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无缝管生产 无缝管生产 manufacturing?process?of?seamless?tube?and?pipe 用穿孔等方法生产周边无接缝的钢管或其他金属管和合金管。无 缝管的外径范围为?0.1～1425mm，壁厚为?0.01～200mm。除圆形管外, 还有各种异形断面管和交断面管。 生产方法和简史?无缝管的生产方法很多。无缝钢管根据交货要 求，可用热轧(约占?80～90％)或冷轧、冷拔（约占?10～20％）方法 生产。热轧管用的坯料有圆形、方形或多边形的锭、轧坯或连铸管坯， 管坯质量对管材质量有直接的影响。热轧管有三个基本工序：①在穿 孔机上将锭或坯穿成空心厚壁毛管；②在延伸机上将毛管轧薄，延伸 成为接近成品壁厚的荒管；③在精轧机上轧制成所要求的成品管。轧 管机组系列以生产钢管的最大外径来表示（见轧机）。无缝钢管生产 方法见表?1，括号中数字为创制年代。 无缝钢管生产有近?100?年的历史。德国人曼尼斯曼兄弟于?1885?年首 先发明二辊斜轧穿孔机，1891?年又发明周期轧管机,1903?年瑞士人施 蒂费尔（R.C.Stiefel）发明自动轧管机（也称顶头式轧管机），以 后又出现了连续式轧管机和顶管机等各种延伸机，开始形成近代无缝 钢管工业。20?世纪?30?年代由于采用了三辊轧管机、挤压机、周期式 冷轧管机，改善了钢管的品种质量。60?年代由于连轧管机的改进， 三辊穿孔机的出现，特别是应用张力减径机和连铸坯的成功，提高了 生产效率，增强了无缝管与焊管竞争的能力。70?年代无缝管与焊管 正并驾齐驱，世界钢管产量以每年?5％以上的速度递增。中国?1953 年后重视发展无缝钢管工业，已初步形成轧制各种大、中、小型管材 的生产体系。铜管一般也采用锭坯斜轧穿孔、轧管机轧制、盘管拉伸 工艺。 自动轧管生产?生产无缝钢管的方式之一。生产设备由穿孔机、 自动轧管机、均整机、定径机和减径机等组成。其生产工艺流程见图 1。 穿孔机?常用的二辊斜轧穿孔过程见图?2。圆管坯穿轧成空心的厚壁 管（毛管），两个轧辊的轴线与轧制线构成一个倾斜角。近年来倾斜 角已由?6°～12°增至?13°～17°,使穿孔速度加快。生产直径?250mm 以上钢管，采用二次穿孔,以减少毛管的壁厚。带主动旋转导盘穿孔、 带后推力穿孔、轴向出料和循环顶焊等新工艺也取得一定的发展,从 而强化了穿孔过程,改进了毛管质量。 自动轧管机?把厚壁毛管轧成薄壁荒管。一般经?2～3?道次，轧制到成 品壁厚,总延伸率约为?1.8～2.2。70?年代以来，用单孔槽轧辊、双机 架串列轧机、双槽跟踪轧制和球形顶头等技术，都提高了生产效率， 实现了轧管机械化。 均整机?结构与穿孔机相似。均整的目的在于消除内外表面缺陷 和荒管的椭圆度，减少横向壁厚不均匀。近年采用三辊均整机，提高 了均整机变形量和均整效率。 定径机?由?3～12?架组成，减径机由?12～24?架组成，减径率约 达?3～28％。50?年代出现的张力减径机,在调整辊速和减径的同时， 以适当的张力控制壁厚。新型张力减径机一般用三辊式，有?18～28 架，最大减径率达?80％，减壁率达?44％，出口速度达每秒?18mm。张 力减径机有两端增厚的缺点，可用“头尾端部突加电气控制”或微张 力减径消除。 自动轧管机组?常用系列有外径为?100mm、140mm、250mm?和?400mm 四种,生产外径?17～426mm?钢管。机组的特点是在穿孔机上实现主要 变形，规格变化较灵活，生产品种范围较广。由于连续轧管技术的发 展，已不再建造?140mm?以下的机组。 连续轧管生产?生产设备由穿孔机、连续轧管机、张力减径机组 成。工艺流程见图?1。圆坯穿成毛管后插入芯棒，通过?7～9?架轧辊 轴线互呈?90°配置的二辊式轧机连轧。轧后抽芯棒，经再加热后进 行张力减径,可轧成长达?165m?的钢管。140mm?连续轧管机组年产?40～ 60?万吨，为自动轧管机组的?2～4?倍。这种机组的特点是适于生产外 径?168mm?以下钢管,设备投资大,装机容量大,芯棒长达?30m,加工制造 复杂。70?年代后期出现的限动芯棒连续轧管机（MPM）,轧制时外力 强制芯棒以小于钢管速度运动，可改善金属流动条件，用短芯棒轧制 长管和大口径钢管。 周期轧管生产?以多边形和圆形钢锭或连铸坯作原料，加热后经水压 穿孔成杯形毛坯，再经二辊斜轧延伸机轧成毛管,然后在带有变直径 孔槽的周期轧管机上,轧辊转一圈轧出一段钢管（图?3）。周期轧管 机又称皮尔格尔（Pilger）轧管机。周期轧管生产是用钢锭作原料， 宜于轧制大直径的厚壁钢管和变断面管。 三辊轧管生产?主要用于生产尺寸精度高的厚壁管。这种方法生产的 管材，壁厚精度达到?±5％，比用其他方法生产的管材精度高一倍左 右。工艺流