鋼管的定徑和減徑是熱軋不銹鋼管(guan)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、定(ding)徑機
不(bu)(bu)銹鋼管定徑(jing)(jing)(jing)、減(jian)徑(jing)(jing)(jing)和(he)(he)張力減(jian)徑(jing)(jing)(jing)過程(cheng)是(shi)空(kong)心體不(bu)(bu)帶芯棒的(de)連軋過程(cheng)。定徑(jing)(jing)(jing)的(de)目的(de)是(shi)在(zai)較(jiao)(jiao)小的(de)總(zong)減(jian)徑(jing)(jing)(jing)率和(he)(he)單機架減(jian)徑(jing)(jing)(jing)率條件(jian)下，將鋼管軋成有一定要求的(de)尺寸精度(du)和(he)(he)真(zhen)圓度(du)，并(bing)進一步提高不(bu)(bu)銹鋼管外表(biao)面質量。經過定徑(jing)(jing)(jing)后的(de)鋼管，直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)偏差較(jiao)(jiao)小，橢圓度(du)較(jiao)(jiao)小，直(zhi)度(du)較(jiao)(jiao)好，表(biao)面光潔。
定(ding)徑機的工作機架(jia)數較少(shao)，一(yi)般為5~14架(jia)，總減徑率(lv)約3%~35%,增(zeng)加(jia)定(ding)徑機架(jia)數可擴大產(chan)品規(gui)格，給生產(chan)帶來了方便，新設計車(che)間定(ding)徑機架(jia)數皆偏多(duo)。
定(ding)徑(jing)機(ji)(ji)的形式很多，按輥(gun)(gun)數可分為二輥(gun)(gun)、三輥(gun)(gun)、四輥(gun)(gun)式定(ding)徑(jing)機(ji)(ji)；按軋制方式又分為縱(zong)軋定(ding)徑(jing)和斜(xie)(xie)軋定(ding)徑(jing)機(ji)(ji)。斜(xie)(xie)軋旋(xuan)轉(zhuan)定(ding)徑(jing)機(ji)(ji)構造與(yu)二輥(gun)(gun)或三輥(gun)(gun)斜(xie)(xie)軋穿孔機(ji)(ji)相似(si)，只是輥(gun)(gun)型不(bu)同。與(yu)縱(zong)軋定(ding)徑(jing)相比較，斜(xie)(xie)軋定(ding)徑(jing)的不(bu)銹鋼管外徑(jing)精(jing)度(du)高，橢圓度(du)小，更換品種規格(ge)方便(bian)，不(bu)需要換輥(gun)(gun)，只要調整軋輥(gun)(gun)間距即可；缺點(dian)是生產(chan)率低。
二(er)、減徑(jing)機
減徑(jing)(jing)除了有(you)定徑(jing)(jing)的(de)(de)作(zuo)用(yong)外(wai)，還能(neng)使產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)規(gui)格(ge)(ge)(ge)范圍向小口(kou)徑(jing)(jing)發(fa)展。減徑(jing)(jing)機(ji)工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)架數較多，一(yi)般(ban)為9~24架。減徑(jing)(jing)機(ji)就是(shi)二輥(gun)(gun)(gun)或(huo)三(san)輥(gun)(gun)(gun)式縱(zong)軋連(lian)軋機(ji)，只是(shi)連(lian)軋的(de)(de)是(shi)空心(xin)管(guan)體。二輥(gun)(gun)(gun)式前后(hou)相鄰機(ji)架軋輥(gun)(gun)(gun)軸線互垂(chui)90°,三(san)輥(gun)(gun)(gun)式軋輥(gun)(gun)(gun)軸線互錯60°,這(zhe)樣空心(xin)荒管(guan)在軋制過程中所有(you)方向都受(shou)到徑(jing)(jing)向壓縮(suo)，直至達到成(cheng)品(pin)(pin)要求的(de)(de)外(wai)徑(jing)(jing)熱尺寸和(he)橫(heng)斷(duan)面形狀。減徑(jing)(jing)不僅(jin)擴大了機(ji)組生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)品(pin)(pin)種(zhong)規(gui)格(ge)(ge)(ge)，增加軋制長度(du)，而且減少前部工(gong)(gong)序要求的(de)(de)毛管(guan)規(gui)格(ge)(ge)(ge)數量、相應的(de)(de)管(guan)坯規(gui)格(ge)(ge)(ge)和(he)工(gong)(gong)具備品(pin)(pin)等，簡化生(sheng)產(chan)(chan)(chan)管(guan)理；另外(wai)還會(hui)減少前部工(gong)(gong)序更換生(sheng)產(chan)(chan)(chan)規(gui)格(ge)(ge)(ge)次數，提高機(ji)組的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)能(neng)力。正是(shi)因為這(zhe)一(yi)點，新設計的(de)(de)定徑(jing)(jing)機(ji)架數很多也由原來(lai)的(de)(de)5架變為7~14架以上(shang)，這(zhe)在一(yi)定程度(du)上(shang)也起(qi)到減徑(jing)(jing)作(zuo)用(yong)。
