斜軋擴徑（也稱斜軋擴管）屬于軋管的形式之一，是到目前為止通過軋制獲得最大(da)口徑不銹鋼管(guan)的方法。鋼管斜軋擴徑工藝是一古老、成熟的工藝，早在1925~1933年間美國和德國就相繼研制出不銹鋼(gang)管斜軋擴徑機并投入了生產；1993年意大利的INNSE 公司將現代的計算機、液壓小艙等控制技術應用于斜軋熱擴徑技術中，為意大利的達爾明公司提供了一臺ф610mm斜軋擴徑機，使得斜軋擴徑工藝得到了翻新和復蘇。前世界上有4臺斜軋擴徑機在生產運行中，即美國Lorain廠1930年投產的ф660mm機組，年產15萬噸，捷克Chomutov廠有2臺斜軋擴徑機，即1928年投產的ф545mm機組，年產10萬t和隨后投產的Φ610mm機組；意大利1993年投產的ф610mm機組，年產15萬噸，德國Rath廠1933年建的ф1500mm機組早已停產。
斜(xie)軋擴徑一般一個道次的擴徑率為(wei)35%~65%,最大可達75%甚至80%,可生產的品種有：套管(guan)(guan)、鍋(guo)爐電站用管(guan)(guan)、氣瓶管(guan)(guan)、管(guan)(guan)線管(guan)(guan)、液壓支架管(guan)(guan)、結構管(guan)(guan)、機加工管(guan)(guan)、石油裂化(hua)管(guan)(guan)和高壓化(hua)肥管(guan)(guan)等。
一、工藝(yi)描述(shu)
斜軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)組母管(guan)有(you)兩種(zhong)：一(yi)種(zhong)是來自(zi)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組（自(zi)動軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)、連續(xu)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)等）的(de)成品管(guan)；另(ling)一(yi)種(zhong)是來自(zi)穿孔機(ji)(ji)后的(de)毛管(guan)。斜軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)既可(ke)與主軋(ya)(ya)機(ji)(ji)成在(zai)線布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)，也可(ke)離線布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)。根據來料母管(guan)的(de)壁厚和(he)溫度(du)，在(zai)線布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)可(ke)直接送擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)加工；離線布(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)或溫度(du)較(jiao)低的(de)不銹鋼(gang)管(guan)送入加熱爐中加熱至(zhi)1100~1250℃,由(you)輥道送出，經高壓水進(jin)行(xing)外(wai)表面除鱗后，以螺旋(xuan)的(de)運動方(fang)式送入斜軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)進(jin)行(xing)擴徑(jing)(jing)軋(ya)(ya)制(zhi)；溫度(du)損失較(jiao)少的(de)厚壁管(guan)經橫移臺架輸送和(he)高壓水除鱗后可(ke)直接送斜軋(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)(ji)組進(jin)行(xing)擴徑(jing)(jing)軋(ya)(ya)制(zhi)。
斜軋擴徑機(ji)主要是(shi)由(you)兩個(ge)(ge)位(wei)于不(bu)重合的(de)(de)水平面(mian)(mian)上(shang)(shang)同向轉動的(de)(de)錐形輥、一對上(shang)(shang)下布(bu)置的(de)(de)固定導板以及一個(ge)(ge)錐形頂(ding)頭和(he)一個(ge)(ge)沿軋制中心線方(fang)向支撐頂(ding)頭的(de)(de)頂(ding)桿組成，在軋制過(guo)程中，管徑擴大、壁厚減薄，延伸系數接近(jin)1。軋輥軸布(bu)置在兩個(ge)(ge)偏(pian)離的(de)(de)水平面(mian)(mian)上(shang)(shang)，沿軸向有一個(ge)(ge)大交叉角度(du)。軋輥軸線的(de)(de)空間交叉和(he)垂直偏(pian)移量將產生(sheng)喂入(ru)角并使軋件作(zuo)螺(luo)旋(xuan)運動，如(ru)圖 4-25 所示。調整軋輥軸向位(wei)置可(ke)以改變軋件的(de)(de)咬入(ru)條件及荒(huang)管的(de)(de)外(wai)徑，頂(ding)頭位(wei)置決(jue)定擴徑后荒(huang)管的(de)(de)壁厚。軋輥由(you)計算(suan)機(ji)進行(xing)設計。
在(zai)斜軋擴徑(jing)機(ji)軋制(zhi)過程(cheng)中，通過頂(ding)頭(tou)(tou)內壁噴(pen)嘴噴(pen)鹽溶液(ye)來(lai)去(qu)除(chu)管(guan)子內表面氧(yang)化鐵(tie)皮及起潤滑作用(yong)(yong)，以優化表面質量(liang)，并保證(zheng)頂(ding)頭(tou)(tou)有足夠長的(de)使用(yong)(yong)壽命。軋制(zhi)時頂(ding)頭(tou)(tou)和(he)頂(ding)桿是相連接的(de)，但可(ke)以快速地裝拆，擴徑(jing)結束后，頂(ding)桿從管(guan)中抽出(chu)，頂(ding)頭(tou)(tou)在(zai)軋機(ji)出(chu)口(kou)位(wei)置冷卻、檢查和(he)潤滑后重復(fu)使用(yong)(yong)。
