连轧管机工艺技术规程

89分厂连轧机技术规程

1、工艺简述及流程图

半浮式芯棒连轧管机组工艺简述

穿孔机出来的合格毛管，由拨料钩拨入运输链上，运输链将合格毛管送到内吹工位，内吹后，再送到预穿芯棒辊道定位，经过润滑并干燥好的芯棒由预穿链插入空心毛管中，并保证芯棒头部伸出毛管长度为一定值（2150mm），再由斯惠顿杠杆将带芯棒的毛管送入主轧制线。在主轧线上，毛管和芯棒一起被送入六机架连轧机中进行轧制，在轧制过程中，芯棒受限动机构控制以一规定的速度运行，当毛管尾部脱离第四机架时，限动机构释放芯棒。轧制结束后，芯棒和荒管以钢管的出口速度送出，同时下一根带芯棒毛管送入轧制线。

由连轧机出来的带芯棒荒管在连轧机后台输出辊道制动定位后，由三路斯惠顿杠杆送入脱棒线。

在脱棒线上，芯棒被脱棒机高速拨出，荒管移入到切尾线，切掉尾部的鱼尾飞翅（荒管壁厚＞8mm时可不切尾）。经切尾后的荒管由拨料钩送到螺旋运输机构上，等待进入再加热炉中加热，加热后的荒管出炉后经高压水除鳞，再进入24机架张力减径机变为成品钢管。由脱棒机抽出的芯棒被送入到水冷槽中冷却，自冷却槽中捞出的芯棒，经干燥后移入润滑前辊道，芯棒经润滑后到主链式运输机（快移链）上，经链式运输机运送并定位后由双联杆机构送到干燥工位，润滑后输等待进入预穿线进行下一个周期轧制。新投入使用的冷芯棒要预先涂好润滑剂并干燥。

2、工艺流程简图（见图1）

图1 半浮式芯棒连轧管机工艺流程简图

3、主要设备参数

半浮式芯棒连轧管机主要设备参数：

机架数：6个

机架间距：740/1070mm

轧辊额定直径：maxφ450mm

minφ400mm

辊身长度：226 mm (240mm)

轧辊长度：

轧制力：2000kN

每个轧辊的轧制力矩：90kN.m

电机功率：第一机架700kW

第二机架1200kW

第三机架1200kW

第四机架1200kW

第五机架700kW

第六机架700kW

轧辊平衡弹性体行程100mm

每架4只

轧辊压下：总压下行程：50mm

传动电机功率：1.5kW

速比：33

输出速度：26rpm

毛管入口速度：1m/s-1.3m/s

荒管出口速度：max 4m/s

入口毛管长度：max 8.5m

换辊小车数：2台

每台小车机架拉出数：6个

芯棒限动机构技术参数

型式：链式

芯棒长度：19500mm(21000mm)

限动力：max 80t

瞬时最大限动力：100t

轧制工作时限动速度：0.75-1.75m/s

非轧制工作时速度：0.80-4.0m/s

芯棒夹持机构数：2个

传动电机：2×380kW

过载系数：2倍

脱棒机

型式：链式

脱棒力/脱棒速度：max 400kN/2.75m/s 切尾锯

锯片直径：1000mm

电机功率：70kW

锯机臂架传动：液压缸

锯机调节：电机驱动，液压夹紧

锯片速度：2100rpm

锯机横向外径：50-40mm

锯片锯切行程：

芯棒冷却水槽

型式：水槽带芯棒传送轮，拨出杆

宽度：22m

长度：1.5m

冷却支数：max 6支

进水速度：1000-500l/min

芯棒润滑传送链：（快移链）

型式：链式

传送速度：2.25m/s

传送长度：24m

芯棒插入装置：（预穿链）

型式：链式插入装置，带挡板

插入速度：max 2.5m/s

芯棒润滑装置：

型号：高压无空气喷涂工艺

喷涂压力：min80bar(4bar压缩空气)

max100bar(5bar压缩空气) 增压比：20:1

喷嘴数：6个

气体输送泵数量：2个

输送量：201/min

空气消耗：max1Nm3/min

泵送气最大压力：180bar

贮气罐规格：21(120bar)

