CN101468359B - 一种利于降低轧辊、芯棒消耗的五机架限动芯棒连轧机 - Google Patents

一种利于降低轧辊、芯棒消耗的五机架限动芯棒连轧机 Download PDF

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Abstract

本发明为一种利于降低轧辊、芯棒消耗的五机架限动芯棒连轧机。其可以降低机架的轧制力、限至齿条限动力、降低轧辊和芯棒的吨钢消耗，节约了工具成本。其孔型选择椭圆-圆孔型系统，所述五机架限动芯棒连轧机的第四机架、第五机架分别采用无偏心的圆弧侧壁圆孔型，且第四机架与第五机架孔型相同，其特征在于：所述五机架限动芯棒连轧机的第一机架到第三机架采用带有偏心的椭圆孔型，下一机架偏心距取上一机架的一半，第一机架的偏心距设置为设计孔型所轧制钢管最薄壁厚的0.645倍，第二机架、第三机架的连接角设置为14°；第四机架、第五机架的连接角设置为9°。

Description

一种利于降低轧辊、芯棒消耗的五机架限动芯棒连轧机
(一)技术领域
本发明涉及加工无缝钢管的连轧机组，属于机械加工设备领域，具体为一种利于降低轧辊、芯棒消耗的五机架限动芯棒连轧机。
(二)背景技术
由于限动连轧管机组具有自动化程度高，生产效率及金属收得率高，生产个钢管其壁厚精度较好的特点，在世界范围内已经得到广泛使用。目前国内已建有该类型连轧管机组十多套，而核心设备连轧机及加工工艺全部进口，孔型设计方式为第一架略有偏心，其余机架均为无偏心的圆弧侧壁圆孔型，此类孔型最突出的特点是轧辊与芯棒消耗较大，故拥有限动芯棒连轧管机组的钢管生产厂家芯棒的储备量都相当大，这对企业造成较大的经济负担，像意大利Dalmine钢管厂仅芯棒储备就达一亿欧元以上。
(三)发明内容
为了克服现有机组其轧辊、芯棒磨损量大的缺点，本发明提供一种利于降低轧辊、芯棒消耗的五机架限动芯棒连轧机，其可以降低机架的轧制力、限动齿条限动力、降低轧辊和芯棒的吨钢消耗，节约了工具成本。
其技术方案是这样的：一种利于降低轧辊、芯棒消耗的五机架限动芯棒连轧机，其孔型选择椭圆-圆孔型系统，孔型由槽底弧R1、第一脱离弧R2、第二脱离弧R4、连接弧R5和相应的辊缝S组成；连接弧与辊缝处设立过渡圆角；其中a、槽底弧与第一脱离弧相切；b、第一脱离弧与槽底弧和第二脱离弧相切；c、第二脱离弧与第一脱离弧内切，与连接弧外切；d、连接弧是第二脱离弧与孔型中心线的公切圆弧；所述五机架限动芯棒连轧机的第四机架、第五机架分别采用无偏心的圆弧侧壁圆孔型，且第四机架与第五机架孔型相同，其特征在于：所述五机架限动芯棒连轧机的第一机架到第三机架采用带有偏心的椭圆孔型，下一机架偏心距取上一机架的一半，第一机架的偏心距设置为设计孔型所轧制钢管最薄壁厚的0.645倍，第二机架、第三机架的连接角设置为14°；第四机架、第五机架的连接角设置为9°。
本发明的上述结构中，第一机架到第三机架的偏心设计，加大了轧制力最集中的机架内金属的横向流动，有效降低了连轧机的轧制负荷、芯棒的表面正压力与摩擦力，降低了轧辊和芯棒的吨钢消耗，节约了工具使用成本、储备成本，此外在第四机架、第五机架采用圆孔型设计，保证了生产无缝钢管的尺寸精度满足各类钢管的标准要求。
(四)附图说明
图1为连轧机组的孔型结构示意图。
(五)具体实施方式
见图1，本发明选择椭圆一圆孔型系统，孔型由槽底弧R1、第一脱离弧R2、第二脱离弧R4、连接弧R5和相应的辊缝S组成；连接弧与辊缝处设立过渡圆角；其中a、槽底弧与第一脱离弧相切；b、第一脱离弧与槽底弧和第二脱离弧相切；c、第二脱离弧与第一脱离弧内切，与连接弧外切；d、连接弧是第二脱离弧与孔型中心线的公切圆弧；五机架限动芯棒连轧机中，第一机架到第三机架采用带有偏心的椭圆孔型，下一机架偏心距ECC取上一机架的一半，第一机架的偏心距ECC设置为设计孔型所轧制钢管最薄壁厚的0.645倍，第二机架、第三机架的连接角设置α4为14°；第四、第五机架采用无偏心的圆弧侧壁圆孔型，且第四机架与第五机架孔型相同，第四机架、第五机架的连接角α4设置为9°。加工钢管时依据孔型系列进行参数配置，按连轧机轧制钢管的外径与壁厚的最大比值(D/t)为42.5计算出设计可轧最小壁厚，计算总延伸系数，合理分配各架延伸系数，相继计算出各机架出口钢管截面积，确定各机架孔型高，计算出相应的各机架孔型相关参数，具体计算方法属市场已有技术，图1中α1为第一脱离角、α3为第二脱离角，C1、C2、C4、C5分别代表R1、R2、R4、R5的圆心，R10代表10mm的导角。
下面结合实例描述加工钢管时的参数计算
五机架限动芯棒连轧机组192连轧孔型的设计
①设计轧制最小壁厚及一架偏心的计算：Smin＝192mm÷42.5＝4.5mm
                                    ECC＝4.5*0.645＝2.9mm
②总延伸系数的计算：μ＝Fm/Fz≈3.652
③各架延伸系数分配：μ1＝1.590
                    μ2＝1.535
                    μ3＝1.301
                    μ4＝1.131
