鋼管的定徑和減徑是熱軋不銹鋼管生產中的最后一道荒管熱變形工序，其主要作用是消除前道工序軋制過程中造成的荒管外徑不一，以提高熱軋成品管的外徑精度和真圓度。
一(yi)、定(ding)徑(jing)機(ji)
不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)定(ding)徑(jing)(jing)(jing)、減(jian)徑(jing)(jing)(jing)和張力減(jian)徑(jing)(jing)(jing)過程是空(kong)心體不(bu)帶芯棒的連軋過程。定(ding)徑(jing)(jing)(jing)的目的是在較小(xiao)的總減(jian)徑(jing)(jing)(jing)率和單機架減(jian)徑(jing)(jing)(jing)率條件下，將鋼(gang)(gang)管(guan)軋成有一(yi)定(ding)要求的尺寸精度和真圓度，并進一(yi)步提高不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)外表(biao)面(mian)(mian)質量。經過定(ding)徑(jing)(jing)(jing)后的鋼(gang)(gang)管(guan)，直徑(jing)(jing)(jing)偏(pian)差較小(xiao)，橢圓度較小(xiao)，直度較好，表(biao)面(mian)(mian)光(guang)潔。
定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)的工作機(ji)架(jia)數(shu)(shu)較少，一(yi)般為5~14架(jia)，總減徑(jing)(jing)率約3%~35%,增加定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)架(jia)數(shu)(shu)可(ke)擴大(da)產(chan)(chan)品(pin)規格，給生(sheng)產(chan)(chan)帶(dai)來了(le)方便，新設計車間定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)架(jia)數(shu)(shu)皆偏多(duo)。
定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)的(de)形式(shi)(shi)很多，按輥(gun)數可(ke)分為二輥(gun)、三輥(gun)、四輥(gun)式(shi)(shi)定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)；按軋制方式(shi)(shi)又分為縱軋定(ding)徑(jing)(jing)和(he)斜(xie)(xie)軋定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)。斜(xie)(xie)軋旋(xuan)轉定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)構造與二輥(gun)或三輥(gun)斜(xie)(xie)軋穿孔機(ji)(ji)相(xiang)似，只是輥(gun)型不同。與縱軋定(ding)徑(jing)(jing)相(xiang)比較，斜(xie)(xie)軋定(ding)徑(jing)(jing)的(de)不銹鋼管外徑(jing)(jing)精度高(gao)，橢圓(yuan)度小，更換(huan)品種規格方便(bian)，不需要換(huan)輥(gun)，只要調(diao)整軋輥(gun)間距(ju)即可(ke)；缺點(dian)是生產率(lv)低。
二、減徑機
減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)除了有定徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)作用(yong)外(wai)，還能使產品規(gui)(gui)格范(fan)圍(wei)向小口徑(jing)(jing)(jing)發展(zhan)。減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)數(shu)較多(duo)，一(yi)般為(wei)9~24架(jia)。減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)就是(shi)二(er)輥或三(san)輥式(shi)(shi)縱軋(ya)(ya)連軋(ya)(ya)機(ji)(ji)，只是(shi)連軋(ya)(ya)的(de)(de)是(shi)空心管體(ti)。