[发明专利]一种新型行星轧管机及铜合金管的行星轧制方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属加工制造技术领域，尤其涉及一种轧制铜合金管的行星轧管机及铜合金管的行星轧制方法。

背景技术

紫铜管铸轧生产技术是20世纪80年代开发的一种短流程、连续化铜管加工技术，特别针对空调制冷用紫铜管的规模化连续生产的需求而发展的一种紫铜管加工方式。由于紫铜具有高的传热系数，利用行星轧管机轧制时无需加热，依靠轧制过程中的变形和高摩擦时产生的大量热能，管坯温度升高至700℃，使管坯发生了动态回复、再结晶或是晶粒细化，轧制后的管坯可直接进行后续的拉伸，且无需退火，相比传统的挤压技术，利用铸轧生产技术可使生产效率大幅提高。

为了提高紫铜的强度、硬度、耐腐性等性能使其能适应特殊的工作环境，在紫铜中加入了锌、铝、锡、镍、铁、锰、硅及铅元素中的一种或多种形成铜合金，目前行星轧管机所轧制的铜合金管存在如下缺点：1、由于铜合金相比紫铜其传热性能大幅下降，室温变形抗力、加工硬化以及变形应力明显增加，依靠轧制变形和摩擦产生的热量已难以达到预期的加工要求，管坯变形时局部过热造成管坯与轧辊粘结、合金管过烧开裂等现象，而温度不够的部分在大加工量作用下产生硬化应力开裂等导致轧制失败。2、轧制过程在瞬间产生大加工率变形，在轧制模具自身润滑冷却的作用下使变形后的高温合金管在极短时间内被冷却到60℃以下甚至室温，大变形和急冷所产生的应力使轧后的铜合金管发硬，变脆，影响后续拉伸工序的可加工性和管材性能，难以实现铜合金管的短流程和自动连续化生产。中国国家知识产权局分别于2001年01月17日及2008年10月22日公开的“三辊行星轧管机”与“一种行星轧管机的冷却装置”的两篇专利中针对传统轧管机的冷却系统进行了改进，但合金管的热变形过程仍无法满足工艺要求，难以实现均匀的动态回复；其改进后的冷却系统的冷却方式也存在不足之处，无法满足后续冷轧管或拉伸工序等的连续冷加工性能要求，行业内迫切需要一种高效、连续化生产设备，来满足高质量铜合金管的生产要求。

发明内容

本发明所要解决的问题就是提供一种新型行星轧管机及铜合金管的行星轧制方法，可替代挤压工序与水平连铸机、矫直铣面机与连续拉伸机、在线连续切割机等的配合，实现高质量铜合金管的自动化、连续化、短流程生产。

为解决上述技术方案，本发明采用如下技术方案：一种新型行星轧管机，包括用于输送空心铸坯的送料机构、用于铸轧空心铸坯的行星主机，行星主机内设有轧辊组及轧模速冷机构，其特征在于：所述送料机构的出料端与行星主机的进料端之间设有对空心铸坯进行预加热的感应预热机构，所述行星主机的出料端依次设有感应均热机构及缓冷机构，轧制速冷后的管材由所述的感应均热机构再次加热并由所述的缓冷机构实现缓慢冷却。

进一步的，所述感应预热机构的出料端与行星主机的进料端密封连接，所述感应均热机构的进料端与行星主机的出料端密封连接，感应均热机构的出料端与所述缓冷机构的进料端密封连接；所述的感应预热机构、感应均热机构及缓冷机构上分别安装有送气装置用于向机构内部充入保护气。保证空心铸坯的预加热、轧制过程，轧制后管材的均热、缓冷过程始终是在一个封闭的、充满保护气氛的环境中进行，与空气隔绝，防止氧化。

进一步的，所述的感应预热机构是由若干个独立的感应加热器通过托辊连接形成的封闭整体，感应加热器内设有加热用电感线圈；感应均热机构由若干个独立的感应加热器通过托辊连接形成的封闭整体，感应加热器内设有加热用电感线圈。

进一步的，所述的缓冷机构是由小径钢套与大径钢套构成的双层筒体，小径钢套的内腔供轧制后的管材通过，小径钢套与大径钢套之间为供冷却水通入的环状隔腔，冷却水通过小径钢套与管材进行间接的热量交换，实现对管材的缓慢冷却。

进一步的，所述小径钢套的内腔设置一带通孔的隔板将缓冷机构分为一级缓冷段与二级缓冷段，通孔孔壁上环设有密封帘，所述二级缓冷段的长度小于一级缓冷段的长度；所述小径钢套位于二级缓冷段内的部分沿其圆周方向均布有若干个倾斜设置的喷水孔，且沿小径钢套轴向设置一组或多组喷水孔。缓冷后温度在40～60℃的冷却水以小水柱形式直接喷淋从一级缓冷段过来的管材，使其温度由最高的300℃降至60℃以下。

进一步的，所述的送料机构包括输送台、放置空心铸坯的料架以及用于将空心铸坯送入输送台的分选装置，所述输送台的前端连接感应预热机构的进料端，输送台尾部设有推动空心铸坯前进的推进机构。