钢管张力减径工艺特点及设备选型

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钢管减径技术发展历史及工序质量控制

圆孔型
椭圆孔型
圆孔型
椭圆孔型
圆孔型
减径系列: B 荒管直径: 281 mm 最小荒管壁厚.: 6.35 mm 总减径率: 30.4 % 单机架减径率: 3.3 %
减径系列: C 荒管直径: 350 mm 最小荒管壁厚: 8.1 mm 总减径率: 21.3 % 单机架减径率: 2.2 %
⑤、减径机的型式和传动的方式
减径机的型式传动的方式美国二辊式单独电机传动欧洲三辊式集中差动传动
钢管减径的优点
㈠、电焊钢管机组配减径机 ①可以大大提高小直径钢管的产量； ②可以减少调整成型机和电焊机的次数； ③可以减少所需要的坯料规格。由于电焊钢管机组上可以生产很长很长的钢管，减径机后面的飞锯技术也很成熟，因此在减径机同电焊机组联合生产的情况下，切头损失是很小的。㈡、无缝钢管轧机配减径机 ①可以使无缝钢管轧机直接生产小直径（50mm以下）热轧管，以前只能采用冷拔方法生产； ②大大提高较小规格钢管的产量，特别是一些石油工业用的油管和输送管； ③可以大大简化穿孔机和轧管机的调整，提高生产效率。
②工艺控制系统和工艺自动化系统 (CARTA®)
CARTA工艺系统主要有三部分组成:工艺计划系统、工艺过程管理系统、工艺质量保证管理系统
• 通过工艺计划系统，能使轧机和轧制工具达到最佳化的基本调整； • 通过工艺过程管理系统，能使生产中所有的轧制过程全部保持良好的轧制状态； • 通过工艺质量保证管理系统，能够记录生产中每根钢管的有关数据并输送给工艺检测系统进行分析评定。通过上位计算机与每个单机上的子程序进行数据连接和工艺联网，进行各种工艺检测。
减径机CARTA系统的主要功能
• 局部壁厚控制系统（WTCL）

无缝钢管热处理工艺及设备选型

无缝钢管热处理工艺及设备选型荆长安【摘要】介绍了无缝钢管热处理的目的、常用热处理工艺和热处理制度,以及热处理工艺流程、平面布置的选择方法和设备选型的基本原则;分析了热处理设备的工作原理、优缺点及其适用范围.为企业投资者和从事相关专业的技术人员提供参考.根据热处理产品大纲来确定热处理工艺平面布置及设备选型;根据企业现有条件进一步优化设计方案,使热处理工艺制度、工艺设备配置达到最佳.【期刊名称】《钢管》【年(卷),期】2016(045)001【总页数】6页(P35-40)【关键词】无缝钢管;热处理工艺;设备选型;产品大纲;优化设计【作者】荆长安【作者单位】中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆401122【正文语种】中文【中图分类】TG155;TG156荆长安（1980-），男，工程师，主要从事钢管工艺设计与咨询工作。

无缝钢管的质量与其制造方法、化学成分及金相组织密切相关，在不改变制造方法及化学成分的前提下，要提高无缝钢管使用性能则需要改变无缝钢管的组织形态，采用热处理工艺可改变无缝钢管的组织结构和性能，满足无缝钢管标准的规定或采购方的特殊技术要求。

（1）保证产品的使用性能：如管线钢管、石油油管、石油套管、钻杆、高压锅炉用无缝钢管等经过热处理的钢管，可直接用于设备或工程中。

（2）满足产品继续加工要求：如轴承钢管、气瓶用无缝钢管、机械用管等，用户根据用途对此类钢管进行二次加工。

（3）提高钢级的性能参数：通过热处理工艺，使某些低钢级无缝钢管达到较高钢级无缝钢管的使用性能，此方式可节省合金元素用量，降低无缝钢管的生产成本。

钢管品种众多，所使用的钢级（种）也不尽相同，同一品种的钢管其化学成分也可能存在一定差异，但经过热处理后钢管都能达到相关技术标准或采购方的技术条件。

依据产品标准，钢管热处理工艺主要有以下5类［1-4］。

（1）淬火＋高温回火（Q+T，又称调质处理）：将钢管加热至淬火温度，使钢管内部组织转变为奥氏体，再以大于临界淬火速度快速冷却，使钢管内部组织转变为马氏体，再配合高温回火，最终使钢管组织转变为均匀的回火索氏体组织。