斜軋擴徑機的(de)調整依(yi)靠在線(xian)的(de)軟件包，基于少數(shu)基礎數(shu)據(ju)（管(guan)徑、鋼(gang)種、溫度等），計算(suan)機對(dui)整個軋制(zhi)線(xian)計算(suan)出所有的(de)調整參數(shu)。此外，這一軟件包也對(dui)軋制(zhi)時的(de)動力參數(shu)（如力能、電流、電機功(gong)率等）進行(xing)估算(suan)。
現代斜(xie)軋(ya)擴(kuo)徑機的(de)(de)頂(ding)桿采用(yong)液(ye)(ye)壓(ya)小艙控制定(ding)位(wei)，液(ye)(ye)壓(ya)小艙也可以(yi)在軋(ya)制過程中調(diao)整頂(ding)頭位(wei)置，以(yi)實現控制系統對因(yin)頂(ding)桿彈性和(he)膨脹延伸(shen)所產生的(de)(de)長度變化進行補(bu)償，從而保證(zheng)產品(pin)質量的(de)(de)穩定(ding)性。軋(ya)制過程管(guan)子受到上(shang)下(xia)導板的(de)(de)約(yue)束。
軋制時數(shu)據存儲系(xi)統對整(zheng)個(ge)軋線的最主(zhu)(zhu)要(yao)的工藝、操作參數(shu)進(jin)(jin)行測(ce)量、顯(xian)示和(he)記錄。這有利于(yu)提高(gao)產品質量和(he)軋制效(xiao)率(lv)，因(yin)為數(shu)據存儲系(xi)統測(ce)得的實際值(zhi)(zhi)和(he)由調(diao)整(zheng)數(shu)學模型進(jin)(jin)行計算所得的預期值(zhi)(zhi)兩者進(jin)(jin)行比較，若有差異(yi)，控制系(xi)統或操作者可(ke)以(yi)立(li)即得知軋線的不正(zheng)常(chang)功(gong)能和(he)不正(zheng)常(chang)狀態，并(bing)加(jia)以(yi)調(diao)整(zheng)。此(ci)外，每(mei)一根熱擴徑鋼管的主(zhu)(zhu)要(yao)數(shu)據均加(jia)以(yi)存儲，可(ke)以(yi)用于(yu)進(jin)(jin)一步的工藝操作分(fen)析，以(yi)便改進(jin)(jin)實際操作。
斜軋擴徑機(ji)(ji)的一(yi)個(ge)主要(yao)特點是產(chan)品質量穩(wen)定，保持壁厚精度不(bu)變(bian)，這是由(you)(you)于液(ye)壓小艙可(ke)以對軋機(ji)(ji)和扎制時(shi)頂(ding)(ding)頭(tou)位(wei)移而造成的任何長(chang)度尺寸(cun)變(bian)異進(jin)行(xing)補(bu)償。主要(yao)是針對頂(ding)(ding)頭(tou)、頂(ding)(ding)桿的熱膨脹，機(ji)(ji)因利履(lv)算出所要(yao)求(qiu)的液(ye)壓小艙運動(dong)規律，根據軋機(ji)(ji)的實際(ji)操作對頂(ding)(ding)頭(tou)位(wei)移量進(jin)行(xing)數字模擬(ni)并(bing)加以放大(da)，而由(you)(you)液(ye)壓小艙控制系統進(jin)行(xing)實時(shi)補(bu)償。
出斜(xie)軋擴徑機后(hou)(hou)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)子由橫移裝置和輥道(dao)運送至(zhi)(zhi)均整(zheng)機進(jin)行均整(zheng)，以進(jin)一步改善管(guan)(guan)子的(de)(de)(de)表面質量。均整(zheng)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)(guan)由專用設備送至(zhi)(zhi)步進(jin)梁式再加(jia)熱(re)爐(lu)中加(jia)熱(re)，加(jia)熱(re)好的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)(guan)經高壓水除鱗后(hou)(hou)在定徑機組(zu)定徑，得到成品尺(chi)寸的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)。定徑后(hou)(hou)的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)(guan)送往冷床冷卻，收集后(hou)(hou)在中間(jian)庫存放(fang)。
根據生產品種的(de)要(yao)求，需要(yao)矯直(zhi)的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)由吊(diao)車從(cong)中間(jian)庫(ku)吊(diao)運(yun)(yun)到(dao)壓(ya)力矯直(zhi)機(ji)上進行(xing)矯直(zhi)，之后再(zai)吊(diao)運(yun)(yun)到(dao)精(jing)整線進行(xing)精(jing)整。首先由輥道送到(dao)切割(ge)裝置(zhi)處(chu)切頭尾(wei)，然后經橫移臺架送至(zhi)銑(xian)(xian)頭、倒棱(leng)處(chu)加工。經過銑(xian)(xian)頭、倒棱(leng)的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)再(zai)送往超聲(sheng)波探(tan)傷處(chu)探(tan)傷，有缺陷的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)被打(da)上標(biao)記(ji)并被撥(bo)入缺陷管(guan)(guan)收(shou)集料筐，合格鋼(gang)管(guan)(guan)則運(yun)(yun)送至(zhi)測(ce)長、稱(cheng)重、打(da)標(biao)裝置(zhi)處(chu)進行(xing)測(ce)長、稱(cheng)重和打(da)標(biao)，然后運(yun)(yun)送到(dao)中間(jian)庫(ku)或成品庫(ku)轉運(yun)(yun)或發貨(huo)。
