三輥全浮芯棒連軋管機及其軋制工藝的製作方法

2023-06-13 02:12:16 1

專利名稱：三輥全浮芯棒連軋管機及其軋制工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱軋無縫鋼管的生產設備及生產工藝，具體地，涉及一種三輥全浮芯棒連軋管機及其軋制工藝。
背景技術：
傳統的全浮芯棒連軋管生產方法具體為在熱軋管車間經冷鋸(或其它切斷方 法)將連鑄圓管還切成長度約為I. 5 4. 5m範圍定尺；在傳統的環形爐中加熱I. 5 4. 5m範圍定尺的圓管坯，加熱到1150 1280°C後送去穿孔，在穿孔機上穿成最長為Ilm毛管，接著，在空心還減徑機上減徑延伸形成最長14. Im空心還；之後按全浮芯棒連軋管的生產工藝，在8機架二棍連軋機上軋成最長為33m荒管。該生產工藝主要用於生產Φ 168mm以下小口徑鋼管，產能高，理論生產能力可達240支母管/小時(理論軋制節奏15s)。雖然該生產工藝的產能高，但因「竹節現象」增加頭尾損失約15 30%。近年來，針對「竹節現象」進行了很多工藝實驗研究，對其產生機理較普遍的觀點如下全浮芯棒連軋管的軋制過程分為穩定軋制階段、咬入和拋出的非穩定階段。在穩定軋制階段，各架毛管速度與截面延伸係數成正比增加，故第I 8架毛管速度呈階梯型遞增；而此階段芯棒為向前勻速運動，且芯棒速度高於第I架毛管速度，而低於第6架毛管速度。由於芯棒向前運動速度不變，不會產生縱向的摩擦推力，故沒有「竹節(又稱鼓肚)現象」的產生；在咬入和拋出的非穩定階段，各架毛管速度與穩定軋制階段相同；而整體芯棒是加速提速的，特別是在拋鋼的非穩定階段芯棒加速提升更為明顯。這種整體芯棒的加速提升，對於毛管在各架變形區產生一種縱向的附加摩擦推力，從而產生「竹節(又稱鼓肚)現
任」象。對二輥全浮芯棒連軋管工藝，可採用全程控制技術，對各機架的軋輥孔型、軋制速度及輥縫進行預調整，使軋制過程在主變形機架實現推力軋制，在主變形機架以外接近出口的機架實現張力軋制，從而對竹節進行有效的控制。在三輥全浮芯棒連軋管工藝中，由於三輥全浮芯棒連軋管機具有三輥輥槽淺、軋輥速度差小、軋輥孔型凸緣區小、各機架間距較小的特點，「竹節現象」在一定程度上得到了控制。另外，採用傳統芯棒潤滑工藝，在芯棒表面噴塗一層芯棒潤滑劑後，在乾燥工位進行乾燥，保證芯棒表面形成一層緻密、乾燥且摩擦因數較低的潤滑層，也可在一定程度上控制「竹節現象」。採用這些方法，可以在三輥全浮芯棒連軋管工藝，基本抑制頭部竹節的產生，但無法對尾部竹節進行控制，因此不能有效地控制「竹節現象」。

發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供了一種三輥全浮芯棒連軋管機及其軋制工藝。本發明的三輥全浮芯棒連軋管機，包括第一至第六變形機架和松棒機架，荒管依次通過該第一至第六變形機架和松棒機架，第二變形機架至第五變形機架後均設置有檢測元件，檢測元件與控制單元相連，用於在檢測到荒管離開其對應的變形機架時，向控制單元發出信號；第三變形機架至第六變形機架上均設置有與控制單元連接的液壓微壓下裝置，液壓微壓下裝置用於對變形機架上的軋輥進行微壓下；松棒機架後還設有脫棒機，脫棒機後設有測量裝置，測量裝置實時測量荒管的外徑和壁厚值，並將檢測到的數據發送給控制單元；控制單元根據預先設定的或者實時測量的荒管的外徑和壁厚值，確定各變形機架對尾部竹節偏差的補償值，並且控制單元在接收到檢測元件發來的信號後，控制位於發送信號的檢測單元所對應的變形機架之後的各變形機架上的液壓微壓下裝置進行微壓下，以對尾部竹節偏差進行補償。在此實施方式中，在檢測元件依次發出信號後，液壓微壓下裝置調節微壓下，第三至第六變形機架中，每個變形機架的每次補償量不超過O. 075% X荒管外徑。第三至第六變形機架中，每個變形機架的總補償值在O. 05X荒管外徑 O. 15% X荒管外徑之間。