轧钢线材减定径机操作调整及张力控制ppt课件

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•
（3）精轧出口尺寸单独按标准尺寸控制。
• （4）K3、K4换辊时，考虑成品尺寸的变化做好初步辊缝设定。
15
8.减定径机的轧制工艺完善工作
• （1）孔型设计：宽展设计是否合理造成堆拉严重，考虑宽展最大钢种，是否会过充满（主要是K4）
• （2）轧制表优化： • 注意：不同类产品：减定径机辊缝和
Φ8-16 1.03 (1.025 1.056 1.035 (1.012 1.106
)
)
Φ16- 1.25 (1.02) 1.046 1.032 (1.01) 1.090
25
说明:TM12-TM21间的主要由于减径机的前滑系数比定径机的前滑系数大0.02左右，因此增加0.02；()中的张力系数则要通过辊缝的调整来实现，本首次压，与下道次增加拉力。 5.6^2/5.4^2=1.076; 8.1^2/7.9^2=1.051;16.1^2/15.9^2=1.025；25.1^2/24.9^2=1.016，大规格张力控制要求高。
• △A= △H/Hp（ △H压下量，Hp 为轧件平均高度）。例:
• 4.5,平均高度3.53,辊缝变化0.1,面积影响2.83% • 4.5,平均高度3.93,辊缝变化0.1,面积影响2.55% • 5.5,平均高度4.32,辊缝变化0.1,面积影响2.31% • 10,平均高度7.85,辊缝变化0.1,面积影响1.27% • 15,平均高度11.78,辊缝变化0.1,面积影响0.85% • 25,平均高度19.63,辊缝变化0.1,面积影响0.51% • 辊缝设定时，精确评估轧机弹跳非常有意义。
过钢量为1200-1300t（1天）、减径机的过钢量为
期一半。

张力减径机钢管内六方成因分析

张力减径机钢管内六方成因分析武建兵;郭继保;董少峰【摘要】从理论上分析了张力减径机内六方产生的原因, 并运用有限元法模拟的内六方在张力减径机轧制中形成的过程, 提出了内六方的预防措施.%This paper analyzes the causes of the six party in the tension reducing mill, using the process of the six part is formed by finite element method, then put forward the prevention measures.【期刊名称】《科技创新与生产力》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P94-95,98)【关键词】张力减径机;内六方;模拟【作者】武建兵;郭继保;董少峰【作者单位】太原通泽重工有限公司, 山西太原 030032;太原通泽重工有限公司, 山西太原 030032;太原通泽重工有限公司, 山西太原 030032【正文语种】中文【中图分类】TG333钢管内六方是经过减径机连续轧出的钢管，形成外径为圆形，而钢管壁厚由于沿圆周方向不均匀，使内圆变为近似六边形形状的断面。

张力减径机机组在生产厚壁钢管时（S/D＞0.12），如果不采用合理的工艺措施，会形成严重的内六方，使钢管产品不合格。

参考文献 [1]到 [4]对内六方的产生做了一些研究，研究指出，形成钢管内六方的主要原因是由于轧件在轧制过程，横向受力不均导致沿孔型周边方向金属径向流动不均及相临机架孔型相互交替180°布置引起。

