專(zhuān)利名稱(chēng)：一種斜縱軋中空鋼的終軋方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斜縱軋中空鋼的終軋方法及裝置，屬于金屬壓力加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
斜縱軋中空鋼的工藝法也稱(chēng)熱穿熱拔工藝法和熱穿熱軋工藝法，該方法是我國(guó)在世界上獨(dú)立開(kāi)發(fā)并發(fā)展起來(lái)的一種中空鋼生產(chǎn)工藝。它是用制造無(wú)縫鋼管的基本工藝技術(shù)來(lái)生產(chǎn)中空鋼的，而中空鋼本質(zhì)上就是超厚壁的圓形或六角形的無(wú)縫鋼管，因此制造中空鋼采用制造無(wú)縫鋼管的基本工藝技術(shù)是比較合理的。這種工藝生產(chǎn)中空鋼具有最佳的幾何尺寸斷面形狀，一火成材，定尺生產(chǎn)，高的終合成材率，品種變換與生產(chǎn)實(shí)施機(jī)動(dòng)靈活，投資少，見(jiàn)效快等長(zhǎng)處，相對(duì)于目前國(guó)外傳統(tǒng)的鉆孔法工藝和鉆孔加管法工藝以及國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的鑄管法工藝來(lái)說(shuō)，它是典型的短流程與資源節(jié)約型的中空鋼生產(chǎn)工藝，目前國(guó)內(nèi)已有近二十條生產(chǎn)線。現(xiàn)有的斜縱軋中空鋼的生產(chǎn)工藝雖然具有上述的許多優(yōu)點(diǎn)，但還存在著以下一些問(wèn)題:
1、斜縱軋中空鋼生產(chǎn)工藝誕生發(fā)展不足三十年，雖經(jīng)努力克服解決了工藝、設(shè)備和產(chǎn)品質(zhì)量的許多問(wèn)題，但由于斜軋工藝的特點(diǎn)，其穿孔減徑后的鋼管內(nèi)外表面螺旋痕跡(內(nèi)孔褶皺)必然存在，圓形中空鋼表面質(zhì)量始終是無(wú)法真正確保的，而六角中空鋼雖經(jīng)熱拉拔或熱縱軋成形，但其六個(gè)棱邊由于不能得到加工，其螺旋痕跡保留下來(lái)，其棱邊過(guò)渡圓弧也不能與六邊平面相切平緩過(guò)渡，因此中空鋼的外形還是不能達(dá)到較理想的水平，同時(shí)也在一定程度上影響了中空鋼的質(zhì)量。2、現(xiàn)有的斜縱軋中空鋼生產(chǎn)工藝一次減徑經(jīng)過(guò)帶芯軋制，使產(chǎn)品內(nèi)表面質(zhì)量得到較大提高，二次減徑目前尚無(wú)法帶芯軋制，仍會(huì)產(chǎn)生新的輕微缺陷。熱拉拔成形的中空鋼由于減壁效應(yīng)而使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到較好水平。而熱縱軋成形的中空鋼則由于增壁效應(yīng)使產(chǎn)品質(zhì)量下降。但是熱拉拔需要增加軋頭工序，拉拔作為被動(dòng)縱軋手段，速度較慢，用人多，勞動(dòng)強(qiáng)度大,成材率和生產(chǎn)效率低，因而有明顯的弱點(diǎn)。3、現(xiàn)有的斜縱軋中空鋼生產(chǎn)工藝的熱縱軋成形，目前全是采用六輥主動(dòng)軋制設(shè)備與技術(shù)，雖然工作效率高，不用軋頭，幾乎不用人操作，但是最大的問(wèn)題是縱軋?jiān)霰趲?lái)內(nèi)孔斜軋缺陷的增大，不能在終軋階段得到解決，從而大大影響了中空鋼的使用質(zhì)量。綜上所述，由于現(xiàn)有的斜縱軋中空鋼生產(chǎn)工藝中的終軋工藝存在著終軋速度慢、工序多、操作人員多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、成材率低、生產(chǎn)率低、外形不盡規(guī)整、局部斜軋缺陷不能消除、熱穿熱軋工藝增壁帶來(lái)的內(nèi)孔質(zhì)量缺陷和外表面的質(zhì)量缺陷不能消除等問(wèn)題，所以現(xiàn)有的斜縱軋中空鋼生產(chǎn)工藝中的終軋方式還是不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:提供一種產(chǎn)品尺寸精度較高、產(chǎn)品形狀完整美觀、并且生產(chǎn)效率高、中空鋼產(chǎn)品表面質(zhì)量好、使用壽命長(zhǎng)的斜縱軋中空鋼的終軋方法及裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的一種斜縱軋中空鋼的終軋方法為，該方法包括采用現(xiàn)有的斜縱軋工藝進(jìn)行斜軋穿孔軋制、帶芯(棒)斜軋軋管軋制、二次無(wú)芯(棒)斜軋軋管定徑軋制得到熱管坯，在對(duì)熱管坯進(jìn)行終軋時(shí)，采用在一臺(tái)Y型軋機(jī)上設(shè)置兩組軋輥組對(duì)熱管坯進(jìn)行連續(xù)軋制，每組軋輥組由三個(gè)軋輥組成，并且使一組軋輥組的軋輥與另一組軋輥組的軋輥相互倒置180度配合安裝，并保持兩個(gè)軋輥組的軋制中心線在同一中心線上。上述在采用一臺(tái)Y型軋機(jī)上設(shè)置兩組軋輥組對(duì)熱管坯進(jìn)行連續(xù)軋制時(shí)，將先軋制熱管坯的軋輥組設(shè)為第一軋輥組，后軋制熱管坯的軋輥組設(shè)為第二軋制組，在進(jìn)行軋制時(shí)，使第一軋輥組軋制時(shí)的延伸系數(shù)U1小于第二軋輥組軋制時(shí)的延伸系數(shù)U2。上述第二軋輥組的延伸系數(shù)U2與第一軋輥組的延伸系數(shù)！^之比為:!^/!^=1.05 1.10。根據(jù)上述方法構(gòu)建的本發(fā)明的一種斜縱軋中空鋼的終軋裝置為:該裝置包括Y型軋機(jī)，在一臺(tái)Y型軋機(jī)上裝有第一軋輥組和第二軋輥組，第一軋輥組和第二軋輥組都分別由三個(gè)軋輥組成，并且第一軋輥組的三個(gè)軋輥與第二軋輥組的三個(gè)軋輥相互倒置180度配合安裝，并保持兩個(gè)軋輥組的軋制中心線在同一中心線上。上述第一軋輥組與第二軋輥組之間的中心距離為第一軋輥組的軋輥半徑與第二軋輥組的軋輥半徑之和再加20 200毫米。上述第一軋輥組中的軋輥與第二軋輥組中的軋輥的直徑相同或不相同。上述第一軋輥組中的軋輥和第二軋輥組中的軋輥的軋輥端面孔型同時(shí)為三角折線孔型或同時(shí)為圓弧孔型。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明采用在一臺(tái)Y型軋機(jī)上設(shè)置兩組軋輥組對(duì)熱管坯進(jìn)行連續(xù)軋制，每組軋輥組由三個(gè)軋輥組成，并且使一組軋輥組的軋輥與另一組軋輥組的軋輥相互倒置180度配合安裝，這樣在通過(guò)第一軋輥組將熱管坯的尺寸軋制到大于或接近于所需的尺寸后，再通過(guò)第二軋輥組進(jìn)行軋制，由于第一組軋輥組的軋輥與第二軋輥組的軋輥相互倒置180度配合安裝，所以熱管坯幾乎在所有的方向上都被軋制，并且在軋制的過(guò)程中由于兩組軋輥組的延伸系數(shù)不同，這樣即可使熱管坯在被軋制的過(guò)程中受到一定的微張力作用，通過(guò)這種微張力連軋的方式，解決了傳統(tǒng)終軋方式產(chǎn)生的增壁現(xiàn)象，其等壁和減壁將較大地改善中空鋼產(chǎn)品內(nèi)孔的表面質(zhì)量。此外，本發(fā)明通過(guò)兩組軋輥組成的封閉孔型對(duì)熱管坯進(jìn)行封閉終軋，確保中空鋼成品表面的全加工，避免了斜軋表面缺陷的保留與存在，大大改進(jìn)了中空鋼的表面質(zhì)量。采用本發(fā)明，可以使中空鋼的終軋與斜軋穿孔、二次軋管減徑得到有機(jī)配合，形成一條相互匹配的機(jī)械化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)高效快速、無(wú)人軋制和最大限度的提高斜縱軋工藝生產(chǎn)中空鋼的生產(chǎn)效能的目的。經(jīng)試驗(yàn)和實(shí)際使用證明，采用本發(fā)明，能有效改進(jìn)中空鋼的外表面狀態(tài)，消除斜軋螺旋痕跡，其中空鋼產(chǎn)品尺寸更加精準(zhǔn)，外形更加美觀。