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辽宁科技大学钢管课程设计说明书学院﹑系:材料与冶金学院专业班级:材加12-A2班学生姓名:孙海娇指导教师:李激光2015年12月30号辽宁科技大学课程设计1目录1绪论....................................................................................32钢管成产工艺流程和设备主要参数.....................................42.1主要设备....................................................................42.2工艺流程....................................................................42.3工艺要求....................................................................52.3.1原料..................................................................52.3.2剪断..................................................................62.3.3加热..................................................................72.3.4热定心..............................................................82.3.5穿孔..................................................................92.3.6轧管..................................................................92.3.7均整................................................................102.3.8定（减）径机.................................................112.3.9冷却................................................................132.3.10矫直..............................................................132.3.11吹风..............................................................142.3.12切头..............................................................142.3.13检查与包装...................................................153轧制表的制定....................................................................163.1轧管机......................................................................16辽宁科技大学课程设计23.2穿孔机......................................................................173.3均整机......................................................................193.4定径机......................................................................203.5轧制表绘制..............................................................244力能参数及强度校核.........................................................274.1计算剪切及加热能力................................................274.2穿孔机轧辊设计.......................................................274.3穿孔机能力参数计算................................................314.4穿孔机轧辊强度校核................................................344.5穿孔机咬入条件校核................................................385结束语...............................................................................396参考文献...........................................................................30辽宁科技大学课程设计31绪论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。是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拔制成。