1 40CrB结构用无缝钢管适用范围 本暂行供货技术条件规定了40CrB结构用热轧无缝钢管的尺寸、外形、重量、技术要求、检验与试验、包装、标志和质量证明书。 本暂行供货技术条件适用于宝山钢铁股份有限公司生产的用于制造履带销套用或其他结构用的40CrB热轧无缝钢管。 2 40CrB结构用无缝钢管规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 222 钢的化学分析用试样取样方法及成品化学成分允许偏差 GB/T 224 钢的脱碳层深度测定方法 GB/T 225 钢的淬透性末端淬火试验方法 GB/T 5777 无缝钢管超声波探伤方法 GB/T 7735 钢管涡流探伤检验方法 Q/BQB 203 管道、容器、设备结构用无缝钢管 ASTM E45 测定钢中夹杂物试验方法 ASTM E112 平均晶粒度的测定方法 3 40CrB结构用无缝钢管尺寸、外形和重量 3.1 钢管的外径和壁厚应符合Q/BQB 203中表1、表2的规定，其允许偏差按Q/BQB 203中表3、表4的规定执行。 3.2 钢管的长度、外形和重量应符合Q/BQB 203的规定。 4 技术要求 4.1 牌号和化学成分 4.1.1 钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表1的规定。 4.1.2 钢管的成品化学成分允许偏差应符合GB/T 222的有关规定。 表1 牌号  化    学    成    分      ％  C  Si  Mn  P  S  Cr  B  40CrB  0.38～0.43  0.15～0.35  0.60～0.85  ≤0.025  0.010～0.030  0.90～1.20  0.0005～0.003    4.2 冶炼方法 钢管所用的钢采用电炉冶炼，并经炉外精炼。 4.3 交货状态 成品钢管以热轧状态交货。 4.4 淬透性 圆坯锻造后经870℃～880℃正火处理，按GB/T 225的要求加工成标准试样，采用845±5℃进行顶端淬火，其淬透性能应满足： 特殊要求可经供需双方协商。 4.5 脱碳层 每批在二根钢管上各取一个试样，按GB/T 224进行内外表面脱碳层检验。内、外表面总脱碳层深度分别不大于0.5mm和1.2mm。 4.6 奥氏体晶粒度 供方应根据ASTM E112采用930℃保温3小时淬火法检查奥氏体晶粒度，并保证奥氏体晶粒度应细于5级。 4.7 非金属夹杂 钢的非金属夹杂物应根据ASTM E45中A法检验。非金属夹杂物级别A类≤3.0，B类≤2.5，C类≤2.0，D类≤2.0。特殊要求可经供需双方协商。 4.8 密实性 钢管应按GB/T 7735中B级逐根进行涡流探伤检验，以检验钢管的密实性。 4.9 无损探伤 钢管应按GB/T 5777中C8级逐根进行超声波探伤检验。 4.10 表面质量 钢管的内外表面不得有裂缝、折叠、轧折、离层和结疤，这些缺陷应完全清除，但清理处的实际壁厚不得小于壁厚所允许的最小量。特殊要求可与用户协商。 允许存在由于制造方式所造成的轻微凸起、凹陷或浅的辊痕，但钢管的外径和壁厚必须在允许的尺寸偏差之内，且不影响钢管的使用性能。 5 检验与试验、包装、标志和质量证明书 钢管的检验与试验、包装、标志和质量证明书应符合Q/BQB 203规定。1 适用范围 本暂行供货技术条件规定了40CrB结构用热轧无缝钢管的尺寸、外形、重量、技术要求、检验与试验、包装、标志和质量证明书。 本暂行供货技术条件适用于宝山钢铁股份有限公司生产的用于制造履带销套用或其他结构用的40CrB热轧无缝钢管。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 222 钢的化学分析用试样取样方法及成品化学成分允许偏差 GB/T 224 钢的脱碳层深度测定方法 GB/T 225 钢的淬透性末端淬火试验方法 GB/T 5777 无缝钢管超声波探伤方法 GB/T 7735 钢管涡流探伤检验方法 Q/BQB 203 管道、容器、设备结构用无缝钢管 ASTM E45 测定钢中夹杂物试验方法 ASTM E112 平均晶粒度的测定方法 3 尺寸、外形和重量 3.1 钢管的外径和壁厚应符合Q/BQB 203中表1、表2的规定，其允许偏差按Q/BQB 203中表3、表4的规定执行。 3.2 钢管的长度、外形和重量应符合Q/BQB 203的规定。 4 技术要求 4.1 牌号和化学成分 4.1.1 钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表1的规定。 4.1.2 钢管的成品化学成分允许偏差应符合GB/T 222的有关规定。 表1 牌号  化    学    成    分      ％  C  Si  Mn  P  S  Cr  B  40CrB  0.38～0.43  0.15～0.35  0.60～0.85  ≤0.025  0.010～0.030  0.90～1.20  0.0005～0.003    4.2 冶炼方法 钢管所用的钢采用电炉冶炼，并经炉外精炼。 4.3 交货状态 成品钢管以热轧状态交货。 4.4 淬透性 圆坯锻造后经870℃～880℃正火处理，按GB/T 225的要求加工成标准试样，采用845±5℃进行顶端淬火，其淬透性能应满足： 特殊要求可经供需双方协商。 4.5 脱碳层 每批在二根钢管上各取一个试样，按GB/T 224进行内外表面脱碳层检验。内、外表面总脱碳层深度分别不大于0.5mm和1.2mm。 4.6 奥氏体晶粒度 供方应根据ASTM E112采用930℃保温3小时淬火法检查奥氏体晶粒度，并保证奥氏体晶粒度应细于5级。 4.7 非金属夹杂 钢的非金属夹杂物应根据ASTM E45中A法检验。非金属夹杂物级别A类≤3.0，B类≤2.5，C类≤2.0，D类≤2.0。特殊要求可经供需双方协商。 4.8 密实性 钢管应按GB/T 7735中B级逐根进行涡流探伤检验，以检验钢管的密实性。 4.9 无损探伤 钢管应按GB/T 5777中C8级逐根进行超声波探伤检验。 4.10 表面质量 钢管的内外表面不得有裂缝、折叠、轧折、离层和结疤，这些缺陷应完全清除，但清理处的实际壁厚不得小于壁厚所允许的最小量。特殊要求可与用户协商。 允许存在由于制造方式所造成的轻微凸起、凹陷或浅的辊痕，但钢管的外径和壁厚必须在允许的尺寸偏差之内，且不影响钢管的使用性能。 5 检验与试验、包装、标志和质量证明书 钢管的检验与试验、包装、标志和质量证明书应符合Q/BQB 203规定。1 适用范围 本暂行供货技术条件规定了40CrB结构用热轧无缝钢管的尺寸、外形、重量、技术要求、检验与试验、包装、标志和质量证明书。 本暂行供货技术条件适用于宝山钢铁股份有限公司生产的用于制造履带销套用或其他结构用的40CrB热轧无缝钢管。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 222 钢的化学分析用试样取样方法及成品化学成分允许偏差 GB/T 224 钢的脱碳层深度测定方法 GB/T 225 钢的淬透性末端淬火试验方法 GB/T 5777 无缝钢管超声波探伤方法 GB/T 7735 钢管涡流探伤检验方法 Q/BQB 203 管道、容器、设备结构用无缝钢管 ASTM E45 测定钢中夹杂物试验方法 ASTM E112 平均晶粒度的测定方法 3 尺寸、外形和重量 3.1 钢管的外径和壁厚应符合Q/BQB 203中表1、表2的规定，其允许偏差按Q/BQB 203中表3、表4的规定执行。 3.2 钢管的长度、外形和重量应符合Q/BQB 203的规定。 4 技术要求 4.1 牌号和化学成分 4.1.1 钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表1的规定。 4.1.2 钢管的成品化学成分允许偏差应符合GB/T 222的有关规定。 表1 牌号  化    学    成    分      ％  C  Si  Mn  P  S  Cr  B  40CrB  0.38～0.43  0.15～0.35  0.60～0.85  ≤0.025  0.010～0.030  0.90～1.20  0.0005～0.003    4.2 冶炼方法 钢管所用的钢采用电炉冶炼，并经炉外精炼。 4.3 交货状态 成品钢管以热轧状态交货。 4.4 淬透性 圆坯锻造后经870℃～880℃正火处理，按GB/T 225的要求加工成标准试样，采用845±5℃进行顶端淬火，其淬透性能应满足： 特殊要求可经供需双方协商。 4.5 脱碳层 每批在二根钢管上各取一个试样，按GB/T 224进行内外表面脱碳层检验。内、外表面总脱碳层深度分别不大于0.5mm和1.2mm。 4.6 奥氏体晶粒度 供方应根据ASTM E112采用930℃保温3小时淬火法检查奥氏体晶粒度，并保证奥氏体晶粒度应细于5级。 4.7 非金属夹杂 钢的非金属夹杂物应根据ASTM E45中A法检验。非金属夹杂物级别A类≤3.0，B类≤2.5，C类≤2.0，D类≤2.0。特殊要求可经供需双方协商。 4.8 密实性 钢管应按GB/T 7735中B级逐根进行涡流探伤检验，以检验钢管的密实性。 4.9 无损探伤 钢管应按GB/T 5777中C8级逐根进行超声波探伤检验。 4.10 表面质量 钢管的内外表面不得有裂缝、折叠、轧折、离层和结疤，这些缺陷应完全清除，但清理处的实际壁厚不得小于壁厚所允许的最小量。特殊要求可与用户协商。 允许存在由于制造方式所造成的轻微凸起、凹陷或浅的辊痕，但钢管的外径和壁厚必须在允许的尺寸偏差之内，且不影响钢管的使用性能。 5 检验与试验、包装、标志和质量证明书 钢管的检验与试验、包装、标志和质量证明书应符合Q/BQB 203规定。

结构用无缝钢管10、20、35、45、Q345、15CrMo、12Cr1MoV化学成分力学性能 结构用无缝钢管 结构用无缝钢管标准： GB/T8162——中国国家标准ASTM A53——美国材料与试验学会标准ASME SA53 ——美国锅炉及压力容器规范 用途：用于制造管道、容器、设备、管件及机械结构用无缝钢管 主要生产钢管牌号：10、20、35、45、Q345、15CrMo、12Cr1MoV、A53A、A53B、SA53A、SA53B等 尺寸公差:钢管种类外径（D）钢管壁厚（S）冷拔管钢管外径(mm)允许偏差(mm)钢管壁厚(mm)允许偏差(mm)＞30～50±0.3≤30±10％＞50～219±0.8％热轧管＞219±1.0％＞20±10％ 力学性能：标准牌号抗拉强度（MPa）屈服强度（MPa）伸长率（％）GB/T816210≥335≥205≥2420≥390≥245≥2035≥510≥305≥1745≥590≥335≥14Q345≥490≥325≥2115CrMo≥440≥295≥2212Cr1MoV≥490≥245≥22ASTM A53 ASME SA53A≥330≥205查看ASTM A53的表 查看ASME SA53的表B≥415≥240 化学成分：标准牌号化学成分（％）CSiMnPSCuNiMoCrVGB/T8162100.07～0.140.17～0.370.35～0.65≤0.035≤0.035≤0.25≤0.25/≤0.15/200.17～0.240.17～0.370.35～0.65≤0.035≤0.035≤0.25≤0.25/≤0.25/350.32～0.400.17～0.370.50～0.80≤0.035≤0.035≤0.25≤0.25/≤0.25/450.42～0.500.17～0.370.50～0.80≤0.035≤0.035≤0.25≤0.25/≤0.25/Q3450.12～0.200.20～0.551.20～1.60≤0.035≤0.035≤0.25≤0.25/≤0.25/15CrMo0.12～0.180.17～0.370.40～0.70≤0.035≤0.035≤0.25≤0.300.40～0.550.80～1.10/12Cr1MoV0.08～0.150.17～0.370.40～0.70≤0.035≤0.035≤0.25≤0.300.25～0.350.90～1.200.15～0.30ASTMA53 ASMESA53A≤0.25/≤0.95≤0.05≤0.06≤0.40≤0.40≤0.15≤0.40≤0.08B≤0.30/≤1.20≤0.05≤0.06≤0.40≤0.40≤0.15≤0.40≤0.08

