宝钢钢管毕业设计-侯立恒

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸高压锅炉管根据设计指导书的要求，基于宝钢140mm全浮动芯棒连轧机组装备条件，对一个典型规格高压锅炉管的相关技术参数进行演算，并就其产品做了相应的分析。设计包括了产品生产工艺流程及工艺制度的介绍,轧制表计算,孔型的选择确定及设计，轧机的生产能力计算，设备的强度及电机的能力校核和产品的技术经济指标的确定。其重点是产品轧制表计算和设备强度及电机能力的校核。High-pressureBoilerTubeThedesignusestorollingpassplan，andusesVBtohigh-pressureboilertubeprocesstechnology;rollingschedule;toolsdesign;┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸高压锅炉管主要用于制造火力发电设备的锅炉、汽轮机、电机和电站的建设、安装、电站维修以及石油化工设备的高温高压管线高压锅炉管是一种高附加值的深加工产品,这类钢管不仅要求具有良好的室温机械性能,而且还须具有良好的高温性能、弯管和焊接等工艺性能。“十一五”期间我国的经济发展仍处于快速增长时期，因此电力将保持一定的速度增长。作为高压锅炉管的消耗大户,国内高压锅炉管需求量也将在整个“十二五”期间保持快速增长。但目前我国的高压锅炉管的生产能力和质量还尚不能满足其需求.mm519.0mm电力是日常生活和工业生产的必需品，电力行业发展与国民经济息息相关。在电力生产构成中，主要有火电、水电、核电和风电四类，积极发展水力发电、核能发电和新能源发电是未来电力工业的发展方向。截至2008年底,我国发电装机容量达到7。93亿kW，其中火电6.01亿kW、占75.79％，水电1.72亿kW、占21.69%，核电902万kW、占1.14％,风电894万kW、占1。13%.2008年我国发电量34334亿kWh,其中火电27793亿kWh、占80。95％，水电5633亿kWh、占16.41%，核电684亿kWh、占1。99％,风电128亿kWh、占0。37%。我国发电装机容量和全年发电量均居世界第二位,是名副其实的电力大国目前我国发电行业进入了电源结构优化的一个新时期，但由于受技术、环保等多方面条件的限制，在当前及未来较长一段时间内，更环保的火力发电仍将是我国电力发展的主要方向，并仍将占据我国发电量70%以上的份额.火力发电要提高发电效率和发电机组的参数,扩大单机容量，最大限度地减少对环境的影响，就必须向超临界、超超临界和更新的技术方向发展.电力装备产业对钢材的需求量大且要求严格，仅就无缝钢管而言，电站锅炉钢管质量要求就比普通无缝钢管要求更为苛刻，特别是随着超临界、超超临界火电机组的发展，对钢管材料和钢管制造技术都提出了更高的要求。高压锅炉管主要用于电站锅炉、汽轮机、电机等发电设备的制造和电站的建设、维修，由于需要长期在高温高压并有腐蚀介质的条件下运行，对性能有其特殊的要求。如:高温强度和高温塑性；优良的抗高温氧化性能；良好的多种抗腐蚀性;良好的冷热加工性能和焊接性能；且要具有足够的组织稳定性及较高的外径及壁厚精度和光洁的表面[3]。由于金融危机的影响,国际环境变的扑朔迷离，美欧等国对我国的钢管进行了不公正的待遇，钢管行业不容乐观。虽然随着国家各项刺激经济增长措施的逐步落实，国内钢铁需求有所增长,钢管价格渐显止跌企稳态势.但由于国际市场321不锈钢管需求持续萎缩、出口难度加大以及国内产能过剩等不确定因素的影响，预计后期管材市场仍将维持低位运行、小幅波动态势。2009以来，我国管材出口量明显下降。