CN107790497B - 穿孔机毛管尾圈自动控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种穿孔机毛管尾圈自动控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1）穿孔机组轧辊在空载速度状态下运行，咬入管坯；2）延时T1时间后以加速度Ⅰ升速至轧制速度；3）在轧制当前管坯时，根据上一支钢管的轧制时间计算当前毛管高速轧制时间T2，T2=T2上+(T3上‑T3设定)*V3/V2；4）抛钢时以加速度Ⅱ降速至抛钢速度；5）抛钢后延时T4时间，轧辊速度恢复至咬钢速度。本发明基本消除了穿孔后毛管尾圈，芯棒表面由于毛管尾圈造成的表面损坏的问题基本解决。采用本发明的自动控制程序可以很好控制穿孔机所产生的毛管尾圈问题，该技术可以满足现场生产要求，对稳定产品质量和芯棒的正常使用效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及穿孔毛管轧制生产工艺技术领域，特别涉及一种穿孔机毛管尾圈自动控制方法。
背景技术
由于管坯受周向剪切应变、纵向剪切应变、扭转剪切应变以及顶头对内层金属流动的阻碍作用，在斜轧穿孔末期，当金属的塑性强度低于内层金属的剪切应力时，管坯尾部内层金属与带动其流动的外层金属之间产生破裂，顶头将接近熔融状态的内层金属带出管坯，导致铁耳子的产生。铁耳子降温较快，硬度较高，在后续芯棒插入毛管过程中，铁耳子难免划伤芯棒表面，在连轧时也划伤轧辊表面，甚至割伤荒管表面，造成毛管孔洞缺陷。降低或消除穿孔工序铁耳子的产生，可有效提高下道工序轧制工具的使用寿命，同时对提高大直径薄壁管内外表面质量也至关重要。
通过管坯尾部定心、抑制管坯尾部内层金属温度升高过快及降低内层金属的剪切应力，可以有效控制铁耳子的产生；但对穿孔轧辊转速进行线性控制，是控制铁耳子产生的最优方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种穿孔机毛管尾圈自动控制方法，该方法对穿孔轧辊转速进行线性控制，进而基本消除了穿孔后毛管尾圈和由于穿孔后毛管尾圈轧入钢管内形成的穿透性致命缺陷。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种穿孔机毛管尾圈自动控制方法，所述方法包括以下步骤：
(1) 穿孔机组轧辊在空载速度状态下运行，等待管坯来料，通过预先设定的咬入速度咬入管坯；
(2)延时T1时间后开始以加速度Ⅰ升速至轧制速度，T1为预先设定的升速时间，T1在2.5至3.5s之间；加速度Ⅰ在80至120rpm之间；
(3)在轧制当前管坯时，根据上一支钢管的轧制时间计算当前毛管高速轧制时间T2，T2=T2上+(T3上-T3设定)*V3/V2，即当电流达到500A后，延时T1+T2时间后，轧辊开始降速，其中T2上、T3上分别为上一支毛管的轧制时间和抛钢时间；T3设定为预先设定的抛钢时间，T3设定≥2.5s；V2和V3分别为预先设定的轧制速度和抛钢速度对应的毛管线速度；
(4)抛钢时以加速度Ⅱ降速至抛钢速度，加速度Ⅱ在180至220rpm之间；
(5)抛钢后延时T4时间， T4时间在2.5至3.5s之间；轧辊速度恢复至咬钢速度。
当轧辊咬钢瞬间，穿孔电机电流升高，当电流达到500A时记录开始轧制时刻；抛钢后电机电流迅速降低，到电流降至500A时程序记录结束轧制时刻；结束轧制时刻与开始轧制时刻的差值即为轧制时间T。
所述加速度Ⅰ为100rpm/s。
所述加速度Ⅱ为-200rpm/s。
所述T4时间为3s。
如果采用传统的热定心的方法解决，设备投资费用为100万元，并且会形成管坯的温降，增加轧制负荷。本发明基本消除了穿孔后毛管尾圈；由于毛管尾圈造成的废品基本消除；基本消除了由于穿孔后毛管尾圈轧入钢管内形成的穿透性致命缺陷。芯棒表面由于毛管尾圈造成的表面损坏的问题基本解决，对提高工具的使用寿命效果明显。采用本发明的自动控制程序可以很好控制穿孔机所产生的毛管尾圈问题，该技术可以满足现场生产要求，对稳定产品质量和芯棒的正常使用效果显著。
附图说明