结构用无缝钢管（GB/T8162-1999）是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。结构用无缝钢管标准要遵守。

结构用无缝钢管标准材质： 20G 16Mn 标准： GB5310-95 GB6479-86 GB9948-8822×2.5-451×3-6108×4-20159×5-30299×10-5025×2.5-557×3-8114×5-20168×8-30325×8-4528×3-560×4-10121×5-20180×7-30351×10-3632×3-563.5×4-12127×6-20194×8-30377×10-3838×3-676×4-14133×5-22203×10-32402×10-4542×3-683×5-14140×6-22219×7-45426×10-3045×3-689×4.5-20146×8-25245×8-45480×12-3048×3-6102×4-20152×8-25273×8-50530×12-30中低压锅炉管、流体管、地质管结构用无缝钢管标准材质： 20# dz40 标准： GB3087-1999 GB8163-1999 YB23-708×1-238×3-795×6-20159×5-40351×10-50101-242×3-8102×4-20168×8-40377×10-5012×1-2.545×3-8108×4-20180×7-40402×10-5014×1.5-451×3-10114×4-20194×8-40426×10-5016×2-457×3-10121×5-20203×10-45480×12-4518×2-560×3-12127×6-25219×7-50530×12-4022×2-563.5×3-14133×5-25245×8-50450×12-4025×2-676×4-14140×6-25273×8-50610×12-3028×2-683×5-16146×8-20299×10-50430×12-3032×2.5-689×4-20152×8-30325×8-50720×12-30 　结构用无缝钢管（GB/T8162-1999）是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。 　　GB/T8162——中国国家标准　　ASTM A53——美国材料与试验学会标准　　ASME SA53 ——美国锅炉及压力容器规范　　用途：　　结构用无缝钢管用途用于制造管道、容器、设备、管件及机械结构用无缝钢管　　主要钢管牌号：　　10、20、35、45、Q345、15CrMo、12Cr1MoV、A53A、A53B、SA53A、SA53B

1 40CrB结构用无缝钢管应用范围  本暂行供货技术条件规定了40CrB结构用热轧无缝钢管的尺寸、外形、重量、技术要求、检验与试验、包装、标志和质量证明书。  2 40CrB结构用无缝钢管规范性引用文件  下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。  GB/T 222 钢的化学分析用试样取样方法及成品化学成分允许偏差  GB/T 224 钢的脱碳层深度测定方法  GB/T 225 钢的淬透性末端淬火试验方法  GB/T 5777 无缝钢管超声波探伤方法  GB/T 7735 钢管涡流探伤检验方法  Q/BQB 203 管道、容器、设备结构用无缝钢管  ASTM E45 测定钢中夹杂物试验方法  ASTM E112 平均晶粒度的测定方法  3 尺寸、外形和重量  3.1 钢管的外径和壁厚应符合Q/BQB 203中表1、表2的规定，其允许偏差按Q/BQB 203中表3、表4的规定执行。  3.2 钢管的长度、外形和重量应符合Q/BQB 203的规定。  4 技术要求  4.1 牌号和化学成分  4.1.1 钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表1的规定。  4.1.2 钢管的成品化学成分允许偏差应符合GB/T 222的有关规定。  表1  牌号 化    学    成    分      ％  C Si Mn P S Cr B  40CrB 0.38～0.43 0.15～0.35 0.60～0.85 ≤0.025 0.010～0.030 0.90～1.20 0.0005～0.003  4.2 40CrB结构用无缝钢管冶炼方法  钢管所用的钢采用电炉冶炼，并经炉外精炼。  4.3 40CrB结构用无缝钢管交货状态  成品钢管以热轧状态交货。  4.4 40CrB结构用无缝钢管淬透性  圆坯锻造后经870℃～880℃正火处理，按GB/T 225的要求加工成标准试样，采用845±5℃进行顶端淬火，其淬透性能应满足：  特殊要求可经供需双方协商。  4.5 40CrB结构用无缝钢管脱碳层  每批在二根钢管上各取一个试样，按GB/T 224进行内外表面脱碳层检验。内、外表面总脱碳层深度分别不大于0.5mm和1.2mm。  4.6 奥氏体晶粒度  供方应根据ASTM E112采用930℃保温3小时淬火法检查奥氏体晶粒度，并保证奥氏体晶粒度应细于5级。  4.7 非金属夹杂  钢的非金属夹杂物应根据ASTM E45中A法检验。非金属夹杂物级别A类≤3.0，B类≤2.5，C类≤2.0，D类≤2.0。特殊要求可经供需双方协商。  4.8 40CrB结构用无缝钢管密实性  钢管应按GB/T 7735中B级逐根进行涡流探伤检验，以检验钢管的密实性。  4.9 40CrB结构用无缝钢管无损探伤  钢管应按GB/T 5777中C8级逐根进行超声波探伤检验。  4.10 40CrB结构用无缝钢管表面质量  钢管的内外表面不得有裂缝、折叠、轧折、离层和结疤，这些缺陷应完全清除，但清理处的实际壁厚不得小于壁厚所允许的最小量。特殊要求可与用户协商。  允许存在由于制造方式所造成的轻微凸起、凹陷或浅的辊痕，但钢管的外径和壁厚必须在允许的尺寸偏差之内，且不影响钢管的使用性能。

钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震、抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要，还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷，因此钢材受到了建筑行业的青睐，单层、多层、摩天大楼，厂房、库房、候车室、候机厅等采用钢材都很普遍。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。 　　        钢结构通常在450～650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。 　　        要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施是多种多样的，关键是要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。但无论采取何种方法，其原理是一致的。下面介绍几种不同钢结构的防火保护措施。 　　        一、外包层。就是在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型，也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强，以限制收缩裂缝，并保证外壳的强度。喷涂法可以在施工现场对钢结构表面涂抹砂泵以形成保护层，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂浆，也可以掺入珍珠岩或石棉。同时外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板，采用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。 　　        二、充水(水套)。空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施。这种方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度，水在钢结构内循环，吸收材料本身受热的热量。受热的水经冷却后可以进行再循环，或由管道引入凉水来取代受热的水。 　　    三、屏蔽。钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将构件包藏在两片墙之间的空隙里，只要增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的。这是一种最为经济的防火方法。 　　        四、膨胀材料。采用钢结构防火涂料保护构件，这种方法具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点，一般不需要添加辅助设施，且涂层质量轻，还有一定的美观装饰作用，属于现代的先进防火技术措施。 　　        目前，高层钢结构建筑日趋增多，尤其是一些超高层建筑，采用钢结构材料更为广泛。高层建筑一旦发生火灾事故，火不是在短时间内就能扑灭的，这就要求我们在建筑设计时，加大对建筑材料的防火保护，以增强其耐火极限，并在建筑内部制订必要的应急方案，以减少人员伤亡和财产损失。