1-4月管材累计出口量为655万吨,同比下降59.5%。尤其是在4月当月，管材与钢坯一样沦为净进口，表明我国钢管出口压力巨大。可是，与此同时，管材价格却呈现出单边上扬的态势。从4月中下旬开始，管材价格重拾升势,近三周内国内管材综合价格指数从95.01点单边上升至95.94点。管坯测长称重后，按规定公差和所测的管坯的实际米重,将投料管坯转换成实际切割长度，通过两条切割线进行切割.切割机组为24火管坯出炉后进行穿孔前定心，以改善管坯咬入条件并防止穿偏，改善毛管壁厚不均。定心装置可选用液压定心机、风镐式定心机和炮弹式定心机等。定心力：450kN夹紧力：1150kN最大定心深度:55mm最大定心孔直径：63mm穿孔机顶头78~150mm，以直径差4mm为一级，共19种规格。管坯定心孔尺寸见表2—1。空心坯减径机共6架，在不同外径的空减坯使用的机架配置见表2-2所列.（2）轧制空减坯时的减径量轧制空减坯时,总对数减径量为0.03。同样地，最后一架减径量≯1%.管坯由炼钢厂提供（连铸坯），外径为178mm，长度为4~10m。用60t平板车（或其他工具）从管坯生产厂至管坯堆放场,按钢号、炉号、规格分别堆放在坯料架上.根据合同订货和生产计划，管坯由16t磁盘吊吊至火焰切割机组上料台架，逐根测长、称重,数据输入计算机已控制自动火焰切割机的自动装置。定尺挡板的行程由马达按切割数据自动调节,按米重控制长度,然后将倍尺坯料切成0.84～4。5m定尺管坯长度.管坯入炉前需要再次在辊道磅称上称重，将数据输入热区管理计算机作为批量跟踪的初始信息，后将管坯送入提升装置运至+5.3m平台上，经装料机把管坯逐根送入环行炉内加热。按不同的钢种钢级，将管坯加热至1150℃~1280℃±10根据生产节奏时间,由出料机将管坯逐根取出并0.5m扔至管坯斜料台上，震落表面氧化铁皮。管坯沿斜台和辊道运至管坯热定心前定位，继而完成自动定心。定心后的管坯经斜轧穿孔的前台，送入喂料槽，由链条和液压马达驱动的喂料器推入穿孔。穿孔后毛管直径184mm，长9.6m，壁厚22。25mm。穿孔过程结束后,由“顶杆装入和拔出装置”将顶杆与毛管从辊道上拔出,输出辊道送料装置将顶杆及毛管往连轧机方向移出约1.7m,被挡板挡住，此位置上，顶杆在挡板后被一个液压装置夹住。这时毛管由辊道向连轧机方向输出，一个用液压缸操纵的抛出装置将带顶头的顶杆从辊道上拔出,顶杆从辊道上拔出,顶杆经斜坡滚入冷却装置进行循环冷却。从穿孔机输出的毛管通过16MPa的高压水除磷装置清除一层再生氧化铁皮,直接进入6机架空心坯减径机.只需定径的毛管，经过2或3个机架轧出184mm的空心坯；要进行减径的管，经过6机架轧出141。5mm空心坯，壁厚16。7mm，长度为13.9m。空心坯轧出后，由压缩空气将内壁氧化铁皮吹净，然后进入连轧机前台导位装置进行芯棒定位。轧制时芯棒头部先于空心坯头部规定长度一起喂入工作机架。当芯棒尾部离开连轧机最后一机架时，连轧机后台辊道由光电盘控制制动.停下来后斯惠顿杠杆把它从料辊道上拔出，回转后放到调节辊道上定位，第二个斯惠顿杠杆重复此动作，放到芯棒脱棒机上脱棒,芯棒进入根一组的循环装置，脱棒后荒管放入锯切位置，已锯切荒管同步放到螺旋运输机上。壁厚大于7mm时不需要切头，轧出荒管长度为32。3m,直径为119mm，壁厚为8。2mm.螺旋运输机在二个周期内把荒管送入螺旋运输装置的存放，设置三路送料辊道，再把存放槽内的荒管送入第一路轨道同时,三路辊道上的荒管继续前移一个槽距，第三路上的荒管便进入步进式加热炉中第一齿槽上,其目的是使荒管进料速度保持底速度，约1.7m/s,以避免炉膛的内壁的故障和损坏.若对荒管取样，则需通过三路辊道中第一路辊道型升降装置下降，三路辊道向取样锯方向反转，进行锯切。