本文采用理论分析及三维有限元方法分析内六方产生的原因及过程。

荒管在轧制变形过程中，是逐架被轧制过去的，选择中间具有代表性的一架机架进行分析说明。

轧辊沿圆周方向120°均匀分布，单个孔槽左右对称，且孔型为椭圆形。

如图1所示，钢管在轧制过程中，由于孔型为椭圆形，孔槽顶部A处的压下量最大，B处次之，C处最小或没有压下量。

钢管冷加工的特点和工艺流程

钢管冷加工的特点和工艺流程
钢管冷加工包括冷轧、冷拔、冷张力减径和旋压等方法，它是生产精密薄壁和高强度管的主要方法。

其中冷轧、冷拔是普遍使用的钢管冷加工高效生产方法。

与热轧相比，冷加工有下列优点:可生产大直径薄壁管材;几何尺寸精度高;表面光洁;有助于晶拉细化.配以相应的热处理制度，可获得较高综合力学性能;可生产各种异吧和变断面管及一些热加工温范围窄，高温韧性低而室沮绷性好的材料.冷轧的突出优点是减壁能力弧.井可显著改善来料的性能、尺寸梢度和表面质鱿冷拔的道次减面率比冷轧低，但设铂较简单，工具费用少，生产灵括，产品的形状规格范围也较大。

因此现场需要合理联用冷轧，冷拔方式.近年来冷张力减径.焊管冷加工、超长管冷拔工艺等，可提高机组的产最.扩大品种规格范围，改善焊缝质量，为冷轧，冷拔提供合适的管料二此外，温加工近年来备受乘视，通感应加热至200一400℃，使管坯塑性提高，温轧的最大延仲率约为冷轧的2一3倍;温拔的断面收缩率提高扣.使一些塑性低、强度高的金属也有可能得到精加工。

尽管冷加工管的规格范围，尺寸精度、表面质量和组织性能均比热轧优异，但其生产中存在四个方面的问题：循环次数多，生产周期长，金属消耗大、中间处理过程复杂。

碳钢管和合金钢管的冷轧，冷拔生产一般工艺流程图。

各种钢管由于其材质、技术条件、规格不司，其生产工艺流程及工艺制度也有所不同.但总的来说由下列书要工序组成：
1）冷加工前处理，其中包括尺寸形状，组织性能和表面状态二方面的准备；
2）冷加，其中包括冷拔、冷耗和旋压等；
3）成品精整，其中包括成品热处理、切断、矫直和检验等。

本文出自/news/。

张力减径内六方成因分析及解决方法

张力减径内六方成因分析及解决方法罗登高【摘要】分析了无缝钢管在张力减径时内六方产生的原因及影响因素,重点分析了温度不均匀对内六方的影响,并结合现有工艺条件提出多种减少直至消除内多边形的措施.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】2页(P145-146)【关键词】无缝钢管;张力减径;内六方【作者】罗登高【作者单位】衡阳华菱钢管有限公司,湖南衡阳421001【正文语种】中文【中图分类】TH121 引言张力减径作为热轧无缝钢管生产的最后一道热变形工序，该工艺的目的是应用相互紧靠机串列的轧机机架使钢管进行连续加工，在加工时通过适当的轧制序列使钢管外径递减(轧辊如图1所示)，同时利用该机架序列中辊速比率的可变调节，使钢管壁厚按预定变化。

该工序还可消除前道工序(如穿孔、连轧等)轧制过程中造成的荒管外径不一(同一根或同一批)，以提高热轧成品管的外径精度和圆度。

但根据目前的生产情况，该工艺存在先天缺陷，即:加工后钢管内孔并不是所希望的圆，而是一种内多边形，近似于正六边形，简称为“内六方”。

2 内六方的形成原因产生内六方的直接原因是钢管在张减过程中，沿钢管孔型周边壁厚的变化是不均匀的。

减径管的内六方是由减径时沿孔型周边金属径向流动不均匀及相邻两机架孔型的辊缝相互交替所引起的。

某钢管厂在生产48.3×9.5的成品管时内六方较严重，如图1所示。

图1 钢管内六方示意图3 张力减径过程中的传热分析文献［1］中，作者通过分析轧辊对钢管的压力沿周向分布不均，钢管经多机架不均匀变形的积累，形成内六方［1－2］。

这里主要分析钢管温度分布不均匀对内六方的影响。

由于接触传热的复杂性，一般将接触传热用经验公式qj=hj(T－Tf)表示，等式中qj为接触换热热流，hj为等效接触导热系数，影响接触换热的所有因素都通过该系数考虑，T为钢管表面温度，Tf为与钢管接触的轧辊表面温度。