结构用无缝管是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。结构无缝钢管GB-T 8162-1999标准 第一章 钢管生产概论 1.1 钢管的分类 1.2 钢管的技术要求钢管生产的技术依据 对钢管的尺寸偏差的要求 1.2.3 对钢管的长度要求 1.2.4 外形 1.2.5 重量 不同用途的钢管应各有什么样的技术条件 1.2.7 我公司的主要产品管线管、油管和套管的主要技术要求 1.2.8 钢管技术要求中常用术语 1.2.6 1.3 钢管的主要生产方法 第二章 热轧钢管生产工艺流程 2.1 一般工艺流程 穿孔 2.1.2 轧管 第三章 定减径（包括张减） 2.2 各热轧机组生产工艺过程特点 连续轧管机的几种形式 2.2.2 三辊（斜）轧管机轧管 各机组的异同 2.3 轧钢的几种形式 纵轧 2.3.2 横轧 斜轧 管坯及管坯加热 3.1 管坯准备 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.2.1 3.2.2 管坯库 管坯上料 管坯锯切 环形炉简述 3.2 管坯加热 炉子结构及辅助设备 3.2.3 环形炉自动化系统（资料不全待定） 第四章 穿孔 4.1 二辊斜轧穿孔机及穿孔过程 4.2 斜轧穿孔运动学 4.2.1 两辊穿孔机运动学 2无缝钢管生产技术 4.3 穿孔的咬入条件 4.3.1 4.3.2 一次咬入条件 二次咬入条件4.4 孔腔形成机理 4.5 斜轧穿孔时的金属变形 4.5.1 4.5.2 4.6.1 4.6.3 管坯受力情况 金属变形 4.6 穿孔工具及设计 轧辊 4.6.2 导盘 导板 4.6.4 顶头 4.7 穿孔机调整参数确定 4.8 其他穿孔方法 压力穿孔 推轧穿孔 4.8.3 斜轧穿孔 4.8.1 4.8.2 4.9 力能参数的计算 轧制力 4.9.2 顶头轴向力的确定 4.9.3 斜轧力矩计算 4.9.1 4.10 穿孔机的设备组成 斜轧穿孔机的设备由哪几部分组成? 4.10.2 主传动的方式及特点? 4.10.3 管坯定心机的组成结构? 4.10.4 穿孔机机座（牌坊）有哪几部分组成? 4.10.1 导盘调整方式有哪几种? 4.10.6 三辊定心的作用和结构? 4.10.7 顶杆的冷却形式有哪些? 4.10.8 顶头的使用方式有几种？ 4.10.5 4.11 常见工艺问题 内折 4.11.2 前卡 4.11.3 中卡 4.11.1 后卡(镰刀) 4.11.5 链带 4.11.6 壁厚不均 4.11.4 第五章 毛管轧制 5.1 限动芯棒连轧管机（MPM） 工艺描述 5.1.2 MPM 连轧管机的设备结构、平面布置及相关技术参数 5.1.3 MPM 连轧管机组的工作原理和工艺控制 5.1.1 5.1.4 主要设备及参数 目录 3 5.1.5 5.1.6 5.1.7 MPM 连轧管机轧制工具 MPM 连轧机的孔型设计 连轧机组在线检测系统 5.1.8 常见生产事故 5.2 PQF 连轧机组（PREMIUM QUALITY FINISHING） 5.2.1 5.2.2 概述 连轧工艺 5.2.3 PQF 主机说明 5.2.4 脱管机说明 5.2.5 芯棒循环系统 工具准备与更换 5.2.7 常见质量缺陷 5.2.6 5.2.8 连轧基本理论 5.3 新 型 ASSEL 轧 管 机 5.3.1 5.3.2 5.4.1 5.4.2 5.4.3 主要工艺设备 主要调整参数 自动轧管机轧管 Accu-Roll 轧管机轧管 5.4 其他热加工钢管的延伸方法 顶管机顶管 5.4.4 挤压钢管 5.4.5 周期轧管机（皮尔格轧管机）轧管 5.4.6 热扩钢管 第六章 钢管的再加热、定径与减径 钢管的再加热、 6.1 钢管空心轧制理论 6.1.1 6.1.2 6.2.1 6.2.3 6.2.4 张减速度制度原理 CARTAT 系统介绍 6.2 定径工艺 工艺描述 6.2.2 定径机的设备结构、平面布置及相关技术参数 定径机组的工作原理和工艺控制 操作及调整 6.2.5 常见事故处理方法 6.2.6 质量缺陷及控制要点 6.3 张力减径工艺 工艺概述 6.3.2 设备参数及工艺数据介绍 6.3.3 质量检查 6.3.1 关于可调机架 6.3.5 轧制之前的现场检查 6.3.6 工具的准备和更换过程 6.3.7 工艺控制参考 6.3.4 第七章 轧制表的编制 4无缝钢管生产技术 7.1 编制原则和程序 7.1.1 编制原则 7.1.2 编制轧制表的要求 7.1.3 编制轧制表的步骤 7.1.4 轧制表编制方法 7.2 编制方法 7.3 编制实例 第八章 钢管的冷却和精整 8.2 轧管厂精整管排锯 8.2.1 8.2.2 精整锯切机组设备概述 管排锯的切割过程及工艺控制要点 8.2.3 常见切割缺陷的处理方法 8.3 轧管厂精整矫直机 8.3.1 8.3.2 8.3.3 精整矫直机组设备概述 矫直机相关参 矫直原理 8.3.4 矫直机的矫直过程及工艺控制要点 8.3.5 常见矫直缺陷的处理方法 8.3.6 8.4.1 8.4.3 8.5.1 8.5.3 工具管理 8.4 热处理 前言 8.4.2 热处理的定义和意义 热处理基本原理 8.5 无损检测 无损探伤概论 8.5.2 漏磁探伤 涡流（ET）检测 8.5.4 磁粉检测 8.5.5 电磁超声 8.6 人工检查 8.6.1 8.6.2 8.7.1 8.7.2 检查程序 热轧无缝钢管缺陷 质量保证的控制要点简述 8.7 钢管的质量保 质量控制点 8.7.3 工艺文件的编制与执行 8.7.4 其它 第九章 钢管的试验检测 9.1 钢管的力学性能 前 言 9.1.2 金属材料的力学性能 9.1.3 管材工艺性能试验 9.1.1 目录 5 9.2 钢中的各种组织和夹杂物 9.2.1 9.2.2 钢中的各种组织简介 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 9.2.3 金属平均晶粒度测定方法 9.3.1 直读光谱仪 9.3.2 碳硫分析仪 第四章 4.1 二辊斜轧穿孔机及穿孔过程 穿孔 1886 年德国的曼内斯 今天在无缝钢管生产过程中,穿孔工艺被广泛应用而且非常经济 。 曼兄弟申请了用斜辊穿孔机生产管状断面产品的专利。 专利中描述了金属变形时内部力的作 用和使用两个或多个呈锥形的轧辊进行穿孔，因此被称作曼内斯曼穿孔过程。 由 R.C 斯蒂菲尔发明的导板使得穿孔后的毛管长度得到增加。 后来狄舍尔发明了导盘， 使穿孔效率得到更大提高。 1970 年出现了锥形辊的穿孔机 ， 在 它比以前的穿孔机在金属的 变形上有明显的改进。 在无缝钢管生产中,穿孔工序的作用是将实心的管坯穿成空心的毛管。穿孔作为金属变 形的第一道工序，穿出的管子壁厚较厚、长度较短、内外表面质量较差，因此叫做毛管。如 果在毛管上存在一些缺陷， 经过后面的工序也很难消除或减轻。 所以在钢管生产中穿孔工序 起着重要作用。 当今无缝钢管生产中穿孔工艺更加合理,穿孔过程实现了自动化。 斜轧穿孔整个过程可以分为三个阶段 第一个不稳定过程--管坯前端金属逐渐充满变形区阶段，即管坯同轧辊开始接触（一次 咬入）到前端金属出变形区，这个阶段存在一次咬入和二次咬入。 稳定过程--这是穿孔过程主要阶段，从管坯前端金属充满变形区到管坯尾端金属开始离 开变形区为止。 第二个不稳定过程—为管坯尾端金属逐渐离开变形区到金属全部离开轧辊为止。 稳定过程和不稳定过程有着明显的差别， 这在生产中很容易观察到的。 如一只毛管上头 尾尺寸和中间尺寸就有差别，一般是毛管前端直径大，尾端直径小，而中间部分是一致的。 头尾尺寸偏差大是不稳定过程特征之一。 造成头部直径大的原因是： 前端金属在逐渐充满变 形区中，金属同轧辊接触面上的摩擦力是逐渐增加的，到完全充满变形区才达到最大值，特 别是当管坯前端与顶头相遇时，由于受到顶头的轴向阻力，金属向轴向延伸受到阻力，使得 轴向延伸变形减小，而横向变形增加，加上没有外端限制，从而导致前端直径大。尾端直径 小，是因为管坯尾端被顶头开始穿透时，顶头阻力明显下降，易于延伸变形，同时横向展轧 小，所以外径小。 生产中出现的前卡、后卡也是不稳定特征之一，虽然三个过程有所区别，但他们都在同 一个变形区内实现的。变形区是由轧辊、顶头、导盘（导板）构成。见图 4-1。 从图中可以看出，整个变形区为一个较复杂的几何形状，大致可以认为，横断面是椭圆 形，到中间有顶头阶段为一环形变形区。纵截面上是小底相接的两个锥体，中间插入一个弧 形顶头。 变形区形状决定着穿孔的变形过程，改变变形区形状（决定与工具设计和轧机调整）将 导致穿孔变形过程的变化。穿孔变形区大致可分为四个区段，如图 4-2 所示 。 Ⅰ区称之为穿孔准备区， （轧制实心圆管坯区）。Ⅰ区的主要作用是为穿孔作准备和顺 8 无缝钢管生产技术 利实现二次咬入。这个区段的变形特点是：由于轧辊入口锥表面有锥度，沿穿孔方向前进的 管坯逐渐在直径上受到压缩， 被压缩的部分金属一部分向横向流动， 其坯料波面有圆形变成 椭圆形，一部分金属轴向延伸，主要使表层金属发生形变，因此在坯料前端形成一个“喇叭 口”状的凹陷。此凹陷和定心孔保证了顶头鼻部对准坯料的中心，从而可减小毛管前端的壁 厚不均。穿孔变形区中四个区段 Ⅱ区称为穿孔区，该区的作用是穿孔，即由实心坯变成空心的毛管，该区的长度为从金 属与顶头相遇开始到顶头圆锥带为止。这个区段变形特点主要是壁厚压下,由于轧辊表面与 顶头表面之间距离是逐渐减小的,因此毛管壁厚是一边旋转,一边压下，因此是连轧过程,这个 区段的变形参数以直径相对压下量来表示,直径上被压下的金属,同样可向横向流动(扩径)和 纵向流动(延伸)但横向变形受到导盘的阻止作用,纵向延伸变形是主要的。 导盘的作用不仅可 第四章 穿孔 9 以限制横向变形而且还可以拉动金属向轴向延伸,由于横向变形的结果,横截面呈椭圆形。 Ⅲ区称为碾轧区,该区的作用是碾轧均整、改善管壁尺寸精度和内外表面质量，由于顶 头母线与轧辊母线近似平行，所以压下量是很小的，主要起均整作用。轧件横截面在此区段 也是椭圆形，并逐渐减小。 Ⅳ区称为归圆区。 该区的作用是把椭圆形的毛管， 靠旋转的轧辊逐渐减小直径上的压下 量到零，而把毛管转圆，该区长度很短，在这个区变形实际上是无顶头空心毛管塑性弯曲变 形，变形力也很小。 变形过程中四个区段是相互联系的， 而且是同时进行的， 金属横截面变形过程是由圆变 椭圆再归圆的过程4.2.1 斜轧穿孔运动学 两辊穿孔机运动学 4.2.1.1 螺旋轧制的速度分析 穿孔机轧辊是同一方向旋转,且轧辊轴相对轧制轴线倾斜,相交一个角度称作前进角。当 圆管坯送入轧辊中,靠轧辊和金属之间的摩擦力作用,轧辊带动圆管坯—毛管反向旋转,由于 前进角的存在,管坯—毛管在旋转的同时向轴向移动,在变形区中管坯—毛管表面上每一点都 是螺旋运动,即一边旋转,一边前进。 表现螺旋运动的基本参数是： 切向运动速度、 轴向运动速度、 和轧辊每半转的位移值 （螺 距）。 首先来讨论轧辊上任意一点的速度，如果轧辊圆周速度为 VR，则可以分解为两个分量 （切向分量和轴向分量）。 10 无缝钢管生产技术管 坯 轴 轧辊轴线线下VaR=VRCOSβ=πD Nb/60×COSβ切向旋转速度 （1） VtR＝VR sinβ=πD Nb/60×Sinβ轴向速度 （2） 式中 D所讨论截面的轧辊直径，mm; Nb轧辊转速， rpm;v β咬入角。 在轧制过程中由于坯料靠轧辊带动，轧辊将相应的速度传递给管坯，则管坯速度为： VB=πD Nb/60×COSβ （3） 但实际上轧辊速度和金属速度并非完全相等。 一般金属运动速度小于轧辊速度， 即两者 之间产生滑移，可用滑移系数来表示两者速度，这样 VaR =πD Nb/60×COSβ×ητ (4) VtR＝πD Nb/60×sinβ×η0 (5) 式中：ητ 切向滑移系数, η0 轴向滑移系数,两者小于 1。 不同的材料有不同的滑移系数，参考如下： 碳钢 η0 = 0.8~1.0 低合金钢 η0 = 0.7 ~ 0.8 高合金钢 η0 = 0.5 ~ 0.7 在生产中最有实际意义的是毛管离开轧辊时的那一点速度，众所周知，出口速度愈大， 即生产率也愈高。为了简化计算，一般假设轧辊出口速度等于 VtR，实际误差包含在滑移系 数中。 毛管离开轧辊一点的轴向滑移系数可用公式(2)求出轴向速度,除以毛管长度得出理论的 穿孔时间,再和实测时间相比,即η0=T 理/T 实.这样确定η0 后,则可计算出毛管离开轧辊的轴 向速度。 螺距在变形中是个可变值，并且随着管坯进入变形区程度增加而增加，这是由于管坯- 第四章 穿孔 11 毛管断面积不断减小而轴向流动速度不断增加所致。 毛管离开轧辊一点的螺距值计算公式为: T=π/2×η0/ητ×d×tgβ 式中：d毛管直径 4.3 穿孔的咬入条件 斜轧穿孔过程存在着两次咬入， 第一次咬入是管坯和轧辊开始接触瞬间， 由轧辊带动管 坯运动而把管坯曳入变形区中，称为一次咬入。当金属进入变形区到和顶头相遇，克服顶头 的轴向阻力继续进入变形区为二次咬入。 一般满足了一次咬入的条件并 不见得就能满足二次咬入条件。在生产中我们常常看到， 二次咬入时由于轴向阻力作用，前进运动停止而旋转继续着即打滑。 4.3.1 一次咬入条件 一次咬入既要满足管坯旋转条件又要满足轴向前进条件。 