钢管的钢管连轧

无缝钢管的斜轧，斜轧方法已经在无缝钢管的生产过程中得到广泛应用，它除了应用在穿孔这个主要工序之外，还应用在轧管、均整、定径、延伸、扩径和旋压等基本工序中。斜轧与纵轧和横轧不同之处主要表现在金属的流动性上。纵轧时金属流动的主要方向与轧辊表面的运动方向相同，横轧时金属流动的主要方向与轧辊表面的运动方向相同，斜轧则处与纵轧与横轧之间，变形金属的流动方向与变形工具轧辊的运动方向成一角度，金属除了前进运动外，还有绕本身轴线的转动，作的是螺旋前进运动。目前生产中所用的斜轧机有二辊和三辊两种系统。

2．1一般工艺流程

热轧无缝钢管的生产工艺流程包括坯料轧前准备、管坯加热、穿孔、轧制、定减径和钢管冷却、精整等几个基本工序。

当今热轧无缝钢管生产的一般主要变形工序有三个：穿孔、轧管和定减径；其各自的工艺目的和要求为：

2.1.1穿孔：将实心的管坯变为空心的毛管；我们可以理解为定型，既将轧件断面定为圆环状；其设备被称为穿孔机。对穿孔工艺的要求是：首先要保证穿出的毛管壁厚均匀，椭圆度小，几何尺寸精度高；其次是毛管的内外表面要较光滑，不得有结疤、折叠、裂纹等缺陷；第三是要有相应的穿孔速度和轧制周期，以适应整个机组的生产节奏，使毛管的终轧温度能满足轧管机的要求。

2.1.2轧管：将厚壁的毛管变为薄壁（接近成品壁厚）的荒管；我们可以视其为定壁，即根据后续的工序减径量和经验公式确定本工序荒管的壁厚值；该设备被称为轧管机。对轧管工艺的要求是：第一是将厚壁毛管变成薄壁荒管（减壁延伸）时首先要保证荒管具有较高的壁厚均匀度；其次荒管具有良好的内外表面质量。

2.1.3定减径（包括张减）：大圆变小圆，简称定径；相应的设备为定（减）径机,其主要作用是消除前道工序轧制过程中造成的荒管外径不一（同一支或同一批），以提高热轧成品管的外径精度和真圆度。对定减径工艺的要求是：首先在一定的总减径率和较小的单机架减径率条件下来达到定径目的，第二可实现使用一种规格管坯生产多种规格成品管的任务，第三还可进一步改善钢管的外表面质量。

20世纪80年代末,曾出现过试图取消轧管工序,仅使用穿孔加定减的方法生产无缝钢管,简称CPS,即斜轧穿孔和张减的英文缩写),并在南非的Tosa厂进行了工业试验,用来生产外径:33.4～179.8mm，壁厚3.4～25mm的钢管，其中定径最小外径为101.6mm；张减最大外径我101.6mm。经过实践检验，该工艺在产生壁厚大于10mm的钢管时质量尚可，但在生产壁厚小于8mm的钢管时通过定径、张减不能完全消除穿孔毛管的螺旋线，影响了钢管的外观质量。在随后的改造中不得不在穿孔机于定减径机之间增设了一台MINI-MPM(4机架)来确保产品质量。

2．2各热轧机组生产工艺过程特点

我们通常将毛管的壁厚加工称之为轧管。轧管是钢管成型过程中最重要的一个工序环节。这个环节的主要任务是按照成品钢管的要求将厚壁的毛管减薄至与成品钢管相适应的程度，即它必须考虑到后继定、减径工序时壁厚的变化，这个环节还要提高毛管的内外表面质量和壁厚的均匀度。通过轧管减壁延伸工序后的管子一般称为荒管。轧管减壁方法的基本特点是在毛管内按上刚性芯棒，由外部工具（轧辊或模孔）对毛管壁厚进行压缩减壁。依据变形原理和设备特点的不同，它有许多种生产方法，如表1所示。一般习惯根据轧管机的形式来命名热轧机组。轧管机分单机架和多机架，单机架有自动轧管机、阿塞尔轧机、ACCU-ROLL等,斜轧管机都是单机架的；连轧管机都是多机架的，通常4~8个机架，如MPM、PQF等。目前主要使用连轧（属于纵轧）与斜轧两种轧管工艺。