在此實施方式中，檢測元件設置在第二變形機架至第五變形機架中的每個變形機架後O. 2米處。在此實施方式中，控制單元根據預先設定的荒管的外徑和壁厚值確定各變形機架對正在被軋管的荒管的尾部竹節偏差的補償值；控制單元根據實時測量的荒管的外徑和壁厚值，確定各變形機架對下支荒管的尾部竹節偏差的補償值。本發明還提供了一種三輥全浮芯棒連軋管機的軋制工藝，包括以下步驟實時檢測荒管的外徑和壁厚值；根據預先設定的或實時檢測到的荒管外徑和壁厚值，確定各變形機架對荒管尾部竹節偏差的補償值；在檢測到荒管離開其對應的變形機架時，對位於該變形機架後的各變形機架上的軋輥進行微壓下，從而對尾部竹節偏差進行補償。在此實施方式中，根據預先設定的荒管外徑和壁厚值，確定各變形機架對正在被軋管的荒管的尾部竹節偏差的補償值；根據實時測量的荒管外徑和壁厚值，確定各變形機架對下支荒管的尾部竹節偏差的補償值。本發明的三輥全浮芯棒連軋管機及其軋制工藝，與傳統的軋管技術相比，可提高金屬收得率約2 4%以上，並能提高鋼管的產品質量。


圖I是本發明的三輥全浮連軋管機的結構示意圖；圖2示意性地示出了檢測元件、控制單元、測量裝置和液壓微壓下裝置的連接關係;圖3示出了採用傳統潤滑工藝的三輥全浮芯棒連軋管的荒管頭尾外徑和壁厚的變化曲線；圖4示出了利用本發明的三輥全浮連軋管機生產的荒管頭尾外徑和壁厚的變化曲線。
具體實施例方式本發明涉及一種三輥全浮芯棒連軋管機及其軋制工藝，其採用動態液壓微壓下技術對軋管過程中的「竹節現象」加以控制。
本發明的三輥全浮芯棒連軋管機一般包括7 9個機架，下文將以8機架(六個變形機架，兩個松棒機架)的情況說明本發明的技術方案。圖I是本發明的三輥全浮連軋管機的結構示意圖。如圖所示，三輥全浮芯棒連軋管機包括八個連軋機架，其中前六個機架為變形機架，即第一至第六變形機架，後兩個機架為松棒機架，荒管依次在第一至第六變形機架上進行軋管，然後在後兩個松棒機架上進行松棒。松棒機架後設置有脫棒機(未示出)，經松棒後的荒管進入脫棒機，使荒管與芯棒分離。在第二變形機架至第五變形機架後均設置有檢測元件，即第一至第四檢測元件，這些檢測元件與控制單元相連，用於在檢測到荒管離開其對應的變形機架時，向控制單元發出信號。第三變形機架至第六變形機架上均設置有與控制單元連接的液壓微壓下 裝置，用於對變形機架上的軋輥進行微壓下。測量裝置安裝在脫棒機後，與控制單元相連，測量裝置實時檢測荒管的壁厚與外徑，並將檢測到的數據發送給控制單元。控制單元根據預先設定的或者實時測量的荒管的外徑和壁厚值，確定各變形機架對尾部竹節偏差的補償值，並且控制單元在接收到檢測元件發來的信號後，控制位於發送信號的檢測單元所對應的變形機架之後的各變形機架上的液壓微壓下裝置進行微壓下，以對尾部竹節偏差進行補償。具體地，控制單元根據預先設定的荒管的外徑和壁厚值確定各變形機架對正在被軋管的荒管的尾部竹節偏差的補償值；控制單元根據實時測量的荒管的外徑和壁厚值，確定各變形機架對下支荒管的尾部竹節偏差的補償值。圖2示意性地示出了檢測元件、控制單元、測量裝置和液壓微壓下裝置的連接關係。如圖I所示，各機架的間距在650mm IOOOmm之間。在此實施方式中，第一至第四檢測元件分別設置在第二變形機架至第五變形機架後O. 2m處。當第一檢測元件檢測到荒管尾端離開第二變形機架時，控制單元根據第一檢測元件發來的信號控制第三至第六變形機架上的液壓微壓下裝置，以對其上的軋輥進行一次微壓下；當第二檢測元件測得荒管尾端離開第三變形機架時，控制單元根據第二檢測元件發來的信號控制第四至第六變形機架上的液壓微壓下裝置，以在第一次微壓下的基礎上，對其軋輥進行第二次微壓下；依次類推。本發明主要對荒管的尾部竹節加以控制，尾部竹節的形成過程如下當荒管離開第一變形機架瞬間，對荒管尾端產生的第一節箍，是芯棒升速產生縱向摩擦推力的結果；當依次產生第二節箍、第三節箍...時，由於芯棒升速基本為勻加速運動，故當荒管尾端離開任一變形機架的瞬間，由芯棒產生的這種縱向摩擦推力幾乎相等，則造成第五節箍尺寸偏差最大。根據尾部竹節的這種形成過程，本發明在荒管離開第二至第五變形機架時，對仍然軋制荒管的各變形機架進行微壓下，從而實現對尾部竹節偏差進行動態補償。舉例來說，本發明的產品規格是Φ32Χ2. 9mm結構用無縫鋼管，代表鋼種為Q460 ；Φ 159mm三棍全浮變形分配見表I。表IΦ 159mm三棍全浮變形分配
