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(xiu)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(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。
斜軋擴徑(jing)一(yi)般一(yi)個道次的擴徑(jing)率為35%~65%,最大可達75%甚至80%,可生產的品種有：套管、鍋爐電站用管、氣(qi)瓶(ping)管、管線管、液壓支架(jia)管、結構管、機加工管、石油裂化管和高壓化肥管等。
一(yi)、工藝描述
斜(xie)軋(ya)(ya)擴徑(jing)機組(zu)母管(guan)(guan)(guan)(guan)有兩種(zhong)：一(yi)種(zhong)是(shi)來自軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機組(zu)（自動軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機、連續軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機等）的(de)(de)成品(pin)管(guan)(guan)(guan)(guan)；另(ling)一(yi)種(zhong)是(shi)來自穿孔機后的(de)(de)毛管(guan)(guan)(guan)(guan)。斜(xie)軋(ya)(ya)擴徑(jing)機既可(ke)(ke)(ke)與主軋(ya)(ya)機成在(zai)線布置，也可(ke)(ke)(ke)離(li)線布置。根據來料(liao)母管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)壁厚和溫(wen)度(du)，在(zai)線布置的(de)(de)可(ke)(ke)(ke)直(zhi)接送(song)(song)擴徑(jing)機加(jia)工；離(li)線布置或溫(wen)度(du)較低的(de)(de)不銹鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)送(song)(song)入(ru)加(jia)熱爐中加(jia)熱至1100~1250℃,由輥道送(song)(song)出(chu)，經高壓水進行外表面除鱗(lin)后，以螺旋的(de)(de)運動方式送(song)(song)入(ru)斜(xie)軋(ya)(ya)擴徑(jing)機進行擴徑(jing)軋(ya)(ya)制；溫(wen)度(du)損失較少的(de)(de)厚壁管(guan)(guan)(guan)(guan)經橫移(yi)臺架輸送(song)(song)和高壓水除鱗(lin)后可(ke)(ke)(ke)直(zhi)接送(song)(song)斜(xie)軋(ya)(ya)擴徑(jing)機組(zu)進行擴徑(jing)軋(ya)(ya)制。
斜軋(ya)(ya)擴徑(jing)機主要是由(you)(you)兩個(ge)位(wei)于不重(zhong)合的(de)(de)(de)(de)水(shui)平面上同向轉動(dong)的(de)(de)(de)(de)錐(zhui)形輥(gun)(gun)(gun)、一(yi)對上下(xia)布置(zhi)的(de)(de)(de)(de)固定導(dao)板以及(ji)一(yi)個(ge)錐(zhui)形頂頭和一(yi)個(ge)沿軋(ya)(ya)制中心線方向支撐(cheng)頂頭的(de)(de)(de)(de)頂桿(gan)組成，在軋(ya)(ya)制過(guo)程中，管(guan)徑(jing)擴大(da)、壁(bi)厚減薄，延伸系數接近1。軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)軸(zhou)(zhou)(zhou)布置(zhi)在兩個(ge)偏離的(de)(de)(de)(de)水(shui)平面上，沿軸(zhou)(zhou)(zhou)向有(you)一(yi)個(ge)大(da)交叉(cha)(cha)角(jiao)度。軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)軸(zhou)(zhou)(zhou)線的(de)(de)(de)(de)空間交叉(cha)(cha)和垂直偏移量將產生喂(wei)入角(jiao)并使軋(ya)(ya)件作螺旋運(yun)動(dong)，如圖 4-25 所示。調整軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)軸(zhou)(zhou)(zhou)向位(wei)置(zhi)可以改變軋(ya)(ya)件的(de)(de)(de)(de)咬入條件及(ji)荒管(guan)的(de)(de)(de)(de)外徑(jing)，頂頭位(wei)置(zhi)決定擴徑(jing)后荒管(guan)的(de)(de)(de)(de)壁(bi)厚。軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)由(you)(you)計(ji)算(suan)機進行(xing)設計(ji)。
在(zai)斜軋擴徑(jing)機軋制(zhi)過程(cheng)中，通過頂(ding)頭(tou)(tou)內壁(bi)噴(pen)嘴(zui)噴(pen)鹽溶液來去除管子(zi)內表面(mian)氧化(hua)(hua)鐵(tie)皮及起潤滑作(zuo)用，以優化(hua)(hua)表面(mian)質量，并保證頂(ding)頭(tou)(tou)有(you)足夠長的使用壽命。軋制(zhi)時頂(ding)頭(tou)(tou)和頂(ding)桿是(shi)相連接(jie)的，但可以快(kuai)速地裝拆(chai)，擴徑(jing)結束后，頂(ding)桿從管中抽(chou)出，頂(ding)頭(tou)(tou)在(zai)軋機出口位置冷卻、檢查和潤滑后重復使用。
