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高品质大口径无缝管冷轧装备核心技术创新及应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TG335.12
  • 关键词:
  • 成果简介:
    中国大型石油化工、超超临界火力发电、核电等行业的高速发展,对大口径耐高温、高压、耐腐蚀不锈钢管和镍基合金管的需求急剧增加。以往大口径无缝管主要由锻坯经机械加工制得,该工艺材料利用率低,生产效率差,价格高。国际上由俄罗斯EZIM和德国MEER公司供货的大口径冷轧管机最大产品外径仅为f450mm,开发自主高品质大口径无缝管生产装备与工艺技术势在必行。 自2008年开始,中国重型机械研究院股份公司联合国内五家单位,产学研用联合攻关,对大口径无缝钢管两辊冷轧成套装备及工艺进行了深入系统的研究,对以下四个方面开展了多项技术创新: 曲轴+平衡轴的双轴偏心水平质量平衡系统。提出了对具有极大运动惯量平衡的双轴平衡理论和优化的配重策略,解决了对重达140吨的机架高速往复轧制时产生的巨大交变惯性力的平衡,惯性力峰值降低约70%。减小了对设备的冲击和引起的振动,提高了轧制速度和高速生产时设备的稳定,轧制速度是单轴平衡的2倍。 分散多动力的大功率交流伺服控制回转、送进新技术。解决了大惯量冷轧管机交变冲击载荷下回转、送进系统不可靠的难题,实现了对由长度达30m的大直径回转体、大口径管材间歇送料与高速连续轧制机构组成的联动系统轧制节奏的协同耦合,保证了管材送进量和回转角度的精准控制,提高了成品管的尺寸精度,实现了φ730mm最大成品管外径偏差±0.6mm,壁厚偏差±0.5mm的精度控制。 高效大口径管坯侧向上料技术。提出了适于大吨位管坯侧向上料的新方法以及与之相适应的芯棒杆锁定及调整机构,解决了大口径管坯端部上料时因内外表面频繁严重划伤而致废和上料时间长、效率低的难题。新技术的应用,将单根上料时间由约8分钟缩短到3分钟,大幅提高了生产效率,保障了成品质量。 大口径管材生产两辊孔型设计数学模型。首次建立了基于轧制力沿变形区均衡分布的大口径冷轧管孔型设计模型,模型中综合考虑了设备刚度,材料特性,轧制制度,成品精度,孔型磨损等重要因素,根据生产实际构建了大口径管材孔型设计工艺数据库,最终在国际上首次实现了最大外径达φ730mm,最大壁厚50mm的大口径高品质冷轧无缝管材的工业化生产。 项目获得2017年度中国机械工业集团科学技术一等奖,共获得授权专利25件,其中发明专利9件,发表论文11篇。鉴定认为:“该项目具有完全自主知识产权,创新性强,研制出世界最大规格两辊伺服冷轧管装备,总体技术达到国际领先水平”。 项目成果已实现工业化应用,具备了参与国际市场竞争的技术能力,推广应用系列化冷轧装备20多台套,实现销售总额约1亿元。主要应用单位近三年共生产大口径无缝管约3万吨,大量应用于投资额466亿元中石化惠州炼化二期及中石油、中海油等国家重点项目建设,实现新增销售额10.2亿元,新增利润1.7亿元。该生产工艺相比锻管、拉拔具有明显节能降耗,材料利用率高的特点,经济效益、社会效益和环保效益显著。
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