辽宁科技大学课程设计材加材控李激光管材

1、辽宁科技大学课程设计辽 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163.2穿孔机173.3均整机193.4

2、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301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（Steel pipe）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

3、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2040%，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140自动轧管机组生产线发展成为具有219自动轧管机组133圆盘延伸轧管机组159MPM连轧机组177PQF连轧机

4、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140自动轧管机组进行设计。 （成品尺寸：1321110000mm，坯料尺寸：130，材质：10#）2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. 850500曼氏穿孔机一台6. 7301680自动轧管机一台7. 850600桶式均整机一台8. 560011800步进梁式再加热炉一座9. 430255五架定径机10. 430255二十架减径机11. 1100016800 1号冷却台一个；3150

5、0 16800 2号冷却台一个12. 168mm七辊矫直机两台13. 115切管机八台14. 6UTH42.7168mm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 2.3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：130

6、10#的化学成分及力学性能：GB/T699-1999 表2-1 10#的化学成分钢号化学成分（%）CSiMnS（）P（）Cr（）Ni（）C（）10#0.070.140.170.370.350.650.040.350.150.250.25GB/T699-1999 表2-2 10#的力学能力钢号参数抗拉强度 b /MPa()屈服强度 s /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140mm c.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

7、轮轴 M=10 Z=25 DH =250mm剪刃材质：6GrW2S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

8、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（5）炉膛平均

9、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11501300（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；L05 b/PD=500/0.49= 1021.415因此，轧辊强度满足要求。4.5穿孔机咬入条件校核穿孔机咬入条件计算已知： 能够咬入5结束语这次课程设计在李老师的指导下，通过查阅资料，和老师同学一起讨论，我发现了自己在知识掌握中的很多不足，同时也对钢管的生产工艺流程、轧钢机械设备、轧制原理、生产方法等都有了更深的了解。这次设计使我不仅掌握了无缝钢管设计的具体内容和主要方法，更为明年的毕业设计打下坚实的基础，也为以后走上工作岗位奠定基础。感谢老师在百忙之中对我们的指导，老师您辛苦了，祝您新的一年中身体健康，事业蒸蒸日上！ 6参考文献1.康永林；轧制工艺学；冶金工业出版社；20112.韩官昌；小型无缝钢管生产；冶金工业出版社；20083.无缝钢管生产技术；重庆大学出版社4.鞍钢无缝钢管厂技术操作规程5.140轧管机组轧钢手册6.马怀宪；金属塑性加工学；冶金工业出版社；20097.顶修堃；轧制过程自动化；冶金工