斜軋擴徑(jing)機(ji)(ji)的(de)調(diao)整(zheng)依靠在線的(de)軟件(jian)包(bao)(bao)，基于少數(shu)(shu)基礎數(shu)(shu)據（管(guan)徑(jing)、鋼種、溫(wen)度等(deng)），計(ji)算機(ji)(ji)對(dui)整(zheng)個(ge)軋制線計(ji)算出所有的(de)調(diao)整(zheng)參數(shu)(shu)。此外(wai)，這一軟件(jian)包(bao)(bao)也對(dui)軋制時的(de)動力(li)參數(shu)(shu)（如力(li)能、電流(liu)、電機(ji)(ji)功率等(deng)）進行估(gu)算。
現代斜軋擴(kuo)徑機的(de)頂桿采用液(ye)壓(ya)小(xiao)艙控(kong)制定位，液(ye)壓(ya)小(xiao)艙也可以(yi)在軋制過程中調(diao)整頂頭位置，以(yi)實現控(kong)制系統對因頂桿彈性和膨脹延(yan)伸所(suo)產(chan)生的(de)長度(du)變化(hua)進行補償，從而保證產(chan)品質量的(de)穩(wen)定性。軋制過程管子(zi)受到上下導板的(de)約束。
軋(ya)制(zhi)時數(shu)(shu)據存儲(chu)(chu)(chu)系(xi)統(tong)對整個軋(ya)線的最主要(yao)(yao)的工藝、操(cao)作參數(shu)(shu)進(jin)行(xing)測量(liang)、顯示和(he)記錄(lu)。這(zhe)有利于提(ti)高產(chan)品(pin)質量(liang)和(he)軋(ya)制(zhi)效率，因為數(shu)(shu)據存儲(chu)(chu)(chu)系(xi)統(tong)測得的實際值(zhi)和(he)由調(diao)(diao)整數(shu)(shu)學模型進(jin)行(xing)計算所(suo)得的預(yu)期值(zhi)兩者進(jin)行(xing)比較，若(ruo)有差異，控制(zhi)系(xi)統(tong)或操(cao)作者可(ke)以立即得知軋(ya)線的不(bu)正常功能和(he)不(bu)正常狀態，并(bing)加以調(diao)(diao)整。此外(wai)，每一根熱擴徑(jing)鋼管的主要(yao)(yao)數(shu)(shu)據均加以存儲(chu)(chu)(chu)，可(ke)以用于進(jin)一步的工藝操(cao)作分析，以便改進(jin)實際操(cao)作。
斜軋(ya)擴徑(jing)機(ji)的(de)一個主(zhu)(zhu)要(yao)特點(dian)是(shi)產品質量穩定，保(bao)持壁厚精度不變(bian)，這是(shi)由(you)(you)于(yu)液壓小艙(cang)可以(yi)對(dui)軋(ya)機(ji)和扎(zha)制(zhi)時(shi)頂頭(tou)(tou)位移而造成(cheng)的(de)任何(he)長度尺寸變(bian)異進(jin)(jin)行補償(chang)。主(zhu)(zhu)要(yao)是(shi)針對(dui)頂頭(tou)(tou)、頂桿的(de)熱膨脹，機(ji)因利履算出所要(yao)求的(de)液壓小艙(cang)運動規律(lv)，根(gen)據軋(ya)機(ji)的(de)實際(ji)操作對(dui)頂頭(tou)(tou)位移量進(jin)(jin)行數字模擬(ni)并加(jia)以(yi)放大，而由(you)(you)液壓小艙(cang)控制(zhi)系統進(jin)(jin)行實時(shi)補償(chang)。
出斜軋擴徑機(ji)后(hou)(hou)的(de)管(guan)子由橫移裝置和輥道運送(song)(song)(song)至(zhi)均整機(ji)進(jin)(jin)行均整，以進(jin)(jin)一步改(gai)善管(guan)子的(de)表(biao)面質量(liang)。均整后(hou)(hou)的(de)鋼(gang)(gang)管(guan)由專用設備送(song)(song)(song)至(zhi)步進(jin)(jin)梁(liang)式再加熱爐中加熱，加熱好的(de)鋼(gang)(gang)管(guan)經高壓(ya)水除鱗(lin)后(hou)(hou)在定徑機(ji)組定徑，得到成品尺寸(cun)的(de)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)。定徑后(hou)(hou)的(de)鋼(gang)(gang)管(guan)送(song)(song)(song)往冷床冷卻(que)，收集(ji)后(hou)(hou)在中間庫存放。
根(gen)據生產(chan)品種(zhong)的要求，需要矯(jiao)直的鋼(gang)管(guan)(guan)由吊車從中間庫吊運到壓力矯(jiao)直機上(shang)進行矯(jiao)直，之后(hou)再吊運到精整線(xian)進行精整。首先由輥道送到切割(ge)裝置處切頭(tou)尾，然后(hou)經(jing)(jing)橫移(yi)臺架送至銑頭(tou)、倒棱(leng)處加工。經(jing)(jing)過銑頭(tou)、倒棱(leng)的鋼(gang)管(guan)(guan)再送往超(chao)聲波探傷處探傷，有缺陷的鋼(gang)管(guan)(guan)被打(da)上(shang)標(biao)記并被撥入缺陷管(guan)(guan)收集料筐，合格鋼(gang)管(guan)(guan)則運送至測長(chang)、稱重、打(da)標(biao)裝置處進行測長(chang)、稱重和打(da)標(biao)，然后(hou)運送到中間庫或(huo)成品庫轉運或(huo)發貨。