二(er)輥式(shi)(shi)前后(hou)相(xiang)鄰機(ji)(ji)架(jia)軋(ya)(ya)輥軸(zhou)線(xian)互垂90°,三(san)輥式(shi)(shi)軋(ya)(ya)輥軸(zhou)線(xian)互錯60°,這(zhe)(zhe)樣空心荒管在軋(ya)(ya)制(zhi)過程中(zhong)所有方向都(dou)受到(dao)徑(jing)(jing)(jing)向壓縮(suo)，直至(zhi)達到(dao)成(cheng)品要求的(de)(de)外(wai)徑(jing)(jing)(jing)熱尺寸(cun)和橫斷(duan)面形狀。減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)不僅擴大(da)了機(ji)(ji)組(zu)生(sheng)產的(de)(de)品種規(gui)(gui)格，增加軋(ya)(ya)制(zhi)長度，而且減(jian)(jian)少前部工(gong)序要求的(de)(de)毛管規(gui)(gui)格數(shu)量、相(xiang)應的(de)(de)管坯規(gui)(gui)格和工(gong)具(ju)備品等，簡化生(sheng)產管理；另外(wai)還會減(jian)(jian)少前部工(gong)序更換(huan)生(sheng)產規(gui)(gui)格次數(shu)，提高(gao)機(ji)(ji)組(zu)的(de)(de)生(sheng)產能力(li)。正(zheng)是(shi)因(yin)為(wei)這(zhe)(zhe)一(yi)點，新設(she)計的(de)(de)定徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)架(jia)數(shu)很多(duo)也(ye)(ye)由原(yuan)來的(de)(de)5架(jia)變為(wei)7~14架(jia)以上，這(zhe)(zhe)在一(yi)定程度上也(ye)(ye)起到(dao)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)作用(yong)。
減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)機有兩(liang)種形(xing)式，一是微張(zhang)(zhang)力減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)機，減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)過程(cheng)中(zhong)壁厚(hou)增加，橫截(jie)面上的(de)壁厚(hou)均勻性(xing)惡化，所以總減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)率(lv)限制(zhi)在40%~50%;二是張(zhang)(zhang)力減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)機，減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)時(shi)機架(jia)間(jian)存在張(zhang)(zhang)力，使得縮徑(jing)(jing)(jing)的(de)同時(shi)減(jian)(jian)壁，進(jin)一步擴大生產(chan)(chan)產(chan)(chan)品的(de)規格范圍(wei)，橫截(jie)面壁厚(hou)均勻性(xing)也比同樣減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)率(lv)下的(de)微張(zhang)(zhang)力減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)好。
三輥式(shi)定(ding)減徑機和二(er)輥式(shi)定(ding)減徑機相(xiang)比(bi)，存在以下幾個方面(mian)的(de)差異：
1. 機(ji)架間(jian)(jian)距 三輥(gun)式定減(jian)徑(jing)機(ji)機(ji)架間(jian)(jian)距比(bi)二輥(gun)式定減(jian)徑(jing)機(ji)機(ji)小(xiao)，但機(ji)械結(jie)構復雜；
2. 單(dan)機架(jia)變(bian)形(xing)量 與二輥式定減(jian)機相比，三輥式定減(jian)徑機每個(ge)軋(ya)輥軋(ya)制(zhi)變(bian)形(xing)量小(xiao)，管端(duan)增(zeng)厚長度(du)小(xiao)、切(qie)(qie)頭切(qie)(qie)尾少(shao)、金屬損(sun)耗少(shao)；
