冷轧冷拔学习总结

　冷轧冷拔学习总结 冷轧：

　项目上选用的是 LG40-HLS 两辊冷轧管机。

　冷轧机的技术参数：

　序号 项目名称 单

　位 LG40-HLS 参数 1 管

　坯 外

　径 mm φ32～φ63.5 2 壁

　厚 mm 2.5～8 3 长

　度 m 2～6 4 外径公差 % ±1 5 弯曲度 mm/m 2 6 壁厚公差 %

　±8 7 成 品 管 外径 mm φ19～φ40

　 8 壁厚 mm 1～5 9 外径公差 % ±0.5 10 壁厚公差 % ±5 11 长 度 m 4~20 12 送

　进

　量 mm /次 1~8 13 回转方式

　伺服电机驱动、双回转 14 送进方式

　伺服电机驱动、双送进 15 机架行程速度 次/分 40～120 16 正常运行速度 次/分 80～100 17 机架行程长度 mm 772 18 轧辊直径 mm 300 19 曲柄半径 mm 385 20 连杆长度 mm 2530 21 管坯回转角度 度 26-57 22 同步齿轮模数 M 10 23 同步齿轮齿数 Z 27.28 24 同步齿轮节圆直径 mm 280, 270

　25 最大轧辊回转角 度 327.64 26 轧制变形区长度 mm 600 27 回转送进电机功率 KW ~3x25 28 主电机功率 N KW 110 29 液压工作压力 MPa 10 30 工艺冷却耗量 m 3 /h 24 31 轧机总重 t 45 32 轧机传动方向

　左装或右装均可 33 轧制中心标高 mm 800 34 装料方式

　端部上料 35 最大轧制力 t 75 冷轧工艺：

　冷轧钢管主要看的是轧辊机架的速度制度，和送进制度，还有就是模具的制作，在这里对速度制度和送进制度以及模具方面的知识加以说明：

　(一)速度制度：

　对于每一种冷轧管机，工作机架每分钟的往复次数取决于该轧机主传动的结构及其技术性能。轧机工作机架每分钟的往复次数越多，轧制速度越快，生产率越高。但是，轧机运动部分所承受的惯性力就越大，这样，主传动装置零部件的寿命就会下降。考虑到动载荷的影响，大型轧机的轧制速度应比小型轧机的小一些，普通轧机的轧制速度低于装有动力矩平衡装置的轧机。

　在实际生产中所采用的轧制速度一般小于冷轧管机传动系统技术性能所允许的数值，而且随所轧钢管的钢种及所达到的变形程度而变化。一般轧碳钢管的轧制速度比轧合金钢管时高。在钢种相同的条件下，变形程度越大，则轧制速度越低。

　在 U 型管项目上，个人对轧机速度制度方面的认识：由 110kW 的主电机转动，小皮带轮带动大皮带轮，经过减速箱的降速，带动主轴，主轴上有两个个小

　齿轮，两个小齿轮与两个大齿轮啮合，带动大齿轮，大齿轮是一个偏心轮，偏心轮上距离轴心 385mm 处通过和连杆铰接带动连杆，连杆带动轧机机架对管子进行轧制。

　(二)送进制度：

　冷轧钢管时，合理选择管料的送进量是保证生产达到高产、优质、低消耗的重要途径。生产实践表明，在一定范围内，送进量越大，生产率越高；但若超过了一定值，就会产生相反的结果。送进量过大会增加轧机的负荷，但更主要的是恶化钢管的质量，如导致钢管出现波纹、壁厚不均、直径尺寸精度不高等。

　 实际生产中，随着轧机大小、钢管钢种和规格以及变形程度的变化，二辊 式冷轧管机的送进号一般波动在 4-15mm 之间，多辊式冷轧管机的送进量约为1-6mm 。

　在项目上对于送进方面的认识主要有：送进量的大小为 1-8mm，还有就是送进方面的传动方式。送进小车分别置于 1#送料床身、2#送料床身内，由两台交流伺服电机带动交替工作。通过丝杠实现送进，其卡爪夹紧和松开管坯靠液压缸驱动，管坯既送进又回转，回转由来自转角轴的伺服电机通过一对齿轮带动，回转角度与芯棒同步；通过交流伺服控制系统可得到不同大小的送进量。

　（三）模具制作

　变形工具加工后的尺寸和表面光洁度直接影响所轧钢管的几何精度和表面质量。另外，变形过程中它们在沉重的条件下工作，要承受高压、交变载荷和冲击，同时还有一定的温升（150-250℃），使用中容易磨损和出现其他形式的损坏

　如金属剥落、裂纹等，特别是一些存在尖角、切口、沟槽等会引起应力集中的地方更容易产生。芯棒还可能局部变细。显而易见，工具质量对轧机生产率、钢管质量以及工具消耗都有很大的影响。因此，保证工具质量、提高其使用寿命对生产具有重要意义。

　对变形工具的基本要求是：几何精度高，表面光洁度好，耐磨，具有足够的硬度、强度、良好的弹性和韧性。

　制造二辊式冷轧管机轧槽块的坯料为方坯或圆钢，加工前先要锻成一定的形状和尺寸。对于半圆形的轧槽块，锻坯一般做成半圆块。在进行机械粗加工前锻坯要退火，一般在室状炉内进行。