所以，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅具有產(chǎn)品尺寸精度較高、產(chǎn)品形狀完整美觀、生產(chǎn)效率高、中空鋼產(chǎn)品內(nèi)表面質(zhì)量好、產(chǎn)品的使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，而且本發(fā)明還具有操作容易、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、制作成本低、適合于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的裝置軋制熱管坯時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示 意圖，并且其軋輥的軋輥端面為三角折線孔型時(shí)的結(jié)構(gòu)示意 圖3為圖1的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖，并且其軋輥的軋輥端面為三角折線孔型時(shí)的結(jié)構(gòu)示意 圖4為圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖，并且其軋輥的軋輥端面為圓弧孔型時(shí)的結(jié)構(gòu)示意
圖5為圖1的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖，并且其軋輥的軋輥端面為圓弧孔型時(shí)的結(jié)構(gòu)示意
圖6為圖1的C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖(熱管坯在終軋前的剖視結(jié)構(gòu)示意圖)；
圖7為圖1的D-D剖視結(jié)構(gòu)示意圖(熱管坯被第一軋輥組軋制為H型或R型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖)；
圖8為圖1的E-E剖視結(jié)構(gòu)示意圖(熱管坯被第二軋輥組終軋成H型或R型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖)。附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-軋輥，2-被加工的熱管坯，1-第一軋輥組，I1-第二軋輥組，L-第一軋輥組與第二軋輥組之間的中心距離。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的實(shí)施例:本發(fā)明的一種斜縱軋中空鋼的終軋方法可在現(xiàn)有的斜縱軋中空鋼工藝中作為終軋工藝進(jìn)行實(shí)施，實(shí)施時(shí)，先采用現(xiàn)有的斜縱軋工藝對(duì)制作中空鋼的原材料坯進(jìn)行斜軋穿孔軋制、帶芯(棒)斜軋軋管軋制、二次無(wú)芯(棒)斜軋軋管定徑軋制而得到熱管坯，然后采用本發(fā)明的方法對(duì)熱管坯進(jìn)行終軋，在對(duì)熱管坯進(jìn)行終軋時(shí)，采用在一臺(tái)Y型軋機(jī)上設(shè)置兩組軋輥組的方式對(duì)熱管坯進(jìn)行連續(xù)軋制，每組軋輥組由三個(gè)軋輥組成，并且使一組軋輥組的軋輥與另一組軋輥組的軋輥相互倒置180度配合安裝；在采用一臺(tái)Y型軋機(jī)上設(shè)置兩組軋輥組對(duì)熱管坯進(jìn)行連續(xù)軋制時(shí)，將先軋制熱管坯的軋輥組設(shè)為第一軋輥組，后軋制熱管坯的軋輥組設(shè)為第二軋制組，并使第一軋輥組與第二軋輥組之間設(shè)有一定的間隔，同時(shí)使第一軋輥組軋制時(shí)的延伸系數(shù)U !小于第二軋輥組軋制時(shí)的延伸系數(shù)U 2 ；其第二軋輥組的延伸系數(shù)U 2與第一軋輥組的延伸系數(shù)U:之比的范圍最好控制在:μ2/μ1=1.05 1.10的范圍內(nèi)。根據(jù)上述方法構(gòu)建的本發(fā)明的一種斜縱軋中空鋼的終軋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 圖5所示，該裝置是將現(xiàn)有的Y型軋機(jī)進(jìn)行組合改制而成的，制作時(shí)，在現(xiàn)有的一臺(tái)Y型軋機(jī)上裝上第一軋輥組I和第二軋輥組II，其第一軋輥組I和第二軋輥組II都分別由三個(gè)傳統(tǒng)的軋輥I組成，將第一軋輥組I的三個(gè)軋輥I與第二軋輥組II的三個(gè)軋輥I相互倒置180度配合安裝在Y型軋機(jī)上(如圖2 圖5所示)，并保持兩個(gè)軋輥組軋制中心線一致；安裝時(shí)，應(yīng)將第一軋輥組I與第二軋輥組II之間的中心距離L控制在第一軋輥組I的軋輥I半徑與第二軋輥組II的軋輥I半徑之和再加20 