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热轧无缝钢管生产技术

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热轧无缝钢管生产工艺流程及其生产技术（以上内容出处）

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159连轧分厂热轧车间好。

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衡阳无缝钢管厂隶属湖南华菱钢铁集团有限责任公司，系全球大型无缝钢管生产企业，中国第二大无缝钢管专业化无缝钢管生产企业。始建于1958年，现有员工5800人，其中专业技术人员2000余人。拥有总资产110亿元。企业先后荣获全国“五一”劳动奖状、全国设备管理先进单位、全国重合同守信用先进单位、全国国有企业十佳宣传典型等荣誉称号。

中文名

衡阳无缝钢管厂

隶属

湖南华菱钢铁集团有限责任公司

始建于

1958年

现有员工

5800人

获得荣誉

全国设备管理先进单位等

基本信息所获荣誉基本设施产品信息未来展望TA说

基本信息

衡阳无缝钢管厂（以下简称衡钢）隶属湖南华菱钢铁集团有限责任公司，系全球大型无缝钢管生产企业，中国第二大

所获荣誉

专业化无缝钢管生产企业。始建于1958年，现有员工5800人，其中专业技术人员2000余人。拥有总资产110亿元。企业的发展得到历届党和国家领导人的高度重视，李鹏、乔石、朱镕基、尉健行、吴官正、曾培炎曾亲临视察，对衡钢的发展给予充分肯定，企业先后荣获全国“五一”劳动奖状、全国设备管理先进单位、全国重合同守信用先进单位、全国国有企业十佳宣传典型等荣誉称号。

基本设施

衡钢坚定不移地实施科技兴企战略，不断引进、消化、吸收世界无缝钢管领域的先进装备和尖端技术，整体技术装备水平跃居世界领先地位。现拥有∮50、∮89、∮219、∮340、∮720五条钢管生产线、两条管加工生产线、全水平连铸和弧形连铸两套圆管坯生产系统、一座1000m高炉炼铁系统，具备70万吨铁、130万吨钢、150万吨管的年生产能力，是全球无缝钢管生产机组最全、先进机型最多、产品规格最配套的企业。其中∮89连轧管生产线系国家“八五”重点项目，主体设备全部从德国引进；∮340连轧管生产线系国家“十五”“双高一优”项目，整体技术装备居当今世界先进水平；管加工生产线对产品进行热处理、加厚、车丝，为石油行业用户提供高技术含量的深加工产品；两套炼钢系统主体设备全部从意大利引进。其中水平连铸圆管坯生产系统拥有12项全部自行攻关研发的专有核心技术，现已成为全球水平连铸工业化生产的标志性项目，被誉为“开水平连铸技术的先河”和“全国冶金工业的一面旗帜”。

产品信息

衡钢现能生产∮720mm以下各类规格、品种的热轧、冷拔无缝钢管，通过了ISO9001质量、ISO14001环境、OSHMS职业安全健康三大管理体系认证，并通过API、PED、TüV和ü等国际产品质量认证及英国、挪威等多国船舶用无缝钢管工厂认可，通过壳牌石油公司等数十个国际知名油公司的第二方认可，产品质量在国内外享有较高声誉，在国内石油、石化、汽车、锅炉、煤炭、化工等行业均建立了稳定的营销渠道，市场份额不断扩大。出口区域覆盖亚、欧、北美、南美、非、大洋等六大洲，出口国家和地区达50多个，出口创汇率51%，位居国内同行首位。

衡钢不断加大研发投入，培育高新技术、产品自主创新能力，从2002年起大力推进品种结构调整，由生产普通管向生产一般专用管到生产“双高”产品转变，形成了“生产一代、储备一代、研制一代”的产品创新格局。每年有5个以上新产品投入批量生产，2008年生产高技术含量、高附加值产品37万吨，“双高”产品比36%。打造了油气用管、高压锅炉管、机械加工用管三大拳头产品，现为中国油气用管、高压锅炉管定点生产企业之一。平端油管、输送流体管、高压锅炉管、液压支柱管、汽车半轴套管荣获中国冶金产品实物质量金杯奖称号。

衡钢不断探索与企业规模相适应的管理模式，以“信息化带动工业化”为突破口，着力建设“数字衡钢”，从2000年开始在湖南省工业企业中率先实施企业资源计划（ERP）管理，实现了资金流、物流、信息流的集中动态一体化管理，构造了规范、科学、高效的管理平台,为实现企业管理与国际接轨奠定了基础。

