Φ180 mm PQF连轧管机组125 mm孔型的设计与开发

某公司Φ180 mm 6机架PQF三辊限动芯棒连轧管机组的主要设备是由“锥形辊穿孔机+6机架PQF连轧管机+3机架脱管机+14机架微张力定（减）径机”组成的；该机组主要生产大径壁比（D/S）、高品质石油管材，产品规格为Φ114～180 mm×4.0～22.0 mm，设计年产量为50万t。为扩大产品规格范围，优化产品结构，满足用户高质量要求，该公司决定在原有孔型的基础上开发125 mm孔型，使机组产品规格扩展至Φ73～180 mm×4.0～22.0 mm。本文将重点介绍125 mm孔型的设计开发及其试生产情况。

1 125 mm孔型的设计思路

连轧管机组的孔型设计一般是按该孔型所轧制的最小壁厚作为计算依据［1-5］。选取Φ73 mm×4.0 mm成品管进行设计，考虑到Φ180 mm PQF连轧管机组微张力定（减）径机的减径量，连轧管机孔型按照名义直径125 mm进行设计。连轧后荒管壁厚选3.8 mm，芯棒直径选117 mm，毛管与芯棒间隙取经验值，结合连轧管机变形能力，减壁量选≤10.5 mm；因此，穿孔毛管壁厚选14.0 mm，毛管外径选156 mm。坯料选用Φ150 mm连铸坯料。变形分配拟定为：Φ150 mm（管坯）→Φ156 mm×14.0 mm（穿孔毛管）→Φ125 mm×3.8 mm（连轧荒管）→Φ73 mm×4.0 mm（成品管）。连轧总减径量为31 mm，微张力定（减）径机减径率约为37%。

5.2.1 政府角色定位。政府在发展乡村旅游及扶贫事业上发挥着至关重要的作用。政府不应局限于以往的“输血制”，应向“造血制”转变。对于鼓励旅游经营实体的出现，政府及有关部门应起到宣传作用，实现乡村旅游与扶贫事业的结合发展，政府对乡村旅游建设不要只做面子工程，多做实地调研，重视群众尤其是贫困人口的真正意愿。

2 锥形辊穿孔机孔型设计

Φ180 mm PQF连轧管机组的穿孔机采用“导板+锥形穿孔辊+顶头”构成封闭的轧制孔型［6-7］。借鉴以往孔型的开发经验以及新孔型的设计扩径量，只需对导板和顶头重新进行设计。

2.1 导板设计

新孔型导板采用一段圆弧过渡，以利于毛管规圆，同时导板宽度的设计和轧辊开度紧密结合，保证导板迎钢侧和轧辊辊面间隙控制在2 mm以内［8-10］。考虑导板调整螺杆、导板座和轧辊压下等因素的影响，在原导板的基础上，增加125 mm孔型新导板的厚度。导板入口角设计为5.3°，出口角设计为3.2°，考虑到坯料和毛管的尺寸变化，对穿孔机入口导套、顶杆等工模具进行了重新设计。

变形制度包括从毛管连轧成荒管的总延伸系数和总减径量及各机架变形的分配。根据Φ180 mm PQF连轧管机组的实际情况和经验，各机架变形量应考虑以下分配规律。

与此同时，考虑到轧制过程中毛管温降对荒管壁厚的影响，在生产中PQF连轧管机还采用温度补偿技术，有效减小了因毛管温差造成钢管纵向壁厚偏差的影响。温度补偿是根据入口测温装置读出的温度采样数据，在轧制过程中实现辊缝的微调，根据QAS系统分析出不同壁厚毛管的温差，从而设定不同的温度补偿值。生产壁厚较小的钢管时，毛管温差较大，温度补偿设定值较大；生产壁厚较大的钢管时，毛管温差较小，温度补偿设定值较小。