200毫米的范圍內(nèi)；其第一軋輥組I中的軋輥I與第二軋輥組II中的軋輥I的直徑可根據(jù)使用的需要制作成相同的直徑或不相同的直徑，但在制作軋輥時(shí)，應(yīng)保證第二軋輥組的延伸系數(shù)U2與第一軋輥組的延伸系數(shù) 之比的范圍控制在==1.05 1.10的范圍內(nèi)；根據(jù)生產(chǎn)的需要，當(dāng)需要生產(chǎn)H型的中空鋼產(chǎn)品時(shí)，將第一軋輥組I中的軋輥I和第二軋輥組II中的軋輥I的軋輥端面孔型制作為三角折線孔型(如圖2、圖3所示);當(dāng)需要生產(chǎn)R型的中空鋼產(chǎn)品時(shí)，將第一軋輥組I中的軋輥I和第二軋輥組II中的軋輥I的軋輥端面孔型制作為圓弧孔型(如圖4、圖5所示)即成。下面對(duì)本發(fā)明的工作原理作進(jìn)一步的說(shuō)明:
本發(fā)明為了提高斜縱軋工藝法生產(chǎn)中空鋼的效能與產(chǎn)品質(zhì)量，本發(fā)明提供了斜縱軋工藝生產(chǎn)中空鋼的一種新的終軋技術(shù)、工藝及配置方法。在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，可采用現(xiàn)有技術(shù)中的￠250 (j5320mm Y型軋機(jī)，通過(guò)在一臺(tái)Y型軋機(jī)將兩組軋輥180°倒置配置組合成連軋機(jī)組，將經(jīng)過(guò)斜軋穿孔一帶芯(棒)斜軋軋管減徑一二次無(wú)芯(棒)斜軋軋管定徑的￠22 56mmX6.5 16.5mm (壁厚)的熱管還微張力縱軋成GB/T1301-2008標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的所有規(guī)格的中空鋼產(chǎn)品，其中H型六角形中空鋼六種(H19、H22、H25、H28、H32、H35), R 型圓形中空鋼四種(R32、R39、R46、R52)。其Y型軋機(jī)軋輥孔型配置及軋制變形過(guò)程說(shuō)明如下:
H型中空鋼軋輥孔型及配置如圖2、圖3所示；
R型中空鋼軋輥孔型及配置如圖4、圖5所示；
其熱管坯的軋制變形過(guò)程如圖6 圖8所示；
本發(fā)明工作時(shí)的主要工藝技術(shù)參數(shù)如下:
減徑率
H型六角形中空鋼 Dtl-H/ D0X 100%= 15 20% R型圓形中空鋼Dtl- D1/ DqX 100%=8 12%
減壁率
H型六角形中空鋼 S。- S1/ S0=O 1.5%
R型圓形中空鋼S。- S1/ S0=O 12%
總延伸系數(shù)U: U=U1.U2
H型角形中空鋼 V- = Ti (D02-do2) /4 (H2- 31 /4 Cl12) =1.6 1.8R 型圓形中空鋼 U = (D02-d02) / (Di2-Cl12) =1.04 1.12微張力軋制通過(guò)兩組軋輥徑差或轉(zhuǎn)速差實(shí)現(xiàn)微張力系數(shù) n:1T = U2Zy1=LOSNLiO
成品壁厚系數(shù):
H型六角形中空鋼SZH=I/^.8 1/2.96
R型圓形中空鋼S1/ D^l/2.9 1/3.5
上述式中％、S0為定徑熱管坯外徑、壁厚；H、D1為成品對(duì)邊(內(nèi)接圓直徑)、外徑A為成品壁厚WpU2為第一軋輥組、第二軋輥組的軋輥延伸系數(shù)。經(jīng)試驗(yàn)和實(shí)際使用證明，本發(fā)明具有如下幾個(gè)主要優(yōu)點(diǎn):
1、微張力連軋解決了終軋產(chǎn)生的增壁現(xiàn)象，等壁和減壁將較大地改善內(nèi)孔表面質(zhì)量；
2、兩組軋輥組成的封閉孔型對(duì)圓管坯封閉終軋，確保中空鋼成品表面的全加工，避免了斜軋表面缺陷的保留與存在，大大改進(jìn)了中空鋼的表面質(zhì)量。3、本發(fā)明的實(shí)施，可以使中空鋼的終軋與斜軋穿孔、二次軋管減徑有機(jī)配合，形成
一條相互匹配的機(jī)械化生產(chǎn)線，高效快速，無(wú)人軋制，最大限度的提高斜縱軋工藝生產(chǎn)中空鋼的生產(chǎn)效能和產(chǎn)品質(zhì)量。