權利要求
1.一種三輥全浮連軋管機，其包括第一至第六變形機架和松棒機架，荒管依次通過該第一至第六變形機架和松棒機架，其特徵在於 第二變形機架至第五變形機架後均設置有檢測元件，檢測元件與控制單元相連，用於在檢測到荒管離開其對應的變形機架時，向控制單元發出信號； 第三變形機架至第六變形機架上均設置有與控制單元連接的液壓微壓下裝置，液壓微壓下裝置用於對變形機架上的軋輥進行微壓下； 松棒機架後還設有脫棒機，脫棒機後設有測量裝置，用於實時測量荒管的外徑和壁厚值並將檢測到的數據發送給控制單元； 控制單元根據預先設定的或者實時測量的荒管的外徑和壁厚值，確定各變形機架對尾部竹節偏差的補償值，並且控制單元在接收到檢測元件發來的信號後，控制位於發送信號的檢測單元所對應的變形機架之後的各變形機架上的液壓微壓下裝置進行微壓下，以對尾部竹節偏差進行補償。
2.如權利要求I的三輥全浮連軋管機，其特徵在於在檢測元件依次發出信號後，液壓微壓下裝置調節微壓下時，第三至第六變形機架中，每個變形機架的每次補償量不超過O.075% X荒管外徑，並且第三至第六變形機架中，每個變形機架的總補償值在O. 05X荒管外徑 O. 15% X荒管外徑之間。
3.如權利要求I的三輥全浮連軋管機，其特徵在於檢測元件設置在第二變形機架至第五變形機架中的每個變形機架後O. 2米處。
4.如權利要求I的三輥全浮連軋管機，其特徵在於，控制單元根據預先設定的荒管的外徑和壁厚值確定各變形機架對正在被軋管的荒管的尾部竹節偏差的補償值；控制單元根據實時測量的荒管的外徑和壁厚值，確定各變形機架對下支荒管的尾部竹節偏差的補償值。
5.一種三輥全浮芯棒連軋管機的軋制工藝，其特徵在於 實時檢測荒管的外徑和壁厚值； 根據預先設定的或實時檢測到的荒管外徑和壁厚值，確定各變形機架對荒管尾部竹節偏差的補償值； 在檢測到荒管離開其對應的變形機架時，對位於該變形機架後的各變形機架上的軋輥進行微壓下，從而對尾部竹節偏差進行補償。
6.如權利要求5的三輥全浮芯棒連軋管機的軋制工藝，其特徵在於，根據預先設定的荒管外徑和壁厚值，確定各變形機架對正在被軋管的荒管的尾部竹節偏差的補償值；根據實時測量的荒管外徑和壁厚值，確定各變形機架對下支荒管的尾部竹節偏差的補償值。
全文摘要
本發明公開了一種三輥全浮芯棒連軋管機，其包括第一至第六變形機架和松棒機架。其中，第二變形機架至第五變形機架後均設置有與控制單元相連的檢測元件；第三變形機架至第六變形機架上均設置有與控制單元連接的液壓微壓下裝置；松棒機架後設有脫棒機，脫棒機後設有與控制單元相連的測量裝置。控制單元根據預先設定的或者實時測量的荒管的外徑和壁厚值，確定各變形機架對尾部竹節偏差的補償值，並且控制單元在接收到檢測元件發來的信號後，控制位於發送信號的檢測單元所對應的變形機架之後的各變形機架上的液壓微壓下裝置進行微壓下。本發明還公開了一種三輥全浮芯棒連軋管機的軋制工藝。本發明可提高金屬收得率，並能提高鋼管的產品質量。
文檔編號B21B38/04GK102873100SQ20111020286
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月13日 優先權日2011年7月13日
發明者李元德, 李國棟, 田穎峰 申請人:中冶東方工程技術有限公司