專利名稱：無縫管軋機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無縫管軋機(jī)，尤其是無縫鋼管軋機(jī)，該軋機(jī)有多個(gè)軋制管子或管坯的外周面的軋輥以及一個(gè)芯棒狀內(nèi)部工具，該內(nèi)部工具與管子或管坯同軸線地設(shè)置，在這里，在這些軋輥和內(nèi)部工具之間限定出變形區(qū)，所述軋輥和內(nèi)部工具適用于依次穿孔管坯及延伸管子。
背景技術(shù)：
無縫鋼管的制造可以在斜軋機(jī)上完成，在斜軋機(jī)中，加工過程分兩個(gè)不同的工序進(jìn)行。在第一工序中，鋼坯被送入軋機(jī)里并且在軋輥咬入后被如此穿孔，即鋼坯在呈可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的頂桿形式的內(nèi)部工具上被軋成荒管。在第二工序里進(jìn)行延伸(軋長(zhǎng))，即荒管被軋制成所需的管子。
軋制的執(zhí)行例如在三輥斜軋機(jī)中完成。關(guān)于與此相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，參照DE-PS259623和DE-PS259625。在這些現(xiàn)有技術(shù)中描述了常見的斜軋機(jī)，它以普通的軋輥孔型和內(nèi)部工具來工作。但是，無法用該斜軋機(jī)制造薄壁荒管。因此，上述軋制方法比不上現(xiàn)代的阿塞爾軋管法。
如果加工過程如上所述地分兩步進(jìn)行，則需要按照投資成本很高的多機(jī)架斜軋機(jī)形式布置的、用于薄壁荒管延伸的阿塞爾軋機(jī)。
因此，例如從DE3717698C2中知道了，管子的穿孔和延伸是在一個(gè)聯(lián)合軋制作業(yè)中完成的。此時(shí)，在第一工序中進(jìn)行穿孔，在這里，軋輥軸線和待穿孔的管坯的軸線如此相對(duì)布置，即它們彼此成一個(gè)角度。在隨后的延伸時(shí)，軋輥軸線和管子軸線相互平行。
此外，在這些已知的方法中已證明了，為了可靠且低成本的加工過程，必須規(guī)定很特殊的工作參數(shù)，以便能夠在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上很有效地執(zhí)行無縫管的聯(lián)合式穿孔延伸作業(yè)。
事實(shí)還表明，找出正確的加工條件以及軋機(jī)的正確構(gòu)造方案以便能夠通過借助聯(lián)合穿孔延伸軋制作業(yè)的薄壁荒管乃至厚壁荒管的制造來實(shí)現(xiàn)較大的管材生產(chǎn)范圍，這是不簡(jiǎn)單的。
尤其就小批量無縫管制造來說，情況更是如此。
US2197098公開了穿孔頂桿的特殊構(gòu)造和尤其在此采用的材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提出上述類型的軋機(jī)，利用該軋機(jī)，可以作業(yè)可靠且經(jīng)濟(jì)地執(zhí)行聯(lián)合的管子穿孔延伸作業(yè)。
根據(jù)本發(fā)明，如此完成該任務(wù)，即這些軋輥在兩個(gè)軸向端部上各有至少一個(gè)部分，這個(gè)部分被構(gòu)造成用于咬入和輸送管子或管坯，并且在軋輥的這兩個(gè)設(shè)置于軸向端部中的部分之間設(shè)有一個(gè)呈圓柱形的壓縮帶，該內(nèi)部工具在一個(gè)軸向端部里具有一個(gè)給管坯穿孔的穿孔區(qū)以及一個(gè)與該穿孔區(qū)相接的并用于與該圓柱形壓縮帶配合工作以便延伸管子的圓棒部分，在這里，該咬入并輸送管子的部分以及該圓柱形壓縮帶如此相對(duì)布置，即管子或管坯的穿孔和延伸都能在軋輥軸線平行于管子軸線或管坯軸線的情況下完成。
在軋輥軸向端部里的兩個(gè)部分中的至少一個(gè)部分有利地成圓錐形。該部分的錐角此時(shí)最好為1度-5度。還可以規(guī)定，在軋輥的一個(gè)軸向端部里，與該成圓錐形的部分相接地朝向另一軸向端部設(shè)有另一個(gè)成圓錐形的部分，所述的另一個(gè)圓錐形部分在這里可以具有大于相鄰的成圓錐形的部分的錐角。
當(dāng)軋輥的軸向端部被構(gòu)造成在橫截面中位于徑向末端時(shí)，管子從軋輥中拋出得到最佳化。
