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口徑不銹鋼(gang)管的方法。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。
斜軋(ya)擴徑一(yi)(yi)般一(yi)(yi)個道次(ci)的(de)擴徑率為(wei)35%~65%,最大可(ke)達(da)75%甚至80%,可(ke)生產的(de)品種有：套管(guan)(guan)(guan)(guan)、鍋(guo)爐電(dian)站用管(guan)(guan)(guan)(guan)、氣瓶(ping)管(guan)(guan)(guan)(guan)、管(guan)(guan)(guan)(guan)線管(guan)(guan)(guan)(guan)、液(ye)壓支架管(guan)(guan)(guan)(guan)、結構管(guan)(guan)(guan)(guan)、機加工管(guan)(guan)(guan)(guan)、石油裂化管(guan)(guan)(guan)(guan)和高(gao)壓化肥管(guan)(guan)(guan)(guan)等。
一、工藝描述
斜(xie)軋(ya)(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)組(zu)(zu)母管(guan)(guan)有兩種：一種是來自軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu)（自動軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)、連續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)等）的(de)成(cheng)品管(guan)(guan)；另一種是來自穿孔(kong)機(ji)后的(de)毛(mao)管(guan)(guan)。斜(xie)軋(ya)(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)既可(ke)與主軋(ya)(ya)(ya)機(ji)成(cheng)在線布(bu)(bu)置(zhi)，也可(ke)離(li)(li)線布(bu)(bu)置(zhi)。根據來料母管(guan)(guan)的(de)壁(bi)厚和(he)溫度，在線布(bu)(bu)置(zhi)的(de)可(ke)直接(jie)送擴徑(jing)(jing)機(ji)加工；離(li)(li)線布(bu)(bu)置(zhi)或溫度較低的(de)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)送入加熱爐(lu)中加熱至(zhi)1100~1250℃,由輥道送出，經高壓水進(jin)行外表(biao)面(mian)除(chu)鱗后，以螺(luo)旋的(de)運(yun)動方式送入斜(xie)軋(ya)(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)進(jin)行擴徑(jing)(jing)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)；溫度損失(shi)較少的(de)厚壁(bi)管(guan)(guan)經橫移臺(tai)架輸送和(he)高壓水除(chu)鱗后可(ke)直接(jie)送斜(xie)軋(ya)(ya)(ya)擴徑(jing)(jing)機(ji)組(zu)(zu)進(jin)行擴徑(jing)(jing)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)。
斜軋(ya)(ya)(ya)擴徑機(ji)主要是由兩個位于不重(zhong)合的(de)(de)水平面(mian)上同向轉動(dong)的(de)(de)錐(zhui)形輥(gun)、一對上下布置(zhi)(zhi)的(de)(de)固定導板(ban)以(yi)及(ji)一個錐(zhui)形頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)和(he)一個沿軋(ya)(ya)(ya)制中心線方(fang)向支撐頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)的(de)(de)頂(ding)(ding)(ding)桿(gan)組成，在軋(ya)(ya)(ya)制過(guo)程中，管(guan)徑擴大、壁厚減薄，延伸系數接近1。軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸(zhou)布置(zhi)(zhi)在兩個偏(pian)離(li)的(de)(de)水平面(mian)上，沿軸(zhou)向有一個大交(jiao)叉角度。軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸(zhou)線的(de)(de)空間(jian)交(jiao)叉和(he)垂直偏(pian)移量將(jiang)產生喂(wei)入角并使(shi)軋(ya)(ya)(ya)件作螺(luo)旋運動(dong)，如圖 4-25 所(suo)示。調整軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸(zhou)向位置(zhi)(zhi)可(ke)以(yi)改變軋(ya)(ya)(ya)件的(de)(de)咬(yao)入條件及(ji)荒(huang)管(guan)的(de)(de)外徑，頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)位置(zhi)(zhi)決定擴徑后荒(huang)管(guan)的(de)(de)壁厚。軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)由計算機(ji)進行設計。