管坯咬入的力能条件由下式确定： Mt ≥ Mp + Mq + Mi 式中：Mt - 使管坯旋转的总力矩; Mp—由于压力产生的阻止坯料旋转力矩 Mq—由于推料机推力而在管坯后端产生的摩擦力矩 Mi—管坯旋转的惯性矩 如果忽略 Mq、 Mi（值很小）则一般的表达式为： n (Mt + Mp) ≥ 0 (n—轧辊数) (6) 前进咬入条件是指管坯轴向力平衡条件， 也就是， 曳入管坯的轴向力应大于或等于轴向 阻力，其表达式为： n (Tx-Px) + P′ ≥ 0 (7) 式中：Tx—每个轧辊作用在管坯上的轴向摩擦力 Px--每个轧辊作用在管坯上正压力轴向分量 P′—后推力 (一般为零) 一次咬入所需旋转条件 下面的公式表明在管坯咬入时力的平衡， 两个重要参数， 摩擦系数和角速度可以通过下 面公式计算。 (8) 式中： ——轧辊入口锥角 ——咬入角 ——辊喉处的直径减径值 12 无缝钢管生产技术 若想管坯咬入顺利些，可以将咬入角变大些、轧辊的入口锥角小些，或者通过施加管坯 的推入力和加大轧辊表面的辊花深度。 4.3.2 二次咬入条件 二次咬入的力能条件 二次咬入中旋转条件比一次咬入增加了一项顶头／顶杆系统的惯性阻力矩,其值很小。 因此二次咬入旋转条件,基本和一次咬入相同。二次咬入的关键是前进条件。 二次咬入时轴向力的平衡条件： n (Tx-Px) -Q′ ≥ 0 (9) 式中：Q′—顶头鼻部的轴向阻力 二次咬入所需旋转条件 二次咬入的条件在轴向管坯的推入力要大于顶头和管坯与轧辊之间的摩擦力， 能实现二 次咬入的前提是在管坯接触顶头前（x=自由长度） 管坯至少要旋转一周。 式中：d B——管坯直径 4.4 孔腔形成机理 斜轧实心管坯时， 在顶头接触管坯前常易出现金属中心破裂现象， 当大量裂口发展成相 互连接，扩大成片以后，金属连续性破坏，形成中心空洞即孔腔。见图 4-5。在顶头前过早 形成孔腔，会造成大量的内折缺陷，恶化钢管内表面质量，甚至形成废品，因此在穿孔工艺 中力求避免过早形成孔腔。 图 4-5 孔腔示意图 影响孔腔形成的主要因素有： 变形的不均匀性（顶头前压缩量） 第四章 穿孔 13 不均匀变形程度主要决定于坯料每半转的压缩量（称为单位压缩量），生产中指顶头前 压缩量。 顶头前压缩量愈大则变形不均匀程度也愈大， 导致管坯中心区的切应力和拉应力增 加，从而容易促进孔腔的形成。一般用临界压缩量来表示最大压缩量值的限制，压缩量小于 临界压缩量则不容易或不形成孔腔。 椭圆度的影响 穿孔过程中在管坯横断面上存在着很大的不均匀变形， 椭圆度愈大， 则不均匀变形也愈 大。 按照体积不变定律可知， 横向变形愈大则纵向变形愈小， 将导致管坯中心的横向拉应力、 切应力以及反复应力增加，加剧了孔腔的形成趋势 单位压缩次数的影响 在生产中主要指管坯从一次咬入到二次咬入过程中管坯的旋转次数， 次数的增多就容易 形成孔腔。 钢的自然塑性 钢的自然塑性由钢的化学成分、 金属冶炼质量以及金属组织状态所决定， 而组织状态又 由管坯加热温度和时间所影响。一般来说塑性低的金属，穿孔性能差，容易产生孔腔。 4.5 4.5.1 斜轧穿孔时的金属变形 管坯受力情况 图 4-6 显示管坯的受力情况，图中显示 F 为轧辊方向（平面）的力，为压应力，在接触 点的位置显示为最大。中心部位（导盘方向）显示为拉应力，理论上在导盘的中心部位受力 为最大。因为管坯的不断旋转，同一部位的受力情况不断变化，导致中心部位的金属受到交 变应力的作用，中心产生疏松，形成孔腔。 图 5 金属受理分析图 4．5．2 金属变形 斜轧穿孔过程中存在着两种变形,即基本变形(或宏观变形)和附加变形(称不均匀变形) 基本变形是指外观形状的变化， 这种变形是可以直观的， 如由实心圆管坯变成空心的毛 图 4-6 4.5.2 金属变形 金属变形 基本变形完全是几何尺寸的变化， 与材料的性质无关， 而且基本变形取决于变形区的几 14 无缝钢管生产技术 何形状（由工具设计和轧机调整所决定）。 附加变形指的是材料内部的变形， 是直观不到的变形， 附加变形是由于材料中内应力所 引起的，是增大材料的变形应力，引起材料中产生的缺陷，所以在实际生产中如何来减小附 加变形是很重要的。 4.5.2.1 基本变形 基本变形即延伸变形，切向变形和径向变形（壁厚压缩）。这三种变形都是宏观变形， 表示外观形状和尺寸变化。基本变形可用下式表示： 径向应变增量:  r = ln 纵向（延伸）应变增量： s1 s0 l = ln 切向（圆周）应变增量： l1 l0 t = ln 4.5.2.2 附加变形 2  ( D1  s1 ) D0 附加变形包括有扭转变形， 纵向剪切变形等， 附加变形是由于金属各部分的变形不均匀 产生的，附加变形会带来一系列的后果，如造成变形能量增加，以及由于附加变形所引起的 附加应力，容易导致毛管内外表面上和内部产生缺陷等。 纵向剪切变形主要是由于顶头的轴向阻力所造成的， 一方面轧辊带动管材轴向流动， 而 顶头要阻止金属轴向流动， 最终导致各金属轴向流动有差异， 可是各层金属又是互相联系的， 是一个整体，所以在各层金属间必然产生附加变形和附加应力，特别是和轧辊、顶头直接接 触的表面层金属 ，由图中可看出，附加变形更大些，因此毛管内外表面很容易出现缺陷或 者使管坯表面原有的缺陷发展扩大。 切向剪变形往往是造成毛管内外表面产生缺陷原因之一 （如裂纹、 折迭、 离层等缺陷） 。 4.6 穿孔工具及设计 穿孔机工具主要包括：轧辊、顶头和导板（导盘）。这些工具是直接参与金属变形的。 除此之外，还包括顶杆、毛管定位叉、导管、导槽等部件。 工具的尺寸和形状要求合理，这样才能保证穿出高质量的毛管，保证穿孔过程的稳定、 生产率高、低能耗、工具耐磨性高、使用寿命长的要求。 4.6.1 轧辊 穿孔机轧辊形状主要有盘式辊、桶形辊和锥形辊，盘式辊很少使用，常用的是桶形辊和 第四章 穿孔 15 锥形辊。 从大体的形状来看， 桶形辊和锥形辊度一般是由两个锥形段组成的， 即入口锥和出口锥。 如果细分的话， 入口锥又可以分为一段式和两段式， 两段式是为了改善咬入条件和减少从车 次数。根据毛管扩径量的需求，出口锥也可以分为一段式和两段式，两段式用于大扩径量的 机组。 另外，有的轧辊在入口锥和出口锥之间采用过渡带即轧制带，有的则没有。轧制带的作 用是防止两锥相接处形成尖锐棱角，这种棱角在穿孔时会使毛管外表面产生划伤。 轧辊的特征尺寸指轧辊最大直径和辊身长，轧辊最大直径和辊身长度是根据轧辊长度、 轧制速度、咬入条件、轧制产品规格、电能消耗、轧辊重车次数等因素确定。 轧辊直径增加， 则咬入条件改善、 轧制速度提高、 轧辊重车次数增加、 轧辊的利用率高， 但同时也增加了轧制压力和电能消耗。 4.6.1.1 轧辊的入口锥角和出口锥角 轧辊的入口锥角和出口锥角? 轧辊入口锥的角度大小决定管坯能否顺利咬入和积累足够的力以克服顶头阻力使管坯 穿成毛管。相关的文献指出，入口锥角在 2～40 之间，一般情况下将轧辊的入口锥设计成两 段，第一段的角度在 1～30 之间，为的是保证管坯的咬入，第二段的角度在 3～60 之间，为 的是防止形成孔腔。 轧辊的出口锥角在 3～40 之间，这取决于管坯的扩径量，扩径量越大，角度越大。 4.6.1.2 轧辊的入口锥和出口锥长？ 轧辊的入口锥和出口锥长？ 确定轧辊入口锥和出口锥的长度首先为了校核轧辊的长度是否满足毛管咬入和扩径的 要求，其次为在生产中合理使用轧辊。 轧辊入口锥长的计算公式为： 轧辊出口锥长的计算公式为： 注：DB－管坯直径； E－轧辊距离； DR－毛管直径； αe—轧辊入口锥段的空间角，可以近似等于轧辊入口锥角； αa—轧辊出口锥段的空间角，可以近似等于轧辊出口锥角。 4.6.2 导盘 导盘的作用是封闭孔型。导盘设计要素主要有：接触弧半径和厚度。见图 4-7。 16 无缝钢管生产技术 图 4-7 4.6.2.1 导盘的轮廓 导盘的轮廓是由一般有两个半径入口半径 R2、 出口半径 R1 组成， 根据经验我们可以确 定其值的大小： R2＝（0.66～0.70）*DB 入口半径： R1＝（0.8～0.87）*DB 出口半径： 4.6.2.2 导盘厚度 到盘厚度由最小轧辊距离和导盘与轧辊的最小间隙决定。大小为： B＝（0.8～1.0）* DB 注：DB－管坯直径 4.6.3 导板 导板的设计原则是：一种管坯需要设计一种导板,如果是用一种管坯生产不同尺寸的毛 管,可以只设计一种导板。 导板的纵剖面形状应与轧辊辊形相对应，也有入口锥、压缩带和出口锥组成。导板入口 锥主要起到引导管坯的作用，使管坯中心线对准穿孔中心线。当管坯与上、下导板接触时， 它起着限制管坯椭圆度的作用。 限制椭圆度是为了避免过早形成孔腔， 同时促进金属的纵向 延伸。导板的出口锥起限制毛管横变形，并控制毛管轧后外径的作用。 压缩带是过渡带，它不在导板的中间，而是向入口方向移动，移动值一般在 20～30mm, 也有到 50mm 的。 移动的目的是： 可以减小管坯在顶头上开始碾轧时的椭圆度和减小导板的 轴向阻力，提高穿孔速度。 导板的入口锥角一般等于轧辊入口锥角或比轧辊入口锥角大 10～20，出口锥角一般等 于轧辊的出口锥角或比轧辊的出口锥角小 0.50～10。 导板的横断面形状是个圆弧形凹槽， 这是为了便于管坯和毛管旋转。 凹槽的圆弧可做成 单半径或双半径的。 导板的长度由变形区长度决定，压缩带宽度一般为 10～20mm. 导板的厚度根据轧辊距离来确定， 以薄壁毛管为设计对象。 适应薄壁管的导板一定适应 第四章 穿孔 17 厚壁管的生产。 4.6.4 顶头 顶头的种类按冷却方式来分，有内水冷、内外水冷、不水冷顶头（穿孔过程和待轧时间 内都不冷却，主要指生产合金钢用的钼基顶头）: 按顶头和顶杆的连接方式来分，有自由连接和用连接头连接顶头。 按水冷内孔来分，有阶梯形、锥形和弧形内孔顶头。内孔与外表面之间的壁厚有等壁和 不等壁两种。 按顶头材质分，有碳钢、合金钢和钼基顶头。 从扩径段分:有 2 段式、3 段式、4 段式。扩径率小于 20％用 2 段式顶头，大于 20％用 3 或 4 段式顶头。 为延长顶头的使用寿命， 应通过加强冷却水的压力来提高顶头在孔型中顶头的冷却， 尤 其是顶头的前部。使用内水冷主要是为了降低顶头内部温度，应尽可能降到最低水平，冷却 水压应保证在 10～15 bar。 影响顶头寿命的因素： 管坯材质，合金含量越高，变形抗力越大，顶头寿命越低； 顶头化分和热处理工艺，热处理工艺决定顶头寿命。 穿孔时间和管坯长度，穿孔时间越长，顶头温度越高，顶头越容易变形和损坏。 顶头在穿孔过程中，顶头承受着交变热应力、摩擦力及机械力的作用，力的大小影响顶 头的寿命。顶头过分磨损会划伤毛管内表面，粘钢后产生内折。 顶头一般是轧制的、 锻造的或者是铸钢的。 搬运顶头时应保护表面的氧化层， 避免脱落， 否则影响使用寿命。 更换标准是： 顶头头部磨损，磨损带长度超过 5mm，破损面积超过 30cm2. 穿孔段出现裂纹；裂纹长度超过 60mm,宽度在 1.0mm 左右。 粘钢，有粘钢就该更换。 剔废的顶头原则上不能重复使用，若重车，需要再次热处理。 4.6.4.1 计算过程： 计算过程： 下面以 2 段式顶头举例说明设计过程，设计的前提是必须已知轧辊的尺寸和管坯直径、 毛管直径、毛管壁厚及咬入角。 ——确定轧制带处（HP）的辊距（E） 辊距（E）的大小取决于： 材料的钢级 管坯的直径 毛管壁厚 下面是一些常见钢中的辊距值（E） E = 0.84 to 0.9 * DB = 84 to 90 %, usual 86 – 89 % 碳钢: E = 85 ~ 90 %, 87 ~ 90 % 低合金钢: E = 88 ~ 91 %, 88 ~ 90 % 高合金钢 确 定轧辊的入口长度（Le）和出口长度（La），计算它们是为了验证其长度是否超过 18 无缝钢管生产技术 轧机的设计长度，公式见前面轧辊设计部分。 如果计算的结果是入口长度（Le） 或出口长 度（La） 比轧辊现有的相应部分大的话就得加大轧辊间距(E)或者增加入口锥角和出口锥 角 ——确定顶头直径（Dd） ——毛管与顶头的间隙值（CH），目前仍以经验值或经验公式为主 ——确定顶头坪滑段的长度（LGT2） 平滑段的作用是均匀壁厚的偏差， 长度至少要保证毛管能够转一周并加上保险系数。 