考虑钢管张力减径时，接触压力变化很大，而轧辊、钢管的表面粗糙度以及环境气体或介质可认为统计意义上的不变，这样对于具体的轧制过程，可以认为接触传热过程仅受接触压力的影响，即接触换热系数仅是接触压力的函数［3］，根据经验得出:其中:pj为接触压力;h0，kj均为常数。

集中差速传动微张力减径机的生产工艺设计(下)

中图分类号：Ｔ３文献标识码：Ｂ文章编号：１０ — ３（０７０ — ０１０Ｇ３１０１２１２０）３０２ — ５１
ＤｅｉｆＭａｕａｔｏｅｓｏｉｔｓｒｔｈｓｇｎｏｎｆｃｕｅＰｒｃｓｆＳｌｒｇｈ — ｔｅｃ
４生产工艺
４１轧制表．
与计算如下：
ｐ＝１（－／Ｏ）］１０Ｘ［一１ｐｌ０ｘ０％ｐ［一１ｐｌ０］１０＝１（－ｄＯ）ｘ０％生产车间各轧管机合理的变形分配虽不属减径工艺，但有必要提一下。在配置（）微张力减径机式中ｍ—— 等效机架数。对微张力减径机而言，ｍ『部工作机架数一＝全后，整个轧管机组的变形分配应主要考虑以下要１～．］（５０。求：①减径机合理的总（单架）减径率和孔型系列（．２）单架减径率小，则取小值）（）最大单架（）２总减径率的确定（确定外径时）；②切头损失（确定壁厚时）；③“ 内
ｏｅｍａｕａｔｒｒｃｓ，ｔｅｍａｏｃｎｌｇｃｌａｃｌｔｎａｄｔｅｄｓｎｍｅｈｄＡｌｅｃｉｅｒｈｆｈｎｆｃｕｅｐｏｅｓｈｊｒｅｈｏｏｉａｃｌｕａｉｎｈｅｉｔｏ．ｓｄｓｒｄａｅｔｅｔｔｏｇｏｂ
ＲｄｃｎｌｔｅｔｌｅｉｅｅｔｌｒｅＳｓｅＰｒ）ｅｕｉｇＭｉｗｉＣｎｒｉｄＤｆｒｎｉｉｙｔｍ（ａｔⅡ、ｌｈａｚｆａＤｖ
ＱｕＹｏｇａｉｎｔｉ

钢管轧制工艺与设备缩印

1.管材定义：两端开口并具有中控封闭断面且其长度与断面周长之比较大的钢材。

2.管材生产技术要求：尺寸公差、形状公差、表面质量、特殊性能要求及材质、环境约束及技术条件等。

3.钢管生产方法：热压力生产、冷压力生产、焊管生产。

4.热轧钢管的基本生产工艺：管坯—加热—穿孔—轧管—精整5.纵轧：变形金属的主要流动方向与轧辊的线速度方向一致。

横轧：金属的主要流动方向与轧辊的速度方向象垂直。

斜扎：处于纵轧和横轧之间，金属的流动方向既不平行也不垂直于变形金属的运动速度方向，而成一定角度。

6.旋转横断效应：人们在实践中发现横向旋转锻造、横轧及斜扎实心工件时，在一定条件下，工件的中心部分会产生疏松，甚至于进一步出现内撕裂而形成孔腔，称为旋转横断效应。

7.避免孔腔形成方法：1）限定最大压缩量为10%~16%；相对压下量的减小能有效地减小孔腔形成；2）减小顶前压缩量，轧制低塑性高合金钢和难变形金属时顶头前移；3）在允许前提下提高轧辊转速或加大轧辊倾角；4）选择合适的穿孔温度，充分利用金属的塑性。