　二辊式冷轧管机的变形工具是轧槽块和芯棒：

　（一）轧槽孔型的结构 二辊式冷轧管机轧槽的孔型按其轧槽块的形状分为下列三种：

　（1）半圆形孔型：轧槽块呈半圆形，其圆心角等于180°，这是目前最常见的 一种轧槽孔型。

　（2）蹄形孔型：使用这种孔型，在工作机架行程长度保持不变的条件下，轧辊直径比使用半圆形孔型时为小，一般轧辊直径可减小 20-50%，因而可减轻机架运动部分的质量，提高其摆动速度，从而增加轧机生产率，另外还可以轧制更薄的钢管（最小壁厚为 0.2 毫米）。

　（3）环形孔型：采用环形孔型，轧辊在一个轧制行程中的回转角度可以达到270-300°，因此它比采用蹄形孔型具有更大的优点：既可减小工作机架运动部分的质量，增加轧机的速度和生产率，还可增加工作机架的行程长度和轧槽孔型的工作长度，以改善金属的变形条件和工具的工作条件，强化变形制度。目前使

　用环形孔型的长行程高速轧机获得了发展。使用环形孔型的缺点是，更换轧槽块时，拆装比较困难。因为它和轧辊是压紧配合，装卸时都需加热。

　 关于轧辊辊槽的孔型构造在这里不加以介绍了 （二）芯棒的形状

　 目前，二辊式冷轧管机一般使用锥形芯棒，芯棒的形状及其在孔型中的位置见下图。使用锥形芯棒可以通过调整它与孔型间的相对位置，改变所轧管子的壁厚。所以，芯棒锥体部分的始点不必一定和孔型压下部分的始端相对，但是必须使芯棒的锥度准确地和孔型的形状相适应。

　芯棒锥度对管子质量及轧机生产率都有很大的影响。试验证明，采用锥度较小的芯棒对改善钢管质量和提高轧机的生产率有利，因为芯棒锥度小可以减小孔型的开口度，同时也可在送进管料时采用较大的送进量。一般，芯棒的锥度2tga=0.01-0.04。

　 但是，应该注意到，锥形并不是芯棒的理想形状，不仅锥度大的芯棒、即使 锥度小的芯棒也存在不利于金属变形的缺点。

　 在冷轧管过程中，在管料送进之后，工作锥内表面与芯棒之间产生间隙。当机架向前运行时，由于工作锥上未受到变形的部分朝着机架的运动方向移动，这个间隙逐渐增大，当机架靠近前极限位置时，总咬入角中的减径角远远超过壁厚

　压下角。因此，若芯捧的锥度过大，减径变形将主要发生在孔型的预精整部分，这时金属已经产生加工硬化，过大的减径变形会在轧制过程中造成管子的破裂。如果采用锥度小的芯棒，则会增大正行程轧制开始时的减径量。在管料减径时管壁有所增厚，此外，减径过程中，管料由于加工硬化而使塑性有所下降。管壁的增厚和金属塑性的降低，给减径以后的主要变形（在芯棒上进行强烈的壁厚压下）带来了困难。为了消除上述缺点，应该改变芯棒的形状，使芯棒形状既有利于减少正行程轧制开始时的减径量，又可使金属的主要变形能在锥度较小的那部分芯棒上进行。符合这种要求的芯棒有抛物线形芯棒和具有特殊曲线形状的芯棒。

