生产316L薄壁不锈钢管

不锈钢管是一种重要工业产品，其生产大多遵循多品种、小批量、面向订单的生产方式。无缝钢管产品通常按照外径、壁厚、钢种、交货状态等参数分为不同的规格，各种规格有不同的生产工艺和加工路线，各项参数既有严格的标准进行控制，又受轧制模型和机器设备的工艺限制。同时无缝钢管生产过程复杂，一套完整的生产要经过管坯连铸、加热、穿孔、连轧、张减定径、排锯、矫直、探伤以及热处理等十余道工序，横跨多个作业区。其中由加热、穿孔、连轧、张减定径组成的热轧工艺是整个无缝钢管生产中关键的工艺，热轧钢管的订单排程主要是针对此进行的。订单排程不仅对热轧作业区具有生产指示和控制生产节奏的作用，还决定了钢管厂对炼钢厂钢坯的订单需求和后续精整、热处理作业区的生产计划，控制着整个上下游供应链。因此热轧钢管的订单排程对钢厂资源的有效利用、生产资料和设备准备以及订单的准时交付起到举足轻重的作用。对于钢铁生产计划与订单排程问题，至德钢业考虑了面向多种生产工艺的炼钢、连铸和热轧三阶段一体化批量计划优化问题和编制策略，并在此基础上建立了问题的约束满足模型，并提出了将约束传播技术嵌入到聚类分析中的求解算法；根据热轧生产工艺将热轧生产批量计划归结为不确定车辆数的车辆路径问题，在不确定轧制作业计划数的情况下，将组批和排序有机地结合起来，使用遗传算法和禁忌搜索算法相结合的混合算法进行求解；至德钢业通过对不锈钢无缝管调度的现场经验和一些模糊经验进行总结，形成7条关于钢管组批和排序的规则，并在此基础上提出一种启发式算法解决问题。至德钢业总结的7条规则对后人研究热轧不锈钢无缝管计划与调度具有重要借鉴意义；建立了不确定轧制计划数的轧制计划VRP模型，同时考虑了轧制规程的约束以及不同型材在轧制计划中的合理安排，并构造了一种基于单亲遗传算子的免疫算法用于模型的求解；以宝钢实际生产为背景，介绍了使用遗传算法求解基于多旅行商模型编制的热轧计划；研究了一种计划数不确定的热轧批量计划问题，将其归结为奖金收集车辆路径问题，并使用模拟退火算法和蚁群算法的混合算法求解；针对圆钢的热轧批量调度问题，考虑实际生产中的机器检修计划对批量连续性加工的影响，以 化产能利用率、小化机器调整时间和订单提前拖期为优化目标，建立了多目标的整数规划模型。

对于不锈钢管的热输入，Young-Pyo Kim等人[38]对不同壁厚的X65管进行了电极电弧焊和钨弧焊试验。研究表明:8mm厚钢管电极电弧焊的热输入范围为11.0kJ/cm~21.8kJ/cm,10mm厚不锈钢钢管的热输入范围为18.0kJ/cm~29.5kJ/cm。8mm厚管的热输入为22.2kJ/cm~41.7kJ/cm,10mm厚不锈钢管的热输入为19.5kJ/cm~47.6kJ/cm。国内Zhang Dehmatsu[39]对厚度为10mm的X65管线钢进行了自动埋弧焊对焊接，研究了热输入对金属组织和性能的影响。他发现当热输入达到2022J/mm时，管线钢的低温冲击吸收能达到 。对于热输入的计算公式，Carl E.Jaske研究得出了60/1000Hvis的热输入计算公式(其中:H——热输入，kJ/mm;V——电压，V;I-电流，A;S——焊接速度，mm/min)。国内，曹崇珍等[41]将其总结为/IHKVAS=(其中:Ih——热输入，J/mm;K-系数，对焊K=0.85，角焊K=0.57;V——焊接电压，取平均值，V;A——焊接电流，取平均值，A;S——焊接速度，取平均值，mm/S)。可以看出，国内外的热输入计算公式存在差异。可采用常规设备(安培钳、电压表、秒表等)或专用电弧监测设备，实现对热输入电平的测量。热输入水平也可以通过消耗比(一段时间内沉积的长度与电极消耗的长度之比)方案来控制。无论选择何种方法来控制热输入，焊机在操作前都应该使用试板进行电极沉积试验，以确保热输入是合理的。热输入的指标是焊接线能量。随着线能的增加，热影响区 硬度降低，可降低产生硬化组织的倾向，更有利于防止氢致开裂。然而，线能量的增加会导致焊透的增加，而焊透有可能导致焊透。因此，需要平衡焊接热输入，在不烧透不锈钢管的情况下，提高焊接热输入。