專利名稱：一種采用可逆式往復(fù)周期熱軋工藝制造無縫鋼管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造無縫鋼管的方法，特別是一種采用可逆式往復(fù)周期熱軋工藝制 造無縫鋼管的方法。二背景技術(shù)：
現(xiàn)有的無縫鋼管周期式熱軋軋機(jī)，為兩輥不可逆軋機(jī)，周期式軋輥上刻有變斷面的 園孔型，其橫斷面上主要有兩個主要區(qū)域——空軋區(qū)和工作區(qū)?？哲垍^(qū)相當(dāng)于軋輥的"開 口"，當(dāng)其張開時，將毛管翻轉(zhuǎn)90。并送入軋輥中；孔型的工作區(qū)分為三個區(qū)域，見圖 1:它們相當(dāng)于中心角9i、 02、和83，其中0i被稱為錘頭或前錐區(qū)，孔型半徑逐漸減 小，用于壓縮毛管，使毛管完成主要變形；62被稱作定徑帶或研磨錐的區(qū)域，孔型由 同一半徑組成，用以軋平管壁和精整，使鋼管獲得最終的直徑與壁厚尺寸；83被稱為 出口錐區(qū)域，用來使軋輥表面逐漸而平穩(wěn)的離開鋼管。軋制過程按周期式軋制原則進(jìn)行，軋輥每轉(zhuǎn)一周，毛管某一段被輾軋，這一段長度 稱為送進(jìn)量m，見圖2，其大小隨設(shè)備性能、鋼管尺寸及鋼種、軋輥直徑和孔型設(shè)計等 因素而不同， 一般情況下，其值不大于30mm。周期軋制是鍛軋(在每個周期節(jié)距之始) 和縱軋相結(jié)合的過程，周期軋制時，除軋輥孔型的周期性外，不同于一般縱軋之處還在 于軋輥旋轉(zhuǎn)方向與毛管送進(jìn)方向相反，毛管壓縮有直徑變化的軋輥實現(xiàn)?，F(xiàn)有周期式軋機(jī)軋制工藝存在以下缺點a. 只適用于中厚壁管的軋制，對于特厚壁管的軋制非常困難，同時對于變形抗力較 大的高合金軋制也非常困難。b. 由于圓孔型帶有25。到30°的側(cè)壁斜角，所以金屬的變形在孔型圓周上是不均 勻的，當(dāng)送進(jìn)量很大時對低塑性合金鋼就容易產(chǎn)生橫向拉裂。c. 由于軋制是周期式的進(jìn)行送進(jìn)軋制，每次送進(jìn)量又有限，一般情況下不超過30mm， 因此生產(chǎn)效率較低。三、 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用可逆式往復(fù)周期熱軋工藝制造無縫鋼 管的方法，采用該方法不僅可以加工出特厚壁型無縫管及一些塑性較差的合金鋼管，還 可以大大提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明所述的一種采用可逆式往復(fù)周期熱軋工藝制造無縫鋼管的方法，沿軋件運動 方向設(shè)置多個機(jī)架，各機(jī)架呈上、下布置軋輥，所述軋機(jī)孔型的每一個橫斷面的形狀是 相同的，由三段圓弧構(gòu)成；加工步驟是當(dāng)軋件穿上芯棒并送入軋輥后，軋件被軋輥咬 入并實現(xiàn)正行程的扎制過程，當(dāng)正行程扎制完成后，軋輥反轉(zhuǎn)，軋件被精確翻轉(zhuǎn)一定角 度后重新送入軋輥孔型進(jìn)行逆向軋制變形，如此進(jìn)行多道次的往復(fù)可逆式扎制直至達(dá)到 規(guī)定尺寸。在軋制狀態(tài)下，上下軋輥的孔型各有兩個圓弧段直接接觸軋件表面進(jìn)行壓下變形， 使軋件既縱向延伸徑向壓下，同時又有少許的橫向輥縫和孔型底部擴(kuò)展；軋制一次正行 程結(jié)束后，通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)一定角度后，再逆向進(jìn)行軋制， 一個往復(fù)軋制可使軋件整 個全斷面完成一次減壁變形，根據(jù)軋件所選坯料尺寸、鋼種和成品尺寸的不同，確定每 道次壓下量和軋制的總道次。