轧管机基础知识 文档

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。

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。

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。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。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。60年代由于新型三辊斜轧机（称Transval轧机）的发明，这种方法得到迅速发展。新轧机特点是轧到尾部时迅速转动入口回转机架来改变辗轧角，从而防止尾部产生三角形，使生产品种的外径与壁厚之比，从12扩大到35，不仅可生产薄壁管，还提高了生产能力。

顶管生产

传统的方法是方坯经水压穿孔和斜轧延伸成杯形毛管，由推杆将长芯棒插入毛管杯底，顺序通过一系列孔槽逐渐减小的辊式模架，顶轧成管。这种生产方法设备投资少，可用连铸坯，能生产直径达1070mm、壁厚到200mm的特大特厚的管，但生产效率低,壁厚比较厚，管长比效短。出现CPE法的新工艺后,管坯经斜轧穿孔成荒管，收口后顶轧延伸成管，克服了传统方法的一些缺点，已成为无缝管生产中经济效益较好的方法。

挤压管生产

首先将剥皮圆坯进行穿孔或扩孔，再经感应加热或盐浴加热，并在内表面涂敷润滑剂送入挤压机,金属通过模孔和芯棒之间环状间隙被挤成管材。主要用于生产低塑性的高温合金管、异型管及复合管、有色金属管等。这种方法生产范围广，但产量低。近年来，由于模具材料、润滑剂、挤压速度等得到改进，挤压管生产也有所发展。

导盘轧管生产

又称狄塞耳(Diessel)法。穿孔后带长芯棒的毛管在导盘轧管机上轧成薄壁管材。轧机类似二辊斜轧穿孔机，只是固定导板改成主动导盘。由于用长芯棒生产，管材内壁光滑，且无刮伤；但工具费用大，调整复杂。主要用于生产外径 150mm以下普通用途的碳素钢管。目

前使用较少，也无很大的发展前景。

旋压管生产

将平板或空心毛坯在旋压机上经一次或多次旋压加工成薄壁管材。管子精度高，机械性能好，尺寸范围广，但生产效率低。主要用于生产有色金属管材，但也越来越多地用于生产钢管。旋压管材除用于生产生活器具、化工容器和机器零件外，多用于军事工业。 70年代，采用强力旋压法已能生产管径达6000mm、直径与壁厚之比达10000以上的大直径极薄圆管和异形管件。

冷轧、冷拔管生产

用于生产小口径薄壁、精密和异形管材。生产特点是多工序循环工艺。用周期式冷轧管机冷轧,其延伸率可达6～8（图6）。60年代开始向高速、多线、长行程、长管坯方向发展。此外，小辊式冷轧管机也得到发展。主要用于生产壁厚小于1mm极薄精密管材，冷轧设备复杂，工具加工困难，品种规格变换不灵活；通常采用冷轧、冷拔联合工艺，即先以冷轧减壁，获得大变形量，然后以冷拔获得多种规格。

轧管机区

工作区范围

从穿孔机后台拨出料后（不含拨料），到在线常化台架区前； 工艺流程

链式台架横移毛管 毛管预穿芯棒 毛管及芯棒入轧管机前台 芯棒操作机构推送芯棒及毛管 轧管变形 荒管及芯棒翻出轧管机后台 链式台架横移荒管及芯棒 荒管及芯棒入脱棒工位

设备组成

（1） 401 毛管横移斜台架； （2） 402 毛管横移链床； （3） 403 毛管预穿棒工位； （4） 404 轧管机前台拨入料装置； （5） 405 轧管机前台； （6） 406 芯棒操作装置； （7） 407 轧管机主机； （8） 408 轧管机后台；

（9） 409 轧管机后台拨出料装置； （10）410 荒管及芯棒横移链； （11）411 荒管脱棒工位； （12）412 脱芯棒装置； （13）413 芯棒输送辊道；

（14）414 芯棒冷却池拨入料装置； （15）415 芯棒冷却池； （16）416 芯棒捞取机构； （17）417 芯棒预穿链； （18）418 芯棒润滑装置。 工作前状态