在(zai)斜軋(ya)擴(kuo)徑機軋(ya)制過程中，通過頂(ding)頭(tou)內(nei)壁噴嘴噴鹽溶(rong)液來(lai)去除管(guan)子內(nei)表面氧化鐵皮(pi)及起潤(run)滑作用，以優化表面質量，并保證頂(ding)頭(tou)有(you)足夠長的(de)(de)使用壽命(ming)。軋(ya)制時(shi)頂(ding)頭(tou)和頂(ding)桿是相連(lian)接的(de)(de)，但可以快速地裝拆，擴(kuo)徑結束后，頂(ding)桿從管(guan)中抽出，頂(ding)頭(tou)在(zai)軋(ya)機出口位(wei)置冷(leng)卻、檢查和潤(run)滑后重復(fu)使用。
斜軋(ya)擴徑(jing)機(ji)的調(diao)整依靠在線的軟件(jian)包(bao)(bao)，基(ji)于少數(shu)(shu)基(ji)礎數(shu)(shu)據(ju)（管徑(jing)、鋼種、溫度等），計算機(ji)對整個軋(ya)制線計算出所有的調(diao)整參(can)數(shu)(shu)。此外，這一(yi)軟件(jian)包(bao)(bao)也對軋(ya)制時的動力(li)參(can)數(shu)(shu)（如力(li)能、電流、電機(ji)功率等）進行估(gu)算。
現(xian)代斜軋(ya)擴徑機的(de)頂桿采用液壓(ya)小艙(cang)(cang)控(kong)制定位，液壓(ya)小艙(cang)(cang)也可以在軋(ya)制過(guo)程(cheng)中調整頂頭位置，以實現(xian)控(kong)制系統對因頂桿彈性和(he)膨脹延伸所產生(sheng)的(de)長度變化進行補償，從(cong)而保證產品質(zhi)量的(de)穩定性。軋(ya)制過(guo)程(cheng)管子(zi)受到上下導板的(de)約束。
軋制(zhi)(zhi)時數(shu)(shu)據(ju)存(cun)(cun)儲(chu)系(xi)統(tong)對整個軋線的最主要的工(gong)(gong)藝、操作(zuo)參數(shu)(shu)進(jin)行(xing)測(ce)量、顯示和(he)(he)記錄(lu)。這有利于(yu)提高產品質量和(he)(he)軋制(zhi)(zhi)效率，因(yin)為數(shu)(shu)據(ju)存(cun)(cun)儲(chu)系(xi)統(tong)測(ce)得的實(shi)際值和(he)(he)由調整數(shu)(shu)學(xue)模(mo)型(xing)進(jin)行(xing)計算所得的預期值兩者(zhe)進(jin)行(xing)比較，若(ruo)有差異，控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)或操作(zuo)者(zhe)可(ke)以(yi)立即得知軋線的不(bu)正常(chang)功能和(he)(he)不(bu)正常(chang)狀態，并加以(yi)調整。此外(wai)，每一根(gen)熱擴徑鋼管(guan)的主要數(shu)(shu)據(ju)均加以(yi)存(cun)(cun)儲(chu)，可(ke)以(yi)用于(yu)進(jin)一步的工(gong)(gong)藝操作(zuo)分析，以(yi)便改進(jin)實(shi)際操作(zuo)。
斜軋(ya)擴徑機(ji)的(de)一個(ge)主(zhu)(zhu)要(yao)特點是產品質量(liang)穩定，保持壁厚精(jing)度(du)不變，這是由(you)于液壓(ya)小(xiao)艙可以對(dui)軋(ya)機(ji)和扎制時(shi)頂頭(tou)位移而造(zao)成的(de)任何長度(du)尺(chi)寸變異(yi)進(jin)行補(bu)償。主(zhu)(zhu)要(yao)是針(zhen)對(dui)頂頭(tou)、頂桿的(de)熱膨脹，機(ji)因(yin)利履算出(chu)所(suo)要(yao)求的(de)液壓(ya)小(xiao)艙運動(dong)規律，根據軋(ya)機(ji)的(de)實際操作對(dui)頂頭(tou)位移量(liang)進(jin)行數(shu)字模擬并加以放大，而由(you)液壓(ya)小(xiao)艙控制系(xi)統進(jin)行實時(shi)補(bu)償。
出斜軋擴徑機(ji)后(hou)的(de)管(guan)(guan)(guan)子由(you)橫(heng)移裝置和輥道運(yun)送(song)至均整機(ji)進(jin)行均整，以進(jin)一步改善管(guan)(guan)(guan)子的(de)表(biao)面質量。均整后(hou)的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)由(you)專用設(she)備(bei)送(song)至步進(jin)梁式再(zai)加(jia)熱爐中加(jia)熱，加(jia)熱好的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)經高壓水除鱗后(hou)在(zai)定(ding)徑機(ji)組定(ding)徑，得到成品尺寸(cun)的(de)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)。定(ding)徑后(hou)的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)送(song)往冷(leng)床冷(leng)卻，收(shou)集后(hou)在(zai)中間(jian)庫存放。
