CN101209458B - 热轧无缝钢管限动芯棒连轧机轧制管材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热轧无缝钢管限动芯棒连轧机。一种热轧无缝钢管限动芯棒连轧机轧制管材的方法，包括五个机架轧辊和芯棒，轧辊含有孔型，其特征是：第三架轧辊孔型为椭圆，第四架轧辊孔型为椭圆，第五架轧辊孔型为正圆，在第三架和第四架轧辊孔型中逐步增加管材的椭圆度并且周长大于第五架轧辊孔型正圆周长，使管材和芯棒在第五机架产生间隙，由脱管机顺利拉出荒管，使芯棒和管材分离。本发明通过连轧机轧辊孔型形状的改进，在限动芯棒连轧机中，使管材和芯棒在第五机架产生间隙，由脱管机顺利拉出荒管，使芯棒和管材分离，避免荒管拉断和内外表面孔洞，本发明可轧出包括不锈钢在内的高合金钢管，以及一般的碳钢管，具有较广的应用范围。

Description

热轧无缝钢管限动芯棒连轧机轧制管材的方法

(一)技术领域

本发明涉及热轧无缝钢管限动芯棒连轧机。

(二)背景技术

热轧无缝钢管连轧生产工艺已经由上世纪80年代的全浮动芯棒连轧发展到目前五机架限动芯棒连轧工艺，在限动芯棒生产中，管材在五机架连轧机中受到轧制，实现变形并达到荒管目标外径和壁厚。管材在进入轧机前，芯棒作为内变形工具其尾部被夹持器夹持，预先送入管材内孔，一同进入轧机，芯棒在夹持器控制下向前运动，其运动速度是受控的，管材外圆周受到轧辊孔型的作用，内孔受到芯棒的作用，轧辊孔型和芯棒构成圆环状变形区。当管材和芯棒离开轧机后，芯棒必须从管材内孔脱离，连轧机后配置了三架脱管机，管材头部出连轧机后即被脱管机咬入，管材继续前进，芯棒在夹持器作用下后退回原位，管材和芯棒脱离，进入后面的工序继续受到轧制变形，最终达到成品管尺寸。由于有脱管机外力作用，连轧机中最后一架轧辊和管材不需要有脱棒间隙，孔型也可以设计成正圆孔型，壁厚均匀性好。

在五机架连轧机中，相邻机架错开90度布置，轧件在各方向轮流受到轧制，前面轧机主要任务是在温度较高的条件下实现管材的大变形，即较大的减径量和减壁量，而后面机架的任务则是对管材进行规圆，减小椭圆度，并改善壁厚的均匀性，最后二架(第四架和第五架)孔型相同，第三架和第四、五架的孔型结构如图一所示，在孔型侧壁，采用二段圆弧，大圆弧R1很短，之后的R2基本和槽底圆弧R相当，这样的孔型基本上是圆孔型。

目前标准的限动芯棒连轧机由五机架组成，后面三架基本为正圆孔型，轧辊槽底外径逐渐减小，在最后一架达到荒管设计外径，管材外圆周和轧辊接触，内孔则和芯棒保持接触，管材要脱离芯棒，在轧出连轧机后，必须在有前面脱管机的作用下，克服芯棒的阻力，这在生产碳钢时能够实现，但在生产不锈钢时，由于不锈钢变形困难，在脱管机的作用下管材不能脱离芯棒，表面拉出孔洞，管材在连轧机轧卡。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种热轧无缝钢管限动芯棒连轧机轧制管材的方法，该方法通过连轧机轧辊孔型形状的改进，使管材和芯棒在出口机架产生间隙，由脱管机顺利拉出荒管，使芯棒和管材分离，避免荒管拉断。

