CN103442819B - 用于在连续多机架轧机中轧制管的工艺 - Google Patents

Abstract

带有具有两个或更多轧辊的多机架轧机用于以可控的速度实施芯棒轧制工艺的管轧制设备（R）具有芯棒（31），芯棒（31）通过首先将芯棒通过轧机（5）而从中空体的前面的开口插入中空体（39）。当轧制中空体（39）的时候，相对于轧制方向相反的运动（L3）通过钩住装置（61）给予芯棒（31）并且轧制管（42）的后端在轧制操作结束被取出。

Description

用于在连续多机架轧机中轧制管的工艺

描述

发明领域

本发明涉及用于在用芯棒（mandrel）操作的连续多机架轧机中轧制管的工艺。

技术现状

用已知技术的芯棒操作的纵向多机架轧机可根据它们的体系结构并且特别注意轧制速度的控制和管内的芯棒的速度和位置习惯地归类为各种类型。

使用浮动芯棒即自由芯棒的连续轧机是当芯棒在用于轧制操作的多机架轧机通过的时候，芯棒可根据芯棒和管的内壁之间产生的摩擦力在管内自由运动的那些轧机。因此，随着轧制机架依次抓住，芯棒加速。在轧制操作结束时，在轧制线外部或当管的尾部已经离开最后的轧制机架时并且因此当自由芯棒已经取得与管同样的进给速度的时候的任何情况中，发生从管中取出芯棒。用这些类型的轧机获得很短的周期时间并且因此高的生产率，例如每分钟4-5件。

另一方面，这种类型的轧机经受各种弊端。芯棒加速度导致对尺寸的质量不利的管中压缩状态和管的缺陷，因为由轧辊界定的槽在第一机架中被堵塞（这种状态习惯地被称为“过填充”）并且在轧机端部的完成机架中被闭塞（这种状态被称为“不满”）。因此，遇到轧制稳定性和产品公差太大的问题。而且，管的冷却在管的长度上是不均匀的，因为刚好在第一轧制工序后不再被芯棒到达的管的头部部分保持热得更久，然而芯棒仍旧插在其中的后部部分由于轧制操作继续而被与它接触的芯棒部分地冷却。在这些轧机中，在用于校准或进一步减小管的直径的最终轧制操作前，通常有必要提供下游加热炉以便标准化管的温度。

第二种类型的轧机是被称为“半限动芯棒轧机”的轧机，其中在轧制操作期间芯棒以技术上有利的速度被限动并比管更慢地供给。在轧制操作结束时，一旦管的尾部已经离开最后的轧制机架，芯棒从保持装置释放同时在管内保持并且当管从轧制线离开的时候跟随管。在轧制线外部或当管的尾部已经离开最后的轧制机架时并且因此当自由芯棒已经取得与管同样的进给速度的时候的任何情况中，从管中取出芯棒发生。用这些类型的轧机获得很短的周期时间并且因此高的生产率，例如每分钟3-4个管。

另一方面，以上类型的轧机遇到了关于沿管的温度不均匀性的同样问题。第三种类型的轧机是被称为“限动芯棒轧机（retained-mandrelrollingmill）”的轧机，其特征在于用于限动齿轮齿条副的芯棒的设备。在管轧制操作结束时，当管的尾部离开最后的轧机机架时，管已被在轧机的下游在头部部分被取出装置预先抓住，取出装置抓住管的外表面。通常是特定顺序的轧辊轧制机架的形式的取出装置朝与轧制方向相同的方向拖管，同时限动系统阻挡芯棒使得它从管内被取出，并限动系统将芯棒朝着轧机的入口侧回拉，从其处接着它被卸载并放回到传统的芯棒输送周期中。取出装置或轧机也用于当内部芯棒已经被取出，没有内部芯棒时通过另外地轧制管来减小管的外径的作用。在这种类型的轧机中周期时间更长并且因此它比以前描述的类型具有更低的生产率：一般每分钟可轧制2个管。

在限动芯棒设备的传统的轧制操作中，在轧制工序期间，芯棒在整个轧制周期中以也称为限动速度的受控速度被供给、在与管相同的运动方向被从多机架轧机的入口引导到出口。

通常，在用这种类型的轧机实施的轧制工艺中的每个轧制周期的开始，芯棒通过与管轧制的方向相同的方向的运动首先在尾部在相同的中空体的头部方向上插入中空体。

这个第一操作可与轧制轴线成一直线地发生，在这种情况下，它被称为在线插入，或在线外发生，在这种情况下，它被称为预插入，由于将芯棒预插入到中空体中被用于减少芯棒限动装置的行程，从而减少了轧机的周期时间并提高它的生产率。因此，这种技术中的限制是它的低生产率，尤其对于用于轧制小的和中等的管的轧机，如具有小于或等于7”（177.8mm）公称直径的那些管。