對于需要(yao)水壓試(shi)驗的不(bu)銹鋼管(guan)，倒棱后直接送入水壓試(shi)驗機進(jin)行水壓試(shi)驗，對節奏來(lai)不(bu)及的鋼管(guan)由吊(diao)(diao)車吊(diao)(diao)運至(zhi)中(zhong)間庫(ku)存放(fang)，然后根據生產計劃安排，再自(zi)中(zhong)間庫(ku)吊(diao)(diao)出(chu)送至(zhi)水壓試(shi)驗機的上料臺(tai)架，進(jin)行水壓試(shi)驗，之后測長、稱(cheng)重及打(da)標，運人(ren)成品庫(ku)存放(fang)。
對(dui)于需要熱處理和管加(jia)工的鋼管，則經過矯直、切頭尾、銑(xian)頭、探傷及稱重(zhong)打標(biao)后送往中間(jian)庫存放，再轉運至公司相應(ying)車間(jian)進行處理和加(jia)工。
對(dui)于(yu)(yu)超聲探傷后認為(wei)(wei)可(ke)以修(xiu)磨的(de)(de)缺(que)陷(xian)管送(song)入修(xiu)磨臺(tai)架上進行(xing)修(xiu)磨、復(fu)探；不可(ke)修(xiu)磨的(de)(de)缺(que)陷(xian)或由再切鋸改(gai)尺(chi)，切除有缺(que)陷(xian)的(de)(de)部分（剩余(yu)部分作為(wei)(wei)短尺(chi)管收集、存放(fang)、發運），或直(zhi)接判(pan)為(wei)(wei)廢品。對(dui)于(yu)(yu)水壓(ya)試(shi)驗后的(de)(de)不合格鋼管直(zhi)接判(pan)為(wei)(wei)廢品或在再切鋸上改(gai)尺(chi)。
二、各種(zhong)生產工藝的特點及設備選型(xing)
目前(qian)，國內外(wai)直徑大于460mm熱軋無縫不銹鋼管(guan)的生產方式主(zhu)要(yao)有：擠(ji)壓(ya)法、頂管(guan)法、周期軋管(guan)法、二次穿(chuan)孔法和擴徑法。
擠(ji)壓法(fa)主要(yao)用于(yu)低(di)塑(su)性(xing)難(nan)變(bian)形高合(he)金鋼管(guan)的生(sheng)產(chan)；頂管(guan)機(ji)、擠(ji)壓機(ji)適于(yu)高合(he)金特(te)殊專用管(guan)材生(sheng)產(chan)，其年產(chan)量低(di)，軋(ya)制批(pi)量小(xiao)。
周期式軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)尺寸精度低，缺陷多，效(xiao)率(lv)和成材率(lv)不(bu)(bu)高(gao)，故使用批量(liang)較大的(de)大直徑(jing)無縫鋼管(guan)(guan)(guan)通常采用擴(kuo)(kuo)徑(jing)的(de)方(fang)式來生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)，即(ji)由(you)已有的(de)熱軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機組提供荒管(guan)(guan)(guan)為原料，經加熱擴(kuo)(kuo)徑(jing)、減壁軋(ya)制生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)，斜軋(ya)擴(kuo)(kuo)徑(jing)機可以(yi)是(shi)離線(xian)布置的(de)，也可以(yi)在線(xian)布置。周期軋(ya)管(guan)(guan)(guan)法可以(yi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)直徑(jing)426mm 以(yi)上的(de)大直徑(jing)厚(hou)壁鋼管(guan)(guan)(guan)（如(ru)德國Rath廠的(de)周期軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機組可生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)φ711.2mm鋼管(guan)(guan)(guan)），但(dan)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)表(biao)面質量(liang)不(bu)(bu)佳，生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)效(xiao)率(lv)不(bu)(bu)高(gao)。隨著其他更(geng)先進的(de)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)技術(shu)的(de)出現，周期軋(ya)管(guan)(guan)(guan)法因其產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)壁厚(hou)精度不(bu)(bu)高(gao)，已不(bu)(bu)再(zai)是(shi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)大口徑(jing)厚(hou)壁管(guan)(guan)(guan)的(de)最佳生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)方(fang)式，目前國內最大的(de)周期軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機是(shi)攀成鋼的(de)ф318mm機組，產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)規格范(fan)圍(wei)為ф168~377mm,設(she)計生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)能力(li)12萬(wan)噸(dun)，改造后外(wai)徑(jing)擴(kuo)(kuo)大到ф508mm,產(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)達到17萬(wan)噸(dun)。