未来展望

衡钢的共同愿景是建设世界一流的专业化无缝钢管生产企业。具体分二步走：

第一步：“十一五”期间，衡钢将以品种结构调整为主线，以技术创新为依托，在现有机组基础上，再建设一套年产50万吨的中等口径轧机及配套炼钢、炼铁系统，形成200万吨钢、200万吨无缝钢管、200亿元销售收入的生产规模，进一步提升油气用管、高压锅炉管、机械加工用管三大拳头产品的档次和市场份额。建设钢管深加工产业园区，打造钢管产业集群。在湖南省首创以企业为主体兴办产业园区、发展产业集群的模式，2007年开工建设，现已初具规模。园区主要产业有石油管加工、高压气瓶管加工、液压支柱管加工、钢管弯头加工、钢管结构件加工、物流运输等，力争在“十一五”期间形成40-50亿元销售收入。

第二步：搭建国际化运作平台，引进境外战略投资者，加快管理、技术、市场、资源、人才等生产要素与国际同行先进企业的整合力度，把衡钢培育成为最具国际竞争力的专业化无缝钢管生产企业,实现以环境优美、清洁生产、纯净钢为主要内容的“绿色衡钢”和以管理信息化、商务网络化、基础自动化为主要特征的“数字衡钢”及以高素质的人才、较强的市场竞争力、创新型企业文化体系为主要支撑的“百年衡钢”三大战略目标。

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无缝钢管的制造工艺1.热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库2.冷拔（轧）无缝钢管：圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷拔（冷轧）→坯管→热处理→矫直→水压试验（探伤）→标记→入库力学性能钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。①抗拉强度（σb）试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的最大力（Fb），出以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为：式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）； So--试样原始横截面积，mm2。②屈服点（σs）具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2（MPa）。上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力； 下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。屈服点的计算公式为：式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So--试样原始横截面积，mm2。③断后伸长率（σ）在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以σ表示，单位为%。计算公式为：式中：L1--试样拉断后的标距长度，mm； L0--试样原始标距长度，mm。④断面收缩率（ψ）在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%。计算公式如下：式中：S0--试样原始横截面积，mm2； S1--试样拉断后缩径处的最少横截面积，mm2。⑤硬度指标金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。A、布氏硬度（HB）用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。其计算公式为：式中：F--压入金属试样表面的试验力，N； D--试验用钢球直径，mm； d--压痕平均直径，mm。测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。

连轧管变形原理(deformation theory of continuous tube rolling process)

浮动芯棒连轧管运动学特征

咬入阶段

隐态连轧阶段

抛钢阶段

轧制速度的设定

限动芯棒连轧管运动学特征

浮动芯棒连轧管的变形特征

孔型系统

孔型侧壁

延伸系数

减壁量

限动芯棒连轧管的孔型和变形参数选择

轧制力和轧制力矩的确定

轧制力

轧制力矩

竹节现象

有关连续轧管机轧管时运动学、变形、轧制力和制力矩以及“竹节”形成的基本理论。

浮动芯棒连轧管运动学特征 浮动芯棒连轧管时插入芯棒后的穿孔毛管，一般经过8机架连轧加工成为荒管。整个轧管过程包括咬入、稳态连轧和抛钢3个轧制阶段，其运动学特征即连轧管过程的时间一位移关系的特征(见图1)。

图1连轧管过程的时间-位移关系特征图

虚线abcd-芯棒头部速度变化；虚线ABCD-芯棒尾部速度变化

实线Aa’b’c’d’-毛管头部速度变化；实线A’B’C’D’-一毛管尾部速度变化

咬入阶段 从第1架轧机开始咬入毛管头部到最后一架咬入毛管头部为止。咬入过程是一个非稳定的轧制过程。管子头部Va’b’从进入各机架变形时随着延伸系数的加大而增加运动速度(即产生阶跃加速变化)。管子头部速度的阶跃增量为△V(n-1)→n=(μn-1)V n-1。式中μn为第n架的延伸系数；V n-1为第n一1架的轧制出口速度。管子尾部Va’b’则由第1架咬入速度确定，可以假定保持不变。