另一种类型的轧机是具有取出器和在轧制操作结束时释放管的称为“限动芯棒轧机”的轧机，其中芯轴通过取出器。这种类型的轧机中实现的轧制工艺提供了在管轧制操作结束时，芯棒被特定的限动装置固定同时管借助于取出装置通过沿轧制线拉管而从芯棒取出。一旦中空体已经完全通过取出装置，芯棒接着从限动装置释放，通过沿轧制线压轧辊向前传送，并被导致在管后立即通过取出装置并最后在取出器的下游被卸载以遵循被布置用于再用芯棒的回路。相对短的周期时间（每分钟2.5个管）在这种类型的轧机中获得。

这种类型的轧机的缺点是该工艺包括通过冒着破坏芯棒表面的风险压轧辊而传送仍旧非常热的芯棒。在这种类型的工艺中，通常是齿条类型的轧制工序中的芯棒限动装置提供了周期地操作的释放装置，该释放装置适用于在取出管后释放芯棒。

为了在限动芯棒轧机中实现轧制工艺，将芯棒通过取出装置或轧机需要取出装置或轧机设置有可快速打开和关闭的机架以首先允许轧制管并且然后允许芯棒在每个轧制周期以给定的管和芯棒沿轧制线运动的高的速度通过。如果在取出装置的这个操作中不确保精度，则未对准两个相邻的轧辊的角以及然后纵向地标记轧制管的风险可能发生。

限动芯棒轧机的工艺在获得的管的质量和管离开轧机的热条件方面是有利的，实际上只有在这种类型的轧机中，即使没有中间加热，也可提供对管的最终直径的校准。

为了也确保限动和半限动类型两种的高效的轧制工艺，值得布置确保芯棒速度的稳定性的限动装置，该限动装置是稳固的，并且提供没有链条和星形物系统而钩住和释放芯棒的可能性。事实上，在具有半限动或限动芯棒的轧机的情况中，具有缠绕在星形物上以及配备有钩住齿轮的链条的装置由于发生的过早的磨损，随着操作时间过去对链条本身的噪声和延长是不利的。为了避免链条系统的这样的缺点，在一些已知的限动芯棒和可控速度类型的设备中，提供了周期地钩住和释放系统以开发具有低周期时间的轧制方法。然而，这些系统不与芯棒的拉动轴线居中地操作，并且因此出现了与施加在钩住/释放系统上的弯曲负载相关的问题。

轧机和与其相关联的限动芯棒轧制工艺在文献WO2011/000819中公布，其中在取出管同时芯棒仍旧被限动并且没有芯棒在其中的管穿过取出装置被输送和轧制后，芯棒从轧制线相对于轧制线横向地移开。

然而，在以上描述的已知的限动芯棒设备中，很难生产短管，由于短管比多机架轧机的最后的机架的轴线和取出器的第一机架之间的距离短。

市场需要允许最终产品的增加的灵活性的轧制设备，即该轧制设备能够轧制各种长度的管，具有在最小量的设备组件上的更换操作，这允许管轧制周期时间减少和设备的总生产率提高，这增加了成品管的质量或至少不对它不利，其具有比设备本身更合理的结构，从而减少生产成本和它的处理成本。

一般来说，以上描述的类型的纵向轧机也根据参数界定，例如：

-每个轧制机架的轧辊的数量（一般为2或3），

-在具有已经预插入的芯棒或在线插入的芯棒的轧机的入口侧上装载中空体的可能性或不可能性，

-在第一轧制机架的上游的管的校准机架的存在或不存在，

-布置在最后的轧制机架的下游的整圆机架（roundingstand）存在或不存在，整圆机架在轧辊和仍旧布置在管内的芯棒之间轧制管的厚度。通常，整圆机架被用于其中芯棒从管中的取出在线外执行的那些轧制工艺中。

发明概述

本发明的主要目标是实现用于在用芯棒操作的连续多机架轧机中轧制管的工艺，它比已知的工艺更有生产率并且可在更负担地建立和经营的轧机上实施而不降低轧制工艺的生产率。

本发明的另一目标是提供用于最优地实施上述轧制工艺的轧制设备，并且制造和实施都负担得起。

这些目标根据本发明的第一方面通过用于从具有内腔的中空体轧制管且使用至少一个芯棒的工艺实现，其中提供了轧制设备，轧制设备包括具有多个轧制机架的轧机，轧制设备定义轧制轴线、轧制方向、限定在轧机的上游的入口侧、限定在轧机的下游的出口侧，其中第一加载装置、第一卸载装置以及第一芯棒输送机设置在入口侧，并且第二卸载装置、第二加载装置和第二芯棒输送机设置在出口侧，在轧制周期中，所述工艺包括以下阶段：

