鋼管的定徑和減徑是熱軋不銹鋼管生產(chǎn)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

  不銹鋼管定徑、減徑和張力減徑過程是空心體不帶芯棒的連軋過程。定徑的目的是在較小的總減徑率和單機架減徑率條件下，將鋼管軋成有一定要求的尺寸精度和真圓度，并進一步提高不銹鋼管外表面質(zhì)量。經(jīng)過定徑后的鋼管，直徑偏差較小，橢圓度較小，直度較好，表面光潔。

  定徑機的工作機架數(shù)較少，一般為5~14架，總減徑率約3%~35%,增加定徑機架數(shù)可擴大產(chǎn)品規(guī)格，給生產(chǎn)帶來了方便，新設(shè)計車間定徑機架數(shù)皆偏多。

  定徑機的形式很多，按輥數(shù)可分為二輥、三輥、四輥式定徑機；按軋制方式又分為縱軋定徑和斜軋定徑機。斜軋旋轉(zhuǎn)定徑機構(gòu)造與二輥或三輥斜軋穿孔機相似，只是輥型不同。與縱軋定徑相比較，斜軋定徑的不銹鋼管外徑精度高，橢圓度小，更換品種規(guī)格方便，不需要換輥，只要調(diào)整軋輥間距即可；缺點是生產(chǎn)率低。

二、減徑機

  減徑除了有定徑的作用外，還能使產(chǎn)品規(guī)格范圍向小口徑發(fā)展。減徑機工作機架數(shù)較多，一般為9~24架。減徑機就是二輥或三輥式縱軋連軋機，只是連軋的是空心管體。二輥式前后相鄰機架軋輥軸線互垂90°,三輥式軋輥軸線互錯60°,這樣空心荒管在軋制過程中所有方向都受到徑向壓縮，直至達到成品要求的外徑熱尺寸和橫斷面形狀。減徑不僅擴大了機組生產(chǎn)的品種規(guī)格，增加軋制長度，而且減少前部工序要求的毛管規(guī)格數(shù)量、相應(yīng)的管坯規(guī)格和工具備品等，簡化生產(chǎn)管理；另外還會減少前部工序更換生產(chǎn)規(guī)格次數(shù)，提高機組的生產(chǎn)能力。正是因為這一點，新設(shè)計的定徑機架數(shù)很多也由原來的5架變?yōu)?~14架以上，這在一定程度上也起到減徑作用。

  減徑機有兩種形式，一是微張力減徑機，減徑過程中壁厚增加，橫截面上的壁厚均勻性惡化，所以總減徑率限制在40%~50%;二是張力減徑機，減徑時機架間存在張力，使得縮徑的同時減壁，進一步擴大生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)格范圍，橫截面壁厚均勻性也比同樣減徑率下的微張力減徑好。

三輥式定減徑機和二輥式定減徑機相比，存在以下幾個方面的差異：

 1. 機架間距 三輥式定減徑機機架間距比二輥式定減徑機機小，但機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜；

 2. 單機架變形量 與二輥式定減機相比，三輥式定減徑機每個軋輥軋制變形量小，管端增厚長度小、切頭切尾少、金屬損耗少；

 3. 不銹鋼管質(zhì)量 三輥式比二輥式定減徑機軋輥孔型周邊的速度差小，從而減少軋輥與鋼管的相對滑動，軋輥較小，沿周向每個軋輥孔型與鋼管接觸弧長較小，這使周向上所受的變形力比較均勻，金屬變形時的流動趨于均勻，從而可以減少橫向壁厚的不均勻程度，所以三輥式定減徑機與二輥式定減徑機相比，生產(chǎn)的鋼管外徑圓度較好；

 4. 機架布置 三輥式定減徑機軋輥交叉60°,使軋機結(jié)構(gòu)簡化，便于布置；

 5. 張力的建立 三輥式定減徑機軋輥數(shù)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上建立足夠的張力；

 6. 可調(diào)整性 二輥式定減徑機容易實現(xiàn)在線孔型尺寸的調(diào)整，以滿足標準，規(guī)范對外徑偏差的要求，而三輥式定減徑機一般不能實現(xiàn)在線孔型尺寸的調(diào)整。

  現(xiàn)在廣泛采用的是三輥定減徑機。

三、張力減徑機

1. 張力減徑機的特點

  張力減徑機實際上是一種空心軋制的多機架連軋機，被軋制的鋼管不僅受到徑向壓縮，同時還受到縱向拉伸，即存在張力，故稱為張力減徑。在張力的作用下，鋼管在減徑的同時，還利用各架間建立足夠大的張力來實現(xiàn)減壁的目的，進一步擴大生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)格范圍，橫截面壁厚均勻性也比同樣減徑率下的微張力減徑好。總減徑率最大達75%~80%,減壁率一般可達35%~40%,總延伸系數(shù)一般在6~8,最大可達9以上，因此其工作機架數(shù)更多，一般為14~24架，甚至多達28架。