4、毛管荒管规格及技术要求

4.1、对毛管技术要求

4.1.1 毛管表面无外折、压坑等缺陷。

4.1.2 毛管无严重螺旋状壁厚不均。

4.1.3 毛管尾部无飞翅、撕裂等缺陷以便于穿棒；头部无缩径，以免在预穿线及限动线上卡挡板。

4.1.4毛管温度不低于1050℃；毛管不得有严重黑头、黑斑或严重的阴阳面。4.1.5 毛管长度不得短于规定长度8%。

4.1.6 毛管应保证一定平直度。

4.1.7 毛管来料外径控制：132mm（φ109孔型）、158±2mm（φ133孔型）；

壁厚控制：S毛≤S荒+8mm

4.2、荒管技术要求

三种外形列表

外径

壁厚

长度

4.2.2 芯棒材质：X38CrMoV51 %

C：0.36-0.42

Si: 0.90-1.20

Mn: 0.30-0.50

Cr: 4.80-5.80

Mo: 0.80-1.40

V: 0.25-0.50

P+S ≤0.03

4.2.3 毛坯条件：辗轧或锻打并矫直，粗加工毛坯大于最终直径1.5-2.0mm。4.2.4 热处理后要求：950-1050N/mm2

4.2.5 表面成品强化：1800-2000 N/mm2

4.2.6 回火要求：1300N/mm2

4.2.7 保证芯棒表面一定的硬化深度（10-12mm）

5、连轧机工模具技术条件

半浮式芯棒连轧机轧辊技术条件

1、轧辊直径：450-400mm 辊身长度：226mm 5.1芯棒

5.1.1芯棒形状

5.1.2材质及成份

X38CrMoV51(H12)

Wt%

5.1.3毛坯条件：

5.1.4成品技术条件

5.1.4.1理化性能

5.1.4.2几何尺寸

外径：δ+-0.05

长度：L+-5mm

弯曲度：1/m 总弯曲度＜5mm

表面光洁度：

5.2、材质：针状组织球墨铸铁

化学成份：%

C： 3.0-3.5

Si: 1.0-1.6

Mn: 0.30-0.70

Ni: 3.6-4.0

Cr: 0.1-0.3

Mo: 0.60-1.00

P+S ≤0.08

3、辊径处硬度

传动侧：HRC60±2 深度：0.6mm

非传动侧HRC45±2 深度：0.3mm

4、辊身硬度：HS61-65

5、辊身强度：ζb≥50kg/mm2

6、孔型表面硬度：热处理后440-480HV30，400mm以下淬硬深度不定，孔槽底部保证硬度值300-360HV30 。

6、连轧机孔型

图4-3 半浮式芯棒连轧管机孔形图

7、芯棒润滑

7.1芯棒润滑的重要性

连轧过程中，金属是在轧辊与芯棒围成的环形空隙中发生变形。芯棒与金属之间有较大的相互作用力，因此，芯棒润滑对于改善热轧管的质量，提高内变形

工具（芯棒）的寿命，降低轧制压力和功率消耗，促进延伸，减少或避免轧卡事故，都有重要意义。目前在连轧管机组上使用较多的润滑剂有油剂和水剂两大类，我分厂选用水基石墨润滑剂。

7.2水基石墨润滑剂

水基石墨润滑剂名称和型号产品名称：芯棒润滑剂

8、芯棒预穿

8.1预穿目的

芯棒预穿采用离线预穿的工作方式，这种工艺可节省连轧机辅助时间，提高轧轧制节奏。

8.2预穿工艺要求

芯棒预穿时，要求对各种规格壁厚，芯棒头部伸出毛管长度固定为2150mm，以保证轧制时，荒管头部到达第6机架时，芯棒头部至少已经到达第6机架，从而避免荒管头部出现空轧。

9、连轧管机轧制

9.1咬入时，毛管温度应不低于1000-1050℃。

9.2更换连轧机轧辊后必须空过几支毛管，空过的毛管支数与换辊数对应如下：

更换轧辊数空轧支数

1-2 1

3-4 2

5-6 3

9.3按已确定的辊型及毛管、荒管尺寸选定各机架轧辊转速。

9.4荒管外径、壁厚、规格、芯棒规格、限动机构速度等依据给定的轧制表。9.5根据整个轧线的节奏，确定环形炉出料节奏。

9.6不断调整各参数，完善轧制状态。

9.7转速摆动

转速摆动是指在轧制过程中有意地使6个机架的转速按照预先设计的要求偏离一定的值，从而在各机架之间形成一定的张力或推力，转速摆动分两种不同

的情况。

摆动在拉应力范围

最大摆动值在第一机架：△n1max=-12.5%

按如下公式计算第2-4架中i机架的最大转速摆动值

λ5-λi

△n i max =△n1max·——————

λ5-λi

式中λ为延伸系数

当│△n i│<│△n1max│时

△n i

△n i=△n i max·————

△n i max

摆动过程的原理图4

机架

-12.5

(%)

