鋼管的定徑和減徑是熱軋不銹鋼管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、定徑機
不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)定(ding)徑(jing)、減徑(jing)和(he)張力減徑(jing)過程是空心體不(bu)(bu)帶芯棒的(de)(de)連(lian)軋(ya)過程。定(ding)徑(jing)的(de)(de)目的(de)(de)是在較(jiao)小(xiao)的(de)(de)總減徑(jing)率(lv)和(he)單機架(jia)減徑(jing)率(lv)條件下，將鋼(gang)管(guan)軋(ya)成有(you)一定(ding)要求(qiu)的(de)(de)尺(chi)寸精度和(he)真圓度，并(bing)進(jin)一步提高(gao)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)外表面(mian)質量。經過定(ding)徑(jing)后(hou)的(de)(de)鋼(gang)管(guan)，直徑(jing)偏(pian)差較(jiao)小(xiao)，橢圓度較(jiao)小(xiao)，直度較(jiao)好，表面(mian)光潔。
定徑(jing)(jing)機的工作機架(jia)數(shu)較少，一般(ban)為(wei)5~14架(jia)，總減徑(jing)(jing)率約3%~35%,增加定徑(jing)(jing)機架(jia)數(shu)可(ke)擴大產品(pin)規格，給生產帶來了(le)方便(bian)，新(xin)設(she)計車間(jian)定徑(jing)(jing)機架(jia)數(shu)皆(jie)偏多。
定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)的形式很多(duo)，按輥(gun)(gun)數可分(fen)(fen)為二輥(gun)(gun)、三(san)輥(gun)(gun)、四輥(gun)(gun)式定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)；按軋(ya)制方(fang)式又分(fen)(fen)為縱(zong)軋(ya)定(ding)(ding)徑(jing)和斜(xie)軋(ya)定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)。斜(xie)軋(ya)旋轉定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)構造與二輥(gun)(gun)或三(san)輥(gun)(gun)斜(xie)軋(ya)穿孔機(ji)相(xiang)似，只是輥(gun)(gun)型不(bu)同。與縱(zong)軋(ya)定(ding)(ding)徑(jing)相(xiang)比較，斜(xie)軋(ya)定(ding)(ding)徑(jing)的不(bu)銹鋼管外徑(jing)精度高，橢圓度小，更換品種規格方(fang)便，不(bu)需要換輥(gun)(gun)，只要調整軋(ya)輥(gun)(gun)間距即可；缺點是生產(chan)率低。
二、減徑機
減(jian)徑(jing)(jing)除了有定徑(jing)(jing)的(de)作(zuo)用外，還(huan)能使產(chan)品(pin)規格(ge)范圍(wei)向(xiang)小(xiao)口(kou)徑(jing)(jing)發展。減(jian)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)工(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)數較多(duo)，一(yi)般(ban)為9~24架(jia)(jia)(jia)。減(jian)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)就是(shi)二輥(gun)(gun)或三輥(gun)(gun)式(shi)縱軋(ya)(ya)連軋(ya)(ya)機(ji)(ji)，只是(shi)連軋(ya)(ya)的(de)是(shi)空心(xin)管(guan)體(ti)。二輥(gun)(gun)式(shi)前(qian)后相(xiang)鄰機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)軸線互垂(chui)90°,三輥(gun)(gun)式(shi)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)軸線互錯60°,這樣空心(xin)荒管(guan)在(zai)軋(ya)(ya)制過程中所有方(fang)向(xiang)都受到(dao)(dao)徑(jing)(jing)向(xiang)壓(ya)縮，直至(zhi)達到(dao)(dao)成品(pin)要求的(de)外徑(jing)(jing)熱尺寸和橫斷面(mian)形狀。減(jian)徑(jing)(jing)不僅擴大了機(ji)(ji)組生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)品(pin)種規格(ge)，增(zeng)加軋(ya)(ya)制長度(du)，而且減(jian)少前(qian)部工(gong)序要求的(de)毛(mao)管(guan)規格(ge)數量(liang)、相(xiang)應(ying)的(de)管(guan)坯規格(ge)和工(gong)具備品(pin)等，簡(jian)化生(sheng)(sheng)產(chan)管(guan)理(li)；另外還(huan)會減(jian)少前(qian)部工(gong)序更換(huan)生(sheng)(sheng)產(chan)規格(ge)次數，提高(gao)機(ji)(ji)組的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)能力。