本发明是这样实现的：一种热轧无缝钢管限动芯棒连轧机轧制管材的方法，包括五个机架轧辊和芯棒，轧辊含有孔型，芯棒被夹持器夹持预先送入管材内孔并一同进入轧机，管材外圆周受到轧辊孔型的限制，内孔受到芯棒的限制，轧辊孔型和芯棒构成圆环状变形区；管材经过五机架轧辊轧制后轧出所需尺寸和壁厚的管材；其中：相邻机架错开90度布置，第一架轧辊孔型和第二架轧辊孔型具有较大的减径量和减壁量；

其特征是：

第三架轧辊孔型为椭圆，第四架轧辊孔型为椭圆，第五架轧辊孔型为正圆，在第三架和第四架轧辊孔型中逐步增加管材的椭圆度并且周长大于第五架轧辊孔型正圆周长，使管材和芯棒在第五机架产生间隙，由脱管机顺利拉出荒管，使芯棒和管材分离。

所述第三、第四架轧辊孔型侧壁为侧壁圆弧和槽底圆弧光滑连接。

所述第五架轧辊孔型槽底圆弧半径大于第四架槽底圆弧半径R，第五架轧辊孔型侧壁圆弧半径小于第四架孔型侧壁圆弧半径R1，第五架轧辊孔型侧壁圆弧半径等于其槽底圆弧半径，第五架轧辊孔型周长小于第四架轧辊孔型周长。

本发明通过连轧机轧辊孔型形状的改进，在限动芯棒连轧机中，使管材和芯棒在出口机架产生间隙，由脱管机顺利拉出荒管，使芯棒和管材分离，避免荒管拉断和内外表面孔洞，本发明可轧出包括不锈钢在内的高合金钢管，以及一般的碳钢管，具有较广的应用范围。

(四)附图说明

图1为标准的限动芯棒连轧机轧辊孔型结构示意图(1/4孔型)；

图2为第三架、第四架轧辊孔型中管子形状示意图；

图3为第五架轧辊孔型中管子形状示意图。

图中：1第三、第四架轧辊，2芯棒，3管材(管子)，4第五架轧辊；R槽底圆弧半径，R1侧壁圆弧半径，R2侧壁小圆弧半径。

(五)具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

一种热轧无缝钢管限动芯棒连轧机轧制管材的方法，包括五个机架轧辊和芯棒，轧辊含有孔型。芯棒被夹持器夹持预先送入管材内孔并一同进入轧机，管材外圆周受到轧辊孔型的限制，内孔受到芯棒的限制，轧辊孔型和芯棒构成圆环状变形区。其中：相邻机架错开90度布置，第一架轧辊孔型和第二架轧辊孔型具有较大的减径量和减壁量，使管子在温度较高的条件下实现大变形。

第三、第四机架继续变形并具有较大的椭圆度，第五机架则对管子进行规圆，减小椭圆度，并改善壁厚的均匀性，方便拉出。

第三架轧辊1孔型为椭圆，第四架轧辊1孔型为椭圆。第五架轧辊4孔型基本为为正圆，即正圆侧壁圆弧半径近似其槽底圆弧半径，以下所述为正圆半径。在第三架和第四架轧辊1孔型中逐步增加管材3的椭圆度并且周长大于第五架轧辊4孔型正圆周长，第三、第四架轧辊1孔型侧壁为侧壁圆弧半径R1的圆弧和槽底圆弧半径R的圆弧光滑连接，侧壁圆弧半径R1取大的，其取值在200mm以上，参见图2、图1。这样在第三、第四架轧机中，管子3的周长较长并保持大的椭圆度，使进入最后一架(即第五架)轧机管子3为椭圆形。相邻二架轧机错位90度，相当于管子3翻转90度进入第五架中，在第五架中管子3由椭圆变成圆。

第五架轧辊4孔型正圆半径大于第四架槽底圆弧半径R，小于第四架孔型侧壁圆弧半径R1，参见图3、图1，使第五架轧辊4孔型周长小于或等于第四架轧辊1孔型周长，这样规圆后管子3内径就能大于芯棒2直径，二者产生间隙，因此脱管机可顺利拉出荒管，使芯棒2和管子3分离。