由于自由浮动的长芯棒是一根刚性体工具，芯棒头部Vab和尾部VAB的运动速度相同，并随着管子速度阶跃变化也呈阶跃加速变化。但芯棒速度的阶跃增量总是小于管头速度增量。若管头在第8架的出口速度为V8(1→8)时，芯棒速度则是1～8架管子速度的平均值。若芯棒速度由Vd[1→(n-1)]阶跃加速为Vd[1→n]时，则芯棒速度阶跃增量为△Vdn={Vd[1-n] -Vd[1→(n-1)]}>0。管头速度的阶跃变化引起了芯棒速度的阶跃变化，交变着的芯棒速度又反过来引起了在各架轧机上管子实际出口速度的变化，并取决于芯棒速度阶跃增量和摩擦条件。管子实际出口速度的变化可用下式表示：

△V’n(1→n) =f2△Vdn/(f1+f2)

式中△V’n(1→n)为管子同时处于1～n架连轧时，在第n架轧机上由于芯棒速度阶跃变化而引起的管子实际出口速度的增量变化；f1为轧辊与管子外表面之问的摩擦系数；f2为芯棒与管子内壁之间的摩擦系数。

在各机架咬入时都存在着一次咬入(管子头部与轧辊接触瞬间，靠旋转的轧辊和金属之间的摩擦力把管子曳入变形区中，开始减径)和二次咬入(管子内表面与芯棒相接触瞬间，靠旋转的轧辊与金属之间的摩擦力来克服芯棒的轴向阻力而把管子曳入减壁区中)。对连轧管机第1架，由于一般采用辊道送钢，可以看成在无外推力的情况下实现一次咬入和二次咬入。而对第2架和以后各机架的咬入都存在着上一机架所给予的后推力，一次和二次咬入条件均可得到改善。

连轧管机第1架的一次咬入条件为：

tanα≤f

连轧管机第1架的二次咬入条件为：

tanα2≤(2f-tanα)/1+2ftanα

式中α为一次咬入角；α2为二次咬入角；f为摩擦系数。

稳态连轧阶段 从管子头部进入第n架轧机后，管子同时处于第l～n架轧机之间进行稳定连续轧管开始到毛管尾部由第1架轧机抛出为止。在稳态连轧管过程中，由于管子同时处于n架轧机作用下，管子头部速度Vb’c’、管子尾部速度VB’C’、芯棒头部速度Vbc和芯棒尾部速度VBC均保持恒速运动。在各架轧机上的管子出口速度是连续递增的。管头速度远大于管尾速度，即Vb’c’>VB’C’，Vb’c’=μεVB’C’(式中με为1～n架的总延伸率)。而芯棒则是一个恒定的平均速度，芯棒头尾速度是一致的，并低于第n架管子出口速度即Vbc=VBC=常数，而Vb’c’>Vbc>VB’C’。

在稳态连轧阶段存在着滞后机架、同步机架和导前机架等3种不同轧制状态的机架。在n机架连轧管工作系统中，在芯棒和管子内表面的整个接触长度上存在着一个速度同步面(或称芯棒中性面K)，也就是其中有一个申间机架的变形区内某一K截面的金属流动速度等于芯棒速度。这个中间机架叫做同步机架(或称K机架)。在同步机架前的各架称为滞后机架，即在这些机架中金属的速度滞后于芯棒速度；在同步机架后的各架称为导前机架，即在这些机架中金属的速度超前于芯棒速度。在咬钢时，同步机架渐次由第1机架变化至第K机架；而抛钢时，同步机架又由第K机架变化至第n机架。

抛钢阶段 从第1架轧机毛管尾部抛出开始，到荒管尾部由最后一架轧机抛出为止。

抛钢时，管子头部速度Vc’d’、管子尾部速度VC’D’、芯棒头部速度Vcd和芯棒尾部速度VCD都同时具有阶跃性加速的特点。芯棒速度的阶跃变化大于管子出口速度的阶跃变化，即VCD>VC’D’。当管子尾部从第1架轧机开始抛出后，便消失了一个对芯棒的后拖阻力，使芯棒产生一个加速。芯棒速度阶跃增量△Vd=V d(2→8) -V d(1→8)。在抛钢时，管子尾部出口速度的阶跃增量要比咬入时的管头出口速度的阶跃增量大。

在长芯棒浮动连轧管的一个轧制周期内，将发生(2n一1)次运动状态的变化，并引起2n次管子出口速度和(2n～1)次芯棒速度的变化。这种运动速度的复杂交变关系必然会通过各种力的传递作用而直接影响到轧制变形区内的应力-应变状态及其金属塑性流动规律。

