少機架縱向熱軋小直徑薄壁無縫鋼管設備的製作方法

2023-08-01 05:05:46 1

專利名稱：少機架縱向熱軋小直徑薄壁無縫鋼管設備的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於鋼管的軋制設備技術領域，主要涉及的是一種少機架縱向熱軋 無縫鋼管設備。尤其適用於高精度小直徑薄壁無縫鋼管的生產。
背景技術：
小直徑薄壁無縫鋼管在生產、生活等各^^頁域中用量都很大，我國2007年消 費1600萬噸鋼管有53%是小直徑無縫鋼管。目前我國大中直徑的無縫鋼管機組總 體裝備水平較先進，生產能力與需求差距不大；與其相比，小直徑無縫鋼管機組的 總體裝備水平不高，約50%的生產能力為一般水平和落後機組。這反映出我國無縫 鋼管軋機裝備水平發展不平衡，小直徑鋼管的總體裝備水平還有待提高。當前在生 產實際軋制小直徑薄壁無縫鋼管一般採用冷拔或冷軋的方法取得小直徑薄壁無縫 鋼管，無論是冷拔或冷軋的方法生產小直徑薄壁無縫鋼管都需要數次退火、酸洗、 磷化，生產效率都比較低。且生產薄壁無縫鋼管工序多、成本高、浪費資源，存在 著功效慢、能耗大、成才率低、汙染嚴重、環保壓力大的問題。加之鋼鐵材料本身 的抗變形力，使得冷拔(車L)能加工的原料材質範圍相當窄等，這樣既極大的浪費了 倉娜和資源，並且對於很多材質只能禾,多次冷拔得到精度較高的小直徑薄壁無縫 鋼管，那樣更是費工費料，成本非常高，而現有的技術很難加工精度高的小直徑薄 壁無縫鋼管，所以小直徑薄壁無縫鋼管的加工至今還是一個技術難題。雖然目前在 熱軋小直徑薄壁無縫鋼管方面，也有企4k^用三f^斜軋技術進行扎制，但由於^H 私斜軋應力(三向)變形方向的制約和芯棒剛性P艮制，在斜軋過程中容易將薄壁鋼 管軋成尾三角或麻花型。因此在三輥斜軋小直徑薄壁無縫鋼管的技術方面一直沒有 實質性進展。且現有三輥熱軋設備只能軋制076mm的無縫鋼管。cD76mm以下的 熱軋小直徑薄壁無縫鋼管的軋制在國內一直是空白。
發明內容
本實用新型的目的即由此產生，提出一種少機架縱向熱軋小直徑薄壁無縫鋼
管設備，使其可軋制cD76mm以下的小直徑薄壁無縫鋼管，並有效提高鋼管的精度 和力學性能。
本實用新型實現上述目的採取的技術方案是其主要由芯棒小車、芯棒、減壁 車L機、張力減徑軋機、加熱爐、冷床、校直機、切割豐幾、在線檢測設備及主控制櫃 構成，芯棒小車沿導軌往復運動，芯棒的一端與芯棒小車固定並與芯棒小車同步移 動；減壁軋機上具有三個互成120°分布的軋輥由電機提供動力，每個車L輥的外圓 周上開有Y型圓弧形凹槽，兩側設有傘形齒，該三個軋輥的Y型圓弧形凹槽形成 的圓孑L直徑與所要車L制鋼管的外徑吻合，且由第一臺到最後一臺依次成線性遞減； 張力減徑車L機上具有三個互成120°分布的軋輥由電機提供動力，每個車L輥的外圓 周上開有Y型圓弧形凹槽，兩側均設有傘形齒，該三個軋輥的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，且由第一臺到最後一臺依次成線性遞 減。
本實用新型利用三輥縱軋技術與限動芯棒相結合，液壓精密調整帶傘形齒的直 輥縱軋進行減徑減壁車L制，通過軋管流7jC線主控制豐蹄各機架進行無級調速，以確 保工藝的實施，從而軋制出外徑4) 12mm 小76mm，壁厚在1 6mm的小直徑薄壁 無縫鋼管。由於採用Y型圓弧形凹槽軋輥，且Y型圓弧形凹槽的每一點都和鋼管 的外壁相切，無數個相切點連在一起即是一個正圓，使得正在軋制的鋼管的360度 範圍內受到的應力均勻，不會使薄壁管軋扁變形。由於在扎制過程時，車L輥的轉動 帶動鋼管相向運動，即軋輥沿鋼管的縱向轉動，推動鋼管相向縱向前進，因此可實 現縱向軋制。Y型圓弧形凹槽車L輥織快，功效高。由於芯棒具有內冷卻功能，從 而解決了在即時冷卻芯棒的過程中而不冷卻正在軋制鋼管的問題。且芯棒為錐形形 狀，在減壁軋制過程中，在鋼管起內模作用，與軋輥配合對鋼管起減壁的作用。

圖1是本實用新型軋管機組的主視圖。
圖2是圖1的A—A剖面圖。
