專(zhuān)利名稱(chēng)：少機(jī)架縱向熱軋小直徑薄壁無(wú)縫鋼管設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋼管的軋制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種少機(jī)架縱向熱軋 無(wú)縫鋼管設(shè)備。尤其適用于高精度小直徑薄壁無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
小直徑薄壁無(wú)縫鋼管在生產(chǎn)、生活等各^^頁(yè)域中用量都很大，我國(guó)2007年消 費(fèi)1600萬(wàn)噸鋼管有53%是小直徑無(wú)縫鋼管。目前我國(guó)大中直徑的無(wú)縫鋼管機(jī)組總 體裝備水平較先進(jìn)，生產(chǎn)能力與需求差距不大；與其相比，小直徑無(wú)縫鋼管機(jī)組的 總體裝備水平不高，約50%的生產(chǎn)能力為一般水平和落后機(jī)組。這反映出我國(guó)無(wú)縫 鋼管軋機(jī)裝備水平發(fā)展不平衡，小直徑鋼管的總體裝備水平還有待提高。當(dāng)前在生 產(chǎn)實(shí)際軋制小直徑薄壁無(wú)縫鋼管一般采用冷拔或冷軋的方法取得小直徑薄壁無(wú)縫 鋼管，無(wú)論是冷拔或冷軋的方法生產(chǎn)小直徑薄壁無(wú)縫鋼管都需要數(shù)次退火、酸洗、 磷化，生產(chǎn)效率都比較低。且生產(chǎn)薄壁無(wú)縫鋼管工序多、成本高、浪費(fèi)資源，存在 著功效慢、能耗大、成才率低、污染嚴(yán)重、環(huán)保壓力大的問(wèn)題。加之鋼鐵材料本身 的抗變形力，使得冷拔(車(chē)L)能加工的原料材質(zhì)范圍相當(dāng)窄等，這樣既極大的浪費(fèi)了 倉(cāng)娜和資源，并且對(duì)于很多材質(zhì)只能禾,多次冷拔得到精度較高的小直徑薄壁無(wú)縫 鋼管，那樣更是費(fèi)工費(fèi)料，成本非常高，而現(xiàn)有的技術(shù)很難加工精度高的小直徑薄 壁無(wú)縫鋼管，所以小直徑薄壁無(wú)縫鋼管的加工至今還是一個(gè)技術(shù)難題。雖然目前在 熱軋小直徑薄壁無(wú)縫鋼管方面，也有企4k^用三f^斜軋技術(shù)進(jìn)行扎制，但由于^H 私斜軋應(yīng)力(三向)變形方向的制約和芯棒剛性P艮制，在斜軋過(guò)程中容易將薄壁鋼 管軋成尾三角或麻花型。因此在三輥斜軋小直徑薄壁無(wú)縫鋼管的技術(shù)方面一直沒(méi)有 實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。且現(xiàn)有三輥熱軋?jiān)O(shè)備只能軋制076mm的無(wú)縫鋼管。cD76mm以下的 熱軋小直徑薄壁無(wú)縫鋼管的軋制在國(guó)內(nèi)一直是空白。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的即由此產(chǎn)生，提出一種少機(jī)架縱向熱軋小直徑薄壁無(wú)縫鋼
管設(shè)備，使其可軋制cD76mm以下的小直徑薄壁無(wú)縫鋼管，并有效提高鋼管的精度 和力學(xué)性能。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是其主要由芯棒小車(chē)、芯棒、減壁 車(chē)L機(jī)、張力減徑軋機(jī)、加熱爐、冷床、校直機(jī)、切割豐幾、在線檢測(cè)設(shè)備及主控制柜 構(gòu)成，芯棒小車(chē)沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)，芯棒的一端與芯棒小車(chē)固定并與芯棒小車(chē)同步移 動(dòng)；減壁軋機(jī)上具有三個(gè)互成120°分布的軋輥由電機(jī)提供動(dòng)力，每個(gè)車(chē)L輥的外圓 周上開(kāi)有Y型圓弧形凹槽，兩側(cè)設(shè)有傘形齒，該三個(gè)軋輥的Y型圓弧形凹槽形成 的圓孑L直徑與所要車(chē)L制鋼管的外徑吻合，且由第一臺(tái)到最后一臺(tái)依次成線性遞減； 張力減徑車(chē)L機(jī)上具有三個(gè)互成120°分布的軋輥由電機(jī)提供動(dòng)力，每個(gè)車(chē)L輥的外圓 周上開(kāi)有Y型圓弧形凹槽，兩側(cè)均設(shè)有傘形齒，該三個(gè)軋輥的Y型圓弧形凹槽形 成的圓孔直徑與所要軋制鋼管的外徑吻合，且由第一臺(tái)到最后一臺(tái)依次成線性遞 減。