稳态连轧管过程中按照通过各机架的变形区内任一截面上的金属秒流量相等的原则，可以计算并预设定任一机架的轧制速度Vi和轧辊转速ni。

F1V1=F2V2=…FiVi=const

而 Vi=πDKini/60

则 F(i-1)DK(i-1)n(i-1) =FiDKini

考虑各机架问的张力(或推力)时，

F(i-1)DK(i-1)n(i-1)=FiDKiniS(i-1)→i

n(i-1) =niDKi/DK(i-1) Fi/F(i-1)S(i-1)→i

又因 μ1=F 0/F1μ2=F1/F2…μi=Fi/Fi

故

式中DK(i-1)为前一架的轧辊工作辊径，mm；DKi为后一架的轧辊工作直径，mm；Fi-1为前一架的变形区出口截面积，mm2；Fi为后一架的变形区出口截面积，mm2；μi为第i架的延伸系数；S(i-1)→i为(i—1)机架与i机架间的张力(或推力)系数。

在现代连轧管机上，一般采用微张力(或推力)轧制。为了保证稳定轧制而不会出现较严重的抱芯棒现象，在第1～2架和第2～3架之间采用1％的张力系数，而在中间机架之间采用0.5％～0.8％的张力系数，以保证轧制过程的稳定性和荒管的尺寸精度。在最后两架之间则采用≤1％的推力系数，以便于松棒脱棒。各机架张力系数的分配见表1。

表l连轧管机各机架的张力系数的分配

机组

传动

各机架酊张力系数5(，。)一，

型式

1～2

2～3

3～4

4～5

5～6

6～7

7～8

8～9

单独

传动

1．01

1．01

1．008

1．008

1．005

l

1．OO

O．99

O．99

集体

传动

1．12～

1．15

1．08～

1．10

1．06

1．05

1．04

1．00～

1．02

1．00

1．OO

轧制速度的设定 在浮动芯棒连轧管机上预设定各机架的轧辊转速及其主电机转速时，通常采用逆向法，从最后一架轧机开始向前逐架地推算到第1架轧机。

现代连轧管机(8机架)轧辊转速系列预设定的计算程序如下：

根据上述的各机架轧辊转速，通过各机架的减速器速比i，即可换算出备机架主电机转速并给予设定。

工作辊径DKi由下式确定：DKi=Da+△一λ1b

式中Da为轧辊辊身直径，mm；△为辊缝(第一架取8～10mm，其余各架取4～6mm)；b为孔型高度，mm；λ1为孔型形状系数，由图2确定。

限动芯棒连轧管运动学特征 限动芯棒连轧管运动学特征主要是：在轧制过程中芯棒速度是恒定的，基本上没有浮动芯棒轧制时金属流动呈断续轧制状态而产生的“竹节”缺陷。

确定芯棒速度的原则是使芯棒速度必须低于任一机架的轧制速度，使各架均处于同一方向的差速轧制状态。一般取芯棒速度低于第一机架的轧件平均运动速度。

芯棒速度对轧制过程的影响是：芯棒速度越低即同轧件的速度差越大，则后张力越大，可降低轧制压力、减少宽展、促进延伸并有利于提高轧后钢管尺寸精度。芯棒速度也不能过低，因为速度差太大，摩擦热大，会导致芯棒磨损严重，降低芯棒使用寿命。一般芯棒限动速度在0.7～1.5mm/s，芯棒工作段长度在15m左右。

孔型侧壁角αB/(。)

a

孔型侧壁角αB/(。)

