋转;v=wcosα;轴向分量u→轴向前进;u=wsinα
19咬入条件分析及改善二次要入的方法有哪些?当没有后推力时2Tx-Px-P”=0.当有后推力时,2Tx-Px-P”+Q=0,式中P”和Q—顶头阻力和后推力.改善二次咬入的措施:aβ1↓,I区↑.b ∆Bdq↑→I区↑.c f↑:辊面刻槽:一般穿孔机d定心孔深度↑e ω↓:辊径Dg↑或Dg↓→适用一次咬入.
20(穿孔变形中)有哪些附加有害变形?扭转变形,纵向剪切变形,横向剪切变形,管壁塑性弯曲变形
21桶形与锥形轧辊的异同点?不同点:a轧辊轴线在空间的配置不同;桶形辊:送进角α;锥形辊:送进角α和辗轧角β.b辊形差异和辊轴配置方位的影响.相同点:桶形:出口区轧辊阻止金属向前流动,对变形不利.锥形:帮助金属变形,减少不均匀变形.
22自动轧管过程第二道次的作用?第二道次作用:消除第一道次的壁厚不均,特别是辊缝部位,需要翻钢再轧;消除螺旋.
23自动轧管变形区组成,变形阶段?a变形区组成:减径区I1(轧管准备区):轧管咬入毛管(一次咬入)→接触顶头为止;减壁区I2:顶头穿入毛管(二次咬入)→外表脱离轧辊为止.b轧管变形过程:根据变形特点分为三个阶段.压扁变形阶段:减径区四点接触→高向压缩、横向宽度↑.减径变形阶段:壁厚↑,特别是开口处大.减壁变形阶段:开始接触顶头,辊形和顶头组成的环状间隙↓.
24为什么自动轧管机壁厚不均?控形开口处变形小,壁较厚,且受附加轴向拉应力的作用(横裂);而孔型顶部变形大,壁较薄→导致横向壁厚不均.
25 MPM与MM连轧管机有何区别?MM连轧管机:芯棒随同管子自由运动→浮动芯棒;MPM连轧管机:芯棒限动,速度可控→限动芯棒.
26为什么采用b>a的孔型?a的作用:压下使钢管延伸,因此a>Dm.b的作用(孔型侧壁):主要是保证毛管的正常咬入,同时有横向宽展的余地,防止产生耳子划伤毛管如果采用正圆孔型,即没有侧壁b=a,则b荒管出口速度→轴向滑动↑,导盘起支撑作用,寿命长,使荒管尺寸稳定,降低表面划伤和压痕,可轧DZ/SZ=4-40,灵活多用,导盘可垂直调整→改变轧辊直径,沿轧制线调整→更好地支撑毛管,沿轴向调整→最大程度的导向.C限动芯棒:用长2.44-3.05m的芯棒可轧18.3m的荒管 ,整个芯棒都在工作→磨损均匀,寿命提高,芯棒受压小,无需镀铬,可在线/线外插棒d轧辊无辊肩:三辊轧管机因辊肩减壁量集中→降低轧辊寿命和均整壁厚效果. E后台设置18.3m的辊式定心装置,对荒管良好导向,助于改善壁厚不均.
30Transval轧管机优点?a可轧薄壁管,轧尾部时使α变小,同时孔吼增大,可轧 Dc/Sc≤50.B提高机组产量.可采用大的α和轧辊转速(仅尾部α小),可提高产量;而Assel为防止尾三角,其α和轧辊转速都很低,因为是固定的,所以产量小c改变α还可生产变截面管,如管段加厚管.
31斜轧的优缺点?优点:a分散累计变形方式,变形量大.最少转4圈,被辗轧12次以上,一道次的多次良好的辗轧效果可消除壁厚不均,提高壁厚精度,也不易产生耳子,划道等缺陷.b生产灵活,改变轧辊离合,即可变孔型,实现变规格生产.缺点:成材率低,D/S<35,管长<15m,μ小,产量低,品种受限.
32何谓定减径?定减径,消除外径不一现象,提高外径精度和真圆度,是空心体不带芯棒的连轧.
33几何尺寸精度包括?外径精度,真圆度,壁厚精度
34目前常采用何种方法保证钢管性能?以往:合金化或热处理的手段.目前:控制轧制和形变热处理的方法
35焊管生产两个基本工序?成型,焊接
36焊接温度为?1350-1400℃
37钢管冷加工的方法及特点如何?方法:冷轧,冷拔,冷张力减径和旋压.特点:精密,薄壁,极细管
38冷轧设备是什么?周期式冷轧机
39冷张力减径通常与电焊管生产连用.