即 SF—平滑系数 1.2 ~2, 通常为 1.5 --咬入角 LGT2 必须小于顶头过 HP 处的长度， 否则的话减小系数值。 平滑段的角度 似等于轧辊的出口锥角 ——确定顶头穿孔段末端的直径（DR） 近 ——计算顶头前伸量 Ld1 顶头前伸量的大小影响着穿孔的过程和毛管的质量.生产中应避免在顶头的前部形成空 腔 ，这样有利于减轻毛管内表面的缺陷。但起决定性的影响内表面缺陷的因素有顶头前直 径减径率和管坯接触顶头前转动的次数。换句话说，顶头前直径减径率的参考极限值如下： 碳钢 低合金钢 高合金钢 ——自由段长度 （GL）, 机关批从接触轧辊到顶头前的长度，必须保证管坯转一周。 GF1 to 1.5 如果轧辊之境与管坯直径的比值较大的话， GF 可以取值范围为 0.8 to 1 所以顶头位置（Ld1）为： 顶头前伸量的值至少要大于 40mm,系数 GF 通常影响顶头位置和 顶头前的压下量。 ——确定顶头长度（Ld） 第四章 穿孔 19 顶头再 HP 后长度（Ld2）计算公式如下： 所以顶头长（Ld）为 —— 确定顶头鼻部的直径（F） 一般情况下 F = 0.25 to 0.30 * Dd (Dd圆弧半径为： 圆弧半径值 （Rd） 范围在 300~ 900 mm 之间. 的 限值。 4.6.4.2 顶头计算过程（2 段式顶头） 顶头计算过程（ 段式顶头） ——给定 2 段式顶头的圆弧半径值不要取上 ——计算 辊距 E 177,2 mm (选择直径压下率为 88.6 % of DB, 见附表 1 ) 入口锥长度 出口锥长度 顶头与毛管的间隙 20 无缝钢管生产技术 Clearance: CH10 mm (见附表 2) 桶形棍—— CH （锥形辊取值比桶形辊大） 平滑段长度 故取 确定平滑段开始处的直径 自由工作段长度（咬入段） 选择 GF 1.05 顶头前伸量 顶头在 HP 点后的长度 顶头长 核查顶头前伸量 第四章 穿孔 21 核查实际的咬入系数 F=0.2*165 F= 33mm 22 无缝钢管生产技术 附表 1： ——直径压下率 ——径壁比 附表 2： CH 壁厚 第四章 穿孔 23 4.7 穿孔机调整参数确定 现代的穿孔机在整个机组中承担的变形量愈来愈大。 表示穿孔变形的参数有： 直径扩径 率、延伸系数、轧制带处的压下量、顶头前压下量。 直径扩径率 一般在 3～40％的范围内，锥形辊穿孔机的扩径率明显高于桶形辊穿孔机。扩径率大， 容易产生内外表面缺陷或恶化壁厚不均，因此最好采用等径或小扩径穿孔。图 4-8 显示锥形 辊与桶形辊扩径值的比较。 图 4-8 扩径值比较 延伸系数 延伸系数大意味着毛管壁厚薄。管坯直径愈大，在同一壁厚下，延伸系数愈大。随着锥 形辊穿孔机的的广泛使用，以 180 机组为例，穿孔毛管的最小壁厚可以达到 8mm。 轧制带处的压下量 它表示管坯直径在轧制带处的变化量，取值范围在 9～12％，穿孔薄壁管取大值，厚壁 管取小值。 它表示管坯直径从一次咬入点到二次咬入点的变化量， 它的大小决定管坯的二次咬入效 果，过大又容易形成钢管内折缺陷。 穿孔机主要的调整参数有轧辊距离、顶头前伸量、导板（导盘）距离、前进角的大小和 轧辊转速（导盘速度）。 调整的基本原则是毛管几何尺寸满足轧管机组的要求，壁厚均匀且内外表面良好。 调整的方法可以参考下表（表中没有涉及到前进角的调整）： 24 无缝钢管生产技术 原 因 辊 减小 增加 减小 增加 增加 减小 － － 距 导 － － － － 距 顶 前 量 － － 增加 减小 增加 减小 － － 多增加 多减小 （增加） （减小） 壁厚稍微厚 壁厚稍微薄 壁厚太厚 壁厚太薄 外径太大 外径太小 外径稍微大 外径稍微小 外径、壁厚都太大 外径、壁厚都太小 外径太大、壁厚太小 外径太小、壁厚太大 如何确定轧辊距离? －（减小） －（增加） 减小 增加 － － － － －（增加或减小） －（增加或减小） 多增加 多减小 轧辊距离指的是两个轧辊的轧制带之间的距离， 它是重要的调整参数之一。 确定轧辊距 离（E）的前提条件是应明确： ——管坯材质 ——管坯直径 ——毛管壁厚 下列数据为标准数据： E＝（0.84～0.90）*DB 碳钢： 通常为（0.86～0.89）*DB 低合金钢： E＝（0.85～0.90）*DB 通常为（0.87～0.90）*DB 高合金钢： E＝（0.88～0.91）*DB 通常为（0.88～0.90）*DB 一般情况下，厚壁管上限值为 0.93*DB，薄壁管取下限。 如何确定导盘距离？ 导盘距离与轧辊距离的比值决定着轧件在变形区中的椭圆度，而椭圆度又影响毛管质 量、咬入条件、轴向滑移、穿孔速度、扩径量、轧卡及毛管尺寸控制等。特别是对毛管质量 （穿孔合金钢管）影响更为明显，椭圆度越大，毛管内表面出现裂纹的可能性越大，过早形 成空腔的可能性越大。 生产中， 导盘距离总是大于轧辊距离， 二者比值即椭圆度系数， 一般在 1.07～1.15 之间， 穿孔厚壁管和合金管时取小值。 确定导盘距离可按椭圆度系数推导： A＝（1.07～1.15）*E 注：A—导盘距离 E—轧辊距离 导盘调整主要指导盘的间距调整、高度调整和轴向调整。 导盘的间距调整，一般由电机、蜗轮蜗杆组成，驱动导盘装置的底座并配以消除间隙的 平衡装置； 导盘的高度调整，因孔型封闭的要求，左右导盘的高度不同，调整的方式有垫片调整即 第四章 穿孔 25 直接在刀盘下面加垫片和楔块调整调整即通过楔块并配以平衡装置。 导盘的轴向调整，这种方式不常用。因导盘在穿孔时的接触长度比导板短，为了减小毛 管尾部的椭圆度， 在穿孔机的设计阶段就将导盘的中心线向后移动一些距离。 后移的距离使 机组大小而定，一般在 30 毫米以内。 如何确定顶头前伸量？ 顶头前伸量的测量方法是， 将顶头／顶杆深入到轧辊之间， 测量顶头头部到轧辊轧制带 之间的距离。 确定顶头前伸量的步骤如下： Ld1=Le-X X=π*DB*tan(β)*FE 注：Ld1—顶头前伸量 Le—轧辊入口锥长 β—前进角 FE—系数，取值范围在 1～1.5 之间 顶头前伸量和轧辊距离有着密切的联系，顶头前伸量增加，顶头前压下量减小，相反顶 头前伸量减小，顶头前压下量增加。 顶头前伸量调整在生产中有着重要意义。 因为顶头前伸量的大小和毛管质量、 咬入条件、 轴向滑移、穿孔速度、轧卡以及毛管尺寸控制等都有关。 什么是扩展值？如何确定顶头与毛管的间隙量？ 毛管内径与顶头之差叫做扩展值， 计算扩展值是选择顶头直径的重要依据， 不同壁厚毛 管的扩展值是不同的， 不同形式的穿孔机扩展值变化的规律也不一样。 影响扩展值的因素还 有：变形区椭圆度、穿孔温度、钢种等。 扩展值用 CH 表示，大小为： CH＝DH-2*SH-Dd 使用锥形辊穿孔机的扩展值 CH 值与桶形辊穿孔机的扩展值 CH 关系是： CHctp=1.5*CH CH 的经验值计算方法是： CH＝（0.09+0.076*DB）-（0.007+0.0013*DB）*SH 注：DB—毛管外径 SH—毛管壁厚 Dd—顶头直径 如何计算穿孔的轧制时间? 穿孔的轧制时间的多少往往表示一个机组的能力大小， 斜轧穿孔机的工作时间由下面公 式计算： 式中 Dw—轧辊的工作直径； 26 无缝钢管生产技术 L1－变形区长―； L0－毛管长； n—轧辊转速； η0－轴向滑移系数； β－前进角（轧辊倾角） 如何选择轧辊的前进角？ 前进角及轧辊轴线与轧制线在水平面内的夹角。选择的范围在 8～150 之间，常用的角 度为 10～120。。前进角的选择影响以下几方面： 前进角越大，毛管的出口速度越大，轧制时间相应减少，可以提高机组的节奏，还可以 降低工具消耗； 前进角越小，管坯咬入条件越好，原因是管坯与轧辊的接触面积增大，摩擦力增大的缘 故。 前进角的大小决定轧制力的大小，角度越大，轧机负载越大。若在一个轧辊上使用不同 直径的管坯（不同孔型），角度随管坯直径增加而减小。 4.8 其他穿孔方法 管坯的穿孔方式有压力穿孔，推轧穿孔和斜轧穿孔。 4.8.1 压力穿孔 压力穿孔是在压力机上穿孔， 这种穿孔方式所用的原料是方坯和多边形钢锭。 工作原理 是首先将加热好的方坯或钢锭装入圆形模中 （此圆形模带有很小的锥度），然后压力机驱 动带有冲头的冲杆将管坯中心冲出一个圆孔。 这种穿孔方式变形量很小， 一般中心被冲挤开 的金属正好填满方坯和圆形模的间隙,从而得到几乎无延伸的圆形毛管,延伸系数最大不超过 1.1。 4.8.2 推轧穿孔 推轧穿孔是在推轧穿孔机上穿孔,这种穿孔方式是压力穿孔的改进。把固定的圆锥形模 改成带圆孔型的一对轧辊。这对轧辊由电机带动方向旋转（两个轧辊的旋转方向相反），旋 转着的轧辊将管坯咬入轧辊的孔型， 而固定在孔型中的冲头便将管坯中心冲出一个圆孔。 为 了便于实现轧制，在坯料的尾端加上一个后推力（液压缸），因此，叫做推轧穿孔。 这种穿孔方式使用方坯，传出的毛管较短，变形量很小，延伸系数一般不大于 1.1。 推轧穿孔的优点如下： 坯料中心处于全应力状态，过程是冲孔和纵轧相结合，不会产生二辊斜轧的内折缺陷， 毛管内表面质量好，对坯料质量要求较低； 冲头上的平均单位压力比压力穿孔小 50％左右，因而工具消耗较小； 穿孔过程中主要是坯料的中心部分金属变形， 使中心粗大而疏松的组织很好的加工而致 密化，同时在压应力作用下，毛管内外表面不易产生裂纹。 生产率比压力穿孔高，可达每分钟两支； 以上两种穿孔多生产特殊钢种的无缝钢管，现存的机组很少，因变形量很小，毛管短且 厚， 因而在热轧无缝钢管机组中要设置斜轧延伸机， 将毛管的外径和壁厚减小并使管子延长。 第四章 穿孔 27 另外容易产生较大的壁厚不均。 4.8.3 斜轧穿孔 这种穿孔方式被广泛的应用于无缝钢管生产中， 一般使用圆管坯， 靠金属的塑性变形加 工来形成内孔，因而没有金属的损耗。 斜轧穿孔机的分类 斜轧穿孔机按照轧辊的形状可分为锥形辊穿孔机、 盘式穿孔机和桶形辊穿孔机。 按照轧 辊的数目分又可分为二辊斜轧穿孔机和三辊斜轧穿孔机。 锥形辊穿孔机、 桶形辊穿孔机 是当今广泛使用的主要机组， 锥形辊穿孔机的历史较短， 具有更多优点。比较如下： 桶形辊穿孔机的轧辊可以上下和左右布置，而锥形辊穿孔机的轧辊只能上下布置； 桶形辊穿孔机的轧辊由两个锥形组成，锥形辊穿孔机的轧辊由一个锥形组成； 桶形辊穿孔机的轧件速度变化为小－大－小， 锥形辊穿孔机的轧件速度随轧辊直径的增 加从小逐步增大； 毛管在孔型中的宽展，锥形辊穿孔机要小些，更有利金属轴向延伸变形,附加变形小,毛 管内表面质量好，壁厚精度较桶形辊穿孔机高； 锥形辊穿孔机的延伸系数比桶形辊穿孔机大， 更适合穿孔薄壁毛管， 使得轧管机组的机 架数目可以减少； 斜轧穿孔机不管轧辊的形状如何不同， 为了保证管坯曳入和穿孔过程的实现， 都由以下 三部分组成：穿孔锥（轧辊入口锥），辗轧锥（轧辊出口锥）和轧辊压缩带——由入口锥到 出口锥之过渡部分。 二辊式穿孔机和三辊式穿孔机的特点? 二辊式穿孔机主要有带导辊的穿孔机、 带导板的穿孔机和带导盘的穿孔机， 带导辊的穿 孔机一般不常用，只用于穿孔软而粘的有色金属，如铜管、钛管等。带导板的穿孔机具有孔 型封闭好、接触变形区长、穿出的毛管壁厚可以更薄的特点而仍然得到重视；带导盘的穿孔 机越来越得到发展，它的特点是： 生产率高，这是由于 主动导盘对轧件产生轴向拉力作用，导致毛管轴向速度增加。最快 可以达到 3～4 支／分； 由于导盘的轴向力作用，使管坯咬入容易一些，减少了形成管端内折的可能性，也可以 提高壁厚的精度； 导盘比导板有较高的耐磨性，从而减少了换工具的时间并提高了工具寿命； 三辊式穿孔机的特点是： 由于三个辊呈等边三角形布置，因而在变形中管坯横断面的椭圆度小； 由于三个辊都是驱动的，仅存在顶头上的轴向力，因而穿孔速度较快，但顶头上的轴向 阻力比二辊式大； 在轧制实心管坯时，由于管坯始终受到三个方向的压缩，加上椭圆度小，一般在管坯中 心不会产生破裂，即形成孔腔，从而保证了毛管内表面质量。