 在無縫鋼管機組特別是連續(xù)軋管機組中配置張力減徑機具有以下特點：

   a. 可以大大減少減徑前的鋼管規(guī)格，提高軋管機組生產(chǎn)效率，軋管機組只生產(chǎn)少數(shù)幾個外徑規(guī)格，而經(jīng)張力減徑后可以得到各種尺寸規(guī)格的成品鋼管；

   b. 可以減少前部工序（穿孔和軋管）生產(chǎn)工具的數(shù)量，提高機組作業(yè)率，由于管坯和荒管規(guī)格的減少，工具、備品備件和更換時間大大減少，生產(chǎn)更加穩(wěn)定，從而增加了機組的作業(yè)時間；

   c. 可以擴大品種規(guī)格，減徑量高達80%,減壁量達45%,通過張力減徑可以直接生產(chǎn)小口徑無縫鋼管；

   d. 張力減徑的延伸系數(shù)6~9,故可以生產(chǎn)長達165m的鋼管。

 張力減徑的缺點是在張力減徑機軋制中鋼管中間部分的管壁受到張力作用而減薄，頭尾兩端的管壁由于受不到張力或受到的張力由小變大，出現(xiàn)增厚段，這部分增厚超過公差，需切掉，增加了切頭尾損失，所以一般要求進入張力減徑機的管子來料長度要足夠長，在經(jīng)濟上才合理。

近年來張力減徑的發(fā)展趨勢是：

  a. 三輥式張力減徑機采用日漸普遍，二輥式只用于壁厚大于10~12mm的厚壁管；

  b. 減徑率有所提高，入口荒管管徑日益增大，最大直徑現(xiàn)在已達300mm;

  c. 出口速度日益提高，現(xiàn)已到16~18m/s;

  d. 近年來投產(chǎn)的張力減徑機架數(shù)不斷增加，目前最多達到28~30架。

2. 張力減徑機的管端偏厚

  張力減徑機的工藝特點是應(yīng)用相互緊靠及串列的軋制機架序列使鋼管的外徑遞減，同時利用該序列中軋制速度差在鋼管上形成縱向拉應(yīng)力，張力，通過控制張力的大小來使鋼管壁厚按要求值變化。因此現(xiàn)代張力減徑機不僅可以減徑，同時可以減壁，而且橫截面上壁厚分布比較均勻。但它有個突出的缺點，就是首尾管壁相對中部偏厚，增加了切頭損失。

 a. 管端偏厚成因

  影響管端偏厚的因素很多，但造成張減管端偏厚的主要原因是軋件首尾軋制時都是處于過程的不穩(wěn)定階段。首先，軋件兩端總有相當于機架間距的一段長度，一直都是在無張力狀態(tài)下減徑；其次，前端在進入機組的前3~5機架之后，軋機間的張力才逐漸由零增加到穩(wěn)定軋制的最大值，而尾部在離開最后3~5機架時，軋機間的張力又從穩(wěn)定軋制的最大值降到零。這樣軋件相應(yīng)的前端壁厚就由最厚逐漸降到穩(wěn)定軋制時的最薄值，尾端又由穩(wěn)定軋制的最薄值逐漸增厚到無張力減徑時的最大厚度。

 b. 影響管端偏厚因素 

 首尾厚壁段的切損率，主要取決于以下因素：

    ①. 機架間距愈小，厚壁端愈短；

    ②. 傳動速度的剛性愈好，恢復(fù)轉(zhuǎn)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(shù)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。

  但從另一方面看，加大張力可以使用較厚的毛管提高機組產(chǎn)率，所以實際生產(chǎn)中應(yīng)當摸索合理的張力制度，以求得最佳的經(jīng)濟效果。實踐證明，進入減徑機的來料長度應(yīng)在18~20m以上，在經(jīng)濟上才是合理的。因此張力減徑機多用于連續(xù)軋管機、皮爾格軋機和連續(xù)焊管機組之后。

  目前試圖用分析公式計算管端偏厚段的長度尚有一定困難，實際生產(chǎn)中多以經(jīng)驗公式估算。式（5-1)適用于總延伸為1.5~7.0的情況：

 c. 改善管端偏厚措施

  為了減少張力減徑機的切頭損失，主要可以從下面幾方面著手：

    ①. 改進設(shè)備設(shè)計，盡量縮小機架間距；

    ②. 改進工藝設(shè)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(diào)速方案，穩(wěn)定軋制時各機架轉(zhuǎn)速根據(jù)張力要求按a線分布；前端軋制時使軋輥轉(zhuǎn)速按b線分布，令各機架轉(zhuǎn)速的增值總是依次略高于上一機架；尾端軋制時使軋輥轉(zhuǎn)速按c線分布，令各機架轉(zhuǎn)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(wěn)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(xiàn)，將使偏厚端頭的切損降到最低限度，但在實際生產(chǎn)中應(yīng)用還存在一定問題，目前發(fā)展勢頭不大。

  現(xiàn)代張力減徑機軋后成品長度一般在120~180m,進人冷床前由飛鋸或飛剪切成定尺。

  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(xiàn)，這樣能在更大程度上滿足工藝的要求，為張力減徑生產(chǎn)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗開拓了更加廣闊的前景。在廣泛應(yīng)用的連續(xù)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(xù)軋管機的產(chǎn)量要求，又可解決產(chǎn)品規(guī)格的要求，這樣用一種或兩種連軋荒管即可生產(chǎn)幾百種不同規(guī)格的熱軋不銹鋼管，這標志著鋼管生產(chǎn)的最新發(fā)展方向，使無縫不銹鋼管生產(chǎn)實現(xiàn)大型化、高速化和連續(xù)化。張力減徑機已經(jīng)在幾乎各類軋管機組和中小型焊管機組上得到廣泛的應(yīng)用。