图4 拉应力范围摆动原理图

摆动在拉应力范围

最大摆动值在第5、6机架：

△n5max=-12.5%

此时用下式计算第2到4机架的最大允许速度摆动值

λi-λ1

△n i max=△n5max·——————

λ5-λ1

式中λ为延伸系数

当△n5 ＜△n5max 时

△n5

△n i=△n i max·————

△n5 max

摆动过程的原理图5

-12.5

(%)

图5 压应力范围摆动原理图

说明：

△n i : 第i机架的速度摆动值

△n i max : 第i机架摆动的最大值

λi：生产130×11.5 109×3.3mm最薄规格时第i机架后的总延伸转速摆动值在正确的范围内时，荒管有合适的变形条件，对于控制荒管的壁厚精度，管形及断面周长有好处。

张力过大时，将产生包棒或管子拉裂、拉薄或拉断；推力过大时，可能产生轧折，轧卡或荒管壁厚不均等缺陷。

轧辊工作直径计算

计算轧辊工作直径用于修正转速额定值

其计算式如下：

DAi=DBi+△i-dKi·ε

式中：

DAi：第i机架轧辊工作直径

DBi: 第i机架轧辊直径

△i：第i机架设定辊缝

dKi·ε：工作孔型直径

确定轧辊的参考直径：d(aref).(取400mm)

计算参考直径的转速：n refi

计算轧辊转速额定值：

d aref

ni= n refi ·——————

D Ai

i 为机架号(不同壁厚，每个机架一个值)

10、脱棒及切尾

10.1脱棒速度，见图

2.0

t（s）

图6 半浮式芯棒连轧管机脱棒速度图

10.2脱棒动作周期见表4-8

表4-8脱棒动作周期时间

10.3脱棒后，对于壁厚小于8mm的荒管切去鱼尾部分，切除长度以鱼尾切净为准。

10.4脱棒眼镜卡，按孔型和芯棒直径选用，规格及选用标准见图7、8和表4-9。

10.5脱棒轭：脱棒轭形状结构见图9、10。

10.6脱棒电流在超过额定电流三倍时，脱棒机自动停止。可以用手动方式将包棒管剔出。在个别情况下，可以用手动方式试验再脱一次。

10.7对于某些钢种的荒管，要求控制其进入再加热炉的温度上限，将以特殊轧制指令规定。

11、连轧荒管取样要求

11.1取样

11.1.1 取样目的

检查分析荒管内外表面质量

检查分析荒管几何尺寸精度

11.1.2 取样部位

在连轧荒管头部约500mm，在螺旋运输机后剔废台架处取样，仅取一次。

11.1.3 取样时间

换辊或换孔型、规格、芯棒及连轧机机调整后，轧机进入正常轧制后应立即取样。正常轧制时，每隔200支取一个样。

轧辊轧制根数接近轧辊使用寿命时，可根据钢管表面情况酌情增加取样次数。

特殊规格轧制时，根据特殊轧制要求取样，试制新产品新规格应加强取样。

根据现场实际情况，必要时由作业长、机组长、跟班技术员决定取样次数和方式。

11.2检查分析

11.2.1 检查试样内外表面质量，判断是否存在外折、内外裂纹、压痕、结疤等。

11.2.2 测量荒管试样头尾各一个截面上均布的6个点，并做好记录。S1 (6)

S1’……S6’。

11.2.3 计算S，△S，ζ

S =∑（S1…S6）/6

△S=max(S1...S6)-min (S1 (6)