-通过所述第一加载装置从入口侧沿轧制轴线加载中空体，

-通过所述第二加载装置从出口侧沿轧制轴线加载至少一个芯棒并将至少一个芯棒的第一端部区域连接到所述第二输送机，

-沿轧制轴线穿过轧机并穿过中空体的内腔轴向地平移至少一个芯棒，

-将至少一个芯棒的第二端部区域整体地固定到所述第一输送机并从所述第二输送机释放至少一个芯棒的第一端部区域，

-通过使中空体在轧制方向上通过轧机的轧制机架来轧制中空体，以便产生轧制管，而同时在与轧制方向相反的方向上由第一输送机进给芯棒，

-从轧制管内并从轧机完全取出芯棒。

根据本发明的第二方面，通过适合于实施如以上所描述的轧制工艺的用于定义长度的管的轧制设备实现前述的目标，该轧制设备包括：包含适合于在每个轧制周期轧制中空体的多个轧制机架的轧机，轧机定义轧制线、轧制方向和用于每个轧制管的轧制周期，

至少一个芯棒，其适合于在每个轧制周期的所述轧制中与轧机协作，

第一加载装置，其适合于在每个轧制周期沿轧制轴线加载中空体；第一卸载装置，其适合于从轧制轴线卸载至少一个芯棒；第一芯棒输送机，其适合于抓住和释放所述至少一个芯棒的后端并布置在轧机的上游；以及第二卸载装置，其适合于从轧制轴线卸载轧制管；第二加载装置，其适合于沿轧制轴线加载至少一个芯棒；第二芯棒输送机，其适合于抓住和释放所述至少一个芯棒的前端，并布置在轧机的下游，

轧制设备的控制装置，其允许第一输送机在每个轧制周期与由第二输送机分别地释放和抓住至少一个芯棒的所述前端相协同地抓住和释放至少一个芯棒的所述后端。

因此，在本发明的轧制工艺中，在轧制周期中使用的芯棒在线内（in-line）被插入中空体，但通过在相反的方向前进穿过多机架轧机，同限动芯棒轧机中的正常操作相比较逆向地，即与轧制方向相反的方向上，通过以尾端首先进入最后的轧机机架。

由于本发明的轧制工艺的创新特征，取出装置或取出轧机可从设备消除，同时不管怎样保持当使用已知类型的限动芯棒轧制工艺的时候获得的那些优点。直接由本发明的工艺导致的另外的优点是具有各种长度的轧制管的可能性，尤其相对于现在通常生产的那些甚至更短的管，即，在多机架轧机的出口处具有大于大约8-10mm的长度。

在轧制线的端部不使用取出轧机允许获得具有更小的壁厚的管。事实上，当在限动芯棒轧机中有取出轧机时，正如在技术现状中是正常的情况，轧制薄管，即具有大的直径/厚度比率的管的可能性降低。这是因为取出轧机通常用于产生管的外径的3%-5%的减少的另外的轧制功能并且当芯棒不在其中的时候，这个操作涉及以1.5%-2.5%增厚管壁。在本质上，管的外径与它的厚度的比率将有4.5%-7.5%的减少。这由于本发明的工艺而被避免。

然而，由于本发明的工艺源于限动芯棒轧制工艺，这样的类型的轧机的相同的优点被保持，并且减少管的最终直径的可能性被提高同时避免芯棒轧制阶段和在已知技术的限动芯棒轧机中在校准或张力减小类型的轧机上通常实现的减少最终直径的阶段之间的中间加热。

总之，用于特定的轧制周期的芯棒在轧机的下游被加载，通过芯棒输送机逆向地插入多机架轧机中，由于后者布置在轧机的下游。将利用特定的芯棒进行轧制的中空体通过将它横向于轧制方向平移而被加载并沿轧制轴线关于多机架轧机的入口布置。芯棒的插入通过离开多机架轧机的第一机架逆向地继续进入中空体，并且从中空体的尾部伸出的后部芯棒端部最终被钩到多机架轧机的入口侧上的芯棒输送机。为了这样的目的，所述芯棒的后端设置有适合于钩住的特定的钳（tong）。此时，芯棒根据使用的中空体和将生产的管的特征被放置。中空体接着通过驱动的进给轧辊被推进多机架轧机中，同时芯棒以可控的轧制速度逆向地前进。

轧制设备的控制系统包括当芯棒头部正好在机架的下游定位的时候，在轧制管壁厚度的最后的机架中轧制管的最后部分（尾部或后部），因而消除了使用另外的取出轧机以将轧制管从芯棒取出的必要。这点习惯地称为芯棒和轧制管之间的交汇点。