正是(shi)因為這一(yi)點，新(xin)設計的(de)定徑(jing)(jing)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)數很多(duo)也由原來的(de)5架(jia)(jia)(jia)變(bian)為7~14架(jia)(jia)(jia)以(yi)上(shang)，這在(zai)一(yi)定程度(du)上(shang)也起到(dao)(dao)減(jian)徑(jing)(jing)作(zuo)用。
減(jian)(jian)(jian)(jian)徑(jing)機(ji)有兩種形式，一是微張(zhang)力減(jian)(jian)(jian)(jian)徑(jing)機(ji)，減(jian)(jian)(jian)(jian)徑(jing)過(guo)程中(zhong)壁厚增加，橫截(jie)面上的壁厚均勻性惡化，所以(yi)總減(jian)(jian)(jian)(jian)徑(jing)率限制在40%~50%;二是張(zhang)力減(jian)(jian)(jian)(jian)徑(jing)機(ji)，減(jian)(jian)(jian)(jian)徑(jing)時機(ji)架間存(cun)在張(zhang)力，使得縮徑(jing)的同時減(jian)(jian)(jian)(jian)壁，進一步擴大生產產品(pin)的規格范圍(wei)，橫截(jie)面壁厚均勻性也比(bi)同樣(yang)減(jian)(jian)(jian)(jian)徑(jing)率下的微張(zhang)力減(jian)(jian)(jian)(jian)徑(jing)好。
三輥(gun)式定減徑(jing)機(ji)和二(er)輥(gun)式定減徑(jing)機(ji)相比(bi)，存(cun)在以下幾(ji)個方面的差異(yi)：
1. 機(ji)(ji)架(jia)間距 三輥式(shi)定減徑機(ji)(ji)機(ji)(ji)架(jia)間距比二輥式(shi)定減徑機(ji)(ji)機(ji)(ji)小(xiao)，但機(ji)(ji)械結構復雜；
2. 單機(ji)架變(bian)形(xing)量 與二(er)輥式定減(jian)機(ji)相比(bi)，三輥式定減(jian)徑機(ji)每個軋輥軋制(zhi)變(bian)形(xing)量小(xiao)(xiao)，管端增厚長度小(xiao)(xiao)、切頭(tou)切尾少、金(jin)屬損耗少；
3. 不銹鋼管(guan)質(zhi)量 三輥(gun)式(shi)(shi)比(bi)(bi)二輥(gun)式(shi)(shi)定減(jian)徑(jing)機(ji)軋(ya)(ya)輥(gun)孔(kong)型周邊(bian)的速(su)度(du)差小，從而(er)減(jian)少軋(ya)(ya)輥(gun)與(yu)(yu)鋼管(guan)的相對滑動(dong)，軋(ya)(ya)輥(gun)較(jiao)小，沿周向每個軋(ya)(ya)輥(gun)孔(kong)型與(yu)(yu)鋼管(guan)接觸弧長較(jiao)小，這(zhe)使周向上所(suo)(suo)受的變形力比(bi)(bi)較(jiao)均勻(yun)，金屬變形時的流動(dong)趨于(yu)均勻(yun)，從而(er)可(ke)以減(jian)少橫向壁(bi)厚的不均勻(yun)程度(du)，所(suo)(suo)以三輥(gun)式(shi)(shi)定減(jian)徑(jing)機(ji)與(yu)(yu)二輥(gun)式(shi)(shi)定減(jian)徑(jing)機(ji)相比(bi)(bi)，生產的鋼管(guan)外(wai)徑(jing)圓(yuan)度(du)較(jiao)好(hao)；
4. 機架布置 三輥式定減徑機軋輥交叉60°,使軋機結(jie)構(gou)簡化(hua)，便(bian)于布置；
5. 張力(li)的(de)建立 三輥式定減徑機軋輥數目多(duo)，則軋制時對鋼管的(de)曳入性能(neng)較(jiao)(jiao)好，可在較(jiao)(jiao)短的(de)咬(yao)入鋼管長度上(shang)建立足夠的(de)張力(li)；
6. 可調(diao)整(zheng)性 二輥(gun)式定(ding)減(jian)徑(jing)機容易(yi)實現在(zai)線孔型(xing)尺寸的(de)調(diao)整(zheng)，以滿足標準，規(gui)范對(dui)外(wai)徑(jing)偏差的(de)要(yao)求，而(er)三(san)輥(gun)式定(ding)減(jian)徑(jing)機一般(ban)不能(neng)實現在(zai)線孔型(xing)尺寸的(de)調(diao)整(zheng)。
現在廣(guang)泛采用(yong)的(de)是三(san)輥定減(jian)徑機。
三、張力減(jian)徑機
1. 張力減徑機的特點