图1为本发明的梯形轧制原理示意图，横轴代表时间，纵轴代表穿孔机主电机速度值和电流值。
图2 为轧辊速度降速过晚时的示意图，横轴代表时间，纵轴代表穿孔机主电机速度值和电流值。
图3 为轧辊速度降速过早时的示意图，横轴代表时间，纵轴代表穿孔机主电机速度值和电流值。
具体实施方式
为了减轻顶头的晃动和控制毛管头部的壁厚，咬钢后轧辊速度较低，延时T1时间后开始以100rpm/s的加速度升速至轧制速度，接近抛钢时以-200rpm/s的加速度降速至抛钢速度。抛钢后延时3秒，轧辊速度恢复至咬钢速度。在抛钢瞬间轧辊速度较低，降低了内外层金属的剪切应力，消除尾部铁耳子。穿孔机轧辊速度曲线形如梯形，称为“梯形轧制”，如图1所示。其中升速时间T1和降速时间T3设定由操作画面设定，见图2。
当轧辊咬钢瞬间，穿孔电机电流升高，当电流达到500A时程序记录开始轧制时刻；抛钢后电机电流迅速降低，到电流降至500A时程序记录结束轧制时刻；程序自动记录轧制时间，即轧制时间T。在轧制同一规格时，管坯长度、毛管尺寸、轧辊速度未调整时，轧制时间不会变化。
在轧制当前管坯时，程序根据上一支钢管的轧制时间计算当前毛管高速轧制的时间T2，T2=T2上+(T3上-T3设定)*V3/V2，即当电流达到500A后，延时T1+T2时间后，轧辊开始降速。其中T2上、T3上分别为上一支毛管的轧制时间和抛钢时间；T3设定为在操作画面中设定的抛钢时间；V2和V3分别为轧制速度和抛钢速度对应的毛管线速度，由操作工在画面中设定。
但是若轧辊速度降速过晚（T3设定取值较小），抛钢时轧辊速度尚未将低，高速运行时起不到控制铁耳子的作用，如图3。若降速时间过早（T3取值较大），延长了抛钢轧制时间，将低了轧制效率。因此，梯形轧制的关键在于控制高速轧制的时间，使得抛钢瞬间轧辊转速已经降低为抛钢速度。
观察发现，咬钢速度一般为300rpm，轧制速度一般小于600rpm。为了真正起到降低抛钢瞬间轧辊速度，程序设定抛钢速度不高于轧制速度的75%。抛钢速度一般低于400rpm，轧辊速度以-200rpm/s的加速度降速至抛钢速度需耗时约1.5秒，设定在抛钢速度运行1秒，因此，要求抛钢时间T3设定不低于2.5秒，可使抛钢瞬间轧辊速度为抛钢速度。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种穿孔机毛管尾圈自动控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
穿孔机组轧辊在空载速度状态下运行，等待管坯来料，通过预先设定的咬入速度咬入管坯；
延时T1时间后开始以加速度Ⅰ升速至轧制速度，T1为预先设定的升速时间，T1在2.5至3.5s之间；加速度Ⅰ在80至120rpm/s之间；
在轧制当前管坯时，根据上一支钢管的轧制时间计算当前毛管高速轧制时间T2，T2=T2上+(T3上-T3设定)*V3/V2，即当电流达到500A后，延时T1+T2时间后，轧辊开始降速，其中T2上、T3上分别为上一支毛管的轧制时间和抛钢时间；T3设定为预先设定的抛钢时间，T3设定≥2.5s；V2和V3分别为预先设定的轧制速度和抛钢速度对应的毛管线速度；
抛钢时以加速度Ⅱ降速至抛钢速度，加速度Ⅱ在180至220rpm/s之间；
抛钢后延时T4时间， T4时间在2.5至3.5s之间；轧辊速度恢复至咬钢速度；
当轧辊咬钢瞬间，穿孔电机电流升高，当电流达到500A时记录开始轧制时刻；抛钢后电机电流迅速降低，到电流降至500A时程序记录结束轧制时刻；结束轧制时刻与开始轧制时刻的差值即为轧制时间T；
其中，抛钢速度不高于轧制速度的75%，轧辊速度降速至抛钢速度需耗时1.5秒，设定在抛钢速度运行1秒，抛钢时间T3设定不低于2.5秒，使抛钢瞬间轧辊速度为抛钢速度。
2.根据权利要求1所述的穿孔机毛管尾圈自动控制方法，其特征在于：所述加速度Ⅰ为100rpm/s。
3.根据权利要求1所述的穿孔机毛管尾圈自动控制方法，其特征在于：所述加速度Ⅱ为200rpm/s。
4.根据权利要求1所述的穿孔机毛管尾圈自动控制方法，其特征在于：所述T4时间为3s。
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