4、本發(fā)明將使斜縱軋中空鋼生產(chǎn)工藝更為合理與完善，更具實(shí)際運(yùn)用與推廣價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種斜縱軋中空鋼的終軋方法，包括采用現(xiàn)有的斜縱軋工藝進(jìn)行斜軋穿孔軋制、帶芯(棒)斜軋軋管軋制、二次無(wú)芯(棒)斜軋軋管定徑軋制得到熱管坯，其特征在于:在對(duì)熱管坯進(jìn)行終軋時(shí)，采用在一臺(tái)Y型軋機(jī)上設(shè)置兩組軋輥組的方式對(duì)熱管坯進(jìn)行連續(xù)軋制，每組軋輥組由三個(gè)軋輥組成，并且使一組軋輥組的軋輥與另一組軋輥組的軋輥相互倒置180度配合安裝，并保持兩個(gè)軋輥組的軋制中心線在同一中心線上。
2.很據(jù)權(quán)利要求1所述的斜縱軋中空鋼的終軋方法，其特征在于:在采用一臺(tái)Y型軋機(jī)上設(shè)置兩組軋輥組對(duì)熱管坯進(jìn)行連續(xù)軋制時(shí)，將先軋制熱管坯的軋輥組設(shè)為第一軋輥組，后軋制熱管坯的軋輥組設(shè)為第二軋制組，使第一軋輥組軋制時(shí)的延伸系數(shù)U:小于第二軋輥組軋制時(shí)的延伸系數(shù)U2。
3.很據(jù)權(quán)利要求2所述的斜縱軋中空鋼的終軋方法，其特征在于:第二軋輥組的延伸系數(shù)U 2與第一軋棍組的延伸系數(shù)U !之比為:y 2/y I =1.05 1.10。
4.一種斜縱軋中空鋼的終軋裝置，包括Y型軋機(jī)，其特征在于:在一臺(tái)Y型軋機(jī)上裝有第一軋輥組(I )和第二軋輥組(II )，第一軋輥組(I )和第二軋輥組(II)都分別由三個(gè)軋輥(I)組成，并且第一軋輥組(I )的三個(gè)軋輥(I)與第二軋輥組(II)的三個(gè)軋輥(I)相互倒置180度配合安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求4 所述斜縱軋中空鋼的終軋裝置，其特征在于:第一軋輥組(I)與第二軋輥組(II)之間的中心距離(L)為第一軋輥組(I )的軋輥(I)半徑與第二軋輥組(II)的軋輥(I)半徑之和再加20 200毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述斜縱軋中空鋼的終軋裝置，其特征在于:第一軋輥組(I)中的軋輥(I)與第二軋輥組(II )中的軋輥(I)的直徑相同或不相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述斜縱軋中空鋼的終軋裝置，其特征在于:第一軋輥組(I)中的軋輥(I)和第二軋輥組(II )中的軋輥(I)的軋輥端面孔型同時(shí)為三角折線孔型或同時(shí)為圓弧孔型。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種斜縱軋中空鋼的終軋方法及裝置，本發(fā)明采用現(xiàn)有的斜縱軋工藝進(jìn)行斜軋穿孔軋制、帶芯(棒)斜軋軋管軋制、二次無(wú)芯(棒)斜軋軋管定徑軋制得到熱管坯，在對(duì)熱管坯進(jìn)行終軋時(shí)，采用在一臺(tái)Y型軋機(jī)上設(shè)置兩組軋輥組的方式對(duì)熱管坯進(jìn)行連續(xù)軋制，每組軋輥組由三個(gè)軋輥組成，并且使一組軋輥組的軋輥與另一組軋輥組的軋輥相互倒置180度配合安裝，并保持軋制中心線一致。本發(fā)明能使熱管坯在所有的方向上都被軋制，在軋制的過(guò)程中兩組軋輥組的延伸系數(shù)不同，使熱管坯受到一定的微張力作用，這將有效地改善中空鋼產(chǎn)品內(nèi)孔的表面質(zhì)量。本發(fā)明具有產(chǎn)品質(zhì)量好、操作容易、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、制作成本低、適合于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21B19/02GK103212578SQ201210018249
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者覃朝華 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)捷盛科技實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司, 覃朝華