3. 不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)質量(liang) 三輥(gun)式比二輥(gun)式定減徑(jing)(jing)機(ji)軋(ya)輥(gun)孔(kong)型周(zhou)(zhou)邊的(de)(de)速度差小，從而減少軋(ya)輥(gun)與(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)相(xiang)對滑動(dong)，軋(ya)輥(gun)較(jiao)小，沿周(zhou)(zhou)向每個(ge)軋(ya)輥(gun)孔(kong)型與(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)接觸(chu)弧長較(jiao)小，這使周(zhou)(zhou)向上所(suo)受的(de)(de)變(bian)形力比較(jiao)均(jun)勻，金(jin)屬變(bian)形時的(de)(de)流動(dong)趨于均(jun)勻，從而可(ke)以(yi)減少橫向壁厚的(de)(de)不(bu)均(jun)勻程度，所(suo)以(yi)三輥(gun)式定減徑(jing)(jing)機(ji)與(yu)二輥(gun)式定減徑(jing)(jing)機(ji)相(xiang)比，生產(chan)的(de)(de)鋼(gang)(gang)管(guan)外徑(jing)(jing)圓(yuan)度較(jiao)好(hao)；
4. 機(ji)架布置 三輥(gun)式(shi)定減徑機(ji)軋輥(gun)交叉60°,使軋機(ji)結構(gou)簡化，便于布置；
5. 張力的建立 三輥式(shi)定減徑機軋(ya)輥數目多，則(ze)軋(ya)制時對鋼(gang)管的曳入(ru)(ru)性能(neng)較好，可在較短的咬入(ru)(ru)鋼(gang)管長度(du)上建立足夠的張力；
6. 可(ke)調整性 二輥式定(ding)減徑機容易實現(xian)在線(xian)孔型尺寸的(de)調整，以滿足標(biao)準，規范對(dui)外(wai)徑偏(pian)差的(de)要求，而三輥式定(ding)減徑機一般(ban)不能實現(xian)在線(xian)孔型尺寸的(de)調整。
現(xian)在廣泛采用(yong)的(de)是三輥定減徑(jing)機。
三(san)、張力減徑(jing)機
1. 張(zhang)力減徑機的特點
張(zhang)(zhang)力(li)(li)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)實(shi)際上是一種空(kong)心(xin)軋制(zhi)(zhi)的(de)(de)多機(ji)架(jia)(jia)連軋機(ji)，被軋制(zhi)(zhi)的(de)(de)鋼(gang)管不僅(jin)受(shou)到(dao)徑(jing)(jing)(jing)向壓縮，同(tong)時還(huan)受(shou)到(dao)縱向拉(la)伸，即(ji)存在張(zhang)(zhang)力(li)(li)，故稱為(wei)張(zhang)(zhang)力(li)(li)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)。在張(zhang)(zhang)力(li)(li)的(de)(de)作(zuo)用下，鋼(gang)管在減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)同(tong)時，還(huan)利用各(ge)架(jia)(jia)間建立(li)足(zu)夠大(da)的(de)(de)張(zhang)(zhang)力(li)(li)來實(shi)現減(jian)(jian)壁的(de)(de)目的(de)(de)，進一步擴大(da)生(sheng)產產品的(de)(de)規(gui)格范圍，橫截面壁厚(hou)均勻(yun)性(xing)也比同(tong)樣減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)率(lv)下的(de)(de)微張(zhang)(zhang)力(li)(li)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)好。總減(jian)(jian)徑(jing)(jing)(jing)率(lv)最(zui)大(da)達(da)75%~80%,減(jian)(jian)壁率(lv)一般(ban)可達(da)35%~40%,總延伸系數一般(ban)在6~8,最(zui)大(da)可達(da)9以上，因此其工(gong)作(zuo)機(ji)架(jia)(jia)數更多，一般(ban)為(wei)14~24架(jia)(jia)，甚至多達(da)28架(jia)(jia)。
在無縫鋼管機(ji)組特別是(shi)連續(xu)軋管機(ji)組中配(pei)置張力(li)減(jian)徑(jing)機(ji)具有以(yi)下特點：
a. 可(ke)以大大減少減徑前的(de)鋼管(guan)規(gui)格(ge)，提高軋(ya)管(guan)機組(zu)(zu)生產效(xiao)率(lv)，軋(ya)管(guan)機組(zu)(zu)只生產少數(shu)幾個外徑規(gui)格(ge)，而經張(zhang)力減徑后可(ke)以得到各(ge)種(zhong)尺寸規(gui)格(ge)的(de)成品鋼管(guan)；