二(er)(er)(er)次(ci)穿(chuan)(chuan)孔(kong)法(fa)是將已(yi)在(zai)(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)穿(chuan)(chuan)出(chu)的(de)(de)毛管在(zai)(zai)另一(yi)臺(tai)(tai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)上(shang)進行第(di)二(er)(er)(er)次(ci)穿(chuan)(chuan)孔(kong)，以達到(dao)擴(kuo)徑減壁(bi)(bi)的(de)(de)目的(de)(de)。在(zai)(zai)世界鋼(gang)(gang)管發展史(shi)上(shang)，美國(guo)Gary廠采用二(er)(er)(er)次(ci)穿(chuan)(chuan)孔(kong)法(fa)曾生產出(chu)外徑為φ339.7~508mm,最(zui)薄(bo)壁(bi)(bi)厚為6.35mm的(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)管。近(jin)年來(lai)，我國(guo)江(jiang)都誠(cheng)德(de)鋼(gang)(gang)管公司(si)在(zai)(zai)同一(yi)臺(tai)(tai)ф1000mm巨龍穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)上(shang)進行二(er)(er)(er)次(ci)穿(chuan)(chuan)孔(kong)，生產出(chu)直徑約Φ600mm特(te)大口徑厚壁(bi)(bi)鋼(gang)(gang)管，用于二(er)(er)(er)次(ci)穿(chuan)(chuan)孔(kong)的(de)(de)另一(yi)臺(tai)(tai)ф600mm穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)最(zui)近(jin)已(yi)試車投產。
目前(qian)使用的擴(kuo)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)有拉(la)拔式(shi)擴(kuo)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)、推制(zhi)式(shi)擴(kuo)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)和輥式(shi)斜軋(ya)擴(kuo)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)三種生產(chan)方式(shi)。前(qian)兩(liang)種擴(kuo)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)由于受應力狀態和變(bian)形特點的限(xian)制(zhi)，管材(cai)(cai)表(biao)(biao)面細微缺(que)陷擴(kuo)大，易產(chan)生裂紋和內直道(dao)缺(que)陷，外徑(jing)、壁厚偏差及(ji)彎曲度均(jun)要(yao)變(bian)大，生產(chan)鋼管的尺寸精度、表(biao)(biao)面質(zhi)量不及(ji)輥式(shi)斜軋(ya)擴(kuo)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)好。拉(la)拔式(shi)擴(kuo)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)因成材(cai)(cai)率(lv)低、生產(chan)效率(lv)低及(ji)工(gong)具費用高(gao)等缺(que)點。現在許多國家一般(ban)都不再新(xin)。建(jian)拉(la)拔式(shi)擴(kuo)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)進(jin)行擴(kuo)徑(jing)生產(chan)。
國(guo)際上采用斜軋(ya)擴徑(jing)(jing)法（也稱盤式擴徑(jing)(jing)法或旋轉擴徑(jing)(jing)法）生(sheng)(sheng)產大(da)口徑(jing)(jing)無縫不(bu)銹鋼管(guan)(guan)的(de)主要廠家包括：美國(guo)的(de)USS/Kobe-Lorain廠，由自動軋(ya)管(guan)(guan)機供坯，產品規格：外徑(jing)(jing)Φ406.4~660.4mm、壁厚(hou)8~10mm、最大(da)長度13m,生(sheng)(sheng)產能力15萬(wan)t/a;
捷克的VFChomutov廠(chang)，在兩臺周(zhou)期軋(ya)管機后(hou)各配一臺斜軋(ya)擴徑(jing)機，最大管徑(jing)分別是ф530mm和ф720mm,生產能力10萬t/a.