自动轧管机组织的工艺流程？1坯料加热2定心3斜轧穿孔4毛管预热5毛管二次穿孔6毛管轧制7荒管均整8定径9中间荒管加热10钢管减径11冷却12钢管矫直
连续式轧管机组工艺流程？1管坯加热2热切断3定心4斜轧穿孔5插芯棒6毛管轧制7管坯加热8芯棒冷却9芯棒润滑10切管尾11在加热12定径13减径14切管端15切定尺16冷却17矫直
PPM穿孔与限动芯棒连铸管机组工艺流程？1管坯加热2除鳞3定型4PPM穿孔5毛管延伸6MPM连续轧管7在加热8定径9减径10冷床11矫直
三辊斜轧管机组工艺流程？1管坯加热2定心3斜轧穿孔4插芯棒5三辊轧管6插芯棒7芯棒冷却8芯棒润滑9在加热10定径11在加热12斜轧定径13冷却14矫直

钢管：封闭的中空断面，两端开口，L/D>n,外径D的范围0.1-4500mm，壁厚s的范围0.01-250mm
Accurate-roll轧管机：限动锥形辊，卧式的二辊写轧管机。
孔吼：孔型最小断面。
穿孔一次咬入：指轧管咬入管坯
穿孔二次咬入：顶头穿入管坯。
1用(导盘)代替导板可促进穿孔过程
2为防止穿偏，减小壁厚不均及改善咬入，钢管要进行(定心)
3穿孔基本变形：轴向为(延伸)变形，切向为(扩径)变形，径向为(减壁)变形
4钢坯常用加热炉为(环形加热炉)，常用矫直机为()
5定径时壁厚(增加)，张力减径时壁厚(减小)
6Φ273X10表示钢管外径为(273)，壁厚为(10)属于(薄)壁管
7穿孔任务(实心管坯穿成空心管坯)，轧管任务(减壁)，定减径任务(控制成品几何形状及尺寸精度)
8自动轧管机组的缺点是(壁厚不均)，故轧管后设置(均管)机
9应军事工业需求，用于轧制大直径精密(超)薄壁钢管通常采用(冷旋压)法冷加工管材。
10焊管生产的两个基本工序(成型)和(焊接)，钢管的焊接温度接近(1350-1400)℃。
11列举钢管精整工序(冷却)(矫直)(热处理)
12目前生产热轧无缝钢管最先进的机组是(PQF)
13穿孔的内变形工具为(顶头)，外变形工具为(轧辊)，限制横向变形的工具为(导板)。
14穿孔一次咬入(轧辊咬入管坯)，二次咬入指(顶头穿入管坯)。
15穿孔变形区主要为(后)滑区，原因为穿孔时存在较大的(顶头导板)阻力
16钢管性能工艺测试有(水压试验)(卷边试验)(压扁试验)，弯管试验，扩口试验,通棒试验
17(浮动)芯棒易产生竹节缺陷，如(连轧管)机组的(咬入)和()阶段。
18轧管机孔型高a的作用为(压下使钢管延伸)，孔型宽b的作用(保证毛管的正常咬入展宽防止产生耳子和划伤毛管)
19定减径为(空心体不带芯棒)的连轧
20薄壁管属于(扩径)穿孔。
画出穿孔各曲，结合各个区域的作用阐述穿孔过程？一次咬入→穿孔准备→二次咬入，穿孔，减壁，扩径→平整断面→归圆。（准备区，，穿孔区，平整区，归圆）
什么是εmin,εdq,εli，三者关系？为什么？εmin：保证二次要入的最小压下量。εdq：顶头前压下率。εli:形成孔腔所需的临界最小压下率。εmin<εdq<εli。顶头前不会形成孔腔又形成二次咬入。
下图是什么三辊轧管机？出现缺陷？克服？阿塞尔轧辊机，出现尾三角，增大孔吼可克服该缺陷。
下图轧管机分别是？自动轧管机，连续式轧管机，皮尔格轧管机，三辊轧管机，狄舍尔轧管机
在图中标出轧辊切线速度W，钢管前进速度v及旋转速度U，用三角函数表示三者关系。
u=wsinβ
v=wcosβ

图为1Cr18Ni9Ti的最佳穿孔温度？解释εli意义。该钢种在1200℃穿孔时I区变形率εdq不能超过多少？εli的最大值对应着最佳穿孔温度。最佳穿孔温度1200℃，εli开始形成孔腔的最大压下量，εli越高性能越好。εdq<12%