[发明专利]少机架纵向热轧小直径薄壁无缝钢管的轧制工艺及其设备

说明书

技术领域

本发明属于钢管的轧制设备及轧制工艺技术领域，主要涉及的是一种少机架纵向热轧小直径薄壁无缝钢管的轧制工艺及其设备。尤其适用于高精度小直径薄壁无缝钢管的生产。

背景技术

小直径薄壁无缝钢管在生产、生活等各个领域中用量都很大，我国2007年消费1600万吨钢管有53％是小直径无缝钢管。目前我国大中直径的无缝钢管机组总体装备水平较先进，生产能力与需求差距不大；与其相比，小直径无缝钢管机组的总体装备水平不高，约50％的生产能力为一般水平和落后机组。这反映出我国无缝钢管轧机装备水平发展不平衡，小直径钢管的总体装备水平还有待提高。当前在生产实际轧制小直径薄壁无缝钢管一般采用冷拔或冷轧的方法取得小直径薄壁无缝钢管，无论是冷拔或冷轧的方法生产小直径薄壁无缝钢管都需要数次退火、酸洗、磷化，生产效率都比较低。且生产薄壁无缝钢管工序多、成本高、浪费资源，存在着功效慢、能耗大、成才率低、污染严重、环保压力大的问题。加之钢铁材料本身的抗变形力，使得冷拔(轧)能加工的原料材质范围相当窄等，这样既极大的浪费了能源和资源，并且对于很多材质只能利用多次冷拔得到精度较高的小直径薄壁无缝钢管，那样更是费工费料，成本非常高，而现有的技术很难加工精度高的小直径薄壁无缝钢管，所以小直径薄壁无缝钢管的加工至今还是一个技术难题。虽然目前在热轧小直径薄壁无缝钢管方面，也有企业采用三辊斜轧技术进行扎制，但由于受三辊斜轧应力(三向)变形方向的制约和芯棒刚性限制，在斜轧过程中容易将薄壁钢管轧成尾三角或麻花型。因此在三辊斜轧小直径薄壁无缝钢管的技术方面一直没有实质性进展。且现有三辊热轧设备只能轧制Φ76mm的无缝钢管。Φ76mm以下的热轧小直径薄壁无缝钢管的轧制在国内一直是空白。

发明内容

本发明的目的是克服现有的技术装备的不足和缺陷，提供一种少机架纵向热轧小直径薄壁无缝钢管的轧制工艺及其设备，使其可轧制Φ76mm以下的小直径薄壁无缝钢管，并有效提高生产效率及钢管的精度和力学性能。

本发明实现上述轧制工艺采取的方法是：用加热炉将荒管加热至950--1150℃，芯棒小车将芯棒穿入加热的荒管内推动前行，并将荒管推入由多台减壁轧机组成的减壁轧制机组对荒管进行纵向减壁轧制；将脱离芯棒的荒管继续推入由多台张力减径轧机组成的张力减径机组对荒管进行纵向张力减径轧制直至轧制完毕；然后进入冷床冷却；校直机矫直；成品辊道输送切割、平头机平头、探伤机探伤、水压试验机检测、打捆、入库。

本发明实现上述轧制工艺采用的设备主要由芯棒小车、芯棒、减壁轧机、张力减径轧机、加热炉、冷床、校直机、切割机、在线检测设备及主控制柜构成，芯棒小车沿导轨往复运动，芯棒的一端与芯棒小车固定并与芯棒小车同步移动；减壁轧机上具有三个互成120°分布的轧辊由电机提供动力，每个轧辊的外圆周上开有Y型圆弧形凹槽，两侧设有伞形齿，该三个轧辊的Y型圆弧形凹槽形成的圆孔直径与所要轧制钢管的外径吻合，且由第一台到最后一台依次成线性递减；张力减径轧机上具有三个互成120°分布的轧辊由电机提供动力，每个轧辊的外圆周上开有Y型圆弧形凹槽，两侧均设有伞形齿，该三个轧辊的Y型圆弧形凹槽形成的圆孔直径与所要轧制钢管的外径吻合，且由第一台到最后一台依次成线性递减。

本发明利用三辊纵轧技术与限动芯棒相结合，液压精密调整带伞形齿的直辊纵轧进行减径减壁轧制，通过轧管流水线主控制柜对各机架进行无级调速，以确保工艺的实施，从而轧制出外径φ12mm～φ76mm，壁厚在1～6mm的小直径薄壁无缝钢管。由于采用Y型圆弧形凹槽轧辊，且Y型圆弧形凹槽的每一点都和钢管的外壁相切，无数个相切点连在一起即是一个正圆，使得正在轧制的钢管的360度范围内受到的应力均匀，不会使薄壁管轧扁变形。由于在扎制过程时，轧辊的转动带动钢管相向运动，即轧辊沿钢管的纵向转动，推动钢管相向纵向前进，因此可实现纵向轧制。Y型圆弧形凹槽轧辊转速快，功效高。由于芯棒具有内冷却功能，从而解决了在即时冷却芯棒的过程中而不冷却正在轧制钢管的问题。且芯棒为锥形形状，在减壁轧制过程中，在钢管起内模作用，与轧辊配合对钢管起减壁的作用。

附图说明

图1是本发明轧管机组的主视图。

图2是图1的A-A剖面图。

图3是本发明整条生产流水线的俯视图。

图4是本发明芯棒的结构示意图。

图5是本发明轧辊的俯视图。

图6是本发明轧辊的左视图。