毕业设计论文冷轧冷拔无缝钢管车间设计.docx
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毕业设计论文冷轧冷拔无缝钢管车间设计
毕业设计论文
冷轧冷拔无缝钢管车间设计
摘要
本毕业设计论文,设计内容为冷轧冷拔无缝钢管车间,车间年产量18000吨,成品规格为Φ125~18×3.5~6.5×12000~3000mm。
具体生产的产品类型有结构用无缝钢管,石油裂化用无缝钢管。
主要设计步骤有:
根据当前市场对各种产品的需求,编制产品方案;具体内容包括:
确定各种产品的年产量,材质和钢管种类;根据产品方案、产品质量和车间生产率的要求制定生产工艺流程;根据产品产品尺寸规格选择主要设备和辅助设备;然后进行工艺计算和编制金属平衡表及生产工艺流程定额卡;随后进行变形工具设计;计算设备负荷率;其后比较重要的一步是设计车间布局图;最后计算车间劳动组织及主要经济指标和投资概算。
至此,本次设计的内容已全部完成。
设计期间,采用了计算机辅助计算机作图。
【关键词】冷轧,冷拔,车间,设备,无缝钢管
ABSTRACT
Thisisapaperaboataworkshopofcoldrollingandcolddrawingseamlesssteeltube.Theworkshopanuallyproduce18thousandseamlesssteeltubeandthespecificationrangeisΦ125×10mmtoΦ35×3.5mm.Themainlydesignedtheplanoftheproducts;Thebalanceofthemetalmaterial;Todeterminethespecificationsofthetypicalproducts;Anddevicetheanuallyproduceamountofeachtypicalproducts;ForotersIcalculatedthecostofthedemoundofthedesigeIdefinedthetechnologicalprocessandbasicallydefinedthemainlyequipmentsandthesubsidiaryequipmentslostintechnologyandlabor.Anddesignedthechartofthewholeworkshopandsoon.
【Keyword】coldrolling,colddrawing,workshop,equipment,seamlessstelltube
1.7总结…………………………………………………………….......…10
2生产方案选择……………………………………………………………....11
2.1产品方案的编制……………………………………….......................11
2.1.1什么是产品方案…………………………………………......11
2.1.2编制产品方案的原则………………………………………..11
2.1.3计算产品的选择……………………………………………..11
2.1.4产品标准与技术要求……………………………………......12
2.2生产方案的选择……………………………………………………...12
2.2.1生产方案选择的原则……………………………..………....12
2.2.2钢管生产方案……………………………………..…………13
4.1主要设备选择…………………………………………………..…….20
4.2辅助设备选择…………………………………………………..…….22
4.2.1加热及热处理设备的选择…………………………………..22
4.2.2切断设备的选择……………………………………………..23
