无缝钢管毕业设计说明书.docx

无缝钢管毕业设计说明书.docx

《无缝钢管毕业设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无缝钢管毕业设计说明书.docx（117页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

内蒙古科技大学毕业设计说明书

内蒙古科技大学

本科生毕业设计说明书

题 目：

年产40万吨Ф100无缝钢管车间工艺平面设计，以Ф40×5，35CrMo钢为典型产品，年产量占25%

学生姓名：

学 号：

专 业：

材料成型及控制工程班 级：

指导教师：

0

年产40万吨Ф100无缝钢管车间设计

摘要

本设计进行了建设年产40万吨Ф100MRK无缝钢管厂的可行性分析；产品大纲及金属平衡表的编制；管坯的选择。

确定车间生产工艺、产品工艺制度；车间生产能力计算；主电机选择；辅助设备选择。

车间技术经济指标的计算及对如何保护环境提出一些措施。

并针对35CrMo钢，规格为Φ40mm×5mm×6000mm为典型产品进行轧制表计算，孔型设计及工具选择。

计算上述典型产品在穿孔、轧管及定、张减径时的力能参数，并且在此基础上校核各轧辊和主电机。

根据生产工艺用CAD绘制孔型图，根据车间布置用CAD软件绘制了无缝钢管车间工艺平面总布置图。

关键词：

无缝钢管；孔型设计；轧制表；轧制力能参数

VI

Theannualoutput400,000tonsФ100seamlesssteelpipeWorkshopdesigned

Abstract

ThefeasibilityofTheannualoutput400,000tonsФ100MRKseamlesstubeplant;productsprogramandmetalbalanceestablishment;tuberoundchoiceisanalyzed.Andworkshoptechniqueofproductionandproductcraftsystem;mainelectricalmachinery’schoice;workshopannualoutputcomputation;supportingfacility’schoiceweredesigned.Notonlytechnicaleconomytargetofworkshopandprotectionwerecalculated,butalsoaimedatthetwotypicalspecificationofΦ40mm×5mmof35CrMorollinginstruments;rollpassdesignandtooldesignwhichiscalculatedComputedrollingforcewhenintheperforating,steelrollingandsizing,tubestetch-reducingofthetypicalproducts,andexaminedrollersandthemainelectricalmachinery.AccordingtotheabovecomputationandtheworkshoparrangementformIhavedrawnuptheSeamlesssteelpipeworkshopfloor-planandthepasschartusingtheAutoCADsoftware.

Keywords:

Seamlesssteelpipe;groovedesignofthemill;passschedule;rollingforce

目录

摘要 I

Abstract II

1.1无缝钢管介绍 1

1.2我国无缝钢管发展状况及发展趋势 1

1.2.1我国无缝钢管发展现状 2

1.2.2我国高压锅炉管发展趋势 3

1.3我国钢管轧机的发展状况及发展趋势 3

1.5建厂选址及其可行性分析 5

第二章产品方案的制定 8

2.1设计任务 8

2.2产品方案的编制 8

2.2.1产品大纲的制定原则及编制 8

2.2.2产品大纲的编制表 10

2.3金属平衡表 11

2.4高压锅炉管的技术要求 12

2.5工艺流程的确定 15

第三章轧制表计算 16

3.1轧制表编写概况 16

3.2Φ40×5管轧制表计算 17

第四章MRK-S连轧机孔型设计及定减径机孔型设计 20

4.1Φ40×5连轧机孔型设计 20

4.2张力减径机的孔型设计 24

4.2.1总减径率 25

4.2.2分配各机架的单机减径率及求出各机架孔型的平均直径 25

4.2.3张力分布的计算 30

4.2.4各机架钢管壁厚的计算 31

4.2.5各机架轧辊孔型高度和宽度 33

第五章主辅设备的选择及工具设计 36

5.1穿孔设备的选择及工具设计 36

5.1.1斜轧穿孔机工具的设计 36

5.1.1.1斜轧穿孔机的轧辊的设计 37

5.1.1.2顶头设计 39

5.1.1.3导盘设计 41

5.1.2穿孔设备选择和主要技术参数 42

5.1.2.1概述 42

5.1.2.2穿孔机技术参数 43

5.2连轧管机选择及工具设计 44

5.2.1连轧管机工具设计 44

5.2.1.1轧辊设计 44

5.2.1.2连轧管机的芯棒 46

5.2.2连轧管设备的主要技术参数 46

5.3脱棒机的工具设计 50

5.4芯棒循环系统 51

5.4.1概述 51

5.4.2芯棒预热 51

5.4.3芯棒润滑 52

5.4.4芯棒预穿 52

5.4.5芯棒冷却 53

5.4.6芯棒润滑膜的保护 53

5.4.7设备性能参数 53

5.5张减机的工具设计 55

5.6加热炉的选择 57

5.6.1概述 57

5.6.2加热制度 58

5.6.3炉子结构及辅助设备 59

5.7切头切尾锯 61

5.8再加热炉 62

5.9冷床 63

5.10切断设备 64

5.11矫直设备 65

第六章穿孔机强度校核 66

6.1轧制力能参数计算 66

6.2穿孔机轧辊校核 75

第七章 连轧管机轧制力能参数和轧辊校核及主电机选择 78

7.1Φ40×5力能参数计算和轧辊校核 78

7.1.1管材轧制力计算 78

7.1.2连轧管每个轧辊传动力矩估算为 83

7.1.3轧辊强度校核 84

7.2主电机选择及校核 85

第八章生产能力计算 88

8.1Φ40×5钢管车间生产能力计算 88

8.1.1加热炉小时产量 88

8.1.2穿孔机的小时产能 89

8.1.3轧管机的小时产能 90

8.1.4张力减径机的小时产能 90

8.1.5综合平均生产能力 91

8.2车间年产量计算 92

8.2.1车间平均小时产量计算 92

8.2.2轧机的年工作时间的确定 93

8.2.3车间年产量计算 93

第九章车间平面布置 94

9.1车间设计内容及平面布置原则 94

9.2金属流程线确定 95

9.3设备间距 96

9.4仓库面积计算 97

9.5其他设施面积确定 98

9.6轧钢车间厂房组成及立面尺寸的确定 99

第十章车间技术指标及环境保护 101

10.1各类材料消耗指标 101

10.2车间的环境保护 102

10.2.1绿化 102

10.2.2消烟和防尘 102

10.2.3噪音防治 102

10.2.4水质处理 103

10.2.5车间节能与综合利用 103

10.2.6加热炉余热的利用 103

10.2.7氧化铁皮的利用 103

参考文献 104

致谢 105

0

第一章在包头地区建设热轧无缝钢管的必要性与可行性分

1.1无缝钢管介绍

无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的圆形，方形，矩形钢材。

无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。

无缝钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。

1.2我国无缝钢管发展状况及发展趋势

50多年来，中国钢管业的发展取得了举世瞩目的辉煌成就。

1994年无缝管年产量

303.95万t，居世界第一位。

2001年焊管年产640.36万t，超过了日本，独占鳌头。

钢管的产量与钢材呈同步增长的强劲势头，占钢材的比重保持在8%左右[1]。

全国200多家无缝管企业50多年来为国家作出了巨大贡献。

这些企业包括无缝钢管、冷拔冷轧管、不锈钢管等厂公司，也包括国有、民营、合资企业等。

但争雄国内的重点企业主要有7家，它们是：

宝钢、天津、鞍钢、成都、包钢、衡阳、大冶等无缝钢管厂（公司）。

由于我国钢管生产技术装备水平的显著提高，具有先进技术水平的（短流程）钢管生产工艺（炼钢/精炼—连铸管坯—连轧管）在钢管生产企业大力推广，钢管产品的质量普遍接近或达到国际先进水平，产品覆盖了石油、化工、锅炉、煤炭、汽车、船舶、电站以及军工、航空、航天、核能、钢结构等行业和领域，同时还部分出口；还有一批具有高附加值、高技术含量的产品，如特殊扣套管、高钢级锅炉管、钻杆等产品正在开发或在批量试生产中，不久将替代进口产品[2]。

我国无缝钢管生产技术的最新进展，包括新设备、新工艺、新技术。

其中热连轧无缝钢管生产技术、PQF连轧机组、钢管挤压生产技术、斜轧扩径机组、冷轧无缝钢

81

管设备和工艺技术、石油管材耐腐蚀设计都得到钢管企业的普遍重视。

从国际和国内两个市场来看，无缝钢管（包括石油专用管）的现有生产能力均已大于需求。

所以，今后的重点应放在充分发挥现有机组的能力，开发出高强度等级、高抗击毁、高抗腐蚀的石油管、高压锅炉管和气瓶管等产品，也是国家针对当前我国钢铁市场进行优化产品结构的内容，这也是增加在国内外产品竞争力、扩大市场份额的关键所在。

1.2.1我国无缝钢管发展现状

目前国内现有的无缝钢管生产装备水平参差不齐，既有落后的，也有最先进的。

早期建设的热轧无缝毛、荒管生产设备较为简陋，技术落后，消耗高，污染严重，现已基本停产，但仍有部分处在半停半开状态。

有的设备经过调整和改造，专门用于生产单一的品种，如一般用途的轴承管、低中压锅炉管、结构管、流体输送管等，其装备按照满足其定位品种和规格的质量和要求，进行调整和改造，达到降低投资、降低消耗和降低成本的先进工艺流程[2]。

目前我国有无缝管厂家130家左右，近200台套机组。

其涵盖了当今世界上各种机组，见图1.1

图1.1无缝轧管机组的构成

在无缝钢管的产量中,各种专用管的比例占40%左右,专用管多年来一直有较大缺口。

专用管的主要品种为油井管、高压锅炉管、低中压锅炉管、轴承管、液压管、高压气

瓶管和汽车半轴套管等。

无缝钢管产业仍还存在装备技术创新和产品开发力度不够等问题。

在技术装备上,

主要的无缝钢管生产设备仍依靠进口一些高附加值产品的开发力度不够,如油井管中特殊丝扣、抗腐蚀及部分高强钢级产品还没有完全过关,这些产品仍需进口;在超临界和超超临界站锅炉用的高压锅炉管中,合金结构钢及不锈锅炉管