接着，管朝多机架轧机的出口运动同时芯棒在相反的方向上朝轧机的入口区域继续运动。由于芯棒和管之间的这些相对运动的运动学，已经轧制的管重叠在管内腔内保持的芯棒的时间间隔被减少。由此，由与具有比管更低的温度的芯棒主体接触导致的管的冷却被减少并且因而促进其上的可能的随后的轧制操作以便减少外径而无需进行中间加热。

一旦管已经与芯棒分离，管在多机架轧机的下游在完全地摆脱轧机的体积的位置上被停止，同时使用的芯棒在轧机的入口处被停止在芯棒尖端被完全布置在轧机机架的外部并完全摆脱轧机的体积的位置上。

这时候，在入口侧上，在那个刚刚结束的轧制周期中使用的芯棒横向地从轧制轴线移开到线外位置，以便摆脱轧制线。同时或此后马上，下一个中空体从线外被加载到轧制轴线以便以与以前相同的顺序开始下一个轧制周期。

从入口处的线清除芯棒和下一个中空体在线上的插入区域的这样的操作可以多种方式获得，例如通过采用协同操作的两个旋转臂。

在多机架轧机的出口侧上，在刚刚完成的轧制周期中轧制的管在制动后到达的不动的位置上通过各种系统从轧制轴线被移开到线外，例如通过旋转臂。被用于在下一个周期中轧制的芯棒从线外转移到轧制轴线，例如也通过旋转臂。这两个旋转臂的运动可被协调以便减少周期时间。

在这个周期中，类似于工艺中所有的以前的周期，新的芯棒被逆向插入轧机，因而重现以上描述的用于以前的周期的操作的所有阶段。

通过根据本发明的工艺带来的某些优点如下：

●保持高的生产率并且可轧制长管，

●不需要在实施该工艺的设备中设置取出轧机，

●布置在轧机的入口侧上的芯棒输送机的工作行程被减少，

●空载时间被减少，即周期时间和当管在多机架轧机的机架中被持有时的阶段中的管轧制时间之间的差异，

●在从轧制管的腔取出芯棒的阶段期间由于管在取出器（extractor）的轧辊下滑动，管卡在芯棒上的危险被消除，

●比通常被已知的限动芯棒轧机轧制的那些管短的管也可被轧制。

●具有更薄的壁的管也可被轧制。

从属权利要求指的是本发明优选的实施方式。

附图简述

本发明的另外的特征和优点将按照根据本发明的借助于附图以非限制性例子的方式示出的管轧制工艺的优选但不排他的实施方式变得更明显，其中：

图1示意地示出管轧制设备的俯视图，其中本发明的管轧制工艺的阶段被执行，

图2示意地示出在图1的阶段后的工艺的一个阶段的图1中的设备的俯视图，

图3示意地示出在图2的阶段后的工艺的一个阶段的图1中的设备的上视图，

图4示意地示出在图3的阶段后的工艺的一个阶段的图1中的设备的上视图，

图5示意地示出在图4的阶段后的工艺的一个阶段的图1中的设备的上视图，

图6示意地示出在图5的阶段后的工艺的一个阶段的图1中的设备的上视图，

图7示出在第一操作位置中，图1中的设备的元件的在平行于轧制轴线X的方向上的视图，

图8示出了图7中的元件的垂直于轧制轴线X的平面上的剖面图，

图9示出了在第二操作位置中，图7中的元件的在垂直于轧制轴线X的平面上的剖面图，

图10示出了图1中的设备的另外的细节的在平行于轧制轴线X的方向上的视图，

图11示出了图10中的元件的在垂直于轧制轴线X的平面上的剖面图，

图12示出了在第二操作位置中，图10中的设备的在垂直于轧制轴线X的平面上的剖面图。

在各种附图中相同的数字对应相同的元件或组件。

发明的优选实施方式的详述

参考图，示出了用芯棒以可控的速度操作的轧制设备的优选的实施方式，通过符号R全局地表示，根据本发明，该轧制设备可用芯棒以可控的速度和高的生产率实施管的连续轧制工艺。轧制设备定义轧制轴线X和被称为中空体39的要轧制的材料和轧制管40遵循的轧制方向23，该方向在图中描绘为从左到右。轧制方向23在图1到图6中是相同的，即使它未被表示。设备习惯地分成入口区域或入口侧20、适当的所谓轧制区域21以及出口区域或出口侧22，用于从轧制轴线卸载芯棒的装置2，以及用于沿轧制轴线加载中空体的装置1被定位在入口区域或入口侧20中，多机架轧机5被定位在适当的所谓轧制区域21中，用于加载芯棒的装置4和用于从轧制轴线X卸载轧制管的装置3被定位在出口区域或出口侧22中。