減(jian)(jian)(jian)徑(jing)(jing)機有(you)兩種形式(shi)，一是(shi)微張(zhang)力(li)(li)減(jian)(jian)(jian)徑(jing)(jing)機，減(jian)(jian)(jian)徑(jing)(jing)過程中壁厚增加，橫截面(mian)(mian)上的壁厚均勻性惡化，所以總減(jian)(jian)(jian)徑(jing)(jing)率(lv)限制(zhi)在(zai)40%~50%;二是(shi)張(zhang)力(li)(li)減(jian)(jian)(jian)徑(jing)(jing)機，減(jian)(jian)(jian)徑(jing)(jing)時機架間存在(zai)張(zhang)力(li)(li)，使得縮徑(jing)(jing)的同時減(jian)(jian)(jian)壁，進一步擴(kuo)大生(sheng)產產品的規格范圍，橫截面(mian)(mian)壁厚均勻性也比(bi)同樣減(jian)(jian)(jian)徑(jing)(jing)率(lv)下的微張(zhang)力(li)(li)減(jian)(jian)(jian)徑(jing)(jing)好。
三(san)輥(gun)式定減徑機(ji)和二輥(gun)式定減徑機(ji)相比(bi)，存在以下幾個方(fang)面(mian)的差異：
1. 機(ji)(ji)架間距(ju) 三輥式定減(jian)徑機(ji)(ji)機(ji)(ji)架間距(ju)比二(er)輥式定減(jian)徑機(ji)(ji)機(ji)(ji)小，但機(ji)(ji)械結構復雜(za)；
2. 單機架變形(xing)(xing)量 與(yu)二(er)輥式定(ding)(ding)減機相比，三輥式定(ding)(ding)減徑機每個軋輥軋制變形(xing)(xing)量小(xiao)，管端(duan)增厚長度(du)小(xiao)、切(qie)頭切(qie)尾少、金屬(shu)損耗(hao)少；
3. 不銹鋼(gang)管(guan)質量 三輥(gun)(gun)(gun)式比(bi)(bi)二輥(gun)(gun)(gun)式定減(jian)徑(jing)機(ji)軋輥(gun)(gun)(gun)孔型周(zhou)邊的速度差(cha)小(xiao)，從(cong)而(er)(er)減(jian)少(shao)軋輥(gun)(gun)(gun)與(yu)(yu)鋼(gang)管(guan)的相對滑動，軋輥(gun)(gun)(gun)較小(xiao)，沿周(zhou)向每個軋輥(gun)(gun)(gun)孔型與(yu)(yu)鋼(gang)管(guan)接觸弧長較小(xiao)，這使周(zhou)向上所受的變形力比(bi)(bi)較均(jun)(jun)勻(yun)，金屬變形時的流(liu)動趨于(yu)均(jun)(jun)勻(yun)，從(cong)而(er)(er)可以(yi)減(jian)少(shao)橫(heng)向壁(bi)厚的不均(jun)(jun)勻(yun)程(cheng)度，所以(yi)三輥(gun)(gun)(gun)式定減(jian)徑(jing)機(ji)與(yu)(yu)二輥(gun)(gun)(gun)式定減(jian)徑(jing)機(ji)相比(bi)(bi)，生產的鋼(gang)管(guan)外徑(jing)圓度較好(hao)；
4. 機架布置 三(san)輥式定減徑機軋輥交(jiao)叉60°,使軋機結(jie)構簡化，便于布置；
5. 張力的建立 三輥式定減徑機軋輥數目多，則軋制時對鋼管的曳入性能較好，可在較短的咬入鋼管長度(du)上建立足(zu)夠(gou)的張力；
6. 可(ke)調整性 二輥式定減徑機容易實現在線孔型尺寸(cun)的(de)調整，以滿足標準，規范對外(wai)徑偏差(cha)的(de)要求(qiu)，而三(san)輥式定減徑機一般不能實現在線孔型尺寸(cun)的(de)調整。
現在廣泛采(cai)用的是三輥定減徑機。
三、張力減徑機
1. 張(zhang)力減徑(jing)機的(de)特(te)點
張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)減徑(jing)機(ji)(ji)(ji)實際上是一(yi)(yi)(yi)種空心軋制的多機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)連軋機(ji)(ji)(ji)，被軋制的鋼管不僅受(shou)到(dao)徑(jing)向壓縮，同(tong)時還(huan)受(shou)到(dao)縱(zong)向拉伸(shen)，即(ji)存在張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)，故稱為(wei)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)減徑(jing)。