根據(ju)生產(chan)品種的(de)要求，需要矯(jiao)直的(de)鋼管(guan)由(you)吊(diao)車(che)從中間(jian)(jian)庫吊(diao)運(yun)(yun)到壓力矯(jiao)直機上(shang)進行矯(jiao)直，之后再吊(diao)運(yun)(yun)到精整線(xian)進行精整。首先由(you)輥道送(song)(song)到切(qie)割裝(zhuang)置處切(qie)頭尾，然后經(jing)橫移臺架送(song)(song)至(zhi)銑頭、倒棱處加(jia)工(gong)。經(jing)過銑頭、倒棱的(de)鋼管(guan)再送(song)(song)往超聲波探(tan)傷處探(tan)傷，有缺(que)陷(xian)的(de)鋼管(guan)被打(da)上(shang)標記(ji)并(bing)被撥入缺(que)陷(xian)管(guan)收(shou)集料(liao)筐，合格鋼管(guan)則運(yun)(yun)送(song)(song)至(zhi)測(ce)長、稱重、打(da)標裝(zhuang)置處進行測(ce)長、稱重和打(da)標，然后運(yun)(yun)送(song)(song)到中間(jian)(jian)庫或成品庫轉(zhuan)運(yun)(yun)或發貨。
對于需要水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)的不(bu)銹鋼管，倒棱后(hou)直接送(song)入(ru)水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)機進(jin)行水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)，對節(jie)奏(zou)來不(bu)及(ji)的鋼管由吊(diao)車吊(diao)運(yun)至(zhi)中(zhong)間(jian)庫存放，然后(hou)根(gen)據生產計劃安排，再自中(zhong)間(jian)庫吊(diao)出送(song)至(zhi)水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)機的上料臺架，進(jin)行水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)，之后(hou)測長(chang)、稱重及(ji)打標，運(yun)人(ren)成(cheng)品庫存放。
對于需要熱處理和管(guan)加(jia)工(gong)的(de)鋼管(guan)，則經過矯直、切(qie)頭尾(wei)、銑頭、探傷及稱重打(da)標后(hou)送往(wang)中間庫存放，再轉運至(zhi)公司相應車(che)間進行處理和加(jia)工(gong)。
對于超(chao)聲探傷后認為可(ke)以修磨(mo)的缺(que)陷管送入修磨(mo)臺架(jia)上進行修磨(mo)、復(fu)探；不可(ke)修磨(mo)的缺(que)陷或(huo)由再(zai)切(qie)鋸(ju)改尺，切(qie)除有缺(que)陷的部分（剩余部分作為短尺管收集、存放、發(fa)運），或(huo)直接判為廢品(pin)。對于水壓試驗后的不合格鋼管直接判為廢品(pin)或(huo)在再(zai)切(qie)鋸(ju)上改尺。
二、各種生產(chan)工(gong)藝的(de)特(te)點及設備選(xuan)型
目前，國內(nei)外直徑大于(yu)460mm熱(re)軋無縫不銹鋼管的生產方(fang)式主要有：擠壓法(fa)、頂管法(fa)、周期軋管法(fa)、二(er)次穿(chuan)孔法(fa)和擴徑法(fa)。
擠壓(ya)法主要(yao)用于(yu)低塑性難變形高合金鋼管(guan)的生產；頂管(guan)機、擠壓(ya)機適于(yu)高合金特(te)殊專(zhuan)用管(guan)材(cai)生產，其年(nian)產量低，軋制批量小。
周(zhou)期式(shi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機產(chan)(chan)品(pin)尺(chi)寸精度低，缺陷多，效(xiao)率和成(cheng)材(cai)率不高(gao)，故使用(yong)批量較大(da)的(de)(de)(de)大(da)直(zhi)徑(jing)(jing)無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)通常采用(yong)擴(kuo)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)方式(shi)來生(sheng)產(chan)(chan)，即由已(yi)有(you)的(de)(de)(de)熱軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機組(zu)提供荒管(guan)(guan)(guan)為原(yuan)料，經加(jia)熱擴(kuo)徑(jing)(jing)、減壁(bi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制生(sheng)產(chan)(chan)，斜軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)擴(kuo)徑(jing)(jing)機可(ke)以(yi)(yi)是(shi)(shi)離線布置的(de)(de)(de)，也可(ke)以(yi)(yi)在線布置。周(zhou)期軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)法(fa)可(ke)以(yi)(yi)生(sheng)產(chan)(chan)直(zhi)徑(jing)(jing)426mm 以(yi)(yi)上的(de)(de)(de)大(da)直(zhi)徑(jing)(jing)厚壁(bi)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)（如(ru)德國Rath廠的(de)(de)(de)周(zhou)期軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機組(zu)可(ke)生(sheng)產(chan)(chan)φ711.2mm鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)），但產(chan)(chan)品(pin)表(biao)面質(zhi)量不佳(jia)，生(sheng)產(chan)(chan)效(xiao)率不高(gao)。