上述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是用于預(yù)穿芯棒并將芯棒和軋件旋轉(zhuǎn)角度的準(zhǔn)確定位的旋轉(zhuǎn)小車。上述旋轉(zhuǎn)小車上設(shè)有軋制中心線調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。 本發(fā)明的優(yōu)點1、 由于實現(xiàn)了可逆式往復(fù)軋制，軋制效率大大提高。2、 由于將變形量由傳統(tǒng)的一次變成形分解成多道次軋制變形，因此該軋機(jī)特別適 合特厚壁管的軋制和低塑性合金鋼的變形，因此使特厚壁管的軋制生產(chǎn)變成現(xiàn)實，還可 以使一些不能軋制變形的低塑性合金鋼能夠生產(chǎn)，擴(kuò)大了品種范圍。3、 本工藝主要軋制特厚壁管，在軋制中由于特厚壁管溫降較慢，雖然是將原來一 道次變形變?yōu)槎嗟来巫冃?，但可以完成一次加熱就可以完成所有軋制，不需要進(jìn)行中間 再加熱，可大大節(jié)約能源。4、 由于傳統(tǒng)周期軋機(jī)在鋼管上需要切除皮爾格頭，而新型軋機(jī)沒有皮爾格頭的產(chǎn) 生，因此可以提高成材率，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。四

圖l是現(xiàn)有軋輥的結(jié)構(gòu)示意圖，其中a是主視圖，b是左剖視圖；圖2是毛管碾軋送進(jìn)量的示意圖；圖3是本發(fā)明一個實施例中軋輥孔型的設(shè)計示意圖。五具體實施方式
本發(fā)明采用的可逆式往復(fù)周期熱軋機(jī)，包括沿軋件運動方向設(shè)置的多個機(jī)架，在各機(jī)架上相對的配置兩個孔型軋輥，在相鄰的機(jī)架之間將軋輥的壓下方向錯開90度地交 替配置軋輥的孔型，控制機(jī)構(gòu)與各機(jī)架上孔型軋輥的動力設(shè)備連接控制軋輥轉(zhuǎn)動，所述 軋機(jī)孔型的每一個橫斷面的形狀是相同的，其由三段圓弧構(gòu)成，在熱軋機(jī)的兩端還設(shè)有 當(dāng)軋件完成一道次行程軋制后將軋件旋轉(zhuǎn)一定角度的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)則適時控制孔 型軋輥正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)對軋件的往復(fù)周期性軋制。熱軋狀態(tài)下，上下軋輥的孔型各有兩個圓弧段直接接觸鋼管表面進(jìn)行壓下變形，使 軋件既縱向延伸徑向壓下，同時又有少許的橫向輥縫和孔型底部擴(kuò)展；軋制一次正行程 結(jié)束后，通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)一定角度后，再逆向進(jìn)行軋制， 一個往復(fù)軋制可使軋件整個 全斷面完成一次減壁變形，根據(jù)鋼管所選坯料尺寸、鋼種和成品尺寸的不同，確定每道 次壓下量和軋制的總道次。軋機(jī)孔型橫斷面上的三段圓弧半徑、弧長的設(shè)計原則是當(dāng)軋制變形時，上下軋輥 的孔型各有兩個圓弧段直接接觸軋件表面進(jìn)行壓下變形，使軋件既縱向延伸徑向壓下， 同時又有少許的橫向輥縫和孔型底部擴(kuò)展。縱向延伸和徑向壓下是我們期望的，而橫向 輥縫和孔型底部擴(kuò)展要求是越小越好，只要通過合理孔型設(shè)計就可以實現(xiàn)最小的橫向變 形。上述述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是用于預(yù)穿芯棒并將芯棒和軋件旋轉(zhuǎn)角度的準(zhǔn)確定位的旋轉(zhuǎn)小車。 旋轉(zhuǎn)小車上設(shè)有軋制中心線調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。