　冷拔：

　要加工的管材技术参数：

　 D：

　22―60mm

　 S：

　1.5―4.5mm

　 L：

　10―18m

　 b ：320―530MPa

　 表面处理：油润滑

　 弯曲度：每米小于 2 毫米

　 拉拔后管材技术参数：

　 D：

　16―38mm

　 S：

　1.0―2.5mm

　 L：

　12―28.5m 在项目上选用的是意大利的三线高速冷拔机，设备主要技术参数如下：

　 拉拔头数量：

　单头，双头或三头，可互换

　 标称拉拔力 30 t（单头、双头或三头拉拔）

　 拉拔系统：单侧链系统

　 主电机功率：

　220

　kW

　 拉拔速度：最大 80 m/min，采用 30 吨拉拔力时为 40 m/min

　 主驱动电机类型：

　直流电机

　 钢管送料到预拉台：通过夹送辊

　 预拉台系统：可垂直上升/下降

　 芯棒调整：电动调整

　 芯棒在模具内进出：液压驱动 冷拔工艺：

　冷拔的方法 ：

　冷拔的方法主要有长芯棒拔制、短顶头拔制、空拔和扩拔四种，在这台冷拔

　机上主要是用的是短顶头拔制。

　 所谓的短顶头拔制主要是将管料拉过拔管模，使其在模孔与固定的顶头所组成的环形孔型中获得减径和减壁。下面主要介绍的是短顶头拔制时的工艺方面的问题。

　短芯棒拔制过程中的金属变形：

　 短芯棒拔制法的特点是：拔制过程中芯棒由拉杆固定在一定的位置上，并 参与对金属的变形。

　短芯棒拔制一般使用锥形外模和柱形芯棒（普式模具），也有的使用弧形外模和锥形芯棒（中式模具）或二者同时使用，如图一。

　图一

　短芯棒拔制时的模具和变形区

　 在短芯棒拔制时钢管的变形过程是先减径后减壁再定径。因此，变形区 由减径区Ⅰ、减壁区Ⅱ和定径带Ⅲ三部分组成，如图一。在减径区的钢管的变形相当于空拔，减壁时，由于芯棒参与加工，所以除外表面外，钢管的内壁也作用着正压力 P 和摩擦力 τ，（参见图一）。因为短芯棒拔制时芯棒是固定的，作用在钢管内壁的摩擦力的方向，和钢管前进的方向相反。和摩擦力对钢管外表面层金属流动的影响一样，摩擦力也阻碍钢管内表面层金属的流动，因此，靠近芯棒的钢管内表面的金属在变形时，其流动速度比管壁中间层的金属小。在减壁过程中，坐标线在靠近外表面和内表面的部分都向入口方向弯曲，这说明内外表面层都发生了金属流动的滞后现象。

　由于短芯棒拔制时，内外表面层金属流动的滞后现象，与空拔时相比，内 外层金属的流动速度则相对地均匀化了。

　 在短芯棒拔制时，特别是用普式模进行短芯棒拔制时，若工艺不正常，如 退火后钢管机械性能不均、酸洗、润滑质量不好等，拉杆和钢管在拔制过程中 会发生抖动，甚至剧烈的跳动，发出很大的声响。由于发生抖动的结果，使钢 管表面产生抖纹缺陷。同时会损坏模具甚至设备。

　冷拔力计算 在冷拔过程中，最重要的工艺参数有拔制力，在两种模具中，使用普式模具进行短芯棒拔制比用中式模具时拔制力小，拉杆上受力也小。据资料介绍，在同样条件下前者的拔制力比后者小 1/5－1/4，因此，拔制时可给较大的变形量。在项目组中，使用的冷拔是三线高速冷拔机，一次可以拔三根管子，最大拉拔力为 30t，在这里如果要是要拔制三根管子的话，每根管子的拔制力最大只有 10t，在这里对拔制力的影响因素的研究主要有以下几点：

　（1）被加工金属性质的影响

　 拉拔力与被拉拔金属的抗拉强度成线性关系，抗拉强度越高，拉拔力越大。

　（2）变形程度的影响

　 随着断面减缩率的增加，拉拔力增大。

　（3）模角的影响 随着模角变化，拉拔应力发生变化。模角小，接触面积增加，拉拔应力增大；模角大，剪切变形增大，润滑条件变差，也使拉拔应力增大。因此，存在着一个拉拔力的最小值，其相应的模角称为最佳模角。一般认为是 6~9°，管材模为11~12°。最佳模角大小与变形程度有关。

　（4）拉拔速度的影响

　 拉拔速度的影响与变形抗力、摩擦系数、变形热等有关。

　在低速（5m/min 以下）拉拔时，随着拉拔速度增加，变形抗力升高，拉拔应力增大。在较高速度（6~50m/min）拉拔时，随着拉拔速度增加，虽然变形抗

　力升高，但变形热又使变形区内的金属产生软化，使变形抗力降低；同时，也有助于润滑剂带入模孔，减小摩擦，减小拉拔力。

　（5）摩擦及润滑的影响 摩擦系数越大，所需要的拉拔力越大。模具材料越硬、抛光越良好，金属越不容易粘结工具，摩擦力就越小。

　一般的润滑方法所形成的润滑膜较薄，未脱离边界润滑的范围，其摩擦力仍较大。如果采用流体动力润滑方法，就可使润滑膜增厚，实现液体摩擦，降低拉拔力。

　（6）反拉力的影响 反拉力的影响是两方面的。随着反拉力 Q 的增加，一方面，拉拔力 Pq 逐渐增加；另一方面，模壁受到的压力 Mq 近似直线下降，使摩擦力减小，又使拉拔力减小。

　因此，就会存在一个临界反拉力 Qc。在反拉力达到临界反拉力之前，对拉拔力无影响。当反拉力超过临界反拉力值后，将改变塑性变形区内的应力分布，使拉拔力增大。

　（7）振动的影响 对拉拔模具施以振动，可以显著降低拉拔力，继而提高道次加工率。

　关于冷拔力的计算：

　1 1 P=1.05

　Fb  均 =425MPab均  1 =tan +f 1-f tan tan +Cf/tan        （ ）/

　C

　 拉拔前后管材的平均直 比0 1/ C D D 均 均

　取 11  

　 0.1 f 

　（在这里，由于用油润滑，所以摩擦系数会更小一点）

　1 01 / F F   

　（2）叶麦尔亚涅恩科计算式

　 1 1 P=1.05

　FbE  均

　式中:  1 =tan +f 1 tan tan ]+af/tan E f      （ ）/[

　   1 1 1 1/ 2 a D S D S   

　 D1、S1—分别为管材的外径、壁厚。

　1 0(1 / ) 100% F F    