采用混合煤气加热的部进式再加热炉生产能力160t/h，有把不同进料温度(430℃～850℃)的荒管加热到约980℃出再加热炉后通过一台高压水除磷装置进入28架三辊式外传动张减机，减径管的直径（51mm)，壁厚9.0mm,长度73.4m。张减管经输送辊道送至部进式冷床。张减机最后一个机架轧辊中心线与冷床端部距离为，所以当张减机最大轧出深度时，光管部分一离开张减机就要制动。宽长的步进式冷床通过离合器分为二段传动,冷床使光管旋转前进，起矫直作用，从冷床下来的光管，由平行布置的二组送辊道成排送往各自冷锯机组进行定位,成排锯掉增厚端,按各种倍尺锯切,最后锯去尾部增厚端，锯切后倍尺光管经由输送辊道卸到中间库台料筐上，自动过磅称重，待标签挂上后。由吊车将管捆吊到中间仓库并有序地放在料架台上。钢管经冷床冷却后由吊车从中间库取出放入V型上料机上,然后辊子链式输送装置将管子输送到冷圆盘锯经行切头、尾和定尺。为了使钢管的断面切口平直、光滑和无毛刺。锯切后管子由拨料器一根一根地送入矫直机的进料槽，这是为了消除在加工、冷却和运输过程中钢管产生的弯曲,保证质量和提高成品率。此过程使用的是斜辊矫直机。矫直后,钢管经过喷丸、酸洗和磨削进入探伤阶段，高压锅炉管探伤方法包括涡流探伤、超声波探伤、磁粉探伤、漏磁探伤等.在生产中常采用多重探伤方法来克服各无损探伤的不足,消除盲区，防止缺陷漏检出厂。常用的探伤组合有：超声波+涡流探伤、超声波+漏磁探伤、超声波+磁粉、超声波+磁粉+漏磁探伤。经上述工序后的钢管除必须经过表面质量、尺寸、形状等外观检测和按国家标准及订货合同要求作化学成分、物理机械性能检查（例如，耐压、卷边、压扁、机械性能及金属组织等等),还必须经行水压检测。检测后，进行印记、测长、称重和涂油，最后打捆、入库。直径：178mm，直径公差范围2.0mm；长度：4～10m;重量公差范围：3kg;弯曲度：10mm/m,全长弯曲度不大于1.5倍管坯直径，椭圆度在直径公差范围内；端面平直度：端面应与管坯轴线垂直，偏差值5mm。1)管坯表面不允许有缩孔、裂纹、夹杂物及其它缺陷，但深度不大于0.4mm的表面裂纹允许存在,大于0.4mm的裂纹应予修磨。2）管坯表面不允许有金属或其它夹杂物的污损，如果其沉积在管坯表面可以修磨掉，这种沉积物可允许在二分之一直径范围内存在。1）从高炉—→连钢铁水首先进行脱硫；2）按API标准或DIN标准规定严格控制化学成分；3）对钢水进行吹氩处理；4)对含Mn0。9%、Cr0。3%、Mn0。3％易产生白点钢水,需采用脱气处理，使H含量小于2ppm。按主孔型不同，环形加热炉各区温度分布见表4—3.环形10Cr9Mo1VNb管坯穿孔时低速咬入（0。97m/s)，高速轧制（1。26m/s）穿孔后空心坯直径184mm，长度为3。5~11.4m.1）保持均匀时间轧制，避免前台管坯和后台毛管过多而造成不必要的降温.应贯彻抢温轧制。在前台停留时间过长造成表面温度低于正常50℃的管坯不准穿孔。毛管穿出温度见表4—1。2)毛管前端壁厚应均匀，不允许有明显的穿偏、撕裂、螺旋划伤、卡辊结疤、轧痕、外折和发纹等缺陷。3）毛管外表面氧化铁皮由高压水清除。定径后毛管直径公差mm。当第一架摆动到最大值时，其它各架摆动值见表4-7。机架号123456摆动值/％155。424。233。913。050。0转速摆动在正确的范围内时，荒管有合适的周长，表面有四条均匀的黑线。张力过大将产生包棒;过小则可能产生轧折。应根据轧出荒管质量及脱棒情况进行调整.作用：调整荒管长度,保证荒管壁厚；补偿芯棒直径规格数不足。芯棒的直径补偿应与转速摆动值配合运用。荒管长度控制应遵循如下原则：与张减机相配合，轧出的成品管外径、壁厚控制在公差范围内；连轧机上轧制顺利脱棒顺利。连轧管两端出现外径、壁厚和面积增大的现象称为竹节。