b. 可以減少(shao)(shao)前部工(gong)序（穿孔和(he)(he)(he)軋管）生產(chan)工(gong)具的數量(liang)，提高機(ji)組(zu)作業(ye)率，由(you)于管坯和(he)(he)(he)荒管規格的減少(shao)(shao)，工(gong)具、備品備件(jian)和(he)(he)(he)更換時(shi)間(jian)(jian)大大減少(shao)(shao)，生產(chan)更加(jia)穩定，從(cong)而增加(jia)了機(ji)組(zu)的作業(ye)時(shi)間(jian)(jian)；
c. 可以(yi)擴大品種規格，減徑(jing)量高達(da)80%,減壁量達(da)45%,通過(guo)張力(li)減徑(jing)可以(yi)直接生(sheng)產(chan)小口徑(jing)無(wu)縫鋼管；
d. 張力(li)減(jian)徑的(de)延伸系(xi)數6~9,故可以生產長達165m的(de)鋼管。
張力減徑(jing)的缺點是在(zai)張力減徑(jing)機軋制中鋼(gang)管中間部(bu)分(fen)的管壁(bi)(bi)受(shou)到張力作(zuo)用(yong)而減薄，頭(tou)尾兩端的管壁(bi)(bi)由于受(shou)不(bu)到張力或受(shou)到的張力由小變大，出(chu)現增厚段，這(zhe)部(bu)分(fen)增厚超過(guo)公差，需(xu)切掉，增加(jia)了切頭(tou)尾損失，所以一般要求進入(ru)張力減徑(jing)機的管子來料長度要足夠(gou)長，在(zai)經(jing)濟上(shang)才(cai)合理。
近年來張力減徑的發展(zhan)趨勢是：
a. 三輥(gun)(gun)式(shi)張力減(jian)徑機(ji)采(cai)用(yong)日(ri)漸普遍(bian)，二輥(gun)(gun)式(shi)只用(yong)于壁厚大于10~12mm的(de)厚壁管；
b. 減徑率有所提高，入口(kou)荒管管徑日(ri)益增大，最(zui)大直徑現(xian)在已達300mm;
c. 出口速度日益提高(gao)，現已到(dao)16~18m/s;
d. 近(jin)年來投(tou)產(chan)的(de)張(zhang)力減徑(jing)機(ji)架數不斷增加，目前最多達(da)到28~30架。
2. 張力減徑機的管端偏厚
張力(li)減徑(jing)機的工(gong)藝特點是(shi)應(ying)用相互緊靠及串列(lie)的軋制機架(jia)序列(lie)使鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的外(wai)徑(jing)遞(di)減，同時利用該序列(lie)中軋制速度差(cha)在鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)上(shang)形成縱向拉應(ying)力(li)，張力(li)，通過控制張力(li)的大小來(lai)使鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)壁厚按要求值變化(hua)。因此現(xian)代(dai)張力(li)減徑(jing)機不僅(jin)可以減徑(jing)，同時可以減壁，而且橫截面(mian)上(shang)壁厚分布比較均勻。但它有個(ge)突(tu)出的缺點，就是(shi)首尾(wei)管(guan)(guan)壁相對中部偏厚，增加了(le)切頭損失。
a. 管端偏厚成因
影響管端偏厚(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)因素很多，但造成張減(jian)(jian)管端偏厚(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)原因是軋(ya)(ya)(ya)件首尾軋(ya)(ya)(ya)制時都是處于(yu)過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)不穩(wen)定(ding)階(jie)段。首先(xian)，軋(ya)(ya)(ya)件兩端總有相當于(yu)機(ji)架(jia)(jia)間距的(de)(de)(de)(de)(de)一段長度，一直都是在(zai)無(wu)張力狀態下減(jian)(jian)徑；其(qi)次，前(qian)端在(zai)進入機(ji)組的(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)3~5機(ji)架(jia)(jia)之(zhi)后(hou)，軋(ya)(ya)(ya)機(ji)間的(de)(de)(de)(de)(de)張力才逐(zhu)漸由零增加到(dao)穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)(ya)制的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)大(da)(da)值(zhi)，而(er)尾部在(zai)離(li)開最(zui)(zui)(zui)后(hou)3~5機(ji)架(jia)(jia)時，軋(ya)(ya)(ya)機(ji)間的(de)(de)(de)(de)(de)張力又(you)從穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)(ya)制的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)大(da)(da)值(zhi)降到(dao)零。