垂直金屬擠壓機的工藝和優化設計

垂直金屬擠壓機采用的是垂直擠壓工藝，它是以鑄造的鋼錠為原材料，鋼錠經加熱，去除氧化皮后首先在鐓粗穿孔制坯機上面進行坯料的閉式鐓粗，穿孔制取管坯，然后空心管坯經過二次加熱后，送入垂直擠壓機進行擠壓成型獲得管材或者其他型材。

在工業生產中，鐵合金是用得多的黑色金屬，不過制造特種厚壁鋼管要滿足高溫高壓的使用環境，所以必須使用添加了大量鈷，鎳，錳，釩等合金元素的高合金鋼材料。高合金成分的引入使得本來就不好的流動性變得更差，軟化溫度更高，超過1100攝氏度，技術難度比有色金屬鋁，銅等材料的擠壓要高得多，因此對擠壓機的噸位、模具材料、模具設計、高溫潤滑劑等選用都是不小的挑戰。

在沒有大型垂直金屬擠壓機之前，大口徑厚壁無縫鋼管在中國傳統的制造工藝是先將鋼材鍛造成棒料后鉆孔加工。這種工藝材料浪費大，加工效率低，加工成本非常高，沒有競爭優勢。而且，由于鍛造過程中棒料芯部不容易壓透，造成鋼管機械性能受限

垂直金屬擠壓機使用預應力鋼絲纏繞結構，整機重量大大減小，降低制造難度和成本，同時也降低了運輸和安裝的難度和成本。為了降低結構重量，擠壓過程的穩定，擠壓套采用了復合結構。內襯由于要承受坯料的高溫和擠壓過程中金屬流動的摩擦，采用耐高溫的熱作模具鋼材料。

為了改善擠壓過程中溫度場的穩定，整機增加了一個帶加熱裝置的中襯層，使得預加熱后的坯料進入擠壓筒后能夠維持溫度穩定，不至于散熱冷卻而降低材料的流動性。外襯使用鑄鋼材料，中襯和外襯之間增加石棉隔熱層，既能保溫，又防止外層鋼絲纏繞增強層溫度上升而導致許用強度下降。