ζ=△S/ S

11.2.4 作Si分布曲线

11.2.5 判定壁厚超S±点

11.2.6根据试样分析超S±点的原因，判定张力、润滑、辊缝分布是否良好

11.2.7做好记录报告

12、主要故障及处理

工艺监控

生产过程中，操作工可以通过如下方式发现和检查调整的缺欠：

·轧机的功率

·毛管的长度测量

·肉眼检查

·脱棒机的功率

·钢管上显示的缺欠信息

操作工可以通过如下方式避免或排除缺陷·修正相关机架的速度（速度变化模式）·整个压下调整

·单架压下调整

·从生产线剔除个别钢管

·从生产线剔除个别芯棒

12.1用电机输出的功率曲线发现缺陷

12.1.1 单机架电流输出超高

可能的原因：

·机架压下调整不正确

·该架速度不正确

·轧辊磨损

可能的防范措施；

·调整至正确的速度值

·调整至正确的压下值

·替换轧辊

12.1.2 所有电机功率增加，但1#机架增加少可能的原因：

·润滑不好，因为：

——润滑设备不完善

——芯棒太冷

——润滑剂配比不对

可能的防范措施：

·检查润滑剂

·修理好润滑设备

·用冷芯棒时，稍稍增加整个压下，向拉伸范围调整速度变化模式12.1.3 功率输出降低

可能的原因：

·轧辊断裂

·不正确的速度设定

·不正确的压下设定

可能防范的措施：

·替换轧辊

·调整至正确的速度值

·调整至正确的压下值

12.1.4 咬钢和抛钢时单机功率输出曲线突然跳动

可能的原因：

·机架间应力增加，因为：

——不正确的速度设定

——速度变化

——不正确的单机压下

可能防范的措施：

·重新调整相关的速度值

·校正单机压下

·校正速度值

12.2肉眼检查缺陷

12.2.1 荒管内芯棒接触区整个园周发黑

可能的原因：

·机架间张力过大导致荒管园周太小

可能防范的措施：

·调整至压缩范围速度模式

12.2.2 钢管弯曲或芯棒弯曲

可能的原因：

·不均匀冷却

·机架中心线不准确

可能防范的措施：

·校正机架中心

·修正拉伸范围的速度

·稍稍增加整个压下

12.3脱棒机功率输出检查缺欠

12.3.1 功率输出太高

可能的原因：

·不正确的速度设定，导致荒管轧入芯棒

·机架间张力超高

可能防范的措施：

·向压缩方向调节速度变化模式

停机故障

12.4轧卡

轧卡是连轧管机生产中严重的事故，是由于连轧条件受到破坏，使金属无法继续变形延伸，并使管子停止前进。

12.4.1 造成轧卡的原因

12.4.1.1 各机架的转速设定值与实际值不符合

12.4.1.2 轧辊的工作直径计算，输入不正确。轧辊直径、辊缝值、标准直径不正确会引起同样的后果。

12.4.1.3 润滑不良或没有润滑。影响润滑的所有因素，恶化润滑条件都将引起同样的后果。

12.4.1.4 各机架的调整不当，装辊不好。

12.4.1.5 钢温过低或芯棒温度低，转速摆动调节不当。

12.4.1.6 空心坯壁厚过大。

12.4.1.7电气故障。

12.4.1.8 轧辊突然断裂。

12.4.1.9 轧辊冷却水工作不正常

12.4.2 处理轧卡的方法

12.4.2.1 打开孔型，手动操作轧辊及限动机构，让轧卡管通过机架；若形成手风琴则打开本垂直机架或临近垂直机架后盖，拉出一边垂直机架轧辊，用气割去手风琴，确有必要时割断芯棒，然后让芯棒及轧卡管通过。