8.二辊斜扎穿孔机的三种形式：盘式、菌式及辊式穿孔机。

9.画图表示开度值Bck、导板间距Lck、顶伸量c1）轧辊间距Bck：→实现直径压下，控制最小外径。

（ Bck 小→压下大→变形区↑→延伸↑） 2）导板间距Lck：上下导板压缩带之间距。

（ Lck 大，椭圆度大，横向变形↑→最大外径↑） 3）C－顶头鼻部伸出轧辊轧制带中线的距离，一般为正值； C↓（顶头靠后）， I区↑，εdq↑10.导板在穿孔过程中的作用是什么？1.固定不动，导向作用2.通过封闭孔型外环、限制毛管横向变形（扩径）来控制外径。

11.一次穿孔用顶头各段名称及作用：顶尖l0：（鼻部）；对准管坯定心孔-穿正；可产生轴向阻力-防止预先形成孔腔。

穿孔锥l1：穿孔+减壁。

平整段l2：（其锥角=轧辊出口锥锥角β2）均壁、平整内表面。

反锥l3：防止脱管时内划伤（更换式还有平衡作用）12.为适应不同规格的要求，保证穿孔的过程顺利进行，对穿孔机的要求（结构特点）：1）两个轧辊同向转动，并且有较大的调整范围2）轧辊倾角可调并具有可靠的固定装置，以保证在工作过程中倾角不变3）轧辊对称于轧制线，可方便、灵活的调整轧辊间距4）导板（导辊）和顶头的位置应能调整和固定5）有可靠的后台装置，以保证方便的输出毛管13.立式大导盘穿孔机（狄赛尔穿孔机）采用的大导盘较导板的优势：1）设置了轧辊倾角无极调整装置，一是可以使轧辊倾角的可调范围增大，二是改善了万向接轴的工作条件。

HFW焊接套管的热张力减径工艺研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｌａｗｓｏｆｅｆｆｅｃｔｓｂｙｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＨＦＷｃａｓｉｎｇａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｈｏｔ・－ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｓｔｔｏｔｈｅｃａｓｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅＧｌｅｅｂｌｅ・－３５００ｔｈｅｒｍａｌｓｉｍｕｌａｔｏｒ．Ａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄａｒｅｔｈｅｌａｗｓｏｆｅｆｆｅｃｔｓｂｙｈｏｔ — ｓｔｒｅｔｃｈｒｅｄｕｃｉｎｇ＋ｏｖｅｒ－ｌｅｎｇｔｈｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｎｔｈｅｓｔｕｃｒｅｅｂｌｅ．３５００热模拟试验机上对ＨＦＷ焊接套管进行热形变试验，研究形变温度和形变量对ＨＦＷ
焊接套管组织及性能的影响规律；研究了热张力减径＋调质热处理对ＨＦＷ焊接套管组织及性能的影响规律。试验结果表明：ＨＦＷ焊接套管随形变温度的升高和形变量的增大，其母材和焊缝区的组织趋于一致；ＨＦＷ焊接套管经热张力减径＋调质热处理，不仅改善了母材和焊缝区的组织差异，还提升了管体的综合性能。

线材减定径关键工艺装备技术的研究与开发

线材减定径关键工艺装备技术的研究与开发线材减定径是金属材料加工中的一项重要工艺，目的是通过机械切割将原本较粗的线材加工成所要求的较小直径。

其主要应用于电缆、导线、弹簧、螺丝、钢丝绳等行业的生产制造中。

线材直径的准确控制和表面光滑度均极为关键，因此研究和开发适用于不同线材的减定径工艺装备技术，以提高生产效率和质量，具有重要的实际意义和市场前景。

一、现有减定径技术目前已有的线材减定径技术主要包括摆式切割、旋剪切割和拉拔切割等方法。

摆式切割适用于粗线材的加工，通过摆动切割刀具连续切割线材，但该方法较为粗糙，表面质量难以得到保障；旋剪切割则采用旋转的刀具将线材切割成所需的直径，表面质量和精度均较高，但切割速度较慢，生产效率相对较低；拉拔切割则通过拉拔机将线材从模孔中经过挤压、减径实现加工，该方法的精度和表面质量均较高，但设备成本高昂。