（1） 毛管横移链床处于停止状态，链床拨爪处于待料位置； （2） 轧管机前台拨入料装置处于下位；

（3） 芯棒操作装置处于停止状态，芯棒推头处于后位；

（4） 轧管机前台抱心辊处于大打开状态，抱心辊冷却水为开启状态； （5） 轧管机主机处于连续运转状态；

（6） 轧管机后台抱心辊处于大打开状态，抱心辊冷却水为开启状态；

再加热炉工作区 荒管 脱棒操作 芯棒 芯棒循环

（7） 轧管机后台拨出料装置处于下位；

（8） 脱芯棒装置处于停止状态，芯棒卡头在待料工位； （9） 芯棒输送辊道处于停止状态；

（10）芯棒捞取机构处于下位，芯棒冷却池内各工位均有芯棒； （11）芯棒预穿链处于停止状态，链上放置了两支芯棒； 4.5 操作与连锁

（1） 当检测到毛管横移链床前工位有料，且毛管预穿棒工位无料，则毛管横移

链转动180°，将毛管运到预穿棒工位；

（2） 当检测到毛管预穿棒工位有料，则芯棒预穿链条前进90°，将芯棒穿入

毛管到预定位置；在芯棒工作段头部到达芯棒润滑装置的同时，芯棒润滑装置开始工作，芯棒工作段尾部通过芯棒润滑装置时，芯棒润滑装置停止工作（芯棒位置的判定可采用预穿棒链条的编码器）；

（3） 当检测到芯棒预穿链条第二段上没芯棒，且链条处于停止状态，则芯棒捞

取机构动作，将芯棒捞取并放置到芯棒预穿链条第二段上；

（4） 当检测到轧管机前台无料，前台抱心辊处于大打开状态，且本次毛管预穿

棒动作已完成，则轧管机前台拨入料装置动作，将预穿好芯棒的毛管拨入轧管机前台，同时前台抱心辊冷却水关闭；

（5） 当检测到轧管机后台无料，后台抱心辊处于大打开状态，且后台拨出料装

置处于下位，则芯棒操作装置动作，将芯棒和毛管一同推入轧管机变形区； （6） 在毛管头部进入变形区的同时，后台抱心辊闭合到抱毛管位置，当毛管尾

部通过每架抱心辊时，相应抱心辊闭合到抱芯棒位置，当轧管结束时，前台抱心辊全部打开，同时前台抱心辊冷却水打开；

（7） 在毛管进入轧管机变形区的同时，后台抱心辊冷却水关闭；当荒管头部通

过每架抱心辊时，相应抱心辊闭合到抱荒管位置；当轧管结束时，后台抱心辊打开，后台升降辊道升起并向前运转，当芯棒（荒管）头部到达挡板位置时，升降辊道停止运转（并降到下位），同时后台抱心辊冷却水打开； （8） 当检测到轧管机后台可翻料工位有料，升降辊道处于停止状态（且处于下

位），荒管及芯棒横移链处于停止状态，则轧管机后台翻出料装置动作，将荒管和芯棒一同拨到横移链入口处；

（9） 当检测到横移链入口处有料，出口处无料，且横移链后辊道处于停止状态，

则横移链运转180°，将荒管及芯棒运到横移链出口处（或荒管脱棒工位）；

（10）当检测到荒管脱棒工位有料，横移链后辊道处于停止状态，则荒管挡叉升

起，脱芯棒装置动作（链条转动180°），将芯棒脱出荒管；

（11）当芯棒尾部临近芯棒输送辊道（可通过编码器来判别芯棒位置），且芯棒

拨料装置处于下位，则芯棒输送辊道开始转动；当芯棒尾部到达芯棒冷却池处固定挡板时，芯棒输送辊道停止运转；

（12）当检测到芯棒冷却池前辊道上有料，则芯棒冷却池翻入料装置动作，将芯

棒翻入芯棒冷却池；

（13）脱芯棒装置动作结束后，当检测到常化台架前拨料装置处于下位，且常化

台架前辊道处于停转状态，则横移链床后辊道向前运转，将钢管输送到再加热炉区；当荒管尾部离开横移链床后辊道时，链床后辊道停止运转； 操作台与操作箱

（1） 该工作区的主操作台在2CS，轧管区域和芯棒循环区域分别设置一个操作

台；

（2） 轧管机处设一台机旁操作箱，用于换辊操作；

（3） 荒管及芯棒横移链床处设一台机旁操作箱，用于链床调整和事故处理； （4） 芯棒冷却池旁设一台机旁操作箱，用于芯棒初始化及事故处理； （5） 机旁操作箱必须在主操作台授权的前提下方可操作（急停按钮除外）；

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