關(guān)于內(nèi)部工具，事實(shí)證明以下措施是有利的，即與用于穿孔的工具穿孔區(qū)相接地設(shè)有一個(gè)成圓錐形的連接部。該連接部的錐角此時(shí)最好為2度-15度。另外，有利地規(guī)定了，成圓錐形的連接部由兩個(gè)分區(qū)構(gòu)成，它們各有不同的錐角。如果其中一個(gè)連接部的第二錐角小于另一個(gè)連接部的第一錐角，則得到了非常有利的變形條件。
如果根據(jù)一個(gè)改進(jìn)方案地規(guī)定，該內(nèi)部工具的其中一個(gè)連接部的錐角大于該軋輥的所述另一個(gè)部分的錐角，則在軋輥和內(nèi)部工具之間獲得了最佳的變形區(qū)。
按照以上提出的軋機(jī)且尤其是所用軋輥和內(nèi)部工具的實(shí)施形式，可以非常有效地進(jìn)行聯(lián)合穿孔延伸作業(yè)，從而保證了在技術(shù)上完美的并可重現(xiàn)的加工過程，此外，可以低成本地實(shí)施這一加工過程。


在附圖中示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中圖1示意表示在管坯穿孔時(shí)的內(nèi)部工具和軋輥的位置。
圖2表示在軋輥和內(nèi)部工具的配合作用下的荒管延伸。
具體實(shí)施例方式
在這些圖中，示出了三個(gè)均勻散布在一個(gè)管1或管1坯3的外周長(zhǎng)上的斜軋輥2，這些斜軋輥與內(nèi)部工具4配合工作地穿孔管坯3并隨后軋長(zhǎng)(延伸)預(yù)加工出的荒管(圖2)。
就是說，這些軋輥2構(gòu)成三輥斜軋機(jī)的軋輥，它們與內(nèi)部工具4配合來完成管1或管坯3的聯(lián)合穿孔延伸作業(yè)。
借助軋輥2的聯(lián)合穿孔延伸需要一個(gè)特殊的孔型技術(shù)解決方案，它應(yīng)同時(shí)滿足這兩個(gè)作業(yè)即穿孔和延伸的要求。如下所述，這些軋輥2和內(nèi)部工具4都具有一個(gè)特殊的孔型設(shè)計(jì)，這樣的孔型設(shè)計(jì)允許軋制薄壁荒管以及隨后按照可逆操作規(guī)程來制造薄壁毛管。
因此，軋輥2和內(nèi)部工具4都具有特殊形狀，以便軋制上述薄壁荒管。
在圖1示意所示的穿孔作業(yè)里，管坯3被推入軋機(jī)中并且在軋輥2咬入后通過自由轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)部工具4被軋制成荒管4。
為了咬入管坯，軋輥2在其如圖1所示的左側(cè)軸向端部5里具有成圓錐形的部分7，錐角α1約為5度，最好是3度-7度。
穿孔管子即荒管的咬入是利用軋輥2的設(shè)置在軋輥2的右側(cè)軸向端部6里的圓錐形部分2完成的，在這里，錐角α3約為2度，最好是1度-3度。
與軋輥2部分8相鄰地，在朝向軋輥2的軸向端部5的方向上接有另一圓錐形部分12。在這里，錐角α2大一些并且約為7度，最好是5度-9度。
在軋輥2的所述另一圓錐形部分12和圓錐形部分7之間設(shè)有一個(gè)圓柱形壓縮帶13。
在軋輥2的兩個(gè)軸向端面14、15上有端區(qū)16、17，這些端區(qū)在橫截面里具有徑向成形部分(見半徑R)，以便保證管子1的最佳進(jìn)入和拋出。
內(nèi)部工具4在其軸向端部9里具有穿孔區(qū)10，能夠通過該穿孔區(qū)并按照傳統(tǒng)方式將管坯加工成荒管。穿孔區(qū)10在縱截面中具有一個(gè)徑向變化部分(見半徑R)。
在穿孔后，在一個(gè)逆向步驟中接著進(jìn)行延伸(軋長(zhǎng))，為此，內(nèi)部工具4具有一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)延伸的圓棒部分11。在圖2中示出了軋輥2與圓棒部分11配合工作，在這里能看到預(yù)制管子1(荒管)被軋制成成品無縫管1。
從內(nèi)部工具4的穿孔區(qū)10到圓棒部分11的過渡區(qū)通過一個(gè)連接部分18、19來實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，該連接部分由兩個(gè)分區(qū)18、19組成，其中，這兩個(gè)分區(qū)18、19各成圓錐形。錐角β1或β2在圖1中標(biāo)出了，在這里能看到，靠近穿孔區(qū)10的連接部分18的錐角β1要大于靠近圓棒部分1的連接部分19的錐角β2。β1的值為13度，最好是11度-15度，β2的值為4度，最好是2度-6度。