本實(shí)用新型利用三輥縱軋技術(shù)與限動(dòng)芯棒相結(jié)合，液壓精密調(diào)整帶傘形齒的直 輥縱軋進(jìn)行減徑減壁車(chē)L制，通過(guò)軋管流7jC線主控制豐蹄各機(jī)架進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，以確 保工藝的實(shí)施，從而軋制出外徑4) 12mm 小76mm，壁厚在1 6mm的小直徑薄壁 無(wú)縫鋼管。由于采用Y型圓弧形凹槽軋輥，且Y型圓弧形凹槽的每一點(diǎn)都和鋼管 的外壁相切，無(wú)數(shù)個(gè)相切點(diǎn)連在一起即是一個(gè)正圓，使得正在軋制的鋼管的360度 范圍內(nèi)受到的應(yīng)力均勻，不會(huì)使薄壁管軋扁變形。由于在扎制過(guò)程時(shí)，車(chē)L輥的轉(zhuǎn)動(dòng) 帶動(dòng)鋼管相向運(yùn)動(dòng)，即軋輥沿鋼管的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)鋼管相向縱向前進(jìn)，因此可實(shí) 現(xiàn)縱向軋制。Y型圓弧形凹槽車(chē)L輥織快，功效高。由于芯棒具有內(nèi)冷卻功能，從 而解決了在即時(shí)冷卻芯棒的過(guò)程中而不冷卻正在軋制鋼管的問(wèn)題。且芯棒為錐形形 狀，在減壁軋制過(guò)程中，在鋼管起內(nèi)模作用，與軋輥配合對(duì)鋼管起減壁的作用。

圖1是本實(shí)用新型軋管機(jī)組的主視圖。
圖2是圖1的A—A剖面圖。
圖3是本實(shí)用新型整條生產(chǎn)流水線的俯視圖。圖4是本實(shí)用新型芯棒的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本實(shí)用新型軋輥的俯視圖。
圖6是本實(shí)用新型軋輥的左視圖。
圖中1、芯棒小車(chē)；2、芯棒；3a 3d、減壁軋制機(jī)組；4a^4d、張力減徑軋制 機(jī)組；5a 5g、三相異步電機(jī)；6a^6g、直流變頻器；7、軋管流水線主控制柜； 8a 8c、帶傘形齒的縱軋直輥；9、環(huán)形縫式加熱爐；10、出料輥道；11、輸送輥道; 12a、冷床；12b、冷床；13、校直機(jī)；14、切割機(jī)；15、在線^^測(cè)設(shè)備；16、打捆 機(jī)；17、錐形芯棒頭、18、空腔拉桿；19、冷卻腔體；20、進(jìn)水口； 21、出水口；
22、芯棒軸承蓋；23、縱軋直輥；24、傘形齒；25、 Y型圓弧形凹槽。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1結(jié)合圖3所示:本實(shí)施例主要由芯棒小車(chē)1、芯棒2、減壁軋制機(jī)組3a 3d、 張力減徑軋制機(jī)組4a 4g、縫式環(huán)形加熱爐9、冷床12a 12b、校直機(jī)13、切割機(jī) 14、在線檢測(cè)設(shè)備15及主控制柜7組成，縫式環(huán)形加熱爐9充分利用了熱能對(duì)荒 管進(jìn)行加熱，并且使荒管加熱更為均勻，為軋制提供了良好的車(chē)L制條件。芯棒小車(chē) l是芯棒2的運(yùn)動(dòng)載體，動(dòng)力由氣泵提供，在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。芯棒2的尾端由三 角型卡盤(pán)固定在芯棒小車(chē)1上，并且可以通過(guò)PLC控希係纟艦芯棒的位置進(jìn)行前后 調(diào)整，以保證軋制工藝需要。
如圖4所示芯棒2由錐形芯棒頭17、空腔拉桿18、冷卻腔體19及進(jìn)水口 2 0及出水口21組成。芯棒2的前部為錐形芯棒頭、中間部位為空腔拉桿、后部為軸 承蓋，內(nèi)部為循環(huán)中空冷卻S空體，在其后部與芯棒小車(chē)連接的軸承蓋上設(shè)置有進(jìn)水 口和出水口。使用時(shí)，芯棒2的尾端固定在芯棒小車(chē)1上，芯棒先穿入荒管內(nèi)，在 芯棒穿入荒管的過(guò)程中，當(dāng)芯棒穿入荒管到達(dá)指定車(chē)L制位置時(shí)，芯棒小車(chē)上的卡槽 會(huì)擋住芯棒繼續(xù)前進(jìn)，然后芯棒隨著芯棒小車(chē)推動(dòng)荒管共同前進(jìn)，芯棒端部即停留 在軋制處充當(dāng)內(nèi)模，與軋輥配^t行軋管。在軋制時(shí)，冷卻水通皿水口 20進(jìn)入 芯棒的水冷腔體19后由出水口21排出，通過(guò)不停地冷卻芯棒，以保證芯棒在高溫 下有足夠的硬度和剛性，以便正常工作。當(dāng)一根鋼管車(chē)L制完成后，芯棒由芯棒小車(chē) 帶動(dòng)抽出，待下一輪軋制。
