CN105363782A - 张力减径机工作机组轧辊孔型 - Google Patents

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张芳萍
王�琦
赵春江
任志峰
李海斌
周研
双远华
黄庆学
杨小容
申陵帆
赵爱春
李怡宏
苟毓俊
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
    • B21B19/06—Rolling hollow basic material, e.g. Assel mills
    • B21B19/10—Finishing, e.g. smoothing, sizing, reeling

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

张力减径机工作机组轧辊孔型，属于无缝钢管精轧技术领域，其特征是：张力减径机工作机组每个机架沿圆周方向均匀设置有三个轧辊，轧辊与轧管相接触，接触处断面为向轧辊内凹的椭圆弧，椭圆弧弧顶向轧辊内侧设置关于轧管轴向对称的凹槽，凹槽宽度为2mm，凹槽的深度为4~4.2mm。本发明可以提高无缝钢管的成品质量，有效减轻张力减径管产生的“内多边形”现象，生产无缝钢管时，壁厚控制比较理想，满足实际使用，而且便于工厂实际应用，提高了无缝钢管的成品质量及生产效率。

Description

张力减径机工作机组轧辊孔型
技术领域
本发明属于无缝钢管精轧技术领域，特别涉及张力减径机工作机组轧辊孔型。
背景技术
无缝钢管的生产通常包括穿孔(轧)毛管、轧制荒管及热轧成品管三个工序。目前，穿孔工序通常采用二辊斜轧工艺将实心的坯料轧制成空心的毛管，轧制荒管主要是将厚壁毛管在保证质量的前提下，轧制成成品管要求的壁厚尺寸及精度。
定减径是钢管生产三大变形中的最后工序之一，是生产多品种中、小直径薄壁管、中厚壁管的有效方法，张力减径机的工作速度范围很宽，故可以用同一种直径和壁厚的荒管，通过改变机架间的速比获得一系列不同直径和壁厚的成品管，这样可以大大简化生产工艺，扩大产品规格范围，有效地提高机组的生产率，降低钢管厂家的生产成本。由于张力减径技术与变形量、机架间距、轧制速度、平均张力、单机架减径率、壁厚系数、轧辊名义直径、摩擦系数、轧制温度等诸多因素有关，所以，钢管在定径，微张力减径和张力减径过程中不可避免地会产生一系列产品缺陷，如钢管的内壁容易产生“内多边形”等问题。
对于“内多边形”产生的机理，国内外许多学者对此作了很多工作。中南大学的姜永正对此作了深入的分析。研究发现：(1)在单机架轧制时金属的周向流动是从孔型顶处流向辊缝，对应孔型角±30°(以图1三辊张力减径机轧辊孔型图中的任一轧辊为例，设孔型顶部位置的孔型角为0°，辊缝处孔型角为±60°)处金属的周向流动是最活跃的，靠近孔型顶部和辊缝位置的金属周向流动性较差。由于在实际生产中，三辊张力减径机是按照-Y和+Y交错排列的，交错角为60°。(2)从整个轧制过程来说，金属总的周向流动是从孔型顶部和辊缝向孔型角为±30°的位置处流动，从而导致孔型角为±30°的位置处的壁厚要比其他位置处要厚，这就是钢管内部出现“内多边形”现象的原因。
钢管的“内多边形”现象在张力减径过程中没有办法消除的，只能在一定程度上减轻成品的“内多边形”现象，现有技术中通常通过以下两种方式进行：(1)、合理分配单机架减径率，单机架减径率不可过大；(2)、保证脱管的前提下，采用较小的椭圆度。但是，影响张力减径管内产生多边形现象的因素很多，而且许多工艺参数又是连续、动态变化的，所仅依靠以上两种措施减轻成品管“内多边形”现象，不能有效减轻张力减径管内产生的多边形现象，这直接导致无缝钢管壁厚不均匀，影响了无缝钢管的成品质量。
发明内容
为了提高无缝钢管的成品质量，有效减轻张力减径管产生的“内多边形”现象，本发明提供张力减径机工作机组轧辊孔型。
本发明通过以下技术方案予以实现：
张力减径机工作机组轧辊孔型，其特征是：张力减径机工作机组每个机架沿圆周方向均匀设置有三个轧辊，轧辊与轧管相接触，接触处断面为向轧辊内凹的椭圆弧，椭圆弧弧顶向轧辊内侧设置关于轧管轴向对称的凹槽。
所述的凹槽宽度为2mm，凹槽的深度为4～4.2mm。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明可以提高无缝钢管的成品质量，有效减轻了减径管产生“内多边形”现象，生产无缝钢管时，壁厚控制比较理想，满足实际使用，提高了无缝钢管的成品质量及生产效率。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1为普通张力减径机张力降落机组轧辊孔型结构示意图。
图2为张力减径机张力降落机组轧辊开设凹槽后孔型结构示意图。
图中：1为张力减径机轧辊机架，L1为张力减径机孔型中心线，L2为张力减径机圆弧中心线，ai为孔型的长半轴，bi为孔型的短半轴，di为孔型的平均直径，Ri为孔型的圆弧半径，ri为轧辊圆角半径，ti为轧辊辊缝，L为凹槽宽度，H为凹槽深度。
具体实施方式
下面以φ180mmMPM机组为例，该机组采用混合传动三辊式(名义直径Dm为360mm)张力减径机，将外径为φ164mm的荒管减径为φ134.32mm的成品管，荒管壁厚为4.1mm。
张力减径机工作机组轧辊孔型，其特征是：张力减径机工作机组每个机架沿圆周方向均匀设置有三个轧辊，轧辊与轧管相接触，接触处断面为向轧辊内凹的椭圆弧，椭圆弧弧顶向轧辊内侧设置关于轧管轴向对称的凹槽。
所述的凹槽宽度为2mm，凹槽的深度如表1所示。
表1三辊张力减径机孔型参数
三辊张力减径机孔型参数中：
ai为轧辊孔型的长半轴；
bi为轧辊孔型的短半轴；
di为轧辊孔型的平均直径，即该机架轧后钢管的平均直径，di＝ai+bi；
Ri为轧辊孔型的圆弧半径， R i = ( a i ) 2 + a i × b i + ( b i ) 2 2 b i - a i ;
ei为轧辊孔型圆弧的圆心与孔型中心线的偏心距，ei＝Ri-bi；
ri为轧辊圆角半径，一般经验取：ri＝(0.05～0.1)×di；
ti为轧辊辊缝，ti＝(1～1.5)mm；
L为凹槽宽度；
H为凹槽深度。
如此设置凹槽H和L，得到关内的多边形的边数是12，相邻边之间角度是150°。经模拟仿真，管壁厚最薄的部分是4.0135mm，管壁厚最厚的部分是4.9349mm。和现有技术相比较，不仅内“十二边形”较“内六边形”更接近于圆，而且使得钢管内壁薄厚不均匀的现象有所减轻，保证了所生产无缝钢管成品的质量。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.张力减径机工作机组轧辊孔型，其特征是：张力减径机工作机组每个机架沿圆周方向均匀设置有三个轧辊，轧辊与轧管相接触，接触处断面为向轧辊内凹的椭圆弧，椭圆弧弧顶向轧辊内侧设置关于轧管轴向对称的凹槽。
2.根据权利要求1所述的张力减径机工作机组轧辊孔型，其特征是：凹槽宽度为2mm，凹槽的深度为4~4.2mm。
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