二、研究与开发针对现有的线材减定径工艺存在的不足，可以通过研究开发新的工艺装备来提高生产效率和质量。

其中，可以考虑以下几个方面：1、切割方法：可以研究开发新的切割方式，例如采用高速旋转的刀具对线材进行切割，以提高加工效率和表面质量。

同时，也可以探索其他切割方式的适用性和可行性，例如激光切割、电火花加工等。

2、控制系统：可以开发基于数控技术的自动控制系统，实现对线材出口径的精确控制和调整。

此外，还可以研究开发能够自动识别不同线材材料和直径的控制系统，以实现更智能化、高效化的生产。

3、材料研究：可以通过改进材料的物理特性，如硬度、韧性等，以提高线材的加工性能和降低设备磨损。

此外，还可以探究新材料的适用性和优化其加工工艺。

4、辅助设备：可以完善配套的辅助设备，如冷却系统、精密进给机构等，以提高生产效率和质量。

三、应用前景随着电力、通讯和交通等领域的快速发展，线材减定径技术在电缆、导线、弹簧、螺丝、钢丝绳等生产制造行业中的应用将日益广泛。

未来，随着人工智能、大数据、物联网等技术的不断发展，线材减定径工艺装备技术也将继续升级和优化，以适应市场的不断变化和用户对品质的不断追求。

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钢管力减径工艺特点及设备选型力减径机是钢管生产系统中应用最广泛的设备之一。文章介绍了力减径工艺的发展和特点、设备分类和特点，并对设备选型进行了初步分析指出：力减径机对提高整个穿孔、延伸机组的生产能力有决定性作用；单独传动及双电机集中传动（不包括单电机集中变速传动）是力减径工艺两种极端表现方式，分组传动及混合传动是这两种方式的中间方式；外传动方式的优点使其具有很大的市场潜力；根据工艺选择合适的力减径机可实现方案的最佳化，效益的最大化。为国钢厂钢管力减径的选型提供了参考依据。

力减径机专利自1932年出现后，由于其特有的工艺，在连轧管机组及其他方式生产无缝管的机组后，都广泛安设了力减径机。力减径机成为了三步轧管法（穿孔、延伸、精轧）中不可或缺的设备。针对机组不同的工艺要求，对力减径机机型的选择就显得尤为重要。本文将介绍力减径工艺的特点、各类力减径机的特征及设备选型。

力减径工艺的发展最早的力减径机为二辊式，但由于三辊式力减径机在变形均匀及防止外表面缺陷的产生上有许多明显优势，故在解决了三辊式轧辊驱动结构设计问题后，目前的力减径机都采用三辊式布置形式。

力减径机传动系统由单电机集中变速传动演变到每个机架单独调速传动，在单独传动上除直流电机单独传动外，又出现了液压差动调速（集中传动单独差动），针对这两种传动的特点又演变出了双电机集中变速传动，在双电机基础上又出现了分组传动系统（串联集中变速传动系统），即三电机、四电机和六电机集中变速传动。

为了改善减后钢管质量及提高钢管成材率，在力减径机组上又应用了各种过程控制系统，如：切头尾控制（CEC）、平均壁厚控制（WTCA）、局部壁厚控制（WTCL）、管长控制、剪切长度最佳化控制等[1]。

由不可调机架发展到成品机架用可调机架，增加了产品的生产灵活性，并且对产品的尺寸精度有了更好的控制。定径机+力减径机的工艺布置对提高延伸机组的生产能力，简化其生产管理具有积极的作用。力减径研究理论则是由按均匀变形的传统方法发展为利用计算机把力减径按非均匀变形来计算的现代方法。

力减径工艺特点力减径的优点力减径工艺的主要特点是：荒管在连续的多机架（二辊或三辊）上按连轧的原则进行无芯棒轧制，采用适当的孔型系列使荒管外径减缩，通过设定各机架的轧辊转速，以获得预定的壁厚变化。只需采用很少规格的荒管，便能生产出不同规格的成品钢管，简化了穿孔机组及延伸机组的生产管理，大大减少了穿孔机组及延伸机组所需工具的数量，充分提高了整个机组的生产能力。力减径还具有与连轧机组同样的高生产率、高自动化及高质量的优点，并且具有能生产多品种的独特优点。