這樣軋(ya)(ya)(ya)件相應的(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)端壁(bi)厚(hou)就由最(zui)(zui)(zui)厚(hou)逐(zhu)漸降到(dao)穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)(ya)制時的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)薄值(zhi)，尾端又(you)由穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)(ya)制的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)薄值(zhi)逐(zhu)漸增厚(hou)到(dao)無(wu)張力減(jian)(jian)徑時的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)大(da)(da)厚(hou)度。
b. 影響管端偏厚因(yin)素
首尾厚壁(bi)段的切損率，主要取決于以下因素：
①. 機架間距愈小，厚壁端愈短；
②. 傳動速度的剛性愈好，恢復轉速的時間愈短，首尾管壁的偏厚值愈小，長度愈短；
③. 延伸系數和減徑率愈大，首尾管壁的偏厚值愈大長度愈長；
④. 機架間的張力愈大，首尾相對中間的壁厚差亦愈大，切損愈高。
但從另(ling)一方面看，加大張力(li)可以使(shi)用(yong)較厚的(de)毛管(guan)(guan)提高機(ji)組(zu)產率(lv)，所以實(shi)際(ji)生(sheng)產中應(ying)當摸索合理的(de)張力(li)制度(du)，以求(qiu)得最(zui)佳的(de)經濟效果。實(shi)踐(jian)證明(ming)，進入減徑機(ji)的(de)來料長度(du)應(ying)在18~20m以上(shang)，在經濟上(shang)才(cai)是合理的(de)。因此張力(li)減徑機(ji)多(duo)用(yong)于(yu)連續(xu)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)、皮(pi)爾格軋(ya)機(ji)和連續(xu)焊管(guan)(guan)機(ji)組(zu)之后。
目(mu)前試圖(tu)用(yong)(yong)分析公(gong)(gong)式(shi)計算管端(duan)偏厚(hou)段的(de)長度尚有一定困難(nan)，實際(ji)生(sheng)產中多以經驗公(gong)(gong)式(shi)估算。式(shi)（5-1)適用(yong)(yong)于(yu)總延(yan)伸(shen)為1.5~7.0的(de)情況：
c. 改善(shan)管端偏(pian)厚措施
為了(le)減(jian)少張力(li)減(jian)徑機的切頭損失，主(zhu)要可(ke)以(yi)從下面幾方面著手：
①. 改進設備設計，盡量縮小機架間距；
②. 改進工藝設計，盡量加長減徑機軋出長度；
③. 通過電器控制改善軋機傳動特性，圖5-1為張力減徑機的一種調速方案，穩定軋制時各機架轉速根據張力要求按a線分布；前端軋制時使軋輥轉速按b線分布，令各機架轉速的增值總是依次略高于上一機架；尾端軋制時使軋輥轉速按c線分布，令各機架轉速的降低值總是依次小于上一機架；其目的是使軋件首尾通過減徑機組所受的張力變形效基本上與穩定軋制時相近，減少管端增厚的程度和長度，減少切損；
④. 提供兩端壁厚較薄的軋管料；
⑤. “無頭軋制”，這種軋制方法如能實現，將使偏厚端頭的切損降到最低限度，但在實際生產中應用還存在一定問題，目前發展勢頭不大。
現代張力減徑機軋后(hou)成品(pin)長度一般在(zai)120~180m,進人冷床前由(you)飛鋸或飛剪切(qie)成定尺。
管理計算機和過程控制機的投入使用，使張力減徑機管端增厚控制CEC得以實現，這樣能在更大程度上滿足工藝的要求，為張力減徑生產的高產、優質、低消耗開拓了更加廣闊的前景。在廣泛應用的連續軋管機后面配置一臺張力減徑機作為成形機組，即可滿足連續軋管機的產量要求，又可解決產品規格的要求，這樣用一種或兩種連軋荒管即可生產幾百種不同規格的熱軋不銹鋼管，這標志著鋼管生產的最新發展方向，使無縫不銹鋼管生產實現大型化、高速化和連續化。張力減徑機已經在幾乎各類軋管機組和中小型焊管機組上得到廣泛的應用。