用于沿轧制轴线加载中空体的装置1在多机架轧机5的入口定位并且有利地但不排他地以在轧制轴线的一侧安装的旋转臂的形状构成。当运行时，用于加载中空体的这样的装置1从横向的线外位置抓取中空体39并沿轧制轴线将它放在轧辊被布置用于支撑中空体和芯棒的地方（由于它们是本领域已知的装置，图中未详细示出）。

用于从轧制轴线卸载芯棒的装置2也定位在多机架轧机5的入口并且有利地但不排他地通过在轧制轴线X的一侧安装的旋转臂构成。用于卸载芯棒的装置2在与用于加载中空体的装置1的一侧关于轧制轴线X相对的一侧上安装在多机架轧机5的入口。

在运行时，装置2在每个轧制周期结束时从轧制轴线X抓取用于轧制管40的芯棒30，并将它输送到轧制线外部的横向位置。这个位置形成了装置的用于再循环在工艺中使用的芯棒的部分，其以图中未详细示出的已知的方式包括冷却芯棒的操作，芯棒的温度由于轧制操作期间从管接收的热量而上升，且还包括在被运送到轧机的出口侧22用于在其它的轧制循环中使用之前的润滑操作。

用于从轧制轴线X卸载轧制管40的装置3定位在多机架轧机5的出口，并且有利地但不排他地以在轧制轴线X的一侧安装的旋转臂的形状构成，装置3在轧制结束时抓取管40并将它从轧制轴线输送到线外的横向位置，用于可能的储存或用于其它的加工或操作。用于从轧制轴线X卸载管的该装置3与在图的关于轧制轴线X的底部部分中示出的用于加载中空体的装置1相同的一侧上安装在多机架轧机的出口。

用于沿轧制轴线X加载芯棒的装置4定位在多机架轧机5的出口并且有利地但不排他地以在轧制轴线X的一侧安装的旋转臂的形状构成。当运行时，它从横向的线外位置抓取芯棒31并在轧辊被布置用于支撑芯棒和管的地方将它沿轴线X放下，其形成在出口侧22上的芯棒的输送机7的部分（因为是已知的技术，它们也未被详细描绘）。用于加载芯棒的装置4与在图的关于轧制轴线X的顶部部分中示出的用于卸载芯棒的装置2相同的一侧上安装在多机架轧机5的出口。

多机架轧机5有利地但不排他地作为每个机架具有两个或更多轧辊的交替机架的轧机构成，其中机架互相接着使得奇数机架的轧辊沿轧制轴线X的跳跃与偶数机架的凹槽底部一致并且反之亦然。本发明的工艺也可借助于其它类型的管的轧机来实施，而不脱离本发明的精神。

入口侧20上的芯棒输送机6基本包括带有高度可调的轧辊的芯棒支撑装置和带有机动的驱动小齿轮的优选地但不排他的齿条类型的纵向芯棒运动系统。芯棒输送机也配备有钩住和释放装置61，芯棒输送机通过钩住和释放装置61与布置在芯棒的后部区域中的钳接合。钩住和释放装置61是所谓的“吊桥”类型的并且起与芯棒的后部钳连接的作用。吊桥的关闭位置在图7和图8中示出，同时打开位置在图9中示出。装置61通过逆时针旋转从钩住位置移动到释放位置，其在图中的描绘中考虑。相反，从释放到钩住的经过随着顺时针旋转而发生。

装置61包括分别固定到齿条装置（未示出）的前端的两个独立的头部68、69，铰接在第一头部68上且由吊桥构成的操纵杆67，操纵杆67在另一端接合在布置在第二头部69中的狭槽中并与芯棒的后部钳的顶部接合，这样的操纵杆67在中间带有倒置U形的槽地成形。也有可能布置装置61的元件以便提供布置在头部69上并在与之前变体逆向的方向上旋转且具有相同功能的操纵杆67的支点。

装置61也包括用于控制操纵杆67的快速打开和关闭的装置63，装置63依次由可运动的凸轮65控制。有利地，具有装置64用于将装置61锁定在关闭位置，其由相应的可运动的凸轮装置66控制。

出口侧22上的芯棒输送机7包括由高度可调的轧辊组成的芯棒支撑装置和带有机动的驱动小齿轮的优选地但不排他地齿条类型的纵向芯棒运动系统。

出口侧22上的芯棒输送机7具有吊桥钩住和释放装置71，其中它接合靠近芯棒的头部端部布置的芯棒的钳。装置71的钩住位置在两个图图10和图11中示出，同时装置的芯棒释放位置在图12中示出。