12.4.2.2 分析造成轧卡的原因，检查所有的数据，特别是转速。必要时与电气核对实际转速与输入值是否相符。

12.4.2.3 检查芯棒规格，润滑情况，轧辊及辊缝的有关参数。

1.2.4 分析出轧卡的原因后，采取相应的措施，仔细校正后准备重新轧制。12.5、包棒

包棒是连轧机组生产中经常发生的事故，原因是轧制时使用的张力太大，脱棒前管子冷却太快，荒管的周长太小，荒管紧紧地包住芯棒，造成脱棒困难。

12.5.1 产生包棒的具体原因：

12.5.1.1 空心坯来料温度过低或轧后在后台耽误时间过长，造成荒管过度冷却。

12.5.1.2 转速摆动调节不当，机架间张力过大。

12.5.1.3 冷芯棒轧薄壁管。

12.5.1.4 润滑条件不好

12.5.2 处理方法

12.5.2.1 调整转速摆动，减小机架间张力。

12.5.2.2 改善润滑条件。

12.5.2.3 控制好轧制节奏，杜绝轧冷钢，避免轧后耽误时间。

12.5.2.4 适当调整各机架辊缝。

此外，在轧制过程中还经常发生平衡油缸失压，机架摆动，冲击大，毛管卡定位挡板，脱棒后芯棒钻冷却槽，捞不出水槽等故障，应及时恰当处理。

12.6、连轧管机不能咬入

12.6.1 可能的原因：

12.6.1.1 毛管外径过大

12.6.1.2 连轧管机1#辊外径过小

12.6.1.3 连轧管机1#机架轧辊表面磨擦系数过小

12.6.2 处理方法

12.6.2.1 调整穿孔机参数，使毛管外径在轧制表要求的外径范围内

12.6.2.2 更换外径过小的1#机轧辊

12.6.2.3 调整连轧管机1#机架的参数设定

12.6.2.4 采用在连轧管机轧辊辊面压花，刻沟槽等方法加大辊面磨擦系数

12.6.2.5 轧制时在毛管表面撒铁砂，加大轧辊与毛管之间的磨擦系数

12.7脱棒时故障

12.7.1 荒管在芯棒上位置不对，包住芯棒颈部或芯棒尾部留出的芯棒太短

原因：芯棒在空心坯内定位不正确

·限动机构操作速度不正确，或者限动机构释放时间不正确

·下料太长或连轧后荒管规格不对

12.7.2处理方法

分析所产生事故的原因，检查各相关调节设定是否正确，对已出现的荒管，吊离轧制线，放在松棒机台架上割去包住芯棒头的荒管，重新投入轧线脱棒

12.8 芯棒颈部未卡入脱棒轭内

原因：芯棒弯曲或定位不正确

处理：改手动操作试脱棒，必要时先松棒再脱棒

12.9 荒管在进入再加热炉前弯曲

这类事故处理不当，将严重影响轧制节奏

12.9.1产生原因：

·连轧管机调整不当

·连轧管机换辊调整不好

·装辊质量不好

·机架中心线偏移

·润滑不均匀

·同一机架中两轧辊直径相差过大

·运输中机械碰弯

12.9.2处理方法：分析引起事故的原因，对症处理。对于已弯荒管必须先割断或吊出。

13、连轧荒管的质量控制

13.1凸耳

形状：局部或较长管上的翘皮

分层

原因：管坯来料纯度与均匀性不够

检测：易于识别，以目测为主

处理：控制管坯质量

13.2条状纰斑

形状：局部或较长管上有轻度翘皮

原因：芯棒润滑不良

芯棒表面有缺陷

限动速度不合理

检测：较难识别，主要用目测

处理：改善芯棒润滑条件给予合理的芯棒限动速度

13.3内鼓包

形状：在管横断面上有一个或二个相差180。的管壁增厚现象原因：孔型有过充满现象

·连轧机张力不足

·芯棒润滑不足

·机架辊缝调节不合理

检查：测量样管壁厚

处理：增大张力

·改善润滑

·调整辊缝

13.4管壁收缩

形状：分散或集中出现的管壁变薄现象

原因：连轧机延伸过大

·压下分配不合理

·张力过大

·坯料缺陷

检测：5mm以下由涡流探伤，一般可用目测或测壁厚

处理：控制穿孔毛管尺寸，调整第一架转速和孔型高度

13.5芯棒缺陷

形状：内表面有芯棒压痕

原因：芯棒表面有损伤、凹坑、纵向裂纹等

检测：精整时超声波探测或目测，测壁厚等

处理：更换芯棒

13.6内（外）折

形状：管子横断面上有折叠，沿纵向延伸或局部管段

原因：

·管子在孔型中展宽过多，周长太大

·穿孔毛管引起的故障（缺陷）

·坯料带来的缺陷

检测：目测或超声波，一般较易于目测

处理：增加张力

·改善润滑

·提高芯棒预热质量

·提高毛管质量

13.7孔洞

形状：穿透管壁的断裂，大都呈菱形孔洞

原因：连轧机孔型辊缝处张力过大

检测：目测、测壁厚或超声波检测

处理：减少张力

13.8双折缝

形状：一对斜向伸入管壁的裂纹，可能零星地或错开180。分布于管子四周原因：空心坯（毛管）直径过大或直径不规则引起的折叠

检测：一般由精整超声波检测发现

处理：控制空心坯直径

13.9折叠缝