CN1049618A - 用于制造无缝管的圆形空心体的延展一均匀化装置 - Google Patents

Abstract

本装置包括用于纵向轧制空心体(12)的轧机。 轧机包括四个机架(1，2，3，4)，第一机架有两根带圆 形孔型的轧辊。其余的三个机架有四根驱动的轧 辊。圆锥形的芯轴由芯轴支承架(11)加以固定，并且 由定心导向装置(9，9′，10，10′)使之保持在各机 架的轴线位置上，以便在芯轴和各轧辊之间形成一个 同心的自由空间，在推杆(6)的推动下，空心体将从该 空间中通过。

Description

本发明涉及一种用于制造无缝管的钢或有色金属材质的圆形空心体的延展-均匀化装置。

从液压机、倾斜穿孔机或压力式穿孔机等穿孔轧机中送出来的空心体往往出现偏心和其它不规则现象。例如，由于对重新加热钢坯的炉子管理不当，尤其是在夜班中，或者当热钢坯停留在输送机辊道上时，更容易发生上述现象。这时，当钢坯（尤其是四方形的钢坯）钻孔时，就将出现温度不均匀的问题。钻孔的冲头总是沿着钢坯最热的区域前进，偏离人们所期望的空心体的几何轴线。这种沿最小阻力区域前进的现象导致空心体偏心，并且，当在精加工设备上为获得薄壁管而进行轧制时，会使最终产品的壁厚超出公差。另外，对四方形钢坯用穿孔轧机进行加工所获得的空心体的内径/外径比值大约是0.5～0.55。这种壁厚大的空心体不能提供给精加工设备进行加工，因为这种设备不能接受内径与外径的比值小于0.7的长形中空钢坯，因此，空心体应当在能使管壁延展和均匀化的轧机中加以延展，以便形成精加工设备能够接受的空心体。迄今为止，管壁的延展-均匀化装置多采用轧辊轴线交叉并朝同一方向转动的Mannesmann穿孔机之类的双轧辊斜轧机。然而，本技术领域的技术人员都知道，这种轧机对钢材质量的要求是很严的。在倾斜轧辊对工件施加不合理变形时，由于钢材所承受的扭曲、弯曲和剪切非常大，所以工厂必须采用表面既无裂纹又无微孔的优质钢材。遗憾的是，采用上述类型轧机的无缝管的制造商却试图从这上面获得利润，在与焊接管进行竞争的商业广告中，他们跨耀无缝管的钢材质量。但是，这些制造商所采用的没有表面缺陷、有很高的冶金质量的圆钢坯或四方钢坯的价格高昂，这对于无缝管的成本有极大影响。

本发明的目的在于能够加工出一种空心体，该空心体可以用穿孔轧机由一种完全是普通材质的钢坯来获得，并且该空心体是壁厚均匀的中空管，能够在目前广泛使用的某些精加工设备，例如多架轧管机上进行轧制。

为此，本发明提出了一种如权利要求1所确定的，用来制造无缝管的钢或有色金属的园形空心体的延展-均匀化装置。

该装置的其它重要特征在权利要求1的从属权利要求中限定。

根据本发明装置的实施例和本发明的说明书，并参照附图，就能很好地理解本发明。

附图中：

图1是本发明装置实施例的纵向剖面图;

图2是图1中沿第一个机架的Ⅰ-Ⅰ线的垂直剖面图;

图3是第三（图3a）和第四（图3b）机架的垂直剖面图，用于描述它们之间的角相位;

图4是第一实施例中四轧辊机架的垂直剖面图;

图5是第二个实施例中的四轧辊机架的垂直剖面图;

图6是本发明装置第二个实施例中的纵向剖面图;

图7是图6中该实施例的四轧辊机架的垂直剖面图;

图8是芯轴的实施例的纵向剖面图。

图1所示的装置包括四个机架1～4，第一机架上有两根带圆形孔型的轧辊，其余的三个机架上都有四根轧辊。

轧制用的芯轴5通过坚固并可改变方向的定心导向装置（9，9′，10，10′）保持在由各机架的轧辊上的孔型所组成的同心的自由空间的轴线位置上，在大功率推杆6的推动下，以及在第一机架的两根带圆形孔型的轧辊7、8的带动下，空心体12从第一机架中的自由空间中通过。本装置还包括一个定心导向装置的开启机构，它是借助于空心体本身的端部通过轧辊来控制的。四个机架的轧辊用几台电动机，或者最好是用几个液压马达来驱动。也可以只用一台电动机，通过带动轧辊轴的齿轮系统来驱动一个机架上的所有轧辊。

根据另一个最佳实施例，第三机架的轧辊的轴线（因而也就是轧辊孔型的底部）相对于第二机架的轧辊的轴线有22.5°的相位差。而第四机架的轧辊的轴线相对于第三机架的轧辊的轴线有45°的相位差（图3a和图3b）。显然，四轧辊机架中的每一个机架可以只有两根轧辊是驱动的，其余两根是自由转动的。在这种情况下，如图4所示，自由转动的轧辊的接触角将小于驱动轧辊的接触角（图4）。例如，对于第二机架，自由转动轧辊的接触角可选择在45°～60°之间，面对于第三机架，这一角度将选择在60°～90°之间，以便形成重复轧制的区域。第四机架的自由转动轧辊的接触角选为与第二机架相同。