其主要原因在于咬入和抛出阶段（非轧制稳定阶段）,芯棒阶跃而造成的。竹节问题是全浮连轧机组的固有问题,可采用在非稳定轧制阶段改变一些机架的轧辊转速来减轻。荒管从管坯炉出来后,先经高压水除磷再进入张减.除磷水压力为16MPa,不得低于14MPa。钢温不得低于900℃。SRM的特点:过程机控制头尾增厚。最大进口速度：2.75m/s;最大出口速度：16m/s各机架传动比见表4-9所列。现取三架建长机架对数减径率分别为:2%、3％、4％则有:=当成品机架为5架时,取，则工作机架的减径量和总减径量的关系为：(5—3）式中：工作机架的平均减径量。(5—4)式中：工作机架数，对基本孔型系,=20。在此张减机上，为了能生产出最小规格的成品管，按A系列取工作机架平均减径量=0.077（﹤0。08）,代入公式（5—3）则有：=0.18+=0.18+20×0。077=1.72由式（5—1）则有:。(未乘以热涨系数1。01是出于负偏差轧制的考虑）为了保证成品管的外径精度和真圆度，必须满足以下条件:，则119A孔型所能轧制的最大成品管外径（热态）为:，经冷却后，=108mm，产品大纲中恰有此规格.∴119A系列可生产的成品管外径为。若按B系列计算，可得到119B系列的生产范围为44.5～108mm。同理，为了生产最大外径（139.7)的成品管，则可得出另一连轧管外径为：=152.5mm，并得出:152。5A系列可生产的外径范围：33。7～139。7mm152.5B系列可生产的外径范围：42.4~139.7mm。121231）先确定所用的精轧机架数，然后计算。上诉集合中，按从小到大顺序选，计算,若因此选择4架精轧。2)按精轧机架减径量分配计算各架直径：（5-8）式中：第架精轧机减径量分配系数，5机架时：、、、、；4机架时：、、、。据（5—8)式可得：，，，，由上述诸式得下表5-3。j101112130。0430。4250。0380.03578.975.466.859。8（5—9）芯棒的理论直径=119-2×8.2—3。25=99.35mm芯棒补偿（=99mm）=0.5×(99-99。35）=—0。175mm实际外径=99+2×8。2+3.25=118.65mm1eq\o\ac(○，ii)芯棒与空心坯的间隙见。2212123150～126122～110106～9894~8482~781181028880731234穿孔工具有内外变形工具之分。外变形工具有穿孔轧辊和导向工具，即导板或导盘，内变形工具为穿孔顶头。这里=151。3mm为最小轧辊间距（即高点HP间距),故取mm完全满足变形要求.为了进一步改善咬入条件，并避免变形区过长,设计中可以采用双锥来代替上述，如图6—1所示。可取=138mm，则=162mm。轧辊前端附加一段导入锥，以提高管坯推入时的可靠性。123狄舍尔穿孔顶头属于平头顶头,由三段构成，即穿孔锥、平整段和反锥,如图6-3所示。按传统的设计思想，考虑到改善空心坯壁厚辗轧效果，任意点的金属受到二次以上的加工,顶头平整段的长度可适当加长.反锥段的长度：mm，只需满足与顶杆间的连接强度，统一取mm。穿孔锥圆弧半径:=323。3mm（6—1）平整段锥角应根据轧辊出口锥角来确定,以获得最佳的均壁效果。取=，适合的送进教范围为。材质：合金铸钢，其主要成分如表6-3.表6-3顶头材质主要成分CMnSiCrNiMoWP、S0.18~0.230。5～0。80。8～1.051。5~1。82.3～2。80.1~0。2硬度HB技术要求：主要指表面质量不允许存在沟痕、破损、损伤等缺陷，穿孔锥、辗轧锥、定位槽等部位不允许有任何的缺陷。热处理后表面生成与基体组织粘着性良好的氧化层.外表面氧化层色泽应均匀完整，不允许开裂、起泡、剥裂，不允许有红褐色。6.2孔型设计的基本参数及变形量