2.2 顶头设计

设计顶头时，需综合考虑坯料直径、毛管尺寸、穿孔变形区长度、顶头前伸量、顶前压下率等因素。顶头由穿孔锥、辗轧段、反锥段组成。顶头前端采用平头设计。顶头穿孔锥长度较大，缓和了穿孔减壁的过程，减少变形过程中的顶头阻力，降低顶头的磨损。顶头辗轧锥长度设计为大于一个管坯螺距，使得毛管任意截面在变形区顶头辗轧段轧制两次，实现毛管的均壁和平整，辗轧锥角与轧辊出口锥角接近。125 mm孔型生产中常用的顶头规格为108，112，116，120 mm。125 mm孔型穿孔机常用顶头的设计参数见表1。

表1 125 mm孔型穿孔机常用顶头设计参数 mm

顶头规格Φ108顶头反锥长度 顶头平滑段长度 顶杆壁厚 顶头直径12 8 25 120顶头长度 毛管外径 毛管壁厚250 156 12～14 Φ11212 8 25 116 Φ116 12 8 25 112 250 156 16～18 250 156 14～16 Φ12012 8 25 108250 156 18～20

3 连轧管机孔型设计

3.1 孔型设计基本参数

3.1.3 轧辊孔型设计

根据生产要求及变形特点，以Φ73 mm×4.0 mm成品管为极限规格，连轧规格为Φ125 mm×3.8 mm，穿孔规格为Φ156 mm×14.0 mm。芯棒直径D t=125-2×3.8=117.4 mm，为便于脱棒，取D t=117.0 mm。

3.1.1 芯棒直径的确定

3.1.2 变形制度

在耕地地力保护过程中农户是主体，农户们的日常行为直接对地力条件产生影响。为了提高地力水平，必须要积极加强各项补助措施的制定和完善，提高耕地地力水平。比如确定秸秆还田、深松整地等具体作业标准、补贴面积，针对具体的可以接受补助的对象，给予一定的补助和优惠；尽量形成集中化作业规模，让农业大户、农机大户、专业合作社等发挥出引导作用；对散户进行引导，提高农户对耕地地力提升和保护的重视[2]。

（1）全部机架分为两个变形段，前4个机架为减径、减壁机架，最后2个为均径、均壁机架。因此，前4个机架采用较大的壁厚相对压下量和延伸系数，最后2个机架采用较小的相对压下量和延伸系数。

（3）第1～4机架的变形量大，第5～6机架的变形量较小，基本上完成平整、规圆，其平均延伸系数小于1.03。

（2）每一机架的最大延伸系数应小于1.5。

（4）总延伸系数小于6机架PQF连轧管机组的最大平均延伸系数3.7。

（5）各机架延伸系数之积等于总延伸系数，即μ1×μ2×μ3×μ4×μ5×μ6＝3.052。

（6）单机架的减壁量之和等于双机架的减壁量之和，且等于总减壁量，即 ΔS1+ΔS3+ΔS5＝ΔS2+ΔS4+ΔS6＝14.0-3.8＝10.2 mm。

“互联网+教育”时代的信息数据可以急速扩散，信息可以实现实时共享和快速发送，在大量的互联网信息中，学生可以随时随地、轻松地找到自己想要了解的资料，有丰富经验的知识分子还可以将有价值的知识通过网络传播，成为互联网英语写作教学信息的分享者，大家也能从互联网上得到有价值的资源，实现资源的互通利用和分享交流。

Φ180 mm PQF连轧管机的孔型设计选用该孔型所轧制的最小壁厚进行计算［11］。通常在前2个机架采用的变形量较大，后2个机架的变形量较小，主要目的是使荒管在出口处规圆并顺利脱棒。因此，125 mm孔型按连轧后荒管的最小尺寸Φ125 mm×3.8 mm进行设计。

其次，要对社团干部进行定期的专业指导。作为社团的管理人员，社团干部首先要对于本社团所属领域的知识更为专业一些，才能帮助和指导社团成员得到提高。所以，学校可以安排指导教师，定期对于社团干部进行专业的指导，让他们可以在学习活动中中有章可循，也可以为他们碰到的疑难问题，进行答疑解惑，帮助他们在活动中有所收益，有所提高。