装置71包括固定到轧机的出口侧的齿条的前端的头部76，由吊桥组成的铰接到头部76上的操纵杆77。钩住和释放装置71只适合于在钳的顶部部分接合芯棒，但不适合于在钳的底部部分接合芯棒，操纵杆77配备有倒置U形的槽。装置71通过逆时针旋转从钩住位置移动到释放位置，其在图中的描绘中考虑。相反，从释放到钩住的经过随顺时针旋转发生。

也有可能在轧制轴线X的另一侧上布置头部76，该头部76具有通过在逆向的方向上旋转操纵杆而获得的相同功能。装置71也包括安装在齿条上并由可运动的凸轮75控制的控制装置73。

在入口侧20和出口侧22上的包含在其各自的输送机6和7中的钩住和释放装置61和71具有在给定的轧制周期中在头部和尾部操作的芯棒钩住和释放操作可以循环地和快速地在每个周期实现的优点，而不像仅仅在紧急情况下提供这些操作的钩住和释放装置。

此外，在入口侧20上的芯棒输送机6的钩住和释放操纵也要与出口侧22上的芯棒输送机7的钩住和释放装置准确地和迅速地协调。

芯棒支撑机架8也设置在轧机5中，其功能是保持芯棒31居中，以防止芯棒在（如果没有管的话）与轧制方向23逆向的方向上逆向行进穿过轧制机架12和在可能的整圆机架10中而撞击轧辊因而造成对轧辊和/或芯棒的损伤。芯棒支撑机架8是由可调的轧辊组成的已知技术的装置，可调的轧辊可以以芯棒的尺寸关闭并在轧制阶段迅速打开以允许中空体通过。

有利地但不必需地，轧制设备R提供进一步改进轧制工艺的某些装置，这些装置可全部一起存在或这些装置可被单独插入。像剪断机的停止装置9，也简称为“紧急剪断机”，沿轧制线X设置在入口侧20上，停止装置9适合于在紧急情况下激活以从管取出芯棒。紧急剪断机9由可缩回的“U”形支承平面组成，该支承平面在与中空体的尾部部分不干涉的不干涉位置和与中空体的尾部部分干涉的干涉位置之间运动。假如轧制保持不间断，这样的平面用于创建中空体或管的运动的对照物，同时正被轧制的中空体或管仍插在芯棒上。紧急剪断机9可在入口侧20上的不同点中被定位，然而总是在轧制轴线X上。优选的方案是在入口侧20上布置紧急剪断机9同时在芯棒的尖端（此时芯棒处于完全缩回的位置并在紧急取出位置被钩到钩住和释放装置61）和中空体的后部边缘（此时中空体在线定位在入口区域20中）之间留下空隙。

也可能提供布置在最后的轧制机架12的下游的整圆机架10，其轧制厚度。整圆机架10用作创建芯棒与管的内径之间的大致均匀的间隙的目的，并且也可用于作为在轧制周期的最后阶段中制动管的高效的装置。当轧制管的尾部离开减小厚度的最后机架的时候，管可通过使用整圆机架被制动，这样的操作允许在轧制结束时制动管所需要的周期时间和空间被减少。可选择地，也可能提供沿轧制线X按顺序布置的几个整圆机架10。

此外，用于将中空体进给到轧机中的装置11也可被设置在轧制设备R中。进给装置11（为了简单只在图4中示出）优选地包括一个或多个系列的对比轧辊（contrastingroller），其中的至少一个是机动的，在中空体沿轧制轴线X被加载之后，对比轧辊从关于不干涉中空体的直径位置运动到与中空体接触的位置。这样的进给装置11允许中空体在可控的速度和位置的条件下在多机架轧机5中被进给。

此外，进给装置11可有利地但不必需地被使用以在其中的芯棒的逆向插入阶段期间保持中空体在位置上不动。

通过根据以上描述的发明的轧制设备R，管轧制工艺根据本发明被实施，管轧制工艺的阶段在以下详细描述。习惯地，除非另有说明，各种元件的标示“前”和“后”指的是轧制方向23，即前指的是箭头23的尖端，后指的是箭头23的尾部。

参考图1，当设备高速运行的时候，无论是本发明的什么管轧制工艺，轧制设备R在周期的开始阶段被描绘，表示为周期“n”以概括这种描述，在这里“n”表示指一般的轧制周期的序数。管40出现在沿轧制线X的出口侧22上，其已经完全地在上一个周期“n-1”中被轧制，并且用于其轧制的芯棒30已经从管40被完全取出，管40准备好通过在箭头T3表示的横向方向上激活旋转臂3而从轧制线X移开。