對于需要水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)不銹鋼管，倒(dao)棱后(hou)直接送入(ru)水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)機進(jin)行水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)，對節奏來不及(ji)(ji)的(de)(de)鋼管由(you)吊(diao)車吊(diao)運至(zhi)中間(jian)庫(ku)存(cun)放(fang)，然(ran)后(hou)根據生產計劃安排，再自中間(jian)庫(ku)吊(diao)出送至(zhi)水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)機的(de)(de)上料臺架，進(jin)行水壓(ya)(ya)試(shi)(shi)驗(yan)，之后(hou)測長、稱重及(ji)(ji)打標(biao)，運人成品庫(ku)存(cun)放(fang)。
對于需要熱處理和(he)管加工(gong)的鋼(gang)管，則經過矯直、切頭尾、銑(xian)頭、探(tan)傷及(ji)稱重打(da)標后送往中間庫存放，再(zai)轉運(yun)至(zhi)公司相(xiang)應車間進行處理和(he)加工(gong)。
對于超聲探傷后認為(wei)(wei)可以修磨的缺陷(xian)管送入修磨臺架上(shang)進行修磨、復探；不(bu)可修磨的缺陷(xian)或由再切鋸改尺，切除(chu)有缺陷(xian)的部分（剩余部分作(zuo)為(wei)(wei)短尺管收集、存放(fang)、發運），或直接判為(wei)(wei)廢品。對于水壓試驗后的不(bu)合格鋼(gang)管直接判為(wei)(wei)廢品或在再切鋸上(shang)改尺。
二、各種生產工藝的特點及設備(bei)選(xuan)型
目前(qian)，國內外直徑(jing)大于460mm熱軋(ya)無縫(feng)不銹鋼管的生產方(fang)式主要有：擠壓法(fa)、頂管法(fa)、周期軋(ya)管法(fa)、二次穿孔法(fa)和擴徑(jing)法(fa)。
擠(ji)壓法主要用于低塑性難變形高合金(jin)鋼管(guan)的生產(chan)；頂管(guan)機、擠(ji)壓機適于高合金(jin)特殊專用管(guan)材生產(chan)，其年產(chan)量低，軋制批量小。
周(zhou)期(qi)式(shi)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)尺寸精度低，缺陷多，效(xiao)率(lv)和成(cheng)材率(lv)不高，故使用批量(liang)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)大(da)(da)直(zhi)徑無縫鋼(gang)管(guan)(guan)通常采用擴(kuo)(kuo)徑的(de)(de)(de)方式(shi)來生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)，即由已有(you)的(de)(de)(de)熱(re)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)組提(ti)供荒管(guan)(guan)為(wei)原料(liao)，經(jing)加熱(re)擴(kuo)(kuo)徑、減壁(bi)軋(ya)(ya)制生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)，斜軋(ya)(ya)擴(kuo)(kuo)徑機(ji)(ji)可以(yi)是離線布(bu)置的(de)(de)(de)，也可以(yi)在線布(bu)置。周(zhou)期(qi)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)法可以(yi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)直(zhi)徑426mm 以(yi)上的(de)(de)(de)大(da)(da)直(zhi)徑厚壁(bi)鋼(gang)管(guan)(guan)（如德國Rath廠的(de)(de)(de)周(zhou)期(qi)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)組可生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)φ711.2mm鋼(gang)管(guan)(guan)），但產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)表面質量(liang)不佳，生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)效(xiao)率(lv)不高。隨著其(qi)他更先(xian)進的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)技術(shu)的(de)(de)(de)出現(xian)，周(zhou)期(qi)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)法因其(qi)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)壁(bi)厚精度不高，已不再(zai)是生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)大(da)(da)口徑厚壁(bi)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)最佳生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)方式(shi)，目前國內最大(da)(da)的(de)(de)(de)周(zhou)期(qi)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)是攀成(cheng)鋼(gang)的(de)(de)(de)ф318mm機(ji)(ji)組，產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)規格范圍為(wei)ф168~377mm,設計生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)能力12萬噸，改造后外徑擴(kuo)(kuo)大(da)(da)到(dao)(dao)ф508mm,產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)達(da)到(dao)(dao)17萬噸。