b

0 O．04 0．08 0．12 O．16 0．20

O．02 0．06 0．10 0．14 O．18

偏心矩e/mm

C

图2确定λ1值图

a-带直线倒壁的圆孔型；b-带圆弧侧壁的圆孔型

c-椭圆孔型

1-μ=2.0；2-μ=1．5；3-μ=1．1

图3 芯棒限动速度Vd曲线

a-快速送进芯棒并定位b-限动速度轧制

c-芯棒快速返回

芯棒的限动速度曲线见图3。芯棒在轧制过程中的位置见图4。

浮动芯棒连轧管的变形特征浮动芯棒连轧管的变形特征包括孔型系统、孔型侧壁、延伸系数和减壁量。

图4芯棒工作位置图

1、2-芯棒快速送进并定位；3、4-管子头部充满各架变形区；5-芯棒恒速轧制，6、7-管子尾部逐渐脱离各架变形区至终了

孔型系统 在现代浮动芯棒连轧管机上，一般采用椭圃一圆孔型系统。第1架(或头两架)轧机上采用带圆弧侧壁斜度的椭圆孔型，这种孔型能够在减径较大时保证必要的延伸，磨损后易于调整。中间机架(如2～6架)主要是减壁变形，可采用带有圆弧侧壁斜度的圆孔型或者采用偏心距渐小的椭圆孔型。最后两架，为了保证轧出荒管的尺寸精度且易于脱棒，多采用具有小侧壁(或无侧壁)的圆孔型。图5示出8架浮动芯棒连轧管机上的孔型系统及金属充满状况。

当孔型宽度为b、孔型高度为dk时，孔型宽高比ξ=b/dk(或称孔型椭圆度系统)表示孔型椭圆度大小。当ξ=1时孔型为圆形，ξ越大于1，孔型的椭圆度愈大。当ξ=1.25～1.35时，金属在孔型中的横向流动比较自由，易造成横向壁厚不均。ξ<1．24时，金属沿孔型周边的变形比较均匀，轧管时的横向壁厚不均较小，但不易脱棒。表2列出了某连轧管上孔型系统的ξ值。

图5浮动芯棒连轧营机上孔型系统及金属充满图

孔型侧壁 作用是在保证管子正常咬入的同时使管子外径得到压缩与夹持，并能够获得纵向延伸和避免出耳子。在连轧管机的头几架一般选择较大的孔型侧壁斜度，有利于金属的横向流动，宽展比较自由，能够减少管子对芯棒的摩擦阻力，使金属有可能获得较大的纵向延伸。但是，过大的侧壁斜度会使孔型侧壁处的非接触区增加过大，有可能导致壁厚不均、孔型过充满，甚至产生纵向裂纹、耳子等缺陷。而最后两架中应选取较小的侧壁斜度，以保证均匀变形和荒管的尺寸精度。孔型侧壁斜度大小可用孔型侧壁角αB=arccosdk/b来表示。表3列出了连轧管机各机架孔型侧壁角αB的分配情况。

表2连轧管机各机架中孔型f值的分配

机架序号№

1

2

3

4

5

6

7

8

9

孔型宽高比}值

1．20～1．25

1．20～1．25

1．Z5～1．30

1．25～1．3C

1．25～1．30

1．24～1．25

1．24～1．25

1．06～1．20

1．OO～1．02

延伸系数 浮动芯棒连轧管机的总延伸系数为4～6。各机架中道次延伸系数可按半抛物线型曲线分配确定。在头3道次，因温度高可采用大压下量，以迅速减径减壁，壁厚压下率可达70％；而在中间机架(如4～6架)上的变形量则逐渐减少。最后两架的变形量应是很微小的，以保证荒管尺寸精度并易于脱棒。连轧管机上各机架延伸系统的分配实例见表4。

表3连轧管机各机架中孔型侧壁角c|B的分配

机架序号№

1

2

3

4

5

6

7

8

9

孔型侧壁角蜘

45。～50。

40。～45。

40。～45。

40。～45。

40。～45。

40。～45。

40。～45。

30。～32。

28~～30。

表4连轧管机各机架延伸系数的分配实例

轧机类型

各机架的延伸系数肛

l

2

3

4

5

6

7

8

9

7机架

1．35～1．45

1．45～1．50

1．45～1．50

1．27～1．5C

1．16～1．20

1．10

1．05

9机架

1．20～1．45

1．20～1．55

1．20～1．40

1．15～1．35

1．15～1．30

1．10～1．25

1．02～1．10

1．02～1．03

1．003～

1．005

表5连轧管机各机架减壁量的分配实例

机架序号№

1

2

3

4

5

6

7

8

9

减壁量AS，／mm

4．2

6．3

4．4

3．4

2．O

1．3

O．4

O

O

减壁率等／％

30

45

44．9

44．1

37

30

11．7

O

0

减壁量 各机架减壁量的分配可按抛物线型的经验公式来确定：

ΔSi=[0.0417+(7-i)2/40]ΔS∑

式中ΔSi为第i架中孔型顶部的减壁量，mm；i为机架序号；ΔS∑为连轧管中的总减壁量，mm。连轧管机各机架中减壁量的分配实例见表5。

限动芯棒连轧管的孔型和变形参数选择 由于取消了脱棒机，芯棒是靠脱管时将钢管从芯棒前端拔出，另外由于差速轧制有利于金属纵向延伸，宽展小，故限动芯棒轧制时可取椭圆度小的孔型，孔型宽高比为1.0～1.03，并可取较大壁厚压下量和总延伸系数，最大总延伸系数可达10。在这种孔型中变形比较均匀，轧出的管子尺寸精度高，壁厚公差可达到±5％～6％。