圖3是本實用新型整條生產流水線的俯視圖。圖4是本實用新型芯棒的結構示意圖。 圖5是本實用新型軋輥的俯視圖。
圖6是本實用新型軋輥的左視圖。
圖中1、芯棒小車；2、芯棒；3a 3d、減壁軋制機組；4a^4d、張力減徑軋制 機組；5a 5g、三相異步電機；6a^6g、直流變頻器；7、軋管流水線主控制櫃； 8a 8c、帶傘形齒的縱軋直輥；9、環形縫式加熱爐；10、出料輥道；11、輸送輥道; 12a、冷床；12b、冷床；13、校直機；14、切割機；15、在線^^測設備；16、打捆 機；17、錐形芯棒頭、18、空腔拉杆；19、冷卻腔體；20、進水口； 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。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型進一步說明。
如圖1結合圖3所示:本實施例主要由芯棒小車1、芯棒2、減壁軋制機組3a 3d、 張力減徑軋制機組4a 4g、縫式環形加熱爐9、冷床12a 12b、校直機13、切割機 14、在線檢測設備15及主控制櫃7組成，縫式環形加熱爐9充分利用了熱能對荒 管進行加熱，並且使荒管加熱更為均勻，為軋制提供了良好的車L制條件。芯棒小車 l是芯棒2的運動載體，動力由氣泵提供，在導軌上往復運動。芯棒2的尾端由三 角型卡盤固定在芯棒小車1上，並且可以通過PLC控希係糹艦芯棒的位置進行前後 調整，以保證軋制工藝需要。
如圖4所示芯棒2由錐形芯棒頭17、空腔拉杆18、冷卻腔體19及進水口 2 0及出水口21組成。芯棒2的前部為錐形芯棒頭、中間部位為空腔拉杆、後部為軸 承蓋，內部為循環中空冷卻S空體，在其後部與芯棒小車連接的軸承蓋上設置有進水 口和出水口。使用時，芯棒2的尾端固定在芯棒小車1上，芯棒先穿入荒管內，在 芯棒穿入荒管的過程中，當芯棒穿入荒管到達指定車L制位置時，芯棒小車上的卡槽 會擋住芯棒繼續前進，然後芯棒隨著芯棒小車推動荒管共同前進，芯棒端部即停留 在軋制處充當內模，與軋輥配^t行軋管。在軋制時，冷卻水通皿水口 20進入 芯棒的水冷腔體19後由出水口21排出，通過不停地冷卻芯棒，以保證芯棒在高溫 下有足夠的硬度和剛性，以便正常工作。當一根鋼管車L制完成後，芯棒由芯棒小車 帶動抽出，待下一輪軋制。
減壁軋制機組3a 3d由一至四臺機架組成。本實施例由四架減壁軋機組成， 每架軋機結構相同，傳動方式相同，只是軋輥所形成的 L型大小不同，由入口向後 依次成線性遞減，從而使減壁過程是一個連續過程。(如圖2、圖5、圖6所示)每 臺減壁軋機上均具有三個互成120°分布的軋輥8a 8c，每個軋輥結構相同，其外 圓周的上開有Y型圓弧形凹槽25，兩側均設有傘形齒24。該三個軋輥的Y型圓弧 形凹槽形成的圓孔的內徑即是所要車L制鋼管的外徑。軋制時，鋼管與三個Y型圓弧 形凹槽相切，軋輥的轉動帶動鋼管相向運動，即軋輥沿鋼管的縱向轉動，推動鋼管 相向縱向前進，因此可實現縱向軋制。減壁車L機在車L制過程中，在鋼管內模加入芯 棒，芯棒與軋輥配合，起減壁軋制的作用。
張力減徑車L制機組4a^4g由一至四臺機架組成。本實施例由四架減壁軋機組成， 每架軋機結構相同，傳動方式相同，只是軋輥所形成的孔型大小不同，由前向後依 次成線性遞減，從而使減徑過程是一個連續過程。每臺張力減徑軋機上均具有三個 互成120°分布的軋輥8a 8c，每個軋輥結構相同，其外圓周的上開有Y型圓弧形 凹槽25，兩側均設有傘形齒24 (如圖2、圖5、圖6所示)。該三個軋輥的Y型圓 弧形凹槽形成的圓孔的內徑即是所要車L制鋼管的外徑。軋制時，鋼管與三個Y型圓 弧形凹槽相切，軋輥的轉動帶動鋼管相向運動，即軋輥沿鋼管的縱向轉動，推動鋼 管相向縱向前進，因此可實現縱向軋制。在軋制過程中，在鋼管內模不需加入芯棒， 利用張力減徑的原理直接減徑軋制。