在这个阶段，芯棒30布置在入口侧20上的输送机6上，准备好通过在由箭头T2表示的横向方向上激活旋转臂2而从轧制线X移开。

在这个阶段，另一个芯棒31在出口侧22上的轧制线X一侧上定位用于“n”周期的轧制操作，准备好通过在由箭头T4表示的横向方向上激活旋转臂4而被插在轧制线X上。在这个阶段，出口侧22上的用于钩住芯棒的装置71沿轧制线在芯棒31的头部的高度布置在钩住位置P1上，并且入口侧20上的钩住装置61在芯棒30的后部部分，芯棒30已经在释放位置P3脱离。

中空体39在轧制线一侧准备好通过在箭头T1的方向上激活旋转臂1而被插在轧制线X上以经受“n”轧制周期。

图2示出了轧制工艺的随后阶段。这里芯棒30已经被旋转臂2从轧制线移开并且相对于图在顶侧或相对于轧制线X在左侧，准备好在返回到出口侧22之前继续经历其他的操作，在出口侧22它将用于下一个轧制周期，下一个轧制周期不必需是周期n+1，这是由于如果冷却和润滑芯棒的操作比适当的轧制的周期时间长，工艺中使用的芯棒的数量可以很大。

随着旋转臂1的旋转，将在n轧制周期中被轧制的中空体39在轧制轴线X上被插入，中空体39的前尖端在进给装置11。

钩住装置61被导致在释放位置P3和钩住位置P4之间如箭头L1所示朝中空体39的后端移动。在这个阶段，出口侧22上的操作与以上描述的用于入口侧20的操作协同地也在执行，出口侧22上的操作中，随着旋转臂3的旋转，轧制管在图中所示的一侧的方向上从轧制线X朝线X的底部移开。随着旋转臂4的旋转，芯棒31沿轧制轴线X协同地加载，并且芯棒31的前部部分被钩住装置71在钩住位置P1抓住，钩住装置71通过在与轧制方向23相反的箭头L2的方向上整体地推芯棒开始平移运动。

轧制工艺的下一阶段的操作如图3所示，其中被钩住装置71推动的芯棒31逆向地通过，首先在多机架轧机5内由芯棒支撑机架8引导，并且然后又在中空体39内直到芯棒31的后部区域在钩住装置61定位在钩住位置P4上。一旦这个位置已经到达，在释放位置P2的钩住装置71释放芯棒31的前部部分并且钩住装置61协同地抓住配备有特定的钳的芯棒31的后部区域。因此，中空体39由进给装置11携带，进给装置11将中空体39进给到多机架轧机5中以执行图4和图5中所示的轧制阶段。

在多机架轧机5内轧制中空体39随被钩住装置61在由箭头L3表示的方向上进给的芯棒31的运动发生，芯棒31的这个运动在钩住位置P4和释放位置P3之间关于轧制方向23是倒退的。芯棒31的运动与由轧机5的轧制机架12的轧辊导致的由箭头L4表示的中空体39的运动协调。芯棒31在箭头L3的方向上的运动速度以这样的方式确定：当管的后端离开最后的轧制机架12的时候，即在图中的描绘中以数字12表示的机架之间的最右处，芯棒31的前端定位在管42的后端，被完全轧制，从而定义“交汇点”。因此，被完全轧制的芯棒31在通过交汇点后从管42的腔完全取出。

在此期间，现从芯棒31释放的钩住装置71已经通过箭头L5表示的运动根据轧制方向23在释放位置P2和芯棒32将被钩住的钩住位置P1之间运动，芯棒32将在下一个轧制周期“n＋1”中使用。

如图5所示，除了被轧制机架12的轧辊轧制外，管42可被使得通过一个或多个整圆机架10。这个操作是可选的并且有助于改善成品管的外形。

在轧制的这个最后一步中，已经离开管42内部的芯棒31在轧制线X上被制动和定位在这样的位置上以位于多机架轧机5的体积的外部，如图6所示，以便在下一个轧制周期“n+1”的开始从轧制线被移开。显然，芯棒31的后部区域通过钩住装置61在释放位置P3的紧握被释放以允许通过旋转旋转臂2将它移开。

在出口侧22，已经从多机架轧机5的体积区域完全移开后，轧制管42准备好通过旋转旋转臂3从轧制线X移开以允许开始下一个轧制周期“n+1”的操作。

中空体41的下一个轧制周期“n+1”可因此以与上面描述的前一个周期“n”相同的操作并通过使用下一个芯棒32而开始。

Claims (11)

