管材热处理生产线辊式矫直设备的选型.docx

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Total129No.1,2011

SHANXIMETALLURGY

文章编号：1672-1152(2011)01-0019-03

管材热处理生产线辊式矫直设备的选型

陈峰1张超1汪恩辉1黄维勇1张胜广2

(1.中国重型机械研究院有限公司，陕西西安，710032;2.新兴铸管股份有限公司，河北邯郸，056300)

摘要：归纳了国内管材热处理生产线对辊式矫直设备的主、辅机性能的基本要求，分析了目前国内市场两种主流机型特点。认为四滑架的机型在结构上具有一定优势，可以作为管材热处理生产线矫直机的首选机型。关键词：钢管热处理矫直

中图分类号：TG333.2文献标识码：A收稿日期：2010-12-16

对管材实施热处理工艺是实现各项力学性能指标提高的合理途径。目前，对管材的在线热处理包括管材的调质、淬火以及正火。经热处理的钢管发生了直线度、椭圆度、内部晶粒组织、残余应力的变化，因此要组织矫直工序，提高管材的直线度和椭圆度，降低内部残余应力。

热处理后的钢管内部晶粒组织的变化使其机械性能指标攀升(屈服极限高达1180MPa),导致矫直力能参数变大，对矫直设备的性能有了较高的要求，因此钢管热处理生产线矫直设备选型工作尤显重要。

1管材热处理生产线所矫材料材质特点及矫后要求

管材热处理生产线矫直管材为正火或者回火之后的石油套管、钻杆、接箍料以及油管等。这类管材的突出特点是材质屈服极限高，管材径壁比较离散，来料弯曲曲率半径小，被矫钢管为热态(一般矫直温度为600℃左右)[1]。对矫后管材的通体直线度、椭圆度要求高，头部尺寸也有明确要求(管体直线度不大于1mm/m,头部1.5m内直线度不大于1.5mm/m,单倍尺钢管全长直线度不大于2mm)。

2管材热处理生产线矫直设备的要求

因热处理生产线矫直机所矫钢管的头部尺寸特性，一般为快开形式的矫直机；因所矫钢管材质的机械性能特性，其矫直机设备负荷参数较大(设备强度高，刚性好)。

热处理生产线矫直机前、后台辅助设备的抑制

被矫管材甩动、防止管材表面擦伤、稳定矫直等作用

第一作者简介：陈峰(1981-),男，于中国重型机械研究院有限公司第五研究室主要从事管材精密矫直设备的研究和设计工作，工程师。Tel:029E-mail:taiyuancf369@163.com

比普通矫直机在功能上要强劲一些。

矫直辊的频繁开启是热处理石油管材生产线矫直机的一个显著特点，一般的快开液压系统使用压力在20MPa以上，因此在快开换向的过程中常常会表现出系统冲击严重、换向噪音大的现象。选用合理的液压快开系统，降低系统冲击和能耗是新上热处理生产线矫直机的迫切要求。

通过对热处理生产线矫直机的基本要求简要分析，我们可以认为，对一台热处理生产线矫直机的选择的核心是：在主机设备上关键结构要突现出其良好的刚度；液压系统要能够解决高压下的换向冲击问题；辅助设备能够抑制管材的甩动，保证稳定矫直。

3热处理生产线管材矫直机矫直辊数的确定

国内钢管制造商对热处理生产线钢管的矫直后直线度一般要求为每米不大于1mm(可以表述为1mm/m),这个数值是在以钢管名义直径为114mm,辊距为850mm的六辊矫直机上理论计算得出的数值，因此1mm/m这个数值要以具体的钢管直径和辊距来定，不是所有的六辊矫直机在其含盖范围内的钢管矫直后都能达到1mm/m,对于不同于名义直径特别是名义直径大于114mm的钢管矫直，1mm/m的直线度要求，对辊距和辊身长度的要求是比较苛刻的，两者之间的平衡需要设计者对矫直理论有一定的认识才能给出合理的数值。

是否能够通过增加矫直环节来提高矫直精度呢，答案是肯定的[2]。例如，采用八辊或九辊，甚至于十辊矫直机矫直，随着矫直环节的增多，矫直精度会得到明显的提高，十辊可以达到0.3mm/m的矫直精度，但是快开的机构增多，设备质量增加，液压快开系统烦琐，造价高，占地面积大，运行成本高，不是十分可取，所以需要根据具体的产品大纲和投资许可

第34卷·20·山西冶量

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来确定矫直机的辊数以及辊系布置方式。

4应用于管材热处理生产线矫直机的形式和优劣性分析

目前，国内市场热处理生产线的管材矫直机以两滑架和四滑架为典型代表，这两种机型是目前国内钢管热处理生产线的主流机型，其余机型也有使用，但都受使用厂家的产品种类以及投资情况的影响，按照管材