如上所述，在制造無縫管1時(shí)，至少在第一工序里即在穿孔中由軋輥2咬入坯料(管坯3)并且通過能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)部工具4軋制成荒管。軋件在運(yùn)行過程中不接觸端部16。部分7的錐角α1是這樣設(shè)計(jì)的，即一方面保證了軋件的咬入，另一方面保證了克服軸向的芯棒阻力。
此外，在第二工序中即在延伸中，應(yīng)該避免軋件因在軋機(jī)出口的展寬或三角形化而引起的旋轉(zhuǎn)或不必要的負(fù)荷。
圓柱形壓縮帶13的走向平行于軋輥軸線。另一部分12及其錐角α2如此確定，即在第一工序(穿孔)里，能夠在同時(shí)減小軋件壁厚的同時(shí)進(jìn)行直徑擴(kuò)大，這樣一來，明顯抑制或減輕了薄壁荒管的取決于加工作業(yè)的端部三角化。
軋輥2部分8成圓錐形。在第一工序(穿孔)中，該部分與內(nèi)部工具4一起用于使荒管壁厚變得均勻，在第二工序(延伸)中，該部分用于咬入軋件。錐角α3如此選擇，即能夠滿足這兩個(gè)條件。
內(nèi)部工具4包括上述三個(gè)部分，即穿孔區(qū)10用于管坯穿孔并且擔(dān)負(fù)起壁厚減薄的大部分任務(wù)。它沿徑向構(gòu)造或成曲線形。連接部分18、19成圓錐形，在這里，在連接部分18中開始減薄壁厚以便獲得名義壁厚，同時(shí)使荒管直徑擴(kuò)大。錐角β1相應(yīng)地大于錐角β2。在連接部分19中，管1的壁厚被均勻化。
延伸是在一個(gè)與穿孔相反的軋制方向上完成的。
在第一工序(穿孔)之后，這些軋輥2進(jìn)入用于第二工序(延伸)的工位。同時(shí)，內(nèi)部工具4移入所需的軸向位置并且被潤(rùn)滑。在軋制時(shí)，內(nèi)部工具4受控制地沿軋制方向或與之相反地移動(dòng)。
為了延伸，軋件在軋輥2部分8區(qū)域里被咬入。在這里，錐角α3是這樣選擇的，即滿足咬入條件。軋輥2的另一部分12的任務(wù)是與內(nèi)部工具4配合，以便將軋件壁厚減小到名義壁厚。該部分短到能夠阻止軋件的直徑過度增大。
軋輥2的圓柱形壓縮帶13的走向平行于軋制線，以便獲得壁厚的均勻化。軋輥2的相鄰部分7具有錐角α1。變形區(qū)應(yīng)該在該區(qū)域里在軋件出口方向上快速增大，以便能夠?qū)④埣麍A并且防止旋轉(zhuǎn)。
盡管在第一工序(穿孔)里在該部分里要實(shí)現(xiàn)咬入，但錐角α1不應(yīng)選得過大。因此，軋輥2端部16接在后面，它沿徑向形成的并且快速脫出軋件。
在薄壁荒管的軋制中，在荒管端部區(qū)域里必須產(chǎn)生比中央部更厚的壁，以便減小由加工作業(yè)決定的端部三角化。為此，在軋件端部區(qū)域里，輥縫在軋制開始后返回名義輥縫并且在軋制快結(jié)束時(shí)偏離名義輥縫(所謂的快合快分法，見DE19724233A1)。
為了使軋制過程最佳化而規(guī)定，在第一工序(穿孔)和第二工序(延伸)之間進(jìn)行叉開角度(軋輥軸線與軋制線之間的角度)的快速調(diào)節(jié)，以便擴(kuò)大加工范圍。這樣一來，就能制造更薄的荒管。
借助所述實(shí)施方式，聯(lián)合穿孔斜軋機(jī)就能不僅制造出壁較厚的管，而且能實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)代的阿塞爾軋機(jī)一樣的加工范圍。由此得到的優(yōu)點(diǎn)是，與現(xiàn)代的阿塞爾軋機(jī)相比，可以實(shí)現(xiàn)更低的投資成本。此外，可以在較小的年噸位情況下獲得較低的產(chǎn)品生產(chǎn)成本。
附圖標(biāo)記一覽表1-管；2-軋輥；3-管坯；4-內(nèi)部工具；5-軋輥的軸向端部；6-軋輥的軸向端部；7-軋輥部分；8-軋輥部分；9-內(nèi)部工具的軸向端部；10-內(nèi)部工具的穿孔區(qū)；11-圓棒部分；12-軋輥的另一部分；13-軋輥的圓柱形壓縮帶；14-軋輥的軸向端；15-軋輥的軸向端；16-軋輥的端部；17-軋輥的端部；18、19-內(nèi)部工具的連接部分；α1、α2、α2-錐角；β1、β2-錐角；R-半徑；
權(quán)利要求