目前，力减径总减径率可达85%以上，单机架减径率可达7%，总减壁量可达38%，机架数多达32架，可进行力减径的钢管其径壁比围为3.3~56，机组出口成品管外径17.2~244.5 mm，入口荒管外径60~255 mm，入口温度900~1000℃。对减径荒管施加力后，钢管变形有利于金属纵向流动，减小径向金属的流动量，故力减径可减少钢管横向壁厚不均，通过调节各机架的轧辊转速，可实现钢管的增壁、等壁、减壁。力减径还可改变荒管和轧辊的滑动条件，减轻摩擦力沿孔型宽度上分布不均的状况，最终减小壁厚变化不均，并且可以使钢管孔不规则现象得以消除[2]。

力减径另一个特点是生产灵活，变更成品钢管的规格，其设备、电控方面所需的变动很少，生产调整时间较短。

力减径的缺点及解决方法在力减径过程中，由于荒管的两端不承受力或承受力较小，并且减径量很大，所以此部分的增壁很多，孔的形状更不规则，因此在力减径后要将钢管的两端切去相当长的一段，增加了切头尾损失，降低了钢管成材率。目前力减径机组可配有切头控制系统（CEC）、平均壁厚控制（WTCA）、局部壁厚控制（WTCL）、管长控制来提高钢管成材率。

此外力减径机孔型选配不当会造成钢管出现“六方”现象，需要根据荒管径壁比来选取适当的孔型系列，以避免钢管出现“六方”现象。

力减径的设备类型力减径的设备类型按机架轧辊数可分为：二辊式，三辊式，四辊式。经过生产实践证实三辊式力减径机具有很多明显优势，故目前的力减径机基本是三辊式，本文只介绍三辊式力减径机的设备类型。

力减径的设备类型按机架传动方式分为：单独传动，集中传动，分组集中传动（串联集中变速传动系统），混和传动。此外还有液压差动系统（集中传动单独差动），但此传动系统中的液压系统比较复杂，其中的伺服马达制造精度高，维修困难，机组的运行效率较低，因而并未得到推广，并且集中传动中的单电机集中变速传动已属落后方式[3]，故本文不再叙述。

按传动系统分类介绍 ◇单独传动系统（直流单独传动）代表机组：宝钢140机组后的28机架力减径机（可生产300多种规格）。力减径机每个机架有直流主电机，各自配有独立的直流调压供电装置，功率和调速围大。其优点有：从工艺角度来看，单独传动系统对力的调节最好，对成品钢管规格最大化是最有利的，对实现诸多过程控制提高钢管成材率及产品质量是最有利的；轧辊调速灵活、快速，调速精度很高，机组生产组织灵活；轧机传动结构被大大简化，使传动的可靠性提高；轧辊转速能迅速可靠改变，对实现切头尾损失控制（CEC）变得容易。

单独传动的缺点是：单独传动的电机总功率远大于其他传动方式，电气设备数量多且复杂，维修较困难，投资较大；由单机架承受冲击负荷，导致此机架电机转速出现明显下降，从而会增加管端增厚的长度；由于在轧制管子前后段的过程中载荷的变化，机架间轧辊的速比产生变化，导致力的稳定性受到影响，故管子前、后段容易出现壁增厚现象。

◇集中传动系统（双电机集中变速传动）代表机组：无缝ф100mm三辊机组后的24机架力减径机，常钢ф102mm CPE机组后的22机架力减径机，诚德ф125mm高频焊管机组后的24机架力减径机，西姆莱斯ф96mm机组后的18机架力减径机。

力减径机由两台电机传动，主传动电机可以是直流电机或交流电机，叠加传动电机是直流电机。主传动电机通过一组齿轮系列配以基本速比分到各机架轧辊上，形成基本速度；叠加传动电机由另一组齿轮系列按附加速度要求的速比关系分到各机架轧辊上，形成附加速度，并使附加速度在一定围无级可调。