隨著其他更先進(jin)的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)技(ji)術的(de)(de)(de)出(chu)現，周(zhou)期軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)法(fa)因其產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)壁(bi)厚精度不高(gao)，已(yi)不再是(shi)(shi)生(sheng)產(chan)(chan)大(da)口(kou)徑(jing)(jing)厚壁(bi)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)最(zui)佳(jia)生(sheng)產(chan)(chan)方式(shi)，目前國內最(zui)大(da)的(de)(de)(de)周(zhou)期軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機是(shi)(shi)攀成(cheng)鋼(gang)的(de)(de)(de)ф318mm機組(zu)，產(chan)(chan)品(pin)規(gui)格范圍為ф168~377mm,設計生(sheng)產(chan)(chan)能力12萬(wan)噸(dun)，改造后外(wai)徑(jing)(jing)擴(kuo)大(da)到ф508mm,產(chan)(chan)量達到17萬(wan)噸(dun)。
二(er)次(ci)(ci)穿孔(kong)法(fa)是將(jiang)已在(zai)(zai)穿孔(kong)機(ji)(ji)穿出的毛管(guan)在(zai)(zai)另一(yi)臺穿孔(kong)機(ji)(ji)上進行第二(er)次(ci)(ci)穿孔(kong)，以達到擴徑(jing)減壁的目(mu)的。在(zai)(zai)世界鋼管(guan)發展史上，美國Gary廠(chang)采用(yong)二(er)次(ci)(ci)穿孔(kong)法(fa)曾生產(chan)出外徑(jing)為φ339.7~508mm,最薄壁厚為6.35mm的不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)。近年(nian)來，我國江都(dou)誠德鋼管(guan)公(gong)司在(zai)(zai)同一(yi)臺ф1000mm巨龍穿孔(kong)機(ji)(ji)上進行二(er)次(ci)(ci)穿孔(kong)，生產(chan)出直徑(jing)約Φ600mm特大口徑(jing)厚壁鋼管(guan)，用(yong)于二(er)次(ci)(ci)穿孔(kong)的另一(yi)臺ф600mm穿孔(kong)機(ji)(ji)最近已試車投產(chan)。
目前使用的擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)有拉拔(ba)式擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)、推制(zhi)式擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)和輥式斜(xie)軋擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)三種生(sheng)產(chan)方式。前兩種擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)由于受應力(li)狀態和變形特點的限制(zhi)，管材表(biao)面細微缺陷(xian)(xian)擴(kuo)(kuo)(kuo)大(da)，易(yi)產(chan)生(sheng)裂紋(wen)和內直(zhi)道缺陷(xian)(xian)，外徑(jing)(jing)(jing)、壁厚偏差(cha)及(ji)彎曲度均要變大(da)，生(sheng)產(chan)鋼管的尺(chi)寸精度、表(biao)面質(zhi)量不及(ji)輥式斜(xie)軋擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)好。拉拔(ba)式擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)因成材率低、生(sheng)產(chan)效率低及(ji)工具(ju)費(fei)用高等缺點。現在許(xu)多(duo)國家(jia)一般都(dou)不再新(xin)。建拉拔(ba)式擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)進行擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)生(sheng)產(chan)。
國際上采用斜(xie)軋擴徑法（也稱盤式擴徑法或旋轉擴徑法）生(sheng)產大(da)口徑無(wu)縫不銹鋼管的(de)主要(yao)廠家包括：美國的(de)USS/Kobe-Lorain廠，由自動(dong)軋管機(ji)供坯，產品規(gui)格：外徑Φ406.4~660.4mm、壁厚8~10mm、最(zui)大(da)長(chang)度13m,生(sheng)產能力15萬(wan)t/a;
捷克的(de)VFChomutov廠，在兩臺周期(qi)軋管機后各配(pei)一臺斜(xie)軋擴徑機，最(zui)大管徑分別是ф530mm和ф720mm,生產(chan)能力10萬t/a.
