[发明专利]用于制造无缝钢管的方法和轧机

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造无缝钢管的一种方法和一种轧机，其中在连续的轧制过程中使用一个或多个相继设置的纵轧机机架或斜轧机机架和在轧制过程中插入到轧件的内部中的内部轧制工具，该内部轧制工具被构造成带有设置在其前端的顶头的芯棒。

背景技术

采用连轧法(连续的管轧制方法)使用连轧机、也称为管连轧机来制造无缝的管例如由DE-Z“Berg-und  Monatshefte 130(1985)，Heft7，Seiten 205 bis 211”(采矿和冶金工作者的月刊130(1985年)，第七期，第205页至第211页)已知。大多数情况下使用轧制圆钢作为原料，主要作为直径至多为350mm的圆形连铸坯，该圆形连铸坯以至多5m的长度在转底炉中被加热到轧制温度。接下来在通常构造为斜轧机机架的穿孔轧机上将实心块穿孔成薄壁的空心块。如此制得的空心块然后以在相同的温度下在连轧机中通过内部轧制工具被轧制成管坯。连轧机大多数情况下由六个至九个紧密相继的轧机机架构成，这些轧机机架分别相互反向旋转地设置，例如分别旋转90°。轧辊圆周速度按照横断面减缩率(Querschnittsabnahme)彼此协调，从而在机架之间不会有值得一提的拉力或顶锻力作用到轧件上。

在连轧机中开始轧制过程之前，空心块通过作为内部轧制工具的连同顶头穿入其中的芯棒，如根据一种变型设计例如由DE 21 31 713 A1已知，由本领域通常称为保持器的入口侧的芯棒保持或移动装置移动位置，然后被推入到连轧机中。在那里，空心块被轧辊夹住，并通过从机架到机架逐渐变小的轧辊孔型在芯棒上被轧制。在这种情况下，具有顶头的芯棒的速度由于轧件速度变快也越来越快。芯棒通过芯棒保持和移动装置在轧制期间被一起控制，跟踪半控制的或全控制的芯棒速度随动。

无论在用于将块穿孔成空心块的斜轧的情况下还是在多机架的连轧机中将空心块轧制成管坯的情况下都存在的一个公知的问题是，无论由圆的实心材料还是由圆的空心材料构成的芯棒由于局部较大的力而变形。在这种情况下出现的芯棒的挠曲导致偏心值随着安装在芯棒上的顶头的摆动而变大。即在芯棒的轴向端部上的顶头偏心于芯棒的纵轴也移动。结果导致空心块的和管坯的圆周壁厚不均匀。

但这种摆动不仅会由处于大的轴向压力下的芯棒的挠曲引起，其中顶头的纵轴与轧件轴夹成一角度，即不平行地伸展。顶头的偏心还会由下述其它不同的因素引起，并决定了偏心的程度，如材料不均匀、横截面上的温度梯度、工具的不对称的力作用和不直的或振动的芯棒。

迄今的用于减小偏心度的解决方案致力于控制前述的影响大小并保持其负面影响尽可能小。但如此实现的最小的偏心度始终处于3％至5％的范围内，而且很难通过高的代价在生产期间保持较低。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供一种方法和一种轧机，利用它们可以可靠地避免前述缺点、特别是被穿孔的空心块或管坯的偏心，或者至少将其减小到技术上可达到的程度。

所述目的通过本发明的方法得以实现，其中使得顶头进行与轧件旋转运动方向相反的旋转运动。本发明基于如下认识，即通过芯棒与轧件的旋转运动方向相反的转动，根据一种优选的设计通过顶头的反向的偏心的旋转运动，防止偏心产生的机理。结果产生对无缝管生产质量的明显提高，并相应地节省轧机工作成本。因为在芯棒上对管进行轧制的轧机工作中的在其它情况下造成偏心的负面影响可以通过这种方式被消除。

本发明所基于的目的通过本发明的轧机得以实现，其中芯棒配设有使得该芯棒在轧制过程期间与轧件旋转运动方向相反地旋转的驱动装置，例如作为入口侧的芯棒保持或移动装置的其它构件。

为此，本发明的一种优选的设计规定，芯棒通过适配器偏心地与顶头连接。由此，在轧辊之间在顶头上预先轧制管坯之处，芯棒进行与轧件旋转运动方向相反的旋转，作为偏心的反向的旋转。

根据本发明提出，适配器与芯棒和顶头螺栓连接，其中芯棒和顶头具有彼此相向的以一偏心量相互错开的螺纹头。这可以采用简单的方式通过如下措施来实现，即芯棒螺纹头的纵轴或中心线和顶头螺纹头的纵轴或中心线在高度上略微相互错开，例如若干个0.1mm或若干毫米。

根据一种设计规定，螺纹头设有外螺纹，而适配器的连接端则设有内螺纹。适配器因此只需拧到芯棒上，比芯棒短很多的顶头只需拧到适配器的另一空闲的连接端中。相关地需要说明，偏心量替代地也可以在适配器的连接端中形成，也就是说，盒状或罐状的连接端上的内螺纹相互错开。