这种变形方式更适合穿孔高合 金钢管。三个轧辊穿孔时坯料和顶头容易保正对中，因此毛管几何尺寸精度高，即毛管横断 面壁厚偏差小。 因穿孔薄壁毛管时容易形成尾三角，使毛管尾端卡在轧辊辊缝中，更适合穿孔中厚壁毛管。 28 无缝钢管生产技术 4.9 4.9.1 力能参数的计算 轧制力 计算总轧制压力，首先要确定接触面积。 4.9.1.1 变形区长度的确定 变形区的长度是入口断面到出口断面的距离。如图 4-9 所示。考虑送进角 α 时，变形区 长度按 4.1 式计算[11]。 图 4-9 穿孔时的变形区图示 l = l1 + l 2 = ( d p  dH 2tgα 1 ) cos α + ( dm  dH ) cos α 2tgα 2 d 其中： p 入口断面上的管坯直径， mm ； d m 出口断面上的毛管直径， mm ； d H 轧辊之间的最小距离， mm ； （4.1） α 1 ——轧辊的入口錐母线倾角，度 α 2 ——轧辊的出口錐母线倾角，度 α ——送进角，度。 4.9.1.2 接触面宽度的确定 在斜轧穿孔时，沿变形区长度，接触表面的宽度是变化的。任一断面的接触宽度 b [12]， 如图 4-10 所示。 第四章 穿孔 29 图 4-10 穿孔时的接触面积 b= （4.2） 式中： D ——该断面上的轧辊直径； d ——该断面上的坯料直径； r ——径向压下量； 1 上式中的径向压下量 r ，根据图 4-1。对各个区域分别按下列公式计算。 对于区域Ⅰ， r 表示坯料在 k 转中两相邻断面半径之差 1 r ＝ s tan α 1 对于区域Ⅱ， r 表示坯料在 k 转中两相邻断面壁厚之差 （4.3） （4.4） （4.5） rd + 2r 2 d r 1+ + 2 D D r = s(tan α 1 + tan γ ) 对于区域Ⅲ， r = s(tan γ  tan α 2 ) 式中： γ ——顶头锥体的母线的倾斜角； s ——螺距。 η 0 F1 d1 tan α ηt F K 式中： F1 ——金属在出口断面上的面积； s =π （4.6） η t ——出口断面的切向滑动系数，η t ≈ 1 ； η 0 ——轴向滑动系数； η 0 = 0.68 ln α + 0.05 d0  ε0  f k dp F ——金属在所研究断面上的面积； d1 ——管坯在出口断面上的直径；  d 0 ——管坯的外径，mm； 式中： d p ——顶头的外径，mm； f ——摩擦系数； （4.7） α ——送进角； ε 0 ——顶头前坯料的径向压下量，％； 轧制过程中产生大的滑动是不利的， 它会使生产率降低， 工具磨损加快， 能量消耗增加， 30 无缝钢管生产技术 轧件质量恶化。因此，合理的设计应使滑动系数尽可能增大。 由式（4.6）可见，螺距是变化的，其值随轧件进入变形区坯料横断面面积的减小而增 大。 接触面积为 bi + bi +1 l 2 式中： bi 、 bi +1 ——在分点 i 及 i + 1 上的接触宽度； F =∑ （4.8） l ——分点 i 及 i + 1 间的距离。 4.9.1.3 平均单位压力 p 的计算 ' ' ' p = νnσ nσ' nσ'' σ s (4.9) 式中：ν——中间主应力影响系数（取ν=1.15）； ' ' nσ ——外摩擦及变形区几何参数影响系数（取 nσ = 1 ）； ' nσ' ——外端影响系数； ' ' nσ'' ——张力影响系数（取 nσ'' = 1 ）； σ s ——一定的变形温度、变形速度及变形程度金属的变形抗 力， MPa ； ' nσ' 的计算 1 外端影响的应力状态系数 入口錐侧变形区： ' nσ' 1 =1.5（1-2.7ε2） (4.10) ε 孔喉处的相对压下率； ε = (d p  d H ) / d p 出口錐侧变形区： ' ' nσ' 2 = 0.75nσ' 1 (4.11) (4.12) 2 入口錐侧变形区平均单位压力 p1 =1.15×1.5（1-2.7 ε 2 ） σ s (4.13) σ s 不同变形温度、变形速度及变形程度时，沿入口锥长度 式中： 的平均变形抗力； 3 出口錐侧变形区平均单位压力 p2 = 4 平均单位压力 4 p1 3 7 p1 6 (4.14) p= 5 变形抗力 σ s 的确定 (4.15) 变形抗力的确定首先是计算穿孔时的变形温度， 变形速度和变形程度数值， 然后根据该 钢种的实测变形抗力曲线，确定该变形条件下的变形抗力。确定入口锥的平均变形阻力： 第四章 穿孔 31 1) 变形温度：根据已有现场实测参考数值在 1180℃～1240℃ 2) 变形程度： 在斜轧穿孔入口锥碾轧实心坯的区域，变形程度为： ε= 2 r dx (4.16) 在斜轧穿孔出口锥碾轧毛管的区域，变形程度为： ε= r S + r 式中： r ——该截面的径向压下量； S ——该截面毛管壁厚； r = z x (tan α 1 ) ； z x ——单位螺矩； (4.17) α 1 ——入口锥辊面锥角； d x ——该截面轧件直径； η 1 Z x = πξ x d x x tan α ηy 2 式中： ξ x ——椭圆度系数； η x ——轴向滑动系数，查图表可得； η y ——切向滑动系数，近似为 1； (4.18) α ——送进角。 3) 变形速度： 在斜轧穿孔入口锥碾轧实心坯的区域，任一断面的沿接触弧的平均变形速度：  ε= (4.19) 在斜轧穿孔出口锥碾轧毛管的区域，任一断面的沿接触弧的平均变形速度： r R ω0 1 + m vt 2  ε= 其中：  r  rp   r + r  rp vt  +  + 1 ln  ω0 ( R + r )  R  R   r  rp r R b R （弧度）   (4.20) m= (4.21) ω 0 = arcsin 式中： ω 0 ——毛管咬入点所对应轧辊中心角； R ——入口区管坯任一断面的轧辊半径； r ——入口区管坯任一断面的管坯半径； r ——径向压下量； (4.22) 32 无缝钢管生产技术 vt ——金属切向速度分量； rp ——顶头半径； b ——轧辊和管坯接触宽度[13]； b= re ——轧前管坯半径，即为 re = 椭圆度 2 Rre r Rr + (ξ  1) R + re R+r dp (4.23) 2 ； ab dh ； 式中： a b ——导盘距离； d h ——轧辊距离； ξ= 4.9.1.4 轧制压力 P 的计算 P = p×F (4.24) 4.9.2 顶头轴向力的确定 确定斜轧穿孔时轴向力的大小对于生产有很重要的意义。 轴向力即为作用在顶杆上的压 力，轴向上的大小直接影响着顶杆强度及工作的稳定性。 顶头轴向力对轧辊所受的轴向力大小和轧制力矩的大小有直接影响。 因此在设计中， 为 了计算轧辊止推轴承，电机功率，顶杆的弯曲强度和顶杆的止推轴承，都要求较准确的确定 顶头轴向力的大小。如图 4-11 所示。 图 4-11 作用在顶头上的力 顶头的轴向力是由作用在顶头尖端上和主体上的两部分轴向力所组成。 顶头主体是由头 部、定径段和圆柱段组成。试验表明顶头尖端的轴向力只占顶头轴向力的 15%左右。因此， 顶头上的轴向力主要由作用在主体上的力决定。主体上的轴向力与坯料每转的送进距离有 关，送进距离越大，金属与工具接触面增大，作用在顶头上的轴向力就增大。 送进角愈大，送进距离也愈大，轴向速度增加，同时由于轧制压力的增加，其轴向分力 也增加，所有这些因素都使顶头所受的轴向力有较大的增长。 第四章 穿孔 33 穿孔过程中与顶头有关的重要力能参数指标有两个： 一个是顶头对金属的轴向力， 这个 力越大，顶杆产生的弯曲也越大，这样导致毛管壁厚不均匀增加；另外一个指标是顶头的轴 向力与轧辊上所受的总压力的比值 Q / P ，这个比值越小，金属对轧辊的轴向滑动就越小， 因而越有利于穿孔过程的力能条件。 顶头轴向力的确定用理论方法计算是很复杂的。 根据顶头受力的平衡条件而求出的轴向 力解析计算公式十分庞大，式中的各分力很难正确算出，因此在实际中无法应用。 作用在顶头轴向上的力基本公式计算为[12]： Q = QH + 2 P0 (sin  0 + f cos  0 cos θ c ) (4.25) 式中： Q, QH 作用在顶头上和作用在顶头鼻部上的轴向力； P0 作用在顶头上的正压力；  0 顶头母线的倾斜角； θ c 倾斜角。 目前在设计时广为应用的办法是根据实际测定的 Q / P 比值来确定。 Q / P 比值的范围 在 27％～44％内，故推荐经验公式： Q ＝（0.35～0.50） P （4.26） Q ＝0.35 P 。 我们这里暂定为 4.9.3 斜轧力矩计算 4.9.3.1 转动轧辊所需的力矩 当没有顶头的情况下如图 4-12 所示，即轧件在前进方向没有受到轴向阻力时： 图 4-12 在没有顶头作用下斜轧的受力分析 34 无缝钢管生产技术 b   M z = P R sin ω cos α + cos ω  2 ω 角由下式确定； tan ω = b dx 式中： b ——轧辊与轧件平均接触宽度； d x ——轧制力作用面内的坯料直径； （4.27） (4.28) α 送进角。 R ——合压力作用面上轧辊半径； 当有顶头时如图 4-13 所示，在前进方向受到顶头的轴向阻力（Q），这时传动轧辊所需 总轧制力矩为： 图 4-13 二辊穿孔机轧辊受力分析 M z = P ( R sin ω cos α + b Q cos ω ) + R sin α 2 K (4.29) 式中： K 轧辊数目； Q 顶头上的轴向力。 4.9.3.2 电机所需力矩 电机所需力矩除了轧制力矩外，还有摩擦力矩，空转力矩，动力矩。这些力矩的计算方 法与一般纵轧相同。 当不考虑动力矩时所需电机力矩： M 电＝ k η1η 2 ( M Mm + + Mk) i i (4.30) 式中： K ——轧辊数； M ——一个轧辊所需的轧制力矩； i ——减数箱传动比； M m ——产生在轧辊轴承中的摩擦力矩。 第四章 穿孔 35 由于传动扭矩是由穿孔主电机直接经主传动轴传至轧辊。所以减数箱传动比 i ＝1； （4.31） 式中： f ——轧辊轴承中的摩擦系数， 滚珠轴承可取 f =0.004～0.006, 滑动轴承可取 f =0.08～0.1； M m = Pf dm 2 η1 ——齿轮机座传动效率，一般取 0.92~0.95； η 2 ——接轴传动效率，为 0.99； M k ——空转力矩，空载时传动轧机主机列所需的力矩，它应 等于所有转动机件空转力矩之和。 一般可按经验方法确 定如下： P ——轧制力； d m ——轴承摩擦园直径，即为轧辊辊颈直径； M k ≈ 0.03M H M H ——电动机的额定转矩。 额定功率＝3800kw 转速＝62~110r/min （4.32） M H = 9.55 Ph 3800 = 9.55 × = 585.3kN  m n 62 （4.33） M k = 17.55kN  m 4.9.3.3 电机功率的计算 根据已转换到电机轴上的总力矩 M 电，可求出电机功率： N = 0.105M 电 n 式中： N ——电机功率，kw； M 电 ——总力矩，kN. m ； (4.34) n ——电机转速，r/min。 4.9.3.4 穿孔机轧制时间的确定 在电机校核中，需要用到纯轧时间和间隙时间。 1 纯轧时间的计算 斜轧的纯轧时间是指轧件通过变形区所需的时间——由管坯前端接触轧辊起到轧出的 毛管尾端离开轧辊止的时间间隔。 l+L πD n η x 1 r sin α 60 式中： l ——变形区长度； L ——毛管长度； T ——纯轧时间； T= (4.35) η x ——出口断面的轴向滑动系数； 36 无缝钢管生产技术 α ——送进角 D1 ——出口断面上的轧辊直径； nr ——轧辊的转速； 由此可见，为提高轧机生产效率，缩短纯轧时间，可以通过提高轧辊转速和加大送进角 来实现。 