由于不同軋件中心隨軋制中心線高度變化，所以 芯棒及旋轉(zhuǎn)部分可進(jìn)行升降，為完成穿棒功能，旋轉(zhuǎn)小車的運動由自帶驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)。由于軋制的鋼管均是特厚壁管，其本身的熱量在軋制過程中散失速度很慢，同時由 于軋制變形又要產(chǎn)生一部分變形熱，所以整個軋制過程溫度下降速度很慢，無需考慮再 次加熱，可以一次加熱就能完成整個軋制過程。如圖3所示，是軋制成品$980X90X8740的軋輥、孔型設(shè)計示意圖。設(shè)計坯料為 (D 1200X200X3500荒管，共軋制5個往復(fù)軋制道次，前4個道次每道次壓下量為25mm， 最后一道次壓下量為10mm，總延伸率為2. 49軋后總長度為8740。
權(quán)利要求
1. 一種采用可逆式往復(fù)周期熱軋工藝制造無縫鋼管的方法，其特征是沿軋件運方向設(shè)置多個機(jī)架，各機(jī)架呈上、下布置軋輥，所述軋機(jī)孔型的每一個橫斷面的形狀是相同的，由三段圓弧構(gòu)成；加工步驟是當(dāng)軋件穿上芯棒并送入軋輥后，軋件被軋輥咬入并實現(xiàn)正行程的扎制過程，當(dāng)正行程扎制完成后，軋輥反轉(zhuǎn)，軋件被精確翻轉(zhuǎn)一定角度后重新送入軋輥孔型進(jìn)行逆向軋制變形，如此進(jìn)行多道次的往復(fù)可逆式扎制直至達(dá)到規(guī)定尺寸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用可逆式往復(fù)周期熱軋工藝制造無縫鋼管的方法，其 特征是軋制狀態(tài)下，上下軋輥的孔型各有兩個圓弧段直接接觸軋件表面進(jìn)行壓下變形， 使軋件既縱向延伸徑向壓下，同時又有少許的橫向輥縫向孔型底部擴(kuò)展。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用可逆式往復(fù)周期熱軋工藝制造無縫鋼管的方法， 其特征是所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是用于預(yù)穿芯棒并將芯棒和軋件旋轉(zhuǎn)角度的準(zhǔn)確定位的旋轉(zhuǎn)小 車。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用可逆式往復(fù)周期熱軋工藝制造無縫鋼管的方法， 其特征是所述旋轉(zhuǎn)小車上設(shè)有軋制中心線調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用可逆式往復(fù)周期熱軋工藝制造無縫鋼管的方法，沿軋件運動方向設(shè)置多個機(jī)架，各機(jī)架呈上、下布置軋輥，所述軋機(jī)孔型的每一個橫斷面的形狀是相同的，由三段圓弧構(gòu)成；加工步驟是當(dāng)軋件穿上芯棒并送入軋輥后，軋件被軋輥咬入并實現(xiàn)正行程的扎制過程，當(dāng)正行程扎制完成后，軋輥反轉(zhuǎn)，軋件被精確翻轉(zhuǎn)一定角度后重新送入軋輥孔型進(jìn)行逆向軋制變形，如此進(jìn)行多道次的往復(fù)可逆式扎制直至達(dá)到規(guī)定尺寸。本發(fā)明實現(xiàn)了可逆式往復(fù)軋制，軋制效率大大提高，特別適合特厚壁管和低塑性合金鋼管的生產(chǎn)，不需要中間再加熱，節(jié)約能源。生產(chǎn)中沒有皮爾格頭的產(chǎn)生，因此可以提高成材率，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號B21B21/02GK101249508SQ20081002468
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者仇云龍, 孫振平, 陳衛(wèi)平 申請人:中興能源裝備股份有限公司