芯轴5最好略呈维形，其后端固定在一个芯轴支承件11中。在四个机架的四组轧辊的作用下，空心体在芯轴上经受轧制。芯轴借助于受控的摆动使它的尖端逐渐就位，被推到空心体的内部。芯轴的定心导向装置包括坚固的定心装置，它的第一部分9、9′位于第一机架和第二机架之间，而另一部分10、10′则位于第二和第三机架之间，以便使芯轴定位在与各加工轧辊孔型底面的距离相等的位置上。这些定心装置的开启由空心体端部的到达来控制，这时，上导向件9与下导向件9′分开，以便让空心体通过。下导向件9下降到第一机架的下轧辊孔型底部的高度处，以便在该机架的出口处构成空心件的导向机构。定心装置10、10′以相同的方式工作。该轧机还设有一个入口平台和一个出口平台。当空心体恰好到达最后一个支架之前，芯轴的快速定位移动过程就结束。

来自穿孔轧机的空心体，在其传送过程中定了方向，使得最厚的那一部分的母线转向上方。空心体由一根液压推杆或其它推杆用略小于热态钢变形所需的力把它推动，推进到第一机架。此推力一直保持到空心体的后端进入第一机架中。在轧机轧制轴线上的芯轴定心导向装置中的第一定心装置9、9′安装在紧靠第一机架的后方。它在空心体接近机架时开启。空心体接近所花的时间应当比定心装置开启所用的时间长。可以通过减小空心体的速度，或者，可以通过本行业的人称为“停止和落下”（Stop  and  drop）的轧机的暂时停顿来增加接近的时间。轧制时，在第二机架中重复发生同样的过程。第二定心装置10、10′布置在紧靠上述第二机架的后方。

上面所述的装置可以在第一机架的两根轧辊所形成的圆形孔型和芯轴之间产生一个圆环形空间。空心体的塑性材料在推杆的推力及两根轧辊7和8的牵引力的作用下穿过该空间，形成厚度均匀的空心体，而当它从穿孔轧机中加工出来时，还是一个偏心的空心体。延展-均匀化的首要作用是建立这样的变形条件，即空心体不再按照原来的最小阻力路线（即所调“热轴线”）变形，而是按照一条规定的几何路线，通过压力和强制作用，使塑性材料服从于该轧机的加工要求。

对准芯轴支承件端部的锥形轧制芯轴（图8）有一中空的内部，在中空的内部设有供低温液体循环用的“往复”管路13、13′，此低温液体处在由温度调节器控制的封闭的冷却回路中。芯轴的内部还有供粘性的粒状材料，或液体，或流体通过的内管14，内管14通向芯轴的端部，以便在引入芯轴时保护空心体的内表面，并起空心体内表面除炭和润滑芯轴等作用。

如果生产程序是用来制造标准壁厚和厚壁管子的，则四个机架可以只用三个机架来代替。而当制造薄壁无缝管时，就需要四个机架的设备。也可以用各轧辊分别驱动的三轧辊机架来代替四轧辊机架。

根据实施例的一个变型，整体的锥形轧制芯轴15可以由如图6中所示的那种由几段管状支承件16和几段轧制锥段17所构成的芯轴来代替。

本发明的装置完全可以取代Mannesmann型倾斜穿孔轧机以及它的辅助装置-Assel型延展-均匀化装置，后者需要高质量的，因而也是高价的原材料。由于本装置允许使用多边形的、连续送进的钢坯，并且允许使用普通钢材，而不是象在Mannesmann型倾斜穿孔轧机中进行穿孔或在Mannesmann与Assel型斜轧机中使空心体延展和均匀化那样，必须使用高质量的钢材，所以，在工业用标准管方面，由本发明装置制造的无缝管将赢得大部分焊接管的市场。

Claims (8)

1、用来制造无缝管的钢或有色金属材料的圆形空心体的延展-均匀化装置，其特征在于，它包括一个用来纵向轧制空心体(12)的轧机和三个在轧辊上大体有圆形孔型的机架(1，2，3)，并且包括一个由芯轴支承架(11)固定的、并且通过定心导向装置(9、9′；10、10′)而保持在机架的轴线位置上的锥形芯轴(5)，以便在芯轴和轧辊之间形成一个同心的自由空间，使空心体可以在推杆(6)推动下在该空间内向前移动。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，它包括四个机架（1，2，3，4，），第一机架包括两根带圆形孔型的轧辊，其余的三个机架各包括四根驱动的轧辊。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，它包括一个定心导向装置的开启机构，该机构由空心体端部的通过来控制其开启。

4、根据前述权利要求中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，芯轴上有供冷却流体循环之用的管路，以及用来将润滑剂和脱氧剂的混合物引导到芯轴端部的内管（14）。

5、根据权利要求2至4中任一项权利要求所述的装置，其特征在于，第三机架轧辊的轴线相对于第二机架轧辊的轴线有22.5°的相位差，第四机架轧辊的轴线对于第三机架轧辊的轴线有45°的相位差。

6、根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，芯轴（15）是整体的。

7、根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，芯轴是管状支承件（16）与轧制锥段（17）的组合体。

8、根据权利要求1所述的装置的使用方法，其特征在于，将空心体定向，使壁最厚的那部分母线朝向上方或下方，位于上轧辊孔型的底部或下轧辊孔型的底部。

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