根据PQF连轧管机组的变形特点，进行连轧管机孔型设计时，减小了孔型槽底与轧槽侧壁之间的圆周速度差异，连轧管机孔型如图1所示。125 mm孔型系列采用椭圆－圆孔型系列，即第1～2机架采用带圆弧侧壁的椭圆孔型以适应来料的外径波动，保证孔型磨损均匀，延长其使用寿命；后4个机架主要为了保证荒管的轧制精度，均选用带圆弧侧壁的圆孔型。125 mm孔型连轧管机孔型基本参数见表2，轧制Φ73 mm×4.0 mm钢管时连轧管机各机架参数见表3。

图1 连轧管机孔型示意

表2 125 mm孔型连轧管机孔型基本参数

注：125 mm孔型设计时，第5～6机架的孔型参数一样。

机架号1延伸系数辊缝/mm偏心距/mm脱离比率（R2/R1）15 2.5 3.5 1.481 2 1.465 15 1.0 2.8 3 1.237 15 0 2.5 4 1.156 15 0 2.2 5（6）1.01512 0 1.5

表3 轧制Φ73 mm×4.0 mm钢管时连轧管机各机架参数

机架号轧辊直径/mm孔型高度/mm轧辊转速/（m·min-1）710 133.92 463 1 2 710 129.82 692 3 710 126.54 609 4 710 125.13 729 5 710 124.82 553 6 710 124.82 563

3.2 有限元模拟分析

采用MSC.SuperForm有限元分析软件对125 mm孔型轧制过程中PQF孔型进行模拟分析，以Φ73 mm×4.0 mm成品管为例，连轧荒管壁厚设定为3.8 mm，1～6机架孔型模拟结果如图2所示。

从图2可以看出，荒管在第1机架孔型中变形较大，在辊缝处出现“桃尖”，这种“桃尖”在第2～3机架逐渐消失，在第4～6机架逐渐规圆，荒管和轧辊接触良好，荒管壁厚均匀。

3.3 孔型开发过程中新技术应用

图2 125 mm孔型PQF连轧管机组1～6机架孔型模拟结果

随着自动化控制技术的不断发展，HCCS（液压缸控制系统）、QAS（质量保证系统）等控制系统的使用，使得头尾削尖技术在PQF连轧管机组中得到更好应用。头尾削尖技术的应用能有效地减少连轧钢管的头尾增厚长度，从而减少切头尾的长度，降低钢管金属消耗，提高钢管成材率［12-13］。

通过以上数据及曲线可以看出，定向钻孔钻场抽采浓度与高位钻场及高抽巷抽采基本持平，抽采浓度为20 %～30 %；抽采混合量与高抽巷近似，均达到40 m3/min以上，约为高位钻场的2倍；抽采纯量略低于高抽巷抽采，达到10 m3/min以上，优于高位钻场抽采效果。

依据连轧管机弹跳模量数据计算出轧制过程中咬钢和抛钢瞬间的辊缝弹跳值，据此控制连轧管机辊缝预压下量，在加载和卸载信号出现前后，控制液压小仓的动作，从而补偿因连轧管机弹跳造成的钢管头尾壁厚增厚。

多发性内分泌腺瘤1型为常染色体显性遗传性疾病,亦称Wermer综合征,MEN1的发病率为1/30 000~1/50 000⑷,累及多个内分泌腺体。临床常根据受累腺体不同而表现各异。MEN1临床表现纷繁复杂,诊断基于以下3点:

4 脱管机和定（减）径机孔型设计

Φ180 mm PQF连轧管机之后设置了脱管机，其主要作用是脱棒，同时也具有一定的减径作用。脱管后的荒管进行定（减）径轧制。

定（减）径机为德国Meer公司生产的三辊式单独传动微张力定（减）径机，共14机架，单机架最大设计减径率为4.0%。为减少轧辊磨损，均衡各机架功率，充分发挥其定（减）径能力，在125 mm孔型开发过程中，定（减）径机孔型采用基本机架相对减径率为常数（按3.9%设计）的减径量分配方案进行设计。