                    μ5＝1.017
④各机架截面积计算：F1＝Fm/μ1≈6088mm2
                    F2＝F1/μ2≈3966mm2
                    F3＝F2/μ3≈3048mm2
                    F4＝F3/μ4≈2695mm
                    F5＝F4/μ5≈2650mm
⑤各机架孔型参数的确定：由出口钢管截面积，确定各机架孔型高，计算出相应的各机架孔型相关参数如表1。
                        表1 192设计孔型参数表
  1#   2#   3#   4#   5#
  ECC   2.90   1.45   0.72   0.00   0.00
  R5   55.50   40.85   32.95   17.90   17.90
  R4   255.25   244.25   89.200   108.00   108.00
  R2   255.25   244.25   192.40   168.00   168.00
  R1   102.10   97.70   96.20   96.00   96.00
  α4   16.00   14.00   14.00   9.00   9.00
  α3   21.21   24.19   33.70   33.70
  α1   35   35   38   40   40
  S   25   25   20   16   16
                                      3
使用连轧孔型生产Φ139.7mm×7.72mm×11.3～11.8m的石油套管，全线生产后钢管实测数据见表2
                                        表2成品管壁厚实测数据对比
  编号   壁厚
  S1   S2       S3   S4   S5   S6   S7   S8   S9   S10   S11   S12   极差
  1   7.75   7.85     7.95   7.65   7.82   8.05   7.92   7.88   7.47   7.18   7.08   7.80   0.97
  2   7.75   7.93     7.38   7.51   7.95   7.65   7.87   7.38   7.62   7.36   8.03   8.02   0.67
  3   7.95   7.77     7.36   7.80   7.76   7.13   7.79   7.53   7.29   7.53   7.85   7.53   0.82
  4   7.97   7.94     7.97   8.02   7.68   7.86   7.64   7.13   8.02   7.82   7.54   7.86   0.89
  5   7.62   7.71     7.80   7.86   7.19   7.42   7.11   7.29   7.42   7.59   7.12   7.39   0.75
  6   7.90   7.12     8.03   7.90   7.26   7.09   7.81   8.03   7.89   7.39   7.91   7.18   0.94
  7   7.81   7.61     7.92   7.83   7.47   7.64   7.83   7.52   7.05   7.17   7.64   7.12   0.87
  8   7.89   7.88     7.18   7.74   8.01   8.04   7.74   7.88   7.25   7.24   7.18   7.34   0.86
使用该孔型生产连轧辊轧制支数在6000支以上，相应芯棒每支轧制支数均在3500支以上才进行二次修复，与国内同类企业相比大大降低工模具消耗。

Claims (1)

1. 一种利于降低轧辊、芯棒消耗的五机架限动芯棒连轧机，其孔型选择椭圆一圆孔型系统，孔型由槽底弧R1、第一脱离弧R2、第二脱离弧R4、连接弧R5和相应的辊缝S组成；连接弧与辊缝处设立过渡圆角；其中a、槽底弧与第一脱离弧相切；b、第一脱离弧与槽底弧和第二脱离弧相切；c、第二脱离弧与第一脱离弧内切，与连接弧外切；d、连接弧是第二脱离弧与孔型中心线的公切圆弧；所述五机架限动芯棒连轧机的第四机架、第五机架分别采用无偏心的圆弧侧壁圆孔型，且第四机架与第五机架孔型相同，其特征在于：所述五机架限动芯棒连轧机的第一机架到第三机架采用带有偏心的椭圆孔型，下一机架偏心距取上一机架的一半，第一机架的偏心距设置为设计孔型所轧制钢管最薄壁厚的0.645倍，第二机架、第三机架的连接角设置为14°；第四机架、第五机架的连接角设置为9°。
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