虽然也可以通过加大轧辊直径和增加滑动系数使纯轧时间减少， 但受到轧机结构和 咬入条件的限制，后面的方法是不可取的。 2 间隙时间的确定 由实际情况确定。 4.10 4.10.1 穿孔机的设备组成 斜轧穿孔机的设备由哪几部分组成? 斜轧穿孔机的设备由哪几部分组成 穿孔机设备由主传动、前台、机架和后台四大部分组成。主传动一般由主电机或主电极 +变速箱组成。前台设备一般包括受料槽、导管和推钢机组成。机架中包括轧辊和导向设备 （导盘或导板）。 后台设备主要包括定心辊、毛管回送辊道、顶杆小车、顶杆小车的止推座及将毛管从穿 孔机组运送到轧辊机组的运输设备，常见的运输设备有传送链、回转臂和电动车。 4.10.2 主传动的方式及特点? 主传动的方式及特点 穿孔机的主传动电机可以使用直流电机或交流电机。 直流电机一般通过传动轴直接与轧 辊连接，而交流电机则通过减速机和传动轴与轧辊连接。 一个机组可以使用一个电机，即一个电机连接减速机，减速机输出两个输出轴。也可以 两个电机串联后再接减速机单独驱动一个轧辊。 穿孔机使用的接轴有万向接轴和十字头接轴。 十 字头接轴具有良好的调节性能， 无论在 水平面和垂直平面内都可以产生相对的角位移。 4.10.3 管坯定心机的组成结构? 管坯定心机的组成结构 定心方法有两种，即热定心和冷定心。热定心是用压缩空气或液压在热状态下冲孔。特 点是生产效率高，设备简单，同时由于冲头形状与顶头鼻部形状相适应，能获得良好的定心 孔形状。从近些年的发展来看，热定心工序有逐步被取消的趋势。 冷定心是在离线状态下在机床上钻孔，冷定心仅在高合金或重要用途钢管的生产中采 用。 4.10.4 穿孔机机座（牌坊）有哪几部分组成 穿孔机机座（牌坊）有哪几部分组成? 穿孔机的机座大多由包括以下几部分: 转鼓,又称作轧辊箱。作用是放置轧辊，轧辊在转鼓内滑动或与转鼓紧固在一起。 轧辊倾角调整装置，常用的驱动设备是电机+蜗轮蜗杆+定位器（编码器），作用在转 鼓上。一般放置的位置在牌坊的侧面。由于立式穿孔机的下转鼓在水平面以下，冷却水及氧 化铁皮的长时间冲刷，工作环境恶劣，给电机的维护带来困难，用液压马达替代电极可以解 决此问题。 第四章 穿孔 37 轧辊倾角调整的平衡装置 与轧辊倾角调整装置组合，消除穿孔过程中产生的间隙和冲击。根据转鼓的形状不同， 安装的位置可以与倾角调整装置在一侧或另外一侧。常使用液压缸实现此功能。 轧辊的平衡装置 作用是消除穿孔过程中对轧辊的瞬间冲击。 机盖 机盖上一般安装轧辊间距的调整装置。 4.10.5 导盘调整方式有哪几种? 导盘调整方式有哪几种 导盘调整主要指导盘的间距调整、高度调整和轴向调整。 导盘的间距调整，一般由电机、蜗轮蜗杆组成，驱动导盘装置的底座并配以消除间隙的 平衡装置； 导盘的高度调整，因孔型封闭的要求，左右导盘的高度不同，调整的方式有垫片调整即 直接在刀盘下面加垫片和楔块调整调整即通过楔块并配以平衡装置。 导盘的轴向调整，这种方式不常用。因导盘在穿孔时的接触长度比导板短，为了减小毛 管尾部的椭圆度， 在穿孔机的设计阶段就将导盘的中心线向后移动一些距离。 后移的距离使 机组大小而定，一般在 30 毫米以内。 4.10.6 三辊定心的作用和结构? 三辊定心的作用和结构 由于顶杆很长且直径较小， 因此顶杆的刚度较差。 为了增加顶杆刚度和防止顶杆在穿孔 过程中的抖动，在穿孔机的后台设置定心辊装置。老式穿孔机因毛管较短，定心辊的数目一 般为 3～4 架，随着毛管长度的增加现代的穿孔机定心辊数目为 6～7 架。 每一台定心辊装置有三个互为 1200 布置定心辊组成，即上定心辊和 2 个下定心辊。 在轧制过程中定心辊的另外作用是： 当毛管未接近定心辊时，三个定心棍将顶杆抱住，并随顶杆而转动。作用是使顶杆轴线 始终保持在轧制线上，不至于因弯曲而产生甩动； 当毛管接近定心辊时，上下定心辊同时打开一定距离（小打开位置），使毛管进入三个 定心辊之间，毛管就在三个定心辊中旋转前进，其导向的作用； 当一只毛管完全穿透之后，上定心辊向上抬起一个较大的距离（大打开位置），布置在 定心辊之间的升降辊同时将毛管托住。 定心辊的驱动最早是由气缸完成的， 使用在小机组上。 后来被液压缸代替。 定心辊小打开的间距需要根据毛管直径的变化而调整， 调整距离指导行毛管时三个辊的 距离，距离的大小为毛管直径加毛管跳动量，毛管的跳动量一般为 8～12 毫米左右，薄壁管 可以取上限，厚壁管取下限。 小打开位置调整一般通过调整丝杠来限制液压缸的行程， 最新型的液压缸缸体内带有位 置检测装置，调整行程只需在调整终端上修改数值即可，具有简单、安全、快捷的优点。 第一架三辊定心辊的位置大多放置在机架以外， 为了减小毛管头部的壁厚不均， 最新的 设计机组将第一架三辊定心辊伸入到机架内或者在机架内设立四辊或三辊式的定心装置。 4.10.7 顶杆的冷却形式有哪些? 顶杆的冷却形式有哪些 顶杆的循环方式主要有两种。 38 无缝钢管生产技术 一种为顶杆不循环，此种方式顶杆一般为内水冷式，而顶头为外水冷式，每穿孔一次更 换一个顶头或者直到一个顶头损坏才更换； 另一种方式为顶杆循环使用，此种顶杆结构简单、维护方便，每组一般需要 6～12 支才 能循环使用。 4.10.8 顶头的使用方式有几种？ 顶头的使用方式有几种？ 顶头的使用方式主要有以下几种： 顶头与顶杆连接在一起一同进行循环的。顶头损坏后需要离线进行更换，一般情况下， 一组顶杆 6～7 支，冷却站在轧线之外，占地面积较大。 顶头在线循环。即使用一支顶杆，每穿孔一次，顶头更换一次，一般情况下使用三个顶 头，顶头循环的次序是 1，2，3，再 1，2，3。这种方式只更换顶头，使用方便，生产节奏 快。但要求顶头的定位精确，工具加工精度高，设备运转正常，否则的话，容易发生顶头与 顶杆连接不牢，顶头脱落的情况。 一个顶头／顶杆单独使用。当顶头损坏后，须在线更换顶头顶杆。

1 管道、容器、设备结构用无缝钢管标准范围 本标准规定了管道、容器、设备结构用无缝钢管的尺寸、外形、重量、技术要求、检验与试验、包装、标志和质量证明书。 本标准适用于宝山钢铁股份有限公司生产的用于制造管道、容器、设备及其它结构中有较高要求的碳素钢及低合金钢热轧无缝钢管。2 管道、容器、设备结构用无缝钢管标准规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 222 钢的化学分析用试样取样方法及成品化学成分允许偏差 GB/T 228 金属材料 室温拉伸试验方法 GB/T 242 金属管扩口试验方法 GB/T 246 金属管压扁试验方法 GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法（常规法） GB/T 2102 钢管的验收、包装、标志及质量证明书 GB/T 7735 钢管涡流探伤检验方法 GB/T 8163 输送流体用无缝钢管3 管道、容器、设备结构用无缝钢管标准尺寸、外形、重量 3.1 外径和壁厚 3.1.1 外径和壁厚如表1、表2所示。根据需方要求，经供需双方商定，可供应表1、表2规定以外的钢管。3.1.2 外径的允许偏差应符合表3规定。 3.1.3 壁厚的允许偏差应符合表4规定。3.2 长度 3.2.1 钢管的通常长度为6m～12m。经供需双方协议，可供应5m～12m长度范围内的定尺钢管，其长度允许偏差应符合表5的规定。 3.2.2 根据需方要求，经供需双方协议，也可供应其他长度的钢管。 3.3 外形 3.3.1 钢管的弯曲度不得大于如下规定：壁厚≤15mm 1.0mm/m 壁厚＞15mm 1.5mm/m 3.3.2 钢管的两端端面应与钢管轴线垂直，切口毛刺应清除。 3.4 重量 3.4.1 钢管按实际重量交货，亦可按理论重量交货。钢管每米理论重量列于表1、表2（钢的密度按7.85kg/dm3）。 表1 钢 管 规 格 表（DIN系列） 表2 钢 管 规 格 表（国标系列）  表3 管道、容器、设备结构用无缝钢管标准外径允许偏差外径 da    mm  外径允许偏差  ≤50  ±0.5mm  ＞50  ±1%da    表4 壁厚允许偏差 外径da≤130mm  外径da＞130mm  壁厚S  壁厚S  S≤2·Sn  2·Sn＜S≤4·Sn  S＞4·Sn  S≤0.05da  0.05da＜S≤0.11 da  S＞0.11 da   ＋15％ －10％  ＋12.5% －10％  ±9%  ＋15％ －10％  ±12.5%  ±10%  注：Sn为标准壁厚（见表1和表2）      表5 定尺长度的允许偏差 定尺长度  长度允许偏差  ≤ 6m  ＋10mm 0  ＞ 6m  ＋15mm 0    3.4.2 钢管的实际重量与理论重量的偏差不得大于下列规定： 单根钢管 　　　　　　　＋10％　－8％ 不少于10吨时的车载量　 ＋10％　－5％ 3.5 标记示例 用St44.0钢制造的外径为76.1mm，壁厚为2.9mm的钢管其标记为： 钢管St44.0－76.1×2.9－Q/BQB 203－2003  4 技术要求 4.1 牌号和化学成分 4.1.1 钢的牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表6规定。经供需双方协商，可供应其它牌号的钢管。 表6 钢的牌号和化学成分 牌 号  化    学    成    分      ％  C  Si  Mn  P  S  Cr  Ni  Cu  St37.0  ≤0.17  0.17～0.37  0.35～0.65  ≤0.025  ≤0.020  ≤0.25  ≤0.25  ≤0.20  St44.0  ≤0.21  0.17～0.37  0.50～0.80  ≤0.025  ≤0.020  ≤0.25  ≤0.25  ≤0.20  St52.0  ≤0.22  ≤0.55  ≤1.60  ≤0.025  ≤0.020  ≤0.25  ≤0.25  ≤0.20  St55  0.33～0.41  0.17～0.37  0.50～0.80  ≤0.025  ≤0.020  ≤0.25  ≤0.25  ≤0.20  CK45  0.42～0.50  0.17～0.37  0.50～0.80  ≤0.025  ≤0.020  ≤0.25  ≤0.25  ≤0.20    4.1.2 钢管的成品化学成分允许偏差按GB/T 222的有关规定。 4.2 冶炼方法 钢管所用的钢采用电炉或氧气转炉冶炼。 4.3 交货状态 4.3.1 钢管通常以热轧状态交货，用户要求正火处理，需在订货时商定。 4.3.2 如果钢管终轧温度与正火温度相同，认为满足了正火要求。 4.3.3 如果要求钢管表面涂防腐涂料，应在订货时商定。 4.4 力学性能 钢管室温下的纵向力学性能应符合表7的规定 表7 力学性能 牌  号  抗拉强度 Rm， MPa    下屈服强度ReL， MPa 断后伸长率 A，％  壁厚  mm  ≤16  ＞16  St37.0  350～480  ≥235  ≥225  ≥25  St44.0  420～550  ≥275  ≥265  ≥21  St52.0  500～650  ≥355  ≥345  ≥21  St55  540～645  ≥295  ≥285  ≥17  CK45  590～730  ≥335  ≥325  ≥14  注：当屈服现象不明显时，以规定非比例延伸强度Rp0.2代替下屈服强度。   4.5 密实性钢管应逐根进行涡流探伤检验，以检验钢管的密实性。需方如对钢管的密实性进行复验时，也可按GB/T 8163的规定进行水压试验，但最高试验压力不超过20MPa。 4.6 工艺试验 4.6.1 用St37.0、St44.0、St52.0钢制造的钢管，应进行压扁试验。