減壁軋制機(jī)組3a 3d由一至四臺(tái)機(jī)架組成。本實(shí)施例由四架減壁軋機(jī)組成， 每架軋機(jī)結(jié)構(gòu)相同，傳動(dòng)方式相同，只是軋輥所形成的 L型大小不同，由入口向后 依次成線性遞減，從而使減壁過(guò)程是一個(gè)連續(xù)過(guò)程。(如圖2、圖5、圖6所示)每 臺(tái)減壁軋機(jī)上均具有三個(gè)互成120°分布的軋輥8a 8c，每個(gè)軋輥結(jié)構(gòu)相同，其外 圓周的上開(kāi)有Y型圓弧形凹槽25，兩側(cè)均設(shè)有傘形齒24。該三個(gè)軋輥的Y型圓弧 形凹槽形成的圓孔的內(nèi)徑即是所要車(chē)L制鋼管的外徑。軋制時(shí)，鋼管與三個(gè)Y型圓弧 形凹槽相切，軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鋼管相向運(yùn)動(dòng)，即軋輥沿鋼管的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)鋼管 相向縱向前進(jìn)，因此可實(shí)現(xiàn)縱向軋制。減壁車(chē)L機(jī)在車(chē)L制過(guò)程中，在鋼管內(nèi)模加入芯 棒，芯棒與軋輥配合，起減壁軋制的作用。
張力減徑車(chē)L制機(jī)組4a^4g由一至四臺(tái)機(jī)架組成。本實(shí)施例由四架減壁軋機(jī)組成， 每架軋機(jī)結(jié)構(gòu)相同，傳動(dòng)方式相同，只是軋輥所形成的孔型大小不同，由前向后依 次成線性遞減，從而使減徑過(guò)程是一個(gè)連續(xù)過(guò)程。每臺(tái)張力減徑軋機(jī)上均具有三個(gè) 互成120°分布的軋輥8a 8c，每個(gè)軋輥結(jié)構(gòu)相同，其外圓周的上開(kāi)有Y型圓弧形 凹槽25，兩側(cè)均設(shè)有傘形齒24 (如圖2、圖5、圖6所示)。該三個(gè)軋輥的Y型圓 弧形凹槽形成的圓孔的內(nèi)徑即是所要車(chē)L制鋼管的外徑。軋制時(shí)，鋼管與三個(gè)Y型圓 弧形凹槽相切，軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鋼管相向運(yùn)動(dòng)，即軋輥沿鋼管的縱向轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)鋼 管相向縱向前進(jìn)，因此可實(shí)現(xiàn)縱向軋制。在軋制過(guò)程中，在鋼管內(nèi)模不需加入芯棒， 利用張力減徑的原理直接減徑軋制。
冷床12a、 12b位于張力減徑軋制機(jī)組4a 4g的出料口部位，其采用的是層流 冷卻方式，鋼管由出料輥道輸送上冷床，進(jìn)行層流冷卻，M調(diào)整冷卻速度、方式 和冷床傳魏度來(lái)確保鋼管的力學(xué)性能。在冷床的輸出端依次為校直機(jī)13、切割機(jī) 14及在線檢測(cè)設(shè)備15。當(dāng)鋼管經(jīng)過(guò)冷床冷卻后，由成品輥道輸送至校直機(jī)進(jìn)行校 直，經(jīng)過(guò)校直后的鋼管通過(guò)切割機(jī)進(jìn)行定尺或倍尺切割，再經(jīng)過(guò)在線檢測(cè)設(shè)備對(duì)定 尺后的鋼管進(jìn)行檢測(cè)后，合格的鋼管由打捆機(jī)打捆稱(chēng)重入庫(kù)。主控制柜7采用PLC 控制程序可實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)、電控柜、調(diào)速器、減速器等控制。
使用時(shí)，由環(huán)形縫式加熱爐9將荒管加熱至IIO(TC左右，進(jìn)入上料輥道后10 后由機(jī)械手推動(dòng)至輸送輥道11，芯棒小將限動(dòng)芯棒2插入荒管內(nèi)并將荒管推入減壁 軋制機(jī)組3a 3d開(kāi)始進(jìn)行車(chē)L制，通過(guò)四架減壁車(chē)L機(jī)與芯棒配合將荒管壁軋至工藝要
求尺寸，并適當(dāng)減小荒管外徑，芯棒小車(chē)將芯棒一直隨荒管的軋制前進(jìn)， 一直行進(jìn)
至第四架減壁車(chē)L機(jī)，荒管從第四架減壁軋機(jī)出來(lái)之后，由于芯棒位置已經(jīng)被限制，