二(er)(er)次穿(chuan)(chuan)孔(kong)法是將已在(zai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)穿(chuan)(chuan)出(chu)的毛管(guan)(guan)在(zai)另一(yi)臺穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)上(shang)進(jin)行(xing)第二(er)(er)次穿(chuan)(chuan)孔(kong)，以達到擴徑減(jian)壁(bi)的目的。在(zai)世界鋼(gang)管(guan)(guan)發(fa)展史上(shang)，美國(guo)Gary廠采用二(er)(er)次穿(chuan)(chuan)孔(kong)法曾生產(chan)出(chu)外徑為φ339.7~508mm,最薄(bo)壁(bi)厚(hou)為6.35mm的不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)。近(jin)年來(lai)，我(wo)國(guo)江都誠德鋼(gang)管(guan)(guan)公司在(zai)同一(yi)臺ф1000mm巨龍(long)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)上(shang)進(jin)行(xing)二(er)(er)次穿(chuan)(chuan)孔(kong)，生產(chan)出(chu)直徑約Φ600mm特大(da)口徑厚(hou)壁(bi)鋼(gang)管(guan)(guan)，用于二(er)(er)次穿(chuan)(chuan)孔(kong)的另一(yi)臺ф600mm穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)最近(jin)已試車投產(chan)。
目(mu)前使用(yong)的(de)擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)有拉(la)拔式擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)、推制(zhi)式擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)和輥式斜(xie)軋擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)三種生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)方式。前兩種擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)由于受應力狀態和變形(xing)特點的(de)限(xian)制(zhi)，管材表面細(xi)微缺陷擴(kuo)大，易產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)裂紋和內直(zhi)道缺陷，外徑(jing)(jing)、壁厚(hou)偏差(cha)及彎曲(qu)度均要變大，生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)鋼管的(de)尺寸精(jing)度、表面質量不及輥式斜(xie)軋擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)好。拉(la)拔式擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)因成(cheng)材率(lv)低、生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)效率(lv)低及工具費(fei)用(yong)高等缺點。現在許多國家一般都不再(zai)新。建拉(la)拔式擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)進(jin)行擴(kuo)徑(jing)(jing)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)。
國際上采用斜軋擴(kuo)(kuo)徑(jing)法（也稱(cheng)盤式擴(kuo)(kuo)徑(jing)法或旋轉擴(kuo)(kuo)徑(jing)法）生產(chan)大口(kou)徑(jing)無(wu)縫(feng)不銹鋼管的主要(yao)廠(chang)家包(bao)括：美國的USS/Kobe-Lorain廠(chang)，由自動軋管機(ji)供(gong)坯(pi)，產(chan)品規格：外徑(jing)Φ406.4~660.4mm、壁厚8~10mm、最大長度13m,生產(chan)能力15萬t/a;
捷克的VFChomutov廠，在兩(liang)臺周期(qi)軋管(guan)機后各配(pei)一臺斜軋擴徑機，最大管(guan)徑分別是(shi)ф530mm和ф720mm,生產能力(li)10萬t/a.