4.2.3矫直机的选择……………………………………..…………23
4.2.4酸洗锤头设备的选择………………………………………..24
4.2.5烘干设备的选择……………………………………………..24
4.2.6起重运输设备的选择………………………………………..25
5.1工艺计算……………………………………………………………...26
1综述报告
1.1前言
我国的钢管产业,自从新中国成立以来有了很大的发展,建国以前我国是不
能生产钢管的,建国后,作为首批重点工业建设项目,鞍钢无缝管厂于1953年10月27日建成投产,从此结束了我国不能生产无缝钢管的历史,到现在我国已经一越成为世界第一大无缝钢管生产国。
虽然我国在管材生产技术上与发达国家还有一定差距,但还是出现了许多卓有成效的工艺和高效率设备,以下从各方面综合论述一下钢管生产的技术发展。
1.2世界范围内的钢管生产现状
世界上目前拥有300多台(套)无缝钢管机组,生产能力约3500万t/a,消耗仅有2000~2400万t/a,而其中1350~1600万t/a为自产自消。
700~800万t/a的世界贸易量,已形成了七大集团进行竞争。
1)以意大利Dalmine、墨西哥Tamsa和阿根廷Sidca公司的连轧机组为中心,以生产石油油井管为竞争目标的集团在1999内组成。
2)以德国曼内斯曼公司与法国瓦鲁来克公司为核心的集团,主要是以欧洲拥有的多种传统轧管机组的综合生产能力,在世界各类无缝钢管市场进行竞争。
3)以日本住友、川崎、新日铁三大公司组建的新集团,主要以自动轧管机组与连轧机组为中心,形成了200万t/a的无缝钢管市场与销售能力,企图控制无缝钢管世界贸易市场中的较大份额。
4)日本上述三公司以外的日本钢管又与墨西哥其他非Tamsa集团也将组建联合集团,参与世界无缝钢管竞争。
5)美国LTV公司,再美国境内收购法国Imetal公司所属的科伟尔德公司机械结构管厂和澳大利亚的斯莫贡公司中的焊管厂,成为美国最大的拥有150万t/a钢管生产和销售公司。
6)日本住友与神户公司成立的专门生产,销售原子能发电站特殊管公司。
7)俄罗斯伏尔加钢管厂拥有Φ426MPM连轧机组及Φ250mm三辊轧管机组及焊接管线管专用机组,总能力150万t/a,而乌克兰南方钢管厂拥有年产量最高机组Φ102mmMM连轧机组(72万t/a)、Φ140mm和Φ400mm自动轧管机组以及多台挤压机组超过100万t/a的生产能力。
1.3我国无缝钢管生产现状
我国现阶段已经成为世界第一大无缝钢管生产国,在国内现有的141套(台)机组中,工艺设备比较完整配套,可直接生产Φ89mm以上热轧成品管的轧管机组约35套。
其综合生产能力约372万t,约占总生产能力的83%(其中有7套新建轧机,设计能力为133.5万t,现只达到设计能力的52%,即70万t)。
这其中,相对比较先进、的无缝钢管机组仅有15套,设计能力为24105万t,约占总能力的54%。
其余的都属于不完整机组,即其热轧设备仅有穿孔机,或还配有自动轧管机,二辊、三辊斜轧延伸机等,但都无定径机。
因此,只能生产热轧毛管或荒管作为冷(轧)拔管料,靠冷(轧)拔生产冷拔成品管。
这些轧管机多达106台(套),约占总数的75%,但其综合综合生产能力只占总量的17%。
1.4无缝钢管的主要生产方法
无缝钢管的生产方法有热加工(热轧)和冷加工(冷轧、冷拔)两大类,冷
加工是对钢管的二次加工,利用热轧钢管作原料在冷态下进一步加工,使之具有一定的特定性能。
热轧无缝钢管的整个生产过程有两个主要变形程序:
1)穿孔:
将实心钢坯或钢锭穿孔成空心毛管;
2)轧管:
将毛管轧成一定形状规格的钢管,在生产,按产品的品种规格和
数量等不同要求而选用不同类型的轧管机,目前常见的有自动轧管机组,皮尔格轧管机组,狄塞尔轧管机组,Accu-Roll轧管机组,顶管机组,和挤压机组等,机组具体名称以该机组产品规格和轧管机类型命名。