钢管（Steelpipe）生产技术的发展开始于自行车制造业的兴起、19世纪初期石油的开发、两次世界大战期间舰船、锅炉、飞机的制造，第二次世界大战后火电锅炉的制造，化学工业的发展以及石油天然气的钻采和运输等，都有力地推动着钢管工业在品种、产量和质量上的发展。钢管不仅用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器，它还是一种经济钢材。用钢管制造建筑结构网架、支柱和机械支架，可以减轻重量，节省金属20～40%，而且可实现工厂化机械化施工。用钢管制造公路桥梁不但可节省钢材、简化施工，而且可大大减少涂保护层的面积，节约投资和维护费用。鞍钢无缝钢管厂是新中国第一座无缝钢管厂，是新中国第一根钢管的诞生地。鞍钢无缝钢管厂自1953年12月26号建成投产至今，为新中国无缝钢管厂工业做出了巨大贡献。在过去的五十多年里，鞍钢无缝厂从只有一条Ф140自动轧管机组生产线发展成为具有Ф219自动轧管机组﹑Ф133圆盘延伸轧管机组﹑Ф159MPM连轧机组﹑Ф177PQF连轧机组等多条生产线的钢管厂。我们这次关于钢管的课程设计，将参照鞍钢的无缝钢管厂的Ф140自动轧管机组进行设计。（成品尺寸：Ф132×11×10000mm，坯料尺寸：Ф130，材质：10#）辽宁科技大学课程设计42钢管成产工艺流程和设备主要参数2.1主要设备1.1000吨剪断机一台（或1600吨剪断机）2.定心机两台3.炮弹风机热定心机一台4.中径17m的环形加热炉一座5.Ф850×500曼氏穿孔机一台6.Ф730×1680自动轧管机一台7.Ф850×600桶式均整机一台8.Ф5600×11800步进梁式再加热炉一座9.Ф430×255五架定径机10.Ф430×255二十架减径机11.11000×168001号冷却台一个；31500168002号冷却台一个12.Ф168mm七辊矫直机两台13.115切管机八台14.6UTHФ42.7—168mm切管机二台2.2工艺流程原料——剪断——加热——定心——穿孔——轧管——均整————定径————————冷却——矫直——吹风——切头——————↓→再加热—减径↑——取样——检查——包装——入库辽宁科技大学课程设计52.3工艺要求2.3.1原料鞍钢无缝钢管厂的原料主要是连铸连轧圆管坯。连铸连轧圆管坯具有成本低、能耗少、组织性能稳定等特点，是管坯发展的主流。也是钢管实现连铸连轧的首要条件。钢管生产对坯料的要求非常严格，加工之前一定要对坯料进行检查和清理，这样才能提高产品的质量。管坯最常见的缺陷就是氧化层，生产中常用火焰枪清理或者用砂轮群清理。本次设计采用的原料材质：10#尺寸：Ф13010#的化学成分及力学性能：GB/T699-1999表2-110#的化学成分钢号化学成分（%）CSiMnS（≤）P（≤）Cr（≤）Ni（≤）C（≤）10#0.07～0.140.17～0.370.35～0.650.040.350.150.250.25GB/T699-1999表2-210#的力学能力辽宁科技大学课程设计6钢号参数抗拉强度σb/MPa(≥)屈服强度σs/MPa(≥)伸长率/%(≥)10#335205312.3.2剪断目的是将坯料剪切成要求的长度。剪断设备:1000吨剪断机设备性能：a.公称能力1000吨b.上剪刃行程140mmc.剪切次数8次/分d.电机功率：95千瓦n=750转/分e.主减速机轴：人字齿轮轴M=10Z=25DH=250mm剪刃材质：6GrW2S辽宁科技大学课程设计7要求：剪断时不允许坯料出现端部裂纹，切斜度前端不允许超过8mm，后端不允许超过10mm,压扁度不得超过管坯公称直径8%.2.3.3加热加热的目的是为了提高塑性、韧性，降低变形抗力，减小机械电器负荷，节省能源消耗。将坯料加热到一定的温度范围对于保证其穿孔性能是至关重要的。管坯加热时应保证加热温度在规定的范围内，特别是对加热范围较窄的合金钢和高合金钢，同时沿管坯纵向和横向加热要均匀，否则穿孔时容易造成钢管壁厚不均，穿破或引起轧卡。设备：中径17m的环形加热炉确定合理的加热温度应该考虑如下因素：1）温度过高产生过热和过烧，当金属过热时晶粒长得很大，从而降低了金属的塑性，过烧时使晶界融化，金属变脆。2）考虑在自动轧管机上的终轧温度。因为终轧温度对产品的影响很大。3）温度过高，钢的表面脱碳严重。4）考虑金属的烧损和钢管表面质量。温度愈高，氧化铁皮愈厚，过厚的氧化铁皮不但增加了金属消耗，也会穿孔带来困难，氧化铁皮扎入金属中，将降低钢管的表面质量。5）考虑金属在加热过程中的组织变化。6）考虑穿孔过程中的升温情况。7）考虑轧制成品的规格，轧制厚壁管因为温降小一般加热温度可稍低。设备性能：（1）中径D中=17000mm（2）外径D外=22386mm（3）内径D内=11614mm（4）炉膛宽=4400mm辽宁科技大学课程设计8（5）炉膛平均高度1250mm（6）炉墙厚度493mm（7）炉子最大生产能力45吨/小时（8）炉子平均生产能力40.34吨/小时（9）坯料出炉温度1150～1300℃（10）装炉温度±25℃（11）平均燃烧消耗量4000立方米/时（12）各段热能分配均热段25%，第一段30%，第二段45%，当L01800mm时，采用单排布料；L01800mm时，采用双排布料。单位加热速度：碳钢：5～5.5分/厘米一般合金钢：6～8分/厘米不锈钢、高合金钢：7～10分/厘米2.3.4热定心定心指在管坯前段断面的中心部位形成有一定尺寸的漏斗形状的孔穴，便于穿孔时顶头对准坯料断面中心，减少穿孔后毛管的壁厚不均；减少的扭过头的阻力，便于二次咬入。热定心机一般安装在加热炉与穿孔机之间，利用压缩空气或液压方式带动冲头冲孔，七结构简单，效率高应用呢比较广泛。热定心设备：炮弹式风动热定心机设备性能：1）冲击速度68m/s2)定心深度：12～25mm3）定心直径：40～50mm4)打眼力：2400公斤5）炮弹重量：G=4Kg6）主缸筒活塞直径：d=100mml=3000mm辽宁科技大学课程设计97）主缸风压4～6大气压2.3.5