特別(bie)值得(de)一提的是1993年(nian)投產(chan)的意大(da)(da)利(li)達爾明鋼(gang)管廠的斜(xie)軋擴徑(jing)機(ji)組(zu)，采用了(le)液壓小艙工藝軟件(jian)包等最新技術使(shi)得(de)產(chan)品質量、成材(cai)率、工具消(xiao)耗等指標全(quan)面得(de)到(dao)了(le)優化。該擴徑(jing)機(ji)由MPM供(gong)坯，產(chan)品規格(ge)范圍為：外徑(jing)φ355.6~622.3mm(可擴大(da)(da)到(dao)ф711.2mm)。
據不完全統計，國際上共有7臺(tai)拉拔擴徑機(ji)，其中(zhong)意(yi)大利2臺(tai)、法(fa)國2臺(tai)、委內瑞拉1臺(tai)、中(zhong)國1臺(tai)，阿根廷(ting)1臺(tai)，除法(fa)國的1臺(tai)安(an)裝(zhuang)在Φ400mm自動軋管(guan)機(ji)之后外(wai)，其余6臺(tai)均(jun)配置(zhi)在周期(qi)軋管(guan)機(ji)之后，生(sheng)產(chan)能力一般為3萬t/a.由于拉拔擴徑法(fa)生(sheng)產(chan)效率低，金屬消耗大，產(chan)品質量不佳，沒有得到進一步發(fa)展。
近年來，推制擴徑法(fa)在我國(guo)得(de)到了廣(guang)泛應用。天津鋼(gang)管實(shi)業開發公司(si)的4臺推制式擴徑機(ji)可生產(chan)(chan)φ(273~800)mm×(5.4~30)mm的無縫(feng)鋼(gang)管，生產(chan)(chan)能力約1萬(wan)～2萬(wan)噸/a.在采用了嚴格管理、改(gai)進工具設計、優化生產(chan)(chan)工藝等一(yi)系列措施后，產(chan)(chan)品(pin)質(zhi)量得(de)到了明(ming)顯改(gai)善，但國(guo)內其他(ta)機(ji)組的產(chan)(chan)品(pin)質(zhi)量難以保證。
斜軋(ya)擴徑機于20世紀(ji)20年代隨著石油天(tian)然(ran)氣工(gong)業對大直徑熱軋(ya)無縫(feng)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)的需(xu)求增加而用(yong)于工(gong)業生(sheng)產的，主要(yao)應用(yong)在美國(guo)、德國(guo)和捷(jie)克，目前(qian)有(you)4套(tao)機組在生(sheng)產運(yun)行，生(sheng)產鋼(gang)管(guan)的最大外徑為711.2mm。
新型輥(gun)式斜(xie)(xie)軋擴徑機產品表面質量好，鋼(gang)管金屬組織均勻，尺寸精(jing)度高。鋼(gang)管壁厚精(jing)度可達(da)到±4.5%~8%,生產效率(lv)高，金屬消耗小。上(shang)述優(you)點(dian)已使新型斜(xie)(xie)軋擴徑工藝成(cheng)為當今一種經濟靈活的大口徑不銹鋼(gang)管生產工藝。
斜軋(ya)擴徑(jing)的產品規格(ge)為：外(wai)徑(jing)Φ323~720mm、壁(bi)厚9.5~40mm、長度6000~12500mm。