張(zhang)(zhang)力減(jian)(jian)徑(jing)(jing)機(ji)實(shi)際上是(shi)一種(zhong)空心軋(ya)制的(de)(de)(de)多機(ji)架連軋(ya)機(ji)，被軋(ya)制的(de)(de)(de)鋼管不僅受到(dao)徑(jing)(jing)向壓縮(suo)，同(tong)(tong)時(shi)還受到(dao)縱向拉伸(shen)，即(ji)存在(zai)(zai)張(zhang)(zhang)力，故稱為張(zhang)(zhang)力減(jian)(jian)徑(jing)(jing)。在(zai)(zai)張(zhang)(zhang)力的(de)(de)(de)作用下，鋼管在(zai)(zai)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)同(tong)(tong)時(shi)，還利用各架間建立(li)足夠大(da)的(de)(de)(de)張(zhang)(zhang)力來(lai)實(shi)現減(jian)(jian)壁(bi)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，進一步(bu)擴大(da)生產(chan)產(chan)品的(de)(de)(de)規格范圍，橫截面(mian)壁(bi)厚均勻(yun)性也比同(tong)(tong)樣減(jian)(jian)徑(jing)(jing)率(lv)下的(de)(de)(de)微張(zhang)(zhang)力減(jian)(jian)徑(jing)(jing)好(hao)。總減(jian)(jian)徑(jing)(jing)率(lv)最大(da)達(da)75%~80%,減(jian)(jian)壁(bi)率(lv)一般(ban)可達(da)35%~40%,總延伸(shen)系數一般(ban)在(zai)(zai)6~8,最大(da)可達(da)9以上，因此其(qi)工作機(ji)架數更多，一般(ban)為14~24架，甚至多達(da)28架。
在無(wu)縫鋼(gang)管機組特別(bie)是連續軋管機組中配置(zhi)張力減徑機具有以下特點：
a. 可(ke)以大(da)大(da)減(jian)少減(jian)徑(jing)前(qian)的鋼管(guan)規(gui)格(ge)，提高軋管(guan)機組生產效率，軋管(guan)機組只生產少數幾個外徑(jing)規(gui)格(ge)，而經張力減(jian)徑(jing)后可(ke)以得(de)到各(ge)種尺寸規(gui)格(ge)的成品鋼管(guan)；
b. 可(ke)以減少(shao)前部工(gong)序（穿孔和(he)軋管(guan)(guan)）生(sheng)產工(gong)具的(de)數(shu)量，提高機(ji)組(zu)作(zuo)業(ye)率，由于(yu)管(guan)(guan)坯(pi)和(he)荒管(guan)(guan)規格的(de)減少(shao)，工(gong)具、備品備件和(he)更換時間(jian)大大減少(shao)，生(sheng)產更加(jia)穩定，從而增加(jia)了機(ji)組(zu)的(de)作(zuo)業(ye)時間(jian)；
c. 可以擴大品種規格(ge)，減徑(jing)量(liang)高(gao)達(da)80%,減壁量(liang)達(da)45%,通(tong)過(guo)張力減徑(jing)可以直接生產小口徑(jing)無縫(feng)鋼(gang)管；
d. 張(zhang)力(li)減徑的延伸(shen)系數6~9,故可以生產長達(da)165m的鋼管。
張(zhang)(zhang)力減(jian)徑(jing)的(de)(de)缺點是在張(zhang)(zhang)力減(jian)徑(jing)機(ji)軋制中(zhong)鋼管(guan)(guan)中(zhong)間部分的(de)(de)管(guan)(guan)壁受(shou)到張(zhang)(zhang)力作用而減(jian)薄，頭尾兩(liang)端的(de)(de)管(guan)(guan)壁由于受(shou)不到張(zhang)(zhang)力或受(shou)到的(de)(de)張(zhang)(zhang)力由小變大，出現增(zeng)厚段，這部分增(zeng)厚超過公差，需切掉，增(zeng)加(jia)了切頭尾損(sun)失，所以(yi)一般要求進入張(zhang)(zhang)力減(jian)徑(jing)機(ji)的(de)(de)管(guan)(guan)子(zi)來料長度要足(zu)夠長，在經濟(ji)上才合理。
近年(nian)來張力減徑的(de)發展趨勢是：
a. 三輥式張力(li)減徑機采用日漸普遍(bian)，二輥式只用于(yu)壁(bi)厚大于(yu)10~12mm的厚壁(bi)管(guan)；
b. 減徑率有所提高，入口荒管管徑日(ri)益(yi)增大(da)，最(zui)大(da)直徑現在已達300mm;
c. 出口速度日益提高(gao)，現已到16~18m/s;
d. 近年來投產的(de)張力減徑機架(jia)數不(bu)斷增加，目前最多達到(dao)28~30架(jia)。
2. 張力減徑機的管端偏厚
張(zhang)力(li)減(jian)(jian)(jian)徑機的(de)工藝特(te)點是(shi)應用(yong)相(xiang)互(hu)緊靠及(ji)串列(lie)的(de)軋(ya)制(zhi)機架序列(lie)使(shi)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)外徑遞減(jian)(jian)(jian)，同時利用(yong)該序列(lie)中軋(ya)制(zhi)速度差在鋼(gang)(gang)管(guan)上形(xing)成縱向拉應力(li)，張(zhang)力(li)，通過控制(zhi)張(zhang)力(li)的(de)大小來使(shi)鋼(gang)(gang)管(guan)壁(bi)厚(hou)按(an)要求值變化。因此現(xian)代張(zhang)力(li)減(jian)(jian)(jian)徑機不(bu)僅可(ke)以減(jian)(jian)(jian)徑，同時可(ke)以減(jian)(jian)(jian)壁(bi)，而且橫截(jie)面上壁(bi)厚(hou)分布(bu)比較均勻。但(dan)它(ta)有個突出(chu)的(de)缺點，就是(shi)首(shou)尾管(guan)壁(bi)相(xiang)對中部偏厚(hou)，增(zeng)加了(le)切頭損失。