本次会议的演讲环节以及问答环节，都向相关领域的企业和用户传达出了时代在发展、产业在升级的信号。通过现场交流，各企业了解融合了不同加工技术的操作经验，有效推动了国产产品由“制造”向“智造”的转变。

为防止钢管出定（减）径机后发生弯曲，将最后一个机架当作矫直机架使用，无减径量。脱管机和Φ73 mm定（减）径机孔型基本参数分别见表4～5。

表4 脱管机孔型基本参数

机架号1 3 2长半轴/mm 62.16 59.60 58.50短半轴/mm 孔型直径/mm 59.71 121.87 58.50 118.10 58.50 117.00减径率/% 椭圆度 刀具直径/mm 2.5 1.041 127.93 3.1 1.019 120.78 0.9 1.000 117.00

表5 Φ73 mm定（减）径机孔型基本参数

机架号 短半轴/mm 孔型直径/mm 减径率/%55.50 114.06 2.5 1长半轴/mm 58.56 256.20 3 53.98 51.38 105.36 3.9 4 51.86 49.37 101.23 3.9 53.42 109.62 3.9 5 49.81 47.45 97.26 3.9 6 47.82 45.66 93.48 3.9 7 45.81 44.07 89.88 3.9 8 43.95 42.40 86.35 3.9 9 42.24 40.74 82.98 3.9 10 40.57 39.19 79.76 3.9 11 38.99 37.66 76.65 3.9 12 37.48 36.94 74.42 2.9 13 36.87 36.87 73.74 0.9 1436.8736.87 73.74 0

5 生产情况

125 mm孔型开发成功后，在Φ180 mm PQF连轧管机组进行试生产，试轧规格为Φ73.02 mm×5.51 mm，一次试轧成功。近年来，Φ180 mm PQF连轧管机组利用125 mm孔型批量生产了Φ73 mm×4.0 mm、Φ73.02 mm×5.51 mm、Φ88.90 mm×9.35 mm及Φ101.60 mm×8.38 mm等多个规格钢管，钢管表面质量良好，壁厚精度高，说明开发的125 mm孔型具备批量生产的能力，有效拓宽了Φ180 mm PQF连轧管机组的产品组距。

6 参考文献

［1］王鹏飞，连毓平，秦建新.少机架限动芯棒连轧管机孔型设计的探讨［J］.钢管，2000，29（1）：18-21．

［2］郭海明，姜长华，李道刚.Φ159 mm MPM连轧管机的孔型开发与优化［J］.钢管，2008，37（1）：51-56．

［3］王欣，姜涛，王增海.Φ180 mm MPM连轧机Φ173A系列孔型设计［J］.包钢科技，2010，36（2）：32-35．

［4］岳世斌，刘永利，郭火星.PQF连轧管机组382 mm孔型的设计与开发［J］.钢管，2009，38（3）：46-48．

［5］王庆伟，卢立锋，郝剑英.PQF连轧管机组Φ469 mm孔型的开发和应用［J］.天津冶金，2010（5）：10-12．

［6］冯世云.Φ180 mm TCM三辊连轧管机组142 mm孔型的设计开发［J］.钢管，2015，44（2）：32-35．

［7］严泽生.现代热连轧无缝钢管生产［M］.北京：冶金工业出版社，2009．

［8］李连诗.钢管塑形变形原理［M］.北京：冶金工业出版社，1985．

［9］邱永泰.关于二辊斜轧管机的讨论［J］.钢管，2010，39（4）：1-11．

［10］李群，刘家泳，焦纪纲.导板·导盘——浅析二辊斜轧穿孔导卫工具与变形过程［J］.钢管，2014，43（1）：67-71．

［11］李国祯.现代钢管轧制与工具设计原理［M］.北京：冶金工业出版社，2006．

［12］赵铁琳，王爱国.削尖轧制技术在国产连轧管机上的应用［J］.钢管，2013，42（4）：51-55．

［13］梁海泉，樊荣.头尾削尖技术在PQF连轧管机上的应用［J］.钢管，2007，36（3）：41-43．