此传动系统的优点是：机架间的速度关系由齿轮刚性连接，故冲击负荷引起的速度改变由整个系统承受，此传动方式的刚性最好，有利于减少切头尾损失；电气设备较少，维修简单，投资较少；机组总功率较少。

其缺点是：机架间的速比关系不可自由选配，使成品钢管规格围受到较大影响；机架间力调整不灵活，对实现切头尾损失控制（CEC）、平均壁厚控制（WTCA）及局部壁厚控制（WTCL）较困难。

◇分组集中传动系统（串联式集中变速传动）四电机代表机组： ф89mm连轧管机组后的24机架力减径机（曼乃斯曼），北满特钢ф114mm机组的20机架力减径机（曼乃斯曼）。六电机代表机组：钢管（集团）公司ф168mmPQF机组后的24机架力减径机（曼乃斯曼）。

三电机集中变速传动系统是附加传动的齿轮分开成两部分，每部分配以一个叠加电机，主传动电机给轧辊以基本速度，另外两个叠加电机对各自部分的轧辊以附加速度，当钢管在不同的轧制过程（稳定过程及过渡过程），通过调节各部分附加速度以实现不同的力要求，来实现切头尾损失控制（CEC）、平均壁厚控制（WTCA）及均不壁厚控制（WTCL）。

四电机集中变速传动相当于将两套双电机集中变速传动系统串联合并。这两个传动组相互机械独立，当钢管在稳定轧制过程中，两组的轧辊的基本速度相同，附加速度则精确协调运行；当轧制钢管前、后段（过渡过程）要现CEC、WTCA及WTCL时，两个传动组采用不同的速度制度。

六电机集中变速传动则是3组双电机集中变速传动系统串联合并，此传动方式更便于实现CEC、WTCA、WTCL等在线过程自动化和离线管理自动化。

◇混合传动系统代表机组：包钢ф180mm少机架限动芯棒连轧管机组后的24机架力减径机（意大利因西公司）。

力减径机传动系统由两个相互独立的传动机构组成，入口侧的一组机架采用双电机集中变速传动系统，出口侧的一组机架采用直流电机单独传动系统。入口侧双电机集中变速传动的刚性好，可简单有效控制管端壁增厚，有利于减少切头损失。出口侧电气单独传动系统则能单独调速，可精确控制力，实施CEC、WTCA及WTCL的过程自动化，减少减机切头尾损失及提高产品质量。

◇各种传动系统的比较各种传动系统的比较详见表1。 §按设备结构分类介绍§ ◇按机架轧辊的驱动方式分为：外传动和传动外传动的特点是轧辊从机架外部单个传动，机架只装三套轧辊和轧辊轴承，机架结构简单，但主机座结构复杂，重量比传动的主机座重10%左右。

外传动的优点是：有利于缩小机架间距和提高机架强度，较窄的机架间距能显著减少切头尾损失，提高钢管的成材率；外传动方式更换机架简单、快捷，维护也较简单；对力减径机而言，备用机架数量多，采用外传动方式，其备用机架制造及装配简单，装备精度高，可大大降低尤其是生产品种规格多的机组的后续费用。

传动的特点是机架比外传动多出了两对螺旋伞齿轮，但主机座结构简单、紧凑。投资比外传动方式少。

◇按主机座结构形式分为：框架式机座和C形机座框架式机座是把上下左右四个焊件机座用高强度螺栓紧固在一起，具有结构紧凑、安装维修简单、重量轻的特点，投资较小。

C形机座是一个焊接整体结构件，具有加工精度高、加工难度大、安装调试方便、刚性好的特点，但是整体重量比框架式机座重25%左右，投资较大[4]。

选择合适的力减径机以满足工艺要设备选型中至关重要的环节。分组集中传动及混合传动在性能综合指标上具有一定优势，但是这两项技术为外国专利技术，目前国使用制造上还有一定困难。