a. 管(guan)端(duan)偏厚成因
影響管端(duan)偏厚(hou)(hou)的(de)(de)(de)因素很多(duo)，但造(zao)成張(zhang)減(jian)管端(duan)偏厚(hou)(hou)的(de)(de)(de)主(zhu)要原因是(shi)軋(ya)(ya)件(jian)首尾軋(ya)(ya)制(zhi)時(shi)(shi)都是(shi)處(chu)于過(guo)程的(de)(de)(de)不穩(wen)定(ding)階段(duan)(duan)。首先，軋(ya)(ya)件(jian)兩端(duan)總(zong)有相(xiang)當于機(ji)架間(jian)距的(de)(de)(de)一段(duan)(duan)長度，一直(zhi)都是(shi)在無張(zhang)力(li)(li)(li)狀(zhuang)態下減(jian)徑；其次，前端(duan)在進入機(ji)組的(de)(de)(de)前3~5機(ji)架之后，軋(ya)(ya)機(ji)間(jian)的(de)(de)(de)張(zhang)力(li)(li)(li)才逐(zhu)漸由零增(zeng)加到(dao)(dao)穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)制(zhi)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)大值(zhi)，而尾部在離開最(zui)(zui)后3~5機(ji)架時(shi)(shi)，軋(ya)(ya)機(ji)間(jian)的(de)(de)(de)張(zhang)力(li)(li)(li)又(you)從(cong)穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)制(zhi)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)大值(zhi)降到(dao)(dao)零。這樣軋(ya)(ya)件(jian)相(xiang)應的(de)(de)(de)前端(duan)壁厚(hou)(hou)就由最(zui)(zui)厚(hou)(hou)逐(zhu)漸降到(dao)(dao)穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)制(zhi)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)薄(bo)值(zhi)，尾端(duan)又(you)由穩(wen)定(ding)軋(ya)(ya)制(zhi)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)薄(bo)值(zhi)逐(zhu)漸增(zeng)厚(hou)(hou)到(dao)(dao)無張(zhang)力(li)(li)(li)減(jian)徑時(shi)(shi)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)大厚(hou)(hou)度。
b. 影響(xiang)管端(duan)偏厚因素
首尾(wei)厚壁段的(de)切損率，主要取決于以下因素(su)：
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)(zhang)力(li)可(ke)以(yi)使(shi)用較厚的(de)毛管(guan)提高(gao)機(ji)組產率，所以(yi)實際生產中(zhong)應當摸(mo)索合(he)理的(de)張(zhang)(zhang)力(li)制度，以(yi)求得最佳的(de)經濟效(xiao)果。實踐證明，進入減(jian)徑機(ji)的(de)來料長(chang)度應在18~20m以(yi)上，在經濟上才是(shi)合(he)理的(de)。因此(ci)張(zhang)(zhang)力(li)減(jian)徑機(ji)多用于連續軋(ya)管(guan)機(ji)、皮爾格(ge)軋(ya)機(ji)和連續焊管(guan)機(ji)組之后。
目(mu)前(qian)試圖用(yong)分析公式(shi)計(ji)算管(guan)端偏厚段的(de)長度尚有一定困(kun)難，實際生產(chan)中多以經驗公式(shi)估算。式(shi)（5-1)適用(yong)于總延伸為1.5~7.0的(de)情況：
c. 改善(shan)管端偏厚(hou)措施
為了減少張力減徑(jing)機的切頭損失，主要可(ke)以從下(xia)面(mian)(mian)幾方面(mian)(mian)著手(shou)：
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(zhang)力(li)減徑機軋后成品長度一般在120~180m,進人冷床前由飛(fei)鋸(ju)或飛(fei)剪切成定尺。
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鋼管(guan)，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。