轧制力和轧制力矩的确定

轧制力 在芯棒上轧管时沿变形区长度上存在着减径和减壁两个区，其轧制力为：

P=pc1F1+pc2F2

式中pc1为减径区的平均轧制单位压力，MPa；pc2为减壁区的平均轧制单位压力，MPa；F1为减径区接触面的水平投影，mm2；F2为减壁区接触面的水平投影，mm2。

减径区平均单位压力为：

pc1 =ηKf2S0/Dcp

式中S0为毛管壁厚，mm；Dcp为减径区管子平均直径，mm；Kf为变形抗力，MPa；η为考虑外区对平均单位压力的影响系数：

式中l1为减径区长度。

减壁区平均单位压力为：

Pc2=K(1+m)

式中K=1.15Kf；m为考虑外摩擦对平均单位压力的影响系数m=2f1l2/S0+Sk；f1为金属和轧辊之间的摩擦系数；l2为减壁区长度，mm；S0为轧前管子壁厚，mm；SK为轧后管子壁厚，mm。

用带侧壁的孔型轧管时变形区总接触面积的水平投影为：

式中F为总接触面积的水平投影，mm2；Dmin为孔型顶部轧辊直径，Dmin=D1 -dk，mm；D1为轧辊辊环直径，mm；dk为孔型高度，mm；b为孔型宽度，mm。

减壁区接触面积的水平投影为:

F2=(δ0+2So)l2

式中δ0为芯棒直径，mm；S0为前一架轧出管子的壁厚，mm；l2为减壁区长度，mm。

减径区接触面积的水平投影为：

F1=F-F2

分别求出声pc1、pc2、F1和F2后，就可求出轧制力。

轧制力矩 在连轧管机上的轧制力矩应包括减径区和减壁区的轧制力矩、前后张力(或推力)的力矩以及作用在钢管与芯棒接触面上的轴向力矩，即

式中Mr为作用在连轧管任一机架的一个轧辊上的轧制总力矩；P1、P2为减径区与减壁区的长度；qH、qh为相邻机架之间的前后张力(或推力)，(其所产生的力矩与P1、P2产生的力矩同向时公式中用“+”号，反之用“一”号)；R1为轧辊中心线与芯棒中心线之间的距离；Q为在钢管和芯棒接触面上的轴向力，Q=pc2πδ0L2f2(式中δ0为芯棒直径；f2为金属和芯棒之间的摩擦系数，取f2=0.08～0.1)。

限动芯棒连轧管时由于后张力的作用，轧制压力比浮动芯棒连轧管降低30％左右，能耗降低20％～30％。

竹节现象 在浮动芯棒连轧管机上，由于芯棒速度的阶跃变化反映在荒管质量上的一个突出问题是荒管沿长度方向上外径和壁厚尺寸都产生纵向不均匀的规律性变化。人们把荒管的这种外径与壁厚尺寸的纵向差异(呈周期性鼓肚)称为竹节现象。根据荒管外径与壁厚的纵向尺寸差异，在沿顺轧制方向的前后两段又划分为前竹节和后竹节。如图6所示，图中B段为前竹节，D段为后竹节。

竹节形成机理是近代连轧管理论中的一个重要研究课题。一般认为，产生竹节原因是由于浮动芯棒连轧管过程中出现了2n次交变断续轧制状态，尤其是芯棒速度的阶跃变化，在非稳定轧制时的变形区内引起了金属塑性变形及其流动的不连续性所造成的。

控制竹节的工艺措施有：

(1)在工艺操作上，合理分配延伸；改善芯棒摩擦条件(如选好的芯棒润滑剂及喷涂方法、提高芯棒耐磨性与减小表面粗糙度等)；改进孔型设计，后部机架的轧辊孔型采用较大的侧边开口以减少管子对芯棒抱紧力，有利于金属纵向流动并减弱前竹节现象；