在張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)的作用下，鋼管在減徑(jing)的同(tong)時，還(huan)利用各架(jia)(jia)間建立(li)足夠(gou)大的張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)來實現減壁的目的，進(jin)一(yi)(yi)(yi)步擴大生產產品的規格范(fan)圍，橫(heng)截(jie)面壁厚均勻性也比同(tong)樣減徑(jing)率(lv)下的微張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)減徑(jing)好(hao)。總減徑(jing)率(lv)最(zui)大達75%~80%,減壁率(lv)一(yi)(yi)(yi)般可達35%~40%,總延(yan)伸(shen)系數一(yi)(yi)(yi)般在6~8,最(zui)大可達9以(yi)上，因此其(qi)工(gong)作機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)數更(geng)多，一(yi)(yi)(yi)般為(wei)14~24架(jia)(jia)，甚至多達28架(jia)(jia)。
在無縫鋼管(guan)機組特別(bie)是連續軋管(guan)機組中配(pei)置張力減徑機具有(you)以下特點：
a. 可(ke)以大大減少減徑(jing)(jing)前(qian)的(de)鋼管規格(ge)，提高軋(ya)管機(ji)(ji)組生(sheng)產(chan)效率(lv)，軋(ya)管機(ji)(ji)組只生(sheng)產(chan)少數(shu)幾個(ge)外徑(jing)(jing)規格(ge)，而經張(zhang)力(li)減徑(jing)(jing)后可(ke)以得到各種(zhong)尺寸(cun)規格(ge)的(de)成品鋼管；
b. 可以減(jian)少(shao)前部工(gong)序（穿孔和(he)軋(ya)管）生(sheng)產工(gong)具的數量，提(ti)高機(ji)組作(zuo)業率，由于(yu)管坯和(he)荒管規格的減(jian)少(shao)，工(gong)具、備(bei)品(pin)備(bei)件和(he)更換時(shi)間(jian)大大減(jian)少(shao)，生(sheng)產更加穩定，從而(er)增加了(le)機(ji)組的作(zuo)業時(shi)間(jian)；
c. 可(ke)以擴大品(pin)種規格(ge)，減(jian)徑(jing)量高(gao)達(da)80%,減(jian)壁量達(da)45%,通(tong)過張力減(jian)徑(jing)可(ke)以直(zhi)接(jie)生(sheng)產小(xiao)口(kou)徑(jing)無縫鋼管；
d. 張(zhang)力減徑的延伸系數(shu)6~9,故(gu)可以生產長(chang)達165m的鋼管。
張(zhang)(zhang)力(li)減(jian)徑(jing)的(de)缺點是在(zai)張(zhang)(zhang)力(li)減(jian)徑(jing)機(ji)軋制(zhi)中(zhong)鋼管(guan)(guan)(guan)中(zhong)間部分的(de)管(guan)(guan)(guan)壁受到(dao)張(zhang)(zhang)力(li)作用而減(jian)薄，頭尾兩端的(de)管(guan)(guan)(guan)壁由于受不到(dao)張(zhang)(zhang)力(li)或(huo)受到(dao)的(de)張(zhang)(zhang)力(li)由小變大(da)，出現增厚(hou)段(duan)，這部分增厚(hou)超(chao)過公差，需(xu)切(qie)掉，增加了切(qie)頭尾損失(shi)，所以一般要求進(jin)入張(zhang)(zhang)力(li)減(jian)徑(jing)機(ji)的(de)管(guan)(guan)(guan)子來料長度要足(zu)夠長，在(zai)經(jing)濟(ji)上(shang)才(cai)合理。
近(jin)年來張力減徑的發展(zhan)趨(qu)勢(shi)是：
a. 三輥(gun)式(shi)張力(li)減徑機采用(yong)日漸普遍，二輥(gun)式(shi)只(zhi)用(yong)于壁厚(hou)大于10~12mm的厚(hou)壁管；
b. 減徑(jing)(jing)率有所(suo)提高，入口(kou)荒管管徑(jing)(jing)日益增大，最(zui)大直徑(jing)(jing)現(xian)在已(yi)達300mm;
c. 出口速度日益提高，現已到16~18m/s;
d. 近年來投產的張力(li)減(jian)徑機架數不斷增加，目前最多達到28~30架。
2. 張力減徑機(ji)的(de)管端偏厚(hou)
張力(li)(li)減(jian)徑(jing)機(ji)的(de)(de)工藝特點(dian)是應用相(xiang)互(hu)緊靠及串(chuan)列(lie)(lie)的(de)(de)軋(ya)制(zhi)機(ji)架序(xu)(xu)列(lie)(lie)使(shi)鋼(gang)管的(de)(de)外徑(jing)遞減(jian)，同(tong)時利用該序(xu)(xu)列(lie)(lie)中(zhong)軋(ya)制(zhi)速度差在鋼(gang)管上形成縱向(xiang)拉應力(li)(li)，張力(li)(li)，通過控制(zhi)張力(li)(li)的(de)(de)大小來使(shi)鋼(gang)管壁(bi)(bi)厚按要求值變化。因此現代張力(li)(li)減(jian)徑(jing)機(ji)不僅可以(yi)減(jian)徑(jing)，同(tong)時可以(yi)減(jian)壁(bi)(bi)，而且橫截面上壁(bi)(bi)厚分布(bu)比(bi)較(jiao)均勻。但它有個突出的(de)(de)缺點(dian)，就(jiu)是首尾管壁(bi)(bi)相(xiang)對中(zhong)部偏(pian)厚，增加了切頭損失。
