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德國人曼尼斯曼兄弟于1885年首先發明二輥斜軋穿孔機,1891年又發明周期軋管機,1903年瑞士人施蒂費爾(R.C.Stiefel)發明自動軋管機(也稱頂頭式軋管機),以后又出現了連續式軋管機和頂管機等各種延伸機,開始形成近代無縫鋼管工業。20世紀30年代由于采用了三輥軋管機、擠壓機、周期式冷軋管機,改善了鋼管的品種質量。60年代由于連軋管機的改進,三輥穿孔機的出現,特別是應用張力減徑機和連鑄坯的成功,提高了生產效率,增強了無縫管與焊管競爭的能力。70年代無縫管與焊管正并駕齊驅,世界鋼管產量以每年 5%以上的速度遞增。中國1953年后重視發展無縫鋼管工業,已初步形成軋制各種大、中、小型管材的生產體系。銅管一般也采用錠坯斜軋穿孔、軋管機軋制、盤管拉伸工藝。
開坯的慨念有兩個含意:初軋開坯和二次開坯。初軋開坯是將煉鋼生產的少數幾種重量大的鋼坯經過初軋機,軋成銅材軋機所需要的大鋼坯。二次開坯是將斷面士的初軋坯進一步軋成小鋼坯,供給成材軋機。
加熱、軋制
加熱的目的是降低金屬的變形抗力,提高金屬的塑性,改善組織性能。型材軋制分為粗軋、中軋和精軋。粗軋的任務是將坯料軋成適用的雛形中間坯。在粗軋階段,軋件溫度較高,應該將不均勻變形盡可能放在粗軋孔型軋制的階段。中軋的任務是使軋件迅速延伸,接近成品尺寸。精軋是為保證產品的尺寸精度,延伸量較小。成品孔和成前孔的延伸系數一般分別為1.1~1.2和1.2~1.3。
現代化的型鋼生產對軋制過程通常有以下要求:
(1)一種規格的坯料在粗軋階段軋成多種尺寸規格的中間坯。型鋼的粗軋一般都是在兩輥孔型中進行。如果型鋼坯料全部使用連鑄坯,從煉鋼和連鑄的生產組織來看,連鑄坯的尺寸規格是愈少愈好,是只要求一種規格。而型鋼成品的尺寸規格卻是愈多,企業開拓市場的能力就愈強。這就要求粗軋具有將一種坯料開成多種規格坯料的能力。粗軋既可以對異型坯進行擴腰擴邊軋制,也可以進行縮腰縮邊軋制。其較典型的例子是用板坯軋制H型鋼。
(2)對于異型材,在中軋和精軋階段盡量多使用萬臺孔型和多輥孔型。由于多輥孔型和孔型有利于軋制薄而高的邊,并且容易單獨調整軋件斷面上各部分的壓下量,可以有效地減少軋輥的不均勻磨損,提高尺寸精度。
(3)型鋼連軋,由于軋件的斷面截面系數大,不能使用活套。機架問的張力控制一般是采用驅動主電機的電流記憶法或者是力矩記憶法進行。
(4)對于大多數型鋼,在使用上一般都要求低溫韌性好和具有良好的可焊接性,為保證這些性能,在材質上就要求碳當量低。對這些鋼材,實行低溫加熱和低溫軋制可以細化晶粒,提高材料的機械性能。在精軋后進行水冷,對于提高材料性能和減少在冷床上的冷卻時間也有明顯好處。精整
型材的軋后精整有兩種工藝,一種是傳統的熱鋸切定尺,定尺矯直工藝,另一種是較新式的長尺冷卻、長尺矯直、冷鋸切工藝。
型材精整,較突出之處就是矯直。型材的矯直難度大于板材和管材,原因是:其一在冷卻過程中,由于斷面不對稱和溫度不均勻造成的彎曲大;其二是型材的斷面系數大,需要的矯直力大。由于軋件的斷面比較大,因此矯直機的輥距也必須大,矯直的盲區大,在有些條件下,對鋼材的使用造成很大影響,例如:重軌的矯直盲區明顯降低了重軌的全長平直度。減少矯直盲區,在設備上的措施是使用變截距矯直機,在工藝上的措施就是長尺矯直。
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