冷床12a、 12b位於張力減徑軋制機組4a 4g的出料口部位，其採用的是層流 冷卻方式，鋼管由出料輥道輸送上冷床，進行層流冷卻，M調整冷卻速度、方式 和冷床傳魏度來確保鋼管的力學性能。在冷床的輸出端依次為校直機13、切割機 14及在線檢測設備15。當鋼管經過冷床冷卻後，由成品輥道輸送至校直機進行校 直，經過校直後的鋼管通過切割機進行定尺或倍尺切割，再經過在線檢測設備對定 尺後的鋼管進行檢測後，合格的鋼管由打捆機打捆稱重入庫。主控制櫃7採用PLC 控制程序可實現對直流電機、電控櫃、調速器、減速器等控制。
使用時，由環形縫式加熱爐9將荒管加熱至IIO(TC左右，進入上料輥道後10 後由機械手推動至輸送輥道11，芯棒小將限動芯棒2插入荒管內並將荒管推入減壁 軋制機組3a 3d開始進行車L制，通過四架減壁車L機與芯棒配合將荒管壁軋至工藝要
求尺寸，並適當減小荒管外徑，芯棒小車將芯棒一直隨荒管的軋制前進， 一直行進
至第四架減壁車L機，荒管從第四架減壁軋機出來之後，由於芯棒位置已經被限制，
所以在從第四架減壁軋機出來的同時也進行了脫棒，隨即進入第一架張力減徑軋機
4a進行減徑軋制， 一直運行至4d第四架張力減徑軋機，車L制完畢進入冷床12a進 行層流冷卻，從冷床12b冷卻出來後SA校直機13進行校直，之後用切割機14對 鋼管進行定尺或倍尺切割，再由在線檢測設備15對鋼管的質量進行檢測，合格後 進入打捆機16打捆即可。
權利要求1、一種少機架縱向熱軋小直徑薄壁無縫鋼管設備，主要包括芯棒小車(1)、芯棒(2)、減壁軋機(3a～3d)、張力減徑軋機(4a～4g)、加熱爐(9)、冷床(12a)(12b)、校直機(13)、切割機(14)、在線檢測設備(15)及主控制櫃(7)，芯棒小車沿導軌往復運動，芯棒的一端與芯棒小車固定並與芯棒小車同步移動，其特徵是減壁軋機上具有三個互成120°分布的軋輥由電機提供動力，每個軋輥的外圓周上開有Y型圓弧形凹槽，兩側設有傘形齒(24)，該三個軋輥的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，且由第一臺到最後一臺依次成線性遞減；張力減徑軋機上具有三個互成120°分布的軋輥由電機提供動力，每個軋輥的外圓周上開有Y型圓弧形凹槽，兩側均設有傘形齒(24)，該三個軋輥的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，且由第一臺到最後一臺依次成線性遞減。
2、 根據權利要求1所述的少機架縱向熱軋小直徑薄壁無縫鋼管設備，其特徵 是所述的芯棒(2)由錐形芯棒頭(17)、空腔拉杆(18)、冷卻腔體(19)及進 水口 (20)和出水口 (21)組成，芯棒的前部為錐形芯棒頭、中間部位為空腔拉杆、 後部為軸承蓋，內部為循環中空冷卻腔體，進水口和出水口位於後部的軸承蓋上。
3、 根據權利要求1所述的少機架縱向熱軋小直徑薄壁無縫鋼管設備，其特徵 是所述的減壁軋機(3a 3d)或張力減徑軋機(4a 4g)為一至四架。
4、 根據權利要求1所述的少機架縱向熱軋小直徑薄壁無縫鋼管設備，其特徵 是所述的加熱爐(9)為縫式環形加熱爐。
專利摘要本實用新型公開的少機架縱向熱軋小直徑薄壁無縫鋼管無縫鋼管設備主要由芯棒小車(1)、芯棒(2)、減壁軋機(3a～3d)、張力減徑軋機(4a～4g)、加熱爐(9)、冷床(12a)(12b)、校直機(13)、切割機(14)、在線檢測設備(15)及主控制櫃(7)，芯棒的一端與芯棒小車固定並與芯棒小車同步移動，減壁軋機和張力減徑軋機上均具有三個互成120°分布的軋輥由電機提供動力，每個軋輥的外圓周上開有Y型圓弧形凹槽，兩側設有傘形齒(24)，該三個軋輥的Y型圓弧形凹槽形成的圓孔與所要軋制鋼管的外徑吻合，且由第一臺到最後一臺依次成線性遞減。本實用新型利用三輥縱軋技術，使其可軋制外徑φ12mm～φ76mm，壁厚在1～6mm的小直徑薄壁無縫鋼管。並有效提高鋼管的精度和力學性能。
文檔編號B21B37/74GK201192774SQ20082007023
公開日2009年2月11日 申請日期2008年4月28日 優先權日2008年4月28日
發明者任文權, 勝 尹, 張迎哲, 王進海, 賈伍創 申請人:洛陽邦強機械有限公司