a. 管(guan)端偏厚成因
影響(xiang)管(guan)端(duan)(duan)偏厚的(de)(de)(de)因素很多(duo)，但造成張(zhang)(zhang)(zhang)減管(guan)端(duan)(duan)偏厚的(de)(de)(de)主(zhu)要原(yuan)因是軋(ya)(ya)件首(shou)尾軋(ya)(ya)制時(shi)都(dou)是處(chu)于(yu)過程的(de)(de)(de)不穩(wen)定(ding)階段。首(shou)先，軋(ya)(ya)件兩端(duan)(duan)總有相當(dang)于(yu)機(ji)(ji)架(jia)間(jian)距的(de)(de)(de)一段長度，一直都(dou)是在無(wu)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)狀態(tai)下(xia)減徑(jing)；其次，前(qian)端(duan)(duan)在進入(ru)機(ji)(ji)組的(de)(de)(de)前(qian)3~5機(ji)(ji)架(jia)之(zhi)后，軋(ya)(ya)機(ji)(ji)間(jian)的(de)(de)(de)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)才(cai)逐漸由(you)零(ling)增加(jia)到(dao)穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)制的(de)(de)(de)最(zui)(zui)大值(zhi)，而尾部在離開最(zui)(zui)后3~5機(ji)(ji)架(jia)時(shi)，軋(ya)(ya)機(ji)(ji)間(jian)的(de)(de)(de)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)又(you)從穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)制的(de)(de)(de)最(zui)(zui)大值(zhi)降(jiang)(jiang)到(dao)零(ling)。這樣軋(ya)(ya)件相應的(de)(de)(de)前(qian)端(duan)(duan)壁厚就由(you)最(zui)(zui)厚逐漸降(jiang)(jiang)到(dao)穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)制時(shi)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)薄(bo)值(zhi)，尾端(duan)(duan)又(you)由(you)穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)制的(de)(de)(de)最(zui)(zui)薄(bo)值(zhi)逐漸增厚到(dao)無(wu)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)減徑(jing)時(shi)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)大厚度。
b. 影(ying)響管端偏厚因素
首(shou)尾厚壁段的(de)切損率，主要取決于以下(xia)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(dan)從另一方(fang)面看，加大張(zhang)力(li)可以使(shi)用(yong)(yong)較厚的毛(mao)管(guan)提(ti)高機組(zu)產(chan)率，所以實際生(sheng)產(chan)中應當摸(mo)索合理的張(zhang)力(li)制度(du)，以求得最佳的經濟效(xiao)果。實踐證明(ming)，進入減(jian)徑機的來料長度(du)應在18~20m以上，在經濟上才是合理的。因(yin)此(ci)張(zhang)力(li)減(jian)徑機多用(yong)(yong)于連續軋管(guan)機、皮爾格軋機和連續焊(han)管(guan)機組(zu)之(zhi)后。
目(mu)前(qian)試圖用(yong)分(fen)析公(gong)式(shi)計(ji)算(suan)管端(duan)偏厚段的長(chang)度尚(shang)有一定困難，實際生(sheng)產中多以經驗公(gong)式(shi)估(gu)算(suan)。式(shi)（5-1)適(shi)用(yong)于總延伸為1.5~7.0的情況：
c. 改善管端偏(pian)厚措施
為(wei)了減少張力減徑機的切頭(tou)損失，主要(yao)可以從(cong)下(xia)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(li)減徑機軋(ya)后(hou)成品長度一般在(zai)120~180m,進(jin)人冷(leng)床前由(you)飛(fei)鋸或飛(fei)剪切成定尺(chi)。
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(xiu)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。