在第五架中，管子3外圆周和轧辊4接触，使管子3从椭圆变成圆，但内孔则和芯棒2有间隙而不接触，在连轧轧制即将结束时，管子3在脱管机拉动下前进，从而在第五机架(即最后一架)连轧机中，芯棒2对管子3因没有接触而不产生阻力，很容易完成脱管，在生产不锈钢时其脱管困难的问题能够得到解决。

第五架轧辊4中采用了正圆孔型，使轧出的荒管符合所需尺寸和壁厚，且有很好的圆度和管形，以便进入下道变形机组继续轧制变形。

在连轧机轧制时应保持合理准确的秒流量，使轧制过程稳定，以克服表面管子孔洞等内外表面缺陷。

本发明通过第三架和第四架轧机轧辊孔型侧壁形状的改变，使管子具有较大的周长和椭圆度，在最后一架(第五架)轧机中规圆，使得管子和内工具芯棒之间产生间隙，能够在脱管机作用下顺利脱管，实现管子和芯棒的脱离，使限动芯棒连轧机组能够生产不锈钢等高合金难轧钢管。

实施例

一种热轧无缝钢管限动芯棒连轧机轧制管材的方法，是在第五架轧辊孔型的管子和芯棒设计为5mm的间隙，这样便于脱管；为产生脱管间隙，第三架和第四架采用单半径大侧壁圆弧，加大孔型椭圆度，其侧壁半径取值为240和200mm；第三架到第五架孔型槽底的圆弧半径为89、89和91.5mm，数值由小到大，不同于原有的槽底圆弧半径从大到小的规律，第三架和第四架槽底半径较原有的孔型小，但侧壁半径增加较多，其周长是增加的，使得在进入第五架时有足够的周长，规圆后产生脱棒间隙。

第一架和第二架轧辊孔型采用传统椭圆孔型结构，但为保证后面机架管子周长，侧壁半径数值加大，分别为380和280mm。

经试验表明，采用新孔型设计的轧机能顺利轧出不锈钢管，管子外表无缺陷。

Claims (4)

1.一种热轧无缝钢管限动芯棒连轧机轧制管材的方法，包括五个机架轧辊和芯棒，轧辊含有孔型，芯棒被夹持器夹持预先送入管材内孔并一同进入轧机，管材外圆周受到轧辊孔型的限制，内孔受到芯棒的限制，轧辊孔型和芯棒构成圆环状变形区；管材经过五机架轧辊轧制后轧出所需尺寸和壁厚的管材；其中：相邻机架错开90度布置，第一架轧辊孔型和第二架轧辊孔型具有较大的减径量和减壁量；

其特征是：

第三架轧辊孔型为椭圆，第四架轧辊孔型为椭圆，第五架轧辊孔型为正圆，在第三架和第四架轧辊孔型中逐步增加管材的椭圆度并且周长大于第五架轧辊孔型正圆周长，使管材和芯棒在第五机架产生间隙，由脱管机顺利拉出荒管，使芯棒和管材分离。

2.根据权利要求1所述的热轧无缝钢管限动芯棒连轧机轧制管材的方法，其特征是：所述第三、第四架轧辊孔型侧壁为侧壁圆弧和槽底圆弧光滑连接。

3.根据权利要求1或2所述的热轧无缝钢管限动芯棒连轧机轧制管材的方法，其特征是：所述第五架轧辊孔型槽底圆弧半径大于第四架槽底圆弧半径(R)，第五架轧辊孔型侧壁圆弧半径小于第四架孔型侧壁圆弧半径(R1)，第五架轧辊孔型侧壁圆弧半径等于其槽底圆弧半径，第五架轧辊孔型周长小于第四架轧辊孔型周长。

4.根据权利要求2所述的热轧无缝钢管限动芯棒连轧机轧制管材的方法，其特征是：所述第三、第四架轧辊孔型侧壁圆弧半径(R1)取值在200mm以上。

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