根据需方要求，供需双方商定并在合同中注明，用St55钢制造的钢管也可进行压扁试验。 压扁试验后，试样上不允许存在裂缝或裂口，钢管压扁后平板间距离按下式计算： H= (1+C)S --------------------------------------------------------------------------------C+S/da  式中：S－钢管的公称壁厚，mm； da－钢管的公称外径，mm； α－单位长度变形系数，对于St37.0，α=0.09；对于St44.0、St52.0，α=0.07；对于St55 ，α=0.06 如果S/da大于0.15，该牌号钢的α值应减小0.01。 4.6.2 根据需方要求，并在合同中注明，用St37.0、St44.0、St52.0钢制造，壁厚不大于8mm的钢管，可进行扩口试验。 扩口试验在冷状态下进行，顶口锥度为30°、45°、60°中的一种，扩口后试样不得出现裂缝或裂口，扩口试样外径扩口率应符合表8规定。表8 扩口率 牌号  扩口率    %  内径/外径  ≤0.6  ＞0.6～0.8  ＞0.8  St37.0  St44.0  10  12  17  St52.0   8  10  15   4.7 管道、容器、设备结构用无缝钢管标准表面质量 钢管的内外表面不得有裂缝、折叠、轧折、离层和结疤，这些缺陷应完全清除掉，但清理处的实际壁厚不得小于壁厚所允许的最小值。 允许存在由于制造方式所造成的轻微凸起、凹陷或浅的辊痕，但钢管的外径和壁厚必须在允许的尺寸偏差之内，且不影响钢管的使用性能。5 管道、容器、设备结构用无缝钢管标准检验与试验 5.1 钢管的尺寸应用合适的量具逐根进行测量。 5.2 钢管的内、外表面需在照明下用肉眼逐根进行检查。 5.3 钢管的检验项目、取样数量和试验方法应符合表9的规定。表9 钢管的检验项目、试验方法及取样数量序号  检验项目  试验方法  取样数量  1  化学成分  GB/T 222，GB/T 4336  每炉一个试样  2  拉伸试验  GB/T 228  每批一个试样  3  压扁试验  GB/T 246  每批一个试样  4  扩口试验  GB/T 242  每批一个试样  5  涡流探伤  GB/T 7735  逐根    5.4 组批规则 5.4.1 钢管按批进行检验和验收。每批钢管应由同一规格、同一牌号、同一炉号的钢管组成。当需方事先未提出特殊要求时，碳素钢管可以不同炉号的同一规格、同一牌号的钢管组成一批。 5.4.2 钢管每批为200根，剩余钢管的根数不小于100根时，单独为一批；小于100根时，应并入相邻的一批中。 5.5 复验与判定原则 对于拉伸试验、压扁试验及扩口试验，初验如有一项试验结果（包括该项试验所要求的任一指标）不合格，则应将该根钢管剔除，并从同一批钢管中重新取2根钢管复验不合格的项目，复验结果即使有一个指标不合格，则整批钢管不予验收。 供方可对复验不合格的钢管进行正火处理，作为新的一批提交验收。6 包装、标志和质量证明书 钢管的包装、标志和质量证明书应符合GB/T 2102的规定。 Q/BQB 203－2003  附录A（资料性附录） 预计温度下的强度特性值 表 A.1 St37.0、St44.0、St52.0牌号的钢管预计温度下的强度特性值Rp0.2 牌 号  预计温度下的强度特性值MPa  50℃  200℃  250℃  300℃  壁厚    mm  ≤16  ＞16～25  ≤16  ＞16～25  ≤16  ＞16～25  ≤16  ＞16～25  St37.0  255  235  185  175  165  155  140  135  St44.0  275  265  215  205  195  185  165  160  St52.0  355  345  245  235  225  215  195  190  注： 1  表列值为规定非比例延伸强度RP0.2的估计值，未被证实。此值在计算时应考虑代入较高的安全系数（例：DIN 2413－1972版中适用范围为20％）。　　 2  对于大于50℃至小于200℃中间范围，应在20℃（见表7）和200℃之间线性内插，不随意凑成整数。    表A.2 St55牌号的钢管预计温度下的强度特性值下屈服强度 牌  号  下屈服强度，MPa  20℃  St55  355  注：1  对于按DIN 2413计算壁厚的钢管，20℃时的强度特性值，可用于120℃以下的温度。　　2  外径≤30mm、壁厚≤3mm的钢管，允许降低10MPa。    附加说明： 本标准与DIN1629－1984、DIN2448－1981的一致性程度为非等效。 本标准代替Q/BQB 203－1999。 本标准与Q/BQB 203－1999相比主要变化如下： ――外径范围上限扩大到180.0mm； ――通常长度下限修改6m； ――加严P、S、Cu含量的要求； ――涡流探伤采用国家标准。

结构白铜和精密电阻合金用白铜（电工白铜）的区别　结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好，色泽美观。结构白铜中，最常用的是B30、B10和锌白铜。另外，还有铝白铜、铁白铜和铌白铜等。B30在白铜中耐蚀性最强，但 价格 较贵。铝白铜的性能同B30接近， 价格 低廉，可作B30的代用品。锌白铜于15世纪时就已在中国生产使用，被称为“中国银”，所谓镍银或德银也属此类锌白铜。锌能大量固溶于铜镍之中，产生固溶强化作用，且抗腐蚀。锌白铜加铅以后能顺利的切削加工成各种精密零件，故广泛使用于仪器仪表及医疗器件中。这种合金具有高的强  白铜手炉2度和耐蚀性，弹性也较好，外表美观， 价格 低廉。铝白铜中的铝能显著提高合金的强度及耐蚀性，其析出物还可产生沉淀硬化作用。 　　结构白铜广泛用于制造精密机械、化工机械和船舶构件。精密电阻合金用白铜（电工白铜）有良好的热电性能。BMn 3-12锰铜、BMn 40-1.5康铜、BMn 43-0.5考铜以及以锰代镍的新康铜（又称无镍锰白铜，含锰10.8～12.5％、铝2.5～4.5％、铁1.0～1.6％）是含锰量不同的锰白铜。锰白铜是一种精密电阻合金。这类合金具有高的电阻率和低的电阻率温度系数，适于制作标准电阻元件和精密电阻元件。是制造精密电工仪器、变阻器、仪表、精密电阻、应变片等用的材料。康铜和考铜的热电势高，还可用作热电偶和补偿导线。更多结构白铜和精密电阻合金用白铜（电工白铜）的区别请详见上海 有色金属 网

大型铜镍太熔炼电炉一般采用矩形电炉,它是由电炉本体和附属设备所组成。    1）炉体    矩形电炉炉体主要组成部分有：炉基和炉底、炉墙、炉顶、钢骨架、加料装置、熔体放出口、排烟系统、测温装置和供电系统等，如图所示。    (1)炉基和炉底。矿热电炉炉底温度较高,需要良好的通风冷却,所以电炉基由若干个（国内某厂为96个）耐热钢筋混凝土支柱组成,支柱一般高于1.7m，便于空气流通冷却和观察炉底情况。支柱地表面向安全坑一侧倾斜，以保证炉子发生事故时，高温熔体顺利流入安全坑内。支柱上方铺设成对的工字钢梁，其上铺设一层厚钢板（国内某厂使用40＃工字钢，钢板厚度为40mm），钢板上砌筑镁质的粘土质耐火砖炉底，炉底为反拱形，以防止熔体侵入后，炉底砌体上浮。炉底反拱取每米炉宽升高100～200mm。炉底主要由粘土砖层与镁砖构成，两层之间留有30～50mm镁砂层。[next]    (2)炉墙。炉墙的外壳一般采用30～40mm厚钢板制成，内砌耐火砖。由于电炉高温度区集中在电极附近，所以熔池区炉墙常用镁砖或铬镁砖砌筑，而最外层耐火粘土砖,渣线以上全用耐火粘土砖,炉墙砖均为湿砌,墙体留有一定的膨胀缝。为了延长炉寿命，近年来有些工厂没炉体四周外炉墙安装冷却水套，效果很好。由于炉子两端没有熔体放出口，炉衬易损坏，故端墙较侧墙厚。两侧墙设有工作门及防爆孔，便于开停炉、观察炉况的排泄炉内高压气体之用。    (3)炉顶。因矿热电炉的炉膛空间温度不高，拱形炉顶一般用300mm厚的楔形耐火高铝砖砌成。炉顶沿炉子中心线设有电极插入孔、转炉渣返回孔。中心线两侧还设有加料孔、排烟孔。由于炉顶开洞较多，这些部位用异形砖筑。先将炉顶砖砌好后，随即浇铸灌高铝质钢纤维低水泥浇注料。    2）钢骨架及紧固装置    为了使炉墙具有必要的刚性，在砖体的外面包一层厚30～40mm的钢壳板。围板外面用骨架加固。    电炉炉底的底板为带筋钢板，安在底梁上，底梁支撑在柱状基础上。    电炉内架由许多立柱组成，立柱相互之间的距离为1.5～20.m。两侧相互对立的柱子用拉杆拉紧，拉杆分别从炉顶上面和炉底下面通过，拉杆端头用螺母和销紧螺母达压紧在夹持立的柱的横梁上，横梁和螺母之间装有弹簧，以缓冲炉墙和炉顶受热膨胀时所产生的水平推力，拉杆是用直径50～70mm的圆钢制作的接头连接。    3）排烟系统    为使烟气从炉膛均匀排出，通常在炉顶设有多个烟孔，其配置视电极排列而定。烟气经烟道、旋风收尘器、电收尘器一系列净化设备后，根据烟气SO2浓度高低送去制酸或排空。    4）电炉加料装置    物料是从炉顶上的矿仓加到炉子 里去的，一般是利用炉顶两侧的刮板运输机，将物料运至小料仓，然后经加料管加到炉膛里，物料给料和配料，采用电振器来进行。    5）熔炼产物放出口    在炉子的一端设有2～4个放低镍锍口，位于炉底以上200～500mm的不同标高上。电炉熔炼的低镍锍，通常是稍许过热的（1200℃）。当放出过热低镍锍时，放过热镍锍时，放出口附近的砖体为低镍锍所浸透,而放出口本身因受蚀而直径变大。为了使放出口具有一定的直径，在孔的外面装有耐火衬套。耐火衬套是用耐高瘟铬镁质材料组成，也有用石墨衬套的，其孔径为30mm。衬套嵌入可拆卸放出口的锥孔中，要使衬套孔的中心和砖体上的低镍锍口中心相一致，使衬套对正中心并固定起来，所用的工具是最大的铸铁环、长箍和楔子，可拆卸的放出口板用连板或楔子固定在炉子外壳上。[next]    放渣口一般为2～4个，设在炉子另一端上，距离炉底的高度为1450～1750mm。放渣口的标高低于渣面，是渣含镍最低的部位。    6）测温装置    为了便于观察炉子的工作情况，在炉体的炉墙和炉顶等不同部位、不同熔池深度分别安装有热电偶，以测量指示各部位温室度变化情况。    7）设备的冷却与知短网防尘   （1）炉底冷却。电炉炉底和导电铜排设有通风冷却高施。电炉炉底由于镍锍 过热而有可能造 成炉底渗漏镍锍，采用处部强制通风进行冷却。每台电炉各用一台风机供风。炉底风机的运行视炉底温度高氏而定。当温底正常（400～500℃），可以不通冷却风；如温度过高（大于600℃），则必须通风。   （2）供电短网(铜排)冷却。由变压侧引出的导电铜排有两种型式：一种是水冷式管状铜管采用循环水冷,另一种是片状铜排采用通风冷却。片状铜排外部装有密封罩，因此必须对导电铜排加以密封，以防止因粉尘堆积而造成片间知短路。密封罩用厚1.5～2mm钢板制成，并用炉底冷却风向罩内供风进行冷却。    8）电极装置    为了向电极供电，每根电极都有一套夹持、供电及使电极活动的装置。电极活动的装置。电极夹持的构件主要为铜瓦，并通过铜瓦向电极供电。铜瓦为铜质弧形中空或预埋铜管冷却的长瓦状水套，其弧形与电极的外圆相吻合.在同一水平上沿电极壳环抱配置,一般为6～8块。电极的上下活动机构可分为机械式与液压式两种，机械式的方法是通过卷扬设备带动电极上下活动,液压式的方法是通过固定于楼板上的液压缸的柱塞升降,带动固定于电极的压放同样可以通过机械的方法和液压的方法来完成，前者通过钢带的续接，而后者是通过多组液压设备来完成。金川公司电炉的电极压放系统一直是采用洗衣液压方式，由以前的四组上下摩擦环、中间缸、二道 摩擦环及铜瓦楔紧起缸来完成，减少了中间缸，使设备更为简单。电极装置（包括夹持系统、升降压放系统）一个重要的问题是电极的绝缘，应给予充分的注意。应保证在任何已情况下绝缘都安全可靠。