所以在從第四架減壁軋機(jī)出來(lái)的同時(shí)也進(jìn)行了脫棒，隨即進(jìn)入第一架張力減徑軋機(jī)
4a進(jìn)行減徑軋制， 一直運(yùn)行至4d第四架張力減徑軋機(jī)，車(chē)L制完畢進(jìn)入冷床12a進(jìn) 行層流冷卻，從冷床12b冷卻出來(lái)后SA校直機(jī)13進(jìn)行校直，之后用切割機(jī)14對(duì) 鋼管進(jìn)行定尺或倍尺切割，再由在線檢測(cè)設(shè)備15對(duì)鋼管的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，合格后 進(jìn)入打捆機(jī)16打捆即可。
權(quán)利要求1、一種少機(jī)架縱向熱軋小直徑薄壁無(wú)縫鋼管設(shè)備，主要包括芯棒小車(chē)(1)、芯棒(2)、減壁軋機(jī)(3a～3d)、張力減徑軋機(jī)(4a～4g)、加熱爐(9)、冷床(12a)(12b)、校直機(jī)(13)、切割機(jī)(14)、在線檢測(cè)設(shè)備(15)及主控制柜(7)，芯棒小車(chē)沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)，芯棒的一端與芯棒小車(chē)固定并與芯棒小車(chē)同步移動(dòng)，其特征是減壁軋機(jī)上具有三個(gè)互成120°分布的軋輥由電機(jī)提供動(dòng)力，每個(gè)軋輥的外圓周上開(kāi)有Y型圓弧形凹槽，兩側(cè)設(shè)有傘形齒(24)，該三個(gè)軋輥的Y型圓弧形凹槽形成的圓孔直徑與所要軋制鋼管的外徑吻合，且由第一臺(tái)到最后一臺(tái)依次成線性遞減；張力減徑軋機(jī)上具有三個(gè)互成120°分布的軋輥由電機(jī)提供動(dòng)力，每個(gè)軋輥的外圓周上開(kāi)有Y型圓弧形凹槽，兩側(cè)均設(shè)有傘形齒(24)，該三個(gè)軋輥的Y型圓弧形凹槽形成的圓孔直徑與所要軋制鋼管的外徑吻合，且由第一臺(tái)到最后一臺(tái)依次成線性遞減。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的少機(jī)架縱向熱軋小直徑薄壁無(wú)縫鋼管設(shè)備，其特征 是所述的芯棒(2)由錐形芯棒頭(17)、空腔拉桿(18)、冷卻腔體(19)及進(jìn) 水口 (20)和出水口 (21)組成，芯棒的前部為錐形芯棒頭、中間部位為空腔拉桿、 后部為軸承蓋，內(nèi)部為循環(huán)中空冷卻腔體，進(jìn)水口和出水口位于后部的軸承蓋上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的少機(jī)架縱向熱軋小直徑薄壁無(wú)縫鋼管設(shè)備，其特征 是所述的減壁軋機(jī)(3a 3d)或張力減徑軋機(jī)(4a 4g)為一至四架。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的少機(jī)架縱向熱軋小直徑薄壁無(wú)縫鋼管設(shè)備，其特征 是所述的加熱爐(9)為縫式環(huán)形加熱爐。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的少機(jī)架縱向熱軋小直徑薄壁無(wú)縫鋼管無(wú)縫鋼管設(shè)備主要由芯棒小車(chē)(1)、芯棒(2)、減壁軋機(jī)(3a～3d)、張力減徑軋機(jī)(4a～4g)、加熱爐(9)、冷床(12a)(12b)、校直機(jī)(13)、切割機(jī)(14)、在線檢測(cè)設(shè)備(15)及主控制柜(7)，芯棒的一端與芯棒小車(chē)固定并與芯棒小車(chē)同步移動(dòng)，減壁軋機(jī)和張力減徑軋機(jī)上均具有三個(gè)互成120°分布的軋輥由電機(jī)提供動(dòng)力，每個(gè)軋輥的外圓周上開(kāi)有Y型圓弧形凹槽，兩側(cè)設(shè)有傘形齒(24)，該三個(gè)軋輥的Y型圓弧形凹槽形成的圓孔與所要軋制鋼管的外徑吻合，且由第一臺(tái)到最后一臺(tái)依次成線性遞減。本實(shí)用新型利用三輥縱軋技術(shù)，使其可軋制外徑φ12mm～φ76mm，壁厚在1～6mm的小直徑薄壁無(wú)縫鋼管。并有效提高鋼管的精度和力學(xué)性能。
文檔編號(hào)B21B37/74GK201192774SQ20082007023
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
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