(2)在设备改进上，采用变刚度轧机结构，以便消除荒管纵向尺寸的不均匀性；

(3)在电气控制上，采用后竹节的转速迫降控制环节、管头尾突加张力控制环节、咬钢动态速降补偿环节等，以抵消芯棒加速的阶跃增量或突加张力拉薄，以利提高荒管纵向尺寸精度。

能，但是也要看具体用途

热扩无缝钢管就是我们常说的热扩管，密度比较低但是收缩很强的钢管，(无缝化钢管)都可以简称为热扩管。用斜轧法或拉拔法扩大管材直径的一种荒管精轧工序。在较短的时间内使钢管外径变大，可生产非标，特殊型号的无缝管，且成本较低，生产效率高，是目前国际轧管领域的发展趋势。

无缝管一般在连轧管机组上生产也叫自动轧管机组。把圆钢，截成所需长度，在管坯穿孔端端面上定心，然后送往加热炉加热，在穿孔机上穿孔。在穿孔同时不断旋转和前进，在轧辊和顶头的作用下，管坯内部逐渐形成空腔，称毛管。再送至自动轧管机上继续轧制。最后经均整机均整壁厚，经定径机定径，达到规格要求

热轧钢管是一种很常见的钢管材料，是一种比较常见的钢管生产工艺。我们生活中大部分的钢管都是采用热轧或者冷榨方式制作出来的，热轧就是在高温下进行制作，冷扎就是再结晶的温度下进行制作，这两种制作工艺制作出来的材料是不太一样的。大部分的钢管都会采用热轧技术，因为热轧技术可以不破坏钢管的结晶程度。下面小编就为大家介绍一下热轧钢管的工艺。

 热轧钢管生产工艺:1、热轧无缝钢管主要生产工序(主要检验工序)：管坯准备及检查→管坯加热→穿孔→轧管→钢管再加热→定(减)径→热处理→成品管矫直→精整→检验(无损、理化、台检) →入库2、冷轧(拔)无缝钢管主要生产工序：坯料准备→酸洗润滑→冷轧(拔)→热处理→矫直→精整→检验一般的无缝钢管的生产工艺可以分为冷拔与热轧两种。

冷轧无缝钢管的生产流程一般要比热轧要复杂，管坯首先要进行三辊连轧，挤压后要进行定径测试，如果表面没有响应裂纹后圆管要经过割机进行切割，切割成长度约一米的坯料。然后进入退火流程，退火要用酸性液体进行酸洗，酸洗时要注意表面是否有大量的起泡产生，如果有大量的起泡产生说明钢管的质量达不到相应的标准。外观上冷轧无缝钢管要短于热轧无缝钢管，冷轧无缝钢管的壁厚一般比热轧无缝钢管要小，但是表面看起来比厚壁无缝钢管更加明亮，表面没有太多的粗糙，口径也没有太多的毛刺。

过工作人员的严格的手工挑选，在质检后要进行表面涂油，然后紧接着是多次的冷拔实验，热轧处理后要进行穿孔的实验，如果穿孔扩径过大就要进行矫直矫正。在矫直后再由传送装置传送到探伤机进行探伤实验，最后贴上标签、进行规格编排后放置到到仓库当中。圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径(或减径)→冷却→矫直→水压试验(或探伤)→标记→入库 无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。

热轧无缝管外径一般大于32mm，壁厚2.5-200mm，冷轧无缝钢管外径可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外径可到5mm壁厚小于0.25mm，冷轧比热轧尺寸精度高。一般用无缝钢管是用10、20、30、35、45等优质碳结钢16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合结钢热轧或冷轧制成的。10、20等低碳钢制造的无缝管主要用于流体输送管道。45、40Cr等中碳钢制成的无缝管用来制造机械零件，如汽车、拖拉机的受力零件。一般用无缝钢管要保证强度和压扁试验。热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货冷轧以热处理状态交货。

以上就是热轧钢管的生产工艺介绍，大家现在知道什么是热轧钢管生产工艺了吗?热轧钢管是一种可以抗氧化的钢管，这种钢管的有韧性是比较高的，不容易变形。热轧钢管主要用来制作地下水管，也可以用来制作一些大型机器设备的零件，是一种非常常见的钢管材料。大部分的建筑工程里面也会使用热轧钢管，热轧钢管是有型号尺寸的，大家在购买的时候要注意。