特別值得(de)一提的(de)是1993年(nian)投產的(de)意大利(li)達(da)爾(er)明鋼管廠的(de)斜(xie)軋擴(kuo)徑機(ji)組(zu)，采(cai)用了液壓小艙工藝軟件(jian)包等最新技(ji)術使得(de)產品質量、成材率、工具消耗等指標(biao)全(quan)面得(de)到了優化(hua)。該擴(kuo)徑機(ji)由MPM供坯(pi)，產品規格范圍(wei)為：外徑φ355.6~622.3mm(可(ke)擴(kuo)大到ф711.2mm)。
據(ju)不(bu)完全(quan)統計，國際上共有7臺(tai)(tai)拉(la)拔擴(kuo)徑機，其中(zhong)意大利2臺(tai)(tai)、法(fa)國2臺(tai)(tai)、委內瑞拉(la)1臺(tai)(tai)、中(zhong)國1臺(tai)(tai)，阿根廷1臺(tai)(tai)，除法(fa)國的1臺(tai)(tai)安(an)裝(zhuang)在Φ400mm自動軋管機之后(hou)外(wai)，其余(yu)6臺(tai)(tai)均配置(zhi)在周期軋管機之后(hou)，生產(chan)能(neng)力一般為3萬t/a.由于(yu)拉(la)拔擴(kuo)徑法(fa)生產(chan)效率低，金屬消耗(hao)大，產(chan)品(pin)質量不(bu)佳，沒有得到進一步(bu)發展。
近年來，推制擴徑法(fa)在(zai)我(wo)國(guo)得到了廣泛應用(yong)。天津鋼管(guan)實業(ye)開(kai)發公司的4臺推制式(shi)擴徑機(ji)可生(sheng)產(chan)φ(273~800)mm×(5.4~30)mm的無縫(feng)鋼管(guan)，生(sheng)產(chan)能力約1萬～2萬噸/a.在(zai)采(cai)用(yong)了嚴格管(guan)理、改(gai)進工具(ju)設計、優化(hua)生(sheng)產(chan)工藝等(deng)一(yi)系列措施后，產(chan)品(pin)(pin)質量得到了明(ming)顯改(gai)善，但國(guo)內其他機(ji)組的產(chan)品(pin)(pin)質量難以保(bao)證(zheng)。
斜軋(ya)擴徑機于20世紀20年代隨著(zhu)石油天然氣(qi)工業(ye)(ye)對大直徑熱軋(ya)無縫不銹鋼管的(de)需求增加(jia)而(er)用(yong)于工業(ye)(ye)生產的(de)，主要(yao)應用(yong)在(zai)美國、德國和捷克，目前有4套機組(zu)在(zai)生產運行，生產鋼管的(de)最(zui)大外徑為(wei)711.2mm。
新(xin)型輥式斜軋擴徑(jing)機產品表面質量好，鋼(gang)(gang)管金屬組(zu)織均勻，尺寸精度高。鋼(gang)(gang)管壁厚精度可達(da)到(dao)±4.5%~8%,生(sheng)(sheng)產效率高，金屬消耗小。上述(shu)優點已使新(xin)型斜軋擴徑(jing)工藝成為當(dang)今一種經濟靈活(huo)的大(da)口(kou)徑(jing)不銹鋼(gang)(gang)管生(sheng)(sheng)產工藝。
斜(xie)軋(ya)擴徑的(de)產品規格(ge)為(wei)：外(wai)徑Φ323~720mm、壁厚(hou)9.5~40mm、長度6000~12500mm。