1.一種制造無縫管(1)且尤其是無縫鋼管的軋機(jī)，該軋機(jī)包括多個(gè)軋輥(2)，這些軋輥軋制該管(1)或管(1)坯(3)的外周面；一個(gè)芯棒狀內(nèi)部工具(4)，它與該管(1)或管坯(3)同軸線地布置；其中，在這些軋輥(2)和該內(nèi)部工具(4)之間限定出一個(gè)變形區(qū)，這些軋輥(2)和該內(nèi)部工具(4)適用于按順序地穿孔該管坯(3)和延伸該管(1)，其特征在于，這些軋輥(2)在兩個(gè)軸向端部(5，6)里各有至少一個(gè)部分(7，8)，該部分被構(gòu)造成用于咬入和輸送該管(1)或該管坯(3)，在軋輥(2)的這兩個(gè)布置在軸向端部(5，6)里的部分(7，8)之間設(shè)有一個(gè)圓柱形壓縮帶(13)，該內(nèi)部工具(4)在一軸向端部(9)里具有一個(gè)用于管坯(3)穿孔的穿孔區(qū)(10)以及一個(gè)與該穿孔區(qū)(10)相鄰的并用于與該圓柱形壓縮帶(13)配合工作以便延伸該管(1)的圓棒部分(11)，其中，這些用于咬入和輸送的部分以及該圓柱形壓縮帶(13)如此相對(duì)布置，即不僅該管坯(3)的穿孔，而且該管(1)的延伸都能在軋輥(2)軸線平行于管(1)或管坯(3)的軸線地布置時(shí)實(shí)現(xiàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的軋機(jī)，其特征在于，在軋輥(2)的軸向端部(5，6)中的這些部分(7，8)中的至少一個(gè)成圓錐形。
3.如權(quán)利要求2所述的軋機(jī)，其特征在于，該部分(7，8)的錐角(α1，α2)為1度-5度。
4.如權(quán)利要求2或3所述的軋機(jī)，其特征在于，在軋輥(2)的一個(gè)軸向端部(6)里，在朝向另一軸向端部(5)的方向上與該圓錐形部分(8)相接地接有另一圓錐形部分(12)。
5.如權(quán)利要求4所述的軋機(jī)，其特征在于，所述的另一圓錐形部分(12)具有一個(gè)大于相鄰的圓錐形部分(8)的錐角(α2)。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的軋機(jī)，其特征在于，軋輥(2)的這些軸向端(14，15)被構(gòu)造成在橫截面中沿徑向的端部(16，17)的形狀。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的軋機(jī)，其特征在于，與該內(nèi)部工具(4)的用于穿孔的穿孔區(qū)(10)相接地設(shè)有一個(gè)成圓錐形的連接部分(18，19)。
8.如權(quán)利要求7所述的軋機(jī)，其特征在于，該連接部分(18，19)的錐角(β1，β2)為2度-15度。
9.如權(quán)利要求7或8所述的軋機(jī)，其特征在于，該圓錐形連接部分(18，19)由兩個(gè)分區(qū)構(gòu)成，它們分別有不同的錐角(β1，β2)。
10.如權(quán)利要求9所述的軋機(jī)，其特征在于，其中一個(gè)連接部分(19)的第二錐角(β2)小于另一連接部分(18)的第一錐角(β1)。
11.如權(quán)利要求10所述的軋機(jī)，其特征在于，該內(nèi)部工具(4)的其中一個(gè)連接部分(18)的錐角(β1)大于這些軋輥(2)的所述另一部分(12)的錐角(α2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造無縫管且尤其是無縫鋼管的軋機(jī)，它包括多個(gè)軋輥，軋輥軋制管或管坯的外周面；芯棒狀內(nèi)部工具，它與管或管坯同軸線地布置；在軋輥和內(nèi)部工具之間限定出變形區(qū)，軋輥和內(nèi)部工具適于依次穿孔管坯和延伸管子。為改善聯(lián)合的穿孔延伸作業(yè)而規(guī)定，這些軋輥在兩個(gè)軸向端部里各有至少一個(gè)部分，該部分被構(gòu)造成用于咬入和輸送管或管坯，在軋輥的兩個(gè)布置在軸向端部里的部分之間設(shè)有圓柱形壓縮帶，內(nèi)部工具在軸向端部里具有管坯穿孔區(qū)和與穿孔區(qū)相鄰的并與圓柱形壓縮帶配合工作以便延伸管子的圓棒部分，用于咬入和輸送的部分和圓柱形壓縮帶這樣布置，不僅管坯穿孔，而且管子延伸能在軋輥軸線平行于管軸線或管坯軸線地布置時(shí)實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)B21B19/00GK1575877SQ20041005454
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月25日
發(fā)明者T·萊斯滕, F·薩洛蒙, J·皮特施 申請(qǐng)人:Sms米爾股份有限公司