无缝钢管冷加工方法有冷轧冷拔冷旋压三种,冷旋压本质上也是冷轧,冷轧
机和冷旋压机的规格用其产品规格和轧机形式表示,冷拔机规格用其额定拔制力表示。
1.5无缝钢管生产新技术
1.5.1钢管的冷斜轧技术
1)金属的变形状态:
在热斜轧过程中,轧辊被认为是钢性体,轧件为钢塑性体,因而接触变形区内的金属均处于塑性状态,由于处于高温状态的金属难以承受较大的轴向咬入力,所以需要较长的咬入区来提供足够的送进力,而在冷斜轧过程中,减径量和减壁量比热轧要小的多,金属的轴向流动阻力也比较小,而处于冷轧状态下的钢管可以承受较大的轴向咬入力,在这种情况下,接触变形区的咬入段可以为弹性区,该区的主要作用是为轧件提供前进的动力,使轧件能够顺利咬入。
2)接触的摩擦状态与滑移:
冷斜轧时轧辊和轧件表面光滑,轧辊和轧件之间易于形成油膜,润滑状态良好,并且轧件的壁厚较小,所以接触表面均匀滑动摩擦,粘着现象不存在,这样,斜轧中必然存在的切向滑移只是在接触表面产生,不会使钢管产生严重的扭转现象,从而能够保证轧件的表面质量。
3)金属的横向流动和管尾三角:
在冷轧过程中,由于变形程度比热轧低,金属横向流动量小,并且在冷状态下钢管的横向流动抗力大,不会发生塑性失稳现象,因而管尾三角不产生较大的影响。
4)较大的道次变形量
在冷斜轧时,轧辊处于主动状态,所以变形量即不受辊型限制,亦不受轧件强度限制,另外,由于变形区被限定在较小的范围内,从而使轧制力显著降低,因而增加变形量成为可能,故与冷轧、冷拔相比,可以实现较大道次变形量。
5)润滑条件的改善:
由于现有工艺上的限制,冷轧冷拔工艺难以实现较理想的润滑,而在斜轧工艺中,轧辊与轧件有较高的相对速度,容易在接触表面形成油膜,因而使润滑条件得到改善的同时,变形抗力降低,轧件成型质量高。
6)冷斜轧技术的问题:
钢管轧件工艺是否可行,关键在于以下三题:
a.正确合理的辊型设计;b.采用高精度的冷斜轧机;c.选取合理的工艺参数。
总之,钢管冷斜轧优点是明显地,它可以克服现有的冷轧冷拔工艺不足,从根本上改善冷轧冷拔生产的落后状态,提高生产效率,节省材料,且冷斜轧机还可以生产常规方法不能生产的特种钢管。
1.5.2冷轧-冷拔联合工艺
目前,冷加工钢管趋向于采用以冷轧为主,冷拔为辅的联合生产工艺。
现代冷轧机可实现大减径量和大减壁量,轧制变形量80%以上在冷轧机上完成。
采用冷轧定壁,辅以冷拔改变规格和控制外径,满足不同品种和规格的要求。
冷轧-冷拔联合工艺生产的优点:
钢管质量好,冷轧钢管质量较高,钢管壁厚精度高和表面质量较好,冷拔确保了钢管外径精度;冷加工周期短,节省了中间脱脂,热处理,缩口,矫直等工序,节省能源,减少了金属消耗;可采用大规格荒管生产小直径的钢管,简化了原料规格的种类。
目前,世界上冷轧冷拔工艺技术和装备水平有了很大发展。
冷轧冷拔机正向高速,长行程,环孔型,高精度方向发展。
这种轧机的特点是:
1)采用惯性力和惯性扭矩垂直平衡机构,轧机往返次数提高。
2)采用环形孔型,轧制变形区长度比短行程轧机长70%,轧制变形的均匀
性提高,送进量增加。
3)采用长管坯,荒管原料长度可以增加到12~15m,可以生产长钢管,提
高轧机利用率,轧制有效利用系数高达80%以上。
4)采用曲线型芯棒和最佳抛物面孔型,金属变形合理,模具寿命长。
1.6我国无缝钢管设备发展情况
1.6.1我国无缝钢管连轧设备的发展
目前我国共有4套连轧轧管机组:
宝刚股份有限责任公司的Φ140八机架全浮动芯棒连轧机组,天津钢管有限责任公司的Φ250MFM六机架半浮动芯棒连轧机组,衡阳钢管有限责任公司Φ89mm六机架半浮动芯棒连轧机组,包钢钢联股份有限公司的Φ180mmMINI—MPM五机架限动芯棒连轧机
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