1.一种用于从具有内腔的中空体轧制管的工艺，其使用至少一个芯棒，其中提供了轧制设备（R），所述轧制设备（R）包括具有多个轧制机架（12）的轧机（5），所述轧制设备（R）定义轧制轴线（X）、轧制方向（23）、限定在所述轧机的上游的入口侧（20）、限定在所述轧机的下游的出口侧（22），其中第一加载装置（1）、第一卸载装置（2）以及第一芯棒输送机（6）设置在所述入口侧（20），并且第二卸载装置（3）、第二加载装置（4）和第二芯棒输送机（7）设置在所述出口侧（22），

在轧制周期中，所述工艺包括以下阶段：

-通过所述第一加载装置（1）从所述入口侧（20）沿轧制轴线（X）加载所述中空体（39、41），

-通过所述第二加载装置（4）从所述出口侧（22）沿轧制轴线（X）加载所述至少一个芯棒（31、32）并将所述至少一个芯棒（31、32）的第一端部区域连接到所述第二输送机（7），

-将所述至少一个芯棒（31、32）沿轧制轴线（X）轴向地平移穿过所述轧机（5）并穿过所述中空体（39、41）的所述内腔，

-将所述至少一个芯棒（31、32）的第二端部区域整体地固定到所述第一输送机（6）并从所述第二输送机（7）释放所述至少一个芯棒（31、32）的所述第一端部区域，

-通过使所述中空体（39、41）在所述轧制方向（23）上通过所述轧机（5）的轧制机架（12）来轧制所述中空体（39、41），以便产生轧制管，而同时由所述第一输送机（6）在与所述轧制方向（23）相反的方向（L3）上进给所述芯棒（31），

-从所述轧制管（40、42）内并从所述轧机（5）完全取出所述芯棒（31、32）。

2.根据权利要求1所述的轧制工艺，其中所述芯棒（30、31）通过所述第一卸载装置（2）从所述轧制轴线（X）移开并且被传送到所述出口侧（22）以用于随后的轧制周期。

3.根据权利要求1所述的轧制工艺，其中设置轧制管整圆阶段，所述轧制管整圆阶段由至少一个整圆机架（10）执行。

4.根据权利要求1所述的轧制工艺，其中整体固定到所述第一输送机（6）和所述至少一个芯棒（31）从所述第二输送机（7）的释放以协作的方式发生。

5.一种用于预定长度的管的轧制设备（R），其适合于实施根据权利要求1所述的轧制工艺，所述轧制设备（R）包括：

轧机（5），其包含适合于在每个轧制周期轧制中空体（39、41）的多个轧制机架（12），所述轧机（5）定义轧制轴线（X）、轧制方向（23）和用于每个轧制管的轧制周期，

至少一个芯棒（30、31、32），其适合于在每个轧制周期的所述轧制中与所述轧机（5）协作，

第一加载装置（1），其适合于在每个轧制周期沿轧制轴线（X）加载所述中空体；第一卸载装置（2），其适合于从所述轧制轴线（X）卸载所述至少一个芯棒（30、31、32）；第一芯棒输送机（6），其适合于抓住和释放所述至少一个芯棒（30、31、32）的后端，且布置在所述轧机（5）的上游，以及

第二卸载装置（3），其适合于从所述轧制轴线（X）卸载所述轧制管；第二加载装置（4），其适合于沿所述轧制轴线（X）加载所述至少一个芯棒（30、31、32）；第二芯棒输送机（7），其适合于抓住和释放所述至少一个芯棒（30、31、32）的前端，且布置在所述轧机（5）的下游，

所述轧制设备（R）的控制装置，其允许所述第一输送机（6）在每个轧制周期与由所述第二输送机（7）分别地释放和抓住所述至少一个芯棒（30、31、32）的所述前端相协同地抓住和释放所述至少一个芯棒（30、31、32）的所述后端。

6.根据权利要求5所述的轧制设备，其中所述轧机（5）包括芯棒支撑机架（8）。

7.根据权利要求6所述的轧制设备，其中所述第一芯棒输送机（6）包括具有高度可调的轧辊的芯棒支撑装置和纵向芯棒运动系统。

8.根据权利要求7所述的轧制设备，其中所述纵向芯棒运动装置包括带有机动的驱动小齿轮的齿条装置和在所述芯棒的后部区域中的钳钩住/释放装置。

9.根据权利要求8所述的轧制设备，其中提供了用于在所述轧机（5）中进给所述中空体的装置（11）。

10.根据权利要求9所述的轧制设备，其中至少一个整圆机架（10）设置在所述轧机（5）的最后的轧制机架的下游。

11.根据权利要求10所述的轧制设备，其中提供了像剪断机的停止装置（9），用于在紧急情况下将所述芯棒从所述轧制管或所述中空体取出。