特別值得一提的是(shi)1993年投(tou)產(chan)(chan)的意大利(li)達爾明(ming)鋼管(guan)廠的斜軋擴(kuo)徑機(ji)組，采用了液壓小艙工(gong)(gong)藝(yi)軟(ruan)件包等最新技術使(shi)得產(chan)(chan)品質量、成材率、工(gong)(gong)具消耗(hao)等指標全面得到了優化。該擴(kuo)徑機(ji)由MPM供坯，產(chan)(chan)品規(gui)格范圍為(wei)：外徑φ355.6~622.3mm(可擴(kuo)大到ф711.2mm)。
據不完全(quan)統(tong)計(ji)，國(guo)際上共(gong)有7臺(tai)拉(la)拔(ba)擴徑機(ji)，其中意大利2臺(tai)、法(fa)國(guo)2臺(tai)、委(wei)內瑞拉(la)1臺(tai)、中國(guo)1臺(tai)，阿根廷1臺(tai)，除法(fa)國(guo)的1臺(tai)安裝在(zai)(zai)Φ400mm自動軋管機(ji)之(zhi)后(hou)外(wai)，其余6臺(tai)均配置在(zai)(zai)周期軋管機(ji)之(zhi)后(hou)，生產(chan)能力一(yi)般為3萬t/a.由于拉(la)拔(ba)擴徑法(fa)生產(chan)效率低，金(jin)屬消耗大，產(chan)品(pin)質量(liang)不佳，沒(mei)有得到進(jin)一(yi)步(bu)發展。
近年來(lai)，推制擴徑(jing)法在(zai)我國得(de)到了廣泛(fan)應用(yong)(yong)。天(tian)津鋼管實業開(kai)發公司的(de)4臺推制式擴徑(jing)機(ji)(ji)可(ke)生(sheng)產(chan)φ(273~800)mm×(5.4~30)mm的(de)無縫鋼管，生(sheng)產(chan)能力約1萬～2萬噸/a.在(zai)采用(yong)(yong)了嚴格管理、改進工具設計、優化生(sheng)產(chan)工藝等(deng)一系(xi)列(lie)措施后，產(chan)品質量得(de)到了明顯改善，但國內其他機(ji)(ji)組的(de)產(chan)品質量難以保證(zheng)。
斜軋(ya)擴徑(jing)(jing)機于(yu)20世紀20年代隨(sui)著石油天(tian)然氣工業(ye)對(dui)大直徑(jing)(jing)熱(re)軋(ya)無縫(feng)不(bu)銹(xiu)鋼管的(de)需(xu)求增加而(er)用于(yu)工業(ye)生產(chan)的(de)，主要應用在美國(guo)、德國(guo)和捷克，目前有4套機組在生產(chan)運行，生產(chan)鋼管的(de)最大外徑(jing)(jing)為711.2mm。
新型(xing)(xing)輥式斜(xie)軋(ya)擴徑(jing)機產(chan)(chan)品表(biao)面質量好，鋼(gang)管(guan)金屬(shu)組(zu)織均(jun)勻(yun)，尺寸精度(du)高(gao)。鋼(gang)管(guan)壁厚精度(du)可(ke)達到(dao)±4.5%~8%,生產(chan)(chan)效(xiao)率高(gao)，金屬(shu)消耗小。上述優點(dian)已使新型(xing)(xing)斜(xie)軋(ya)擴徑(jing)工藝成為(wei)當今(jin)一(yi)種經濟靈活的(de)大口徑(jing)不銹鋼(gang)管(guan)生產(chan)(chan)工藝。
斜軋擴徑的產品(pin)規格為(wei)：外徑Φ323~720mm、壁厚(hou)9.5~40mm、長度6000~12500mm。
