CN109985910A - 一种薄壁挂车车轴增厚轴肩区域轧前加热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄壁挂车车轴增厚轴肩区域的轧前加热方法，属于车轴轧前加热技术领域，主要针对现有技术中存在的采用均热法对无缝钢管加热后轧制车轴时，不能有效增加车轴的轴肩区域的厚度H，进而导致挂车承载性能下降的问题。通过对无缝钢管轧前加热形态的调整，将加热区温度与金属成型要求相对应，以温度区间的差异性辅助控制金属的流动，从而在无缝钢管轧制时，局部增加车轴轴肩区域的厚度H，提升承载性能。本发明所述的一种薄壁挂车车轴轴肩区域轧前加热方法，其操作简单，易于实施，成本低，效果好，实用性强。
Description
技术领域
本发明属于车轴轧前加热技术领域，特别涉及一种薄壁挂车车轴增厚轴肩区域轧前加热方法。
背景技术
挂车是指由汽车牵引而本身无动力驱动装置的车辆，由一辆汽车(货车或牵引车、叉车)与一辆或一辆以上挂车的组合。载货汽车和牵引汽车为汽车列车的驱动车节，称为主车。被主车牵引的从动车节称为挂车，是公路运输的重要车种，采用汽车列车运输是提高经济效益最有效而简单的重要手段，具有迅速、机动、灵活、安全等优势；可方便地实现区段运输。
整体式车轴是挂车的重要组成部分，其是车桥的唯一承载元件，如图1所示，其轴肩区域厚度H是影响承载性能的主要参数。相同材料条件下，H值越大承载能力越好。轴肩区域(车轴轴头)部分是由无缝钢管经旋轧成型。其工艺流程为：锯切(下料)－轧前加热－轧制成型。无缝钢管经加热设备加热时，一般采用的是均热法，加热长度500mm～550mm，加热温度约为1250℃，中部温度略高。这种加热方法由于温度均匀，轧制速度一定的条件下，金属的流动性一致，从而不能有效地增加轴肩区域的局部增厚，进而导致承载性能的下降。
发明内容
针对上述背景技术中存在的采用均热法对无缝钢管加热后轧制车轴时，不能有效增加车轴的轴肩区域的厚度H，进而导致挂车承载性能下降的问题，本发明提供了一种薄壁挂车车轴增厚轴肩区域轧前加热方法，通过对无缝钢管轧前加热形态的调整，将加热区温度与金属成型要求相对应，以温度区间的差异性辅助控制金属的流动，进而在无缝钢管轧制时，局部增加车轴轴肩区域的厚度H，从而提升承载性能。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
温度越高金属的成型性越好。本技术方案中，将无缝钢管轧制成车轴时，无缝钢管轧前加热采用分区域段加热的方法，可有效控制轧坯的成型曲线，降低轧制力。车轴轧制前，调整中频加热炉感应线圈分布以及输出功率并将无缝钢管送入中频加热炉加热，加热后的无缝钢管满足如下热态分布特征即完成了轧前加热。该热态分布特征具体为，该加热后的无缝钢管由端部向内依次可分成D、A、B和C四个区，其中A、B和C三个区为主加热区，D区为新增区域，也是本技术方案的重要创新点；新增的D区长度为自无缝钢管端部向内20～40mm；同时主加热区的A区：长度为130～150mm，B区：长度为240～270mm，C区：长度为180～210mm；并且D、A、B和C区域的钢温分别控制在630℃～680℃、1000℃～1070℃、1200℃～1270℃和1000℃～1050℃。本技术方案中，将轴肩区域厚度H的成型区域，对应到无缝钢管加热温度最高的B区，使得该区域金属流动性最好，有利于H值的增厚。B区两侧的A区和C区温度稍低，将B区和A区及C区的温差控制在150～250℃。新增无缝钢管端部的D区的温度控制在630～680℃，其端部温度低，可有效减小金属沿轴向的流动，从而有效辅助车轴轧制过程中对车轴轴肩区域的厚度H的增加，解决了薄壁的无缝钢管在轧制过程中，由于单位金属量减少带来的轴肩区域成型厚度H不够的问题。
本技术方案中为了使得无缝钢管达到更好的加热效果，使用的加热设备中频加热炉自端部起感应线圈依次调整为L4、L1、L2和L3四段，其中L4段长度为100mm～110mm，L1段长度为180mm～190mm，L2段长度为280mm～290mm，L3段长度为220mm～230mm；同时中频加热炉各段磁感应线圈的输出功率调整为：L1段为45KW～50KW、L2段为180KW～200KW、L3段为80KW～90KW。
为有效控制无缝钢管新增D区的温度和长度规范，所述无缝钢管在中频加热炉中通过限位开关进行定位，使无缝钢管的端部定位于距加热炉端部120～140mm的位置。
为使得经中频加热炉加热后的无缝钢管的热态分布特征分布达到更优，加热后，使得无缝钢管满足如下热态分布特征：D、A、B和C区的长度分别为30mm、140mm、260mm和200mm，D、A、B和C区的钢温分别为630℃、1050℃、1270℃和1030℃。
本技术方案中，所述无缝钢管在中频加热炉内加热时，通过设置红外线测温仪对中频加热炉内的无缝钢管进行测温，进一步地，可通过设置一个红外线测温仪并将其测点对准B区域中段位置，将B区的加热温度设定为1250～1270℃，加热电流设定为450A，启动加热，到温后将无缝钢管退出加热炉，完成轧前加热；该无缝钢管的A、B、C区的温度是由中频加热炉的感应线圈L1段、L2段和L3段长度和输出功率决定的，而D区的温度是由中频加热炉的感应线圈L1段的长度、输出功率以及该无缝钢管的端部在中频加热炉中的定位决定的，当B区域的钢温达到要求后，同时其D、A和C区域钢温也能够达到要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明所述一种薄壁挂车车轴轴肩区域轧前加热方法，其操作简单，易于实施；(2)改变以往均热法加热的方法，通过对无缝钢管进行分区域加热，有效控制轧坯的成型曲线，降低轧制力，将轴肩区域厚度H的成型区域对应到无缝钢管钢温的最高区域(B区)，使得该区域金属流动性最好，有利于轴肩区域厚度H的增大；(3)通过对无缝钢管在中频加热炉中的定位，使得端部D区的温度相对较低，可减少金属沿轴向的流动，有效增加车轴轴肩区域的厚度H值。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明所述一种薄壁挂车车轴轧前加热方法中无缝钢管加热后热态分布示意图；
图2是本发明中所述的一种薄壁挂车车轴轧前加热方法中无缝钢管在加热设备中的示意图；
图中：1.无缝钢管、2.车轴、3.轴肩区域、4.中频加热炉、41.炉内胆、42.炉板、43.感应线圈。
具体实施方式
实施例1：
如图1和图2所示，本实施例以13t薄壁挂车车轴为例进行说明，该车轴2由Φ178*10mm的无缝钢管1轧制而成，轧制前，无缝钢管通过中频加热炉4进行加热，使得加热后的无缝钢管满足如下热态分布特征：无缝钢管自端部依次形成D、A、B和C四个区，其中，D区长度为自无缝钢管端部向内20mm～40mm，A区长度为130mm～150mm，B区长度为240mm～270mm，C区长度为180mm～210mm；且D、A、B和C四个区的钢温分别控制在630℃～680℃、1000℃～1070℃、1200℃～1270℃和1000℃～1050℃。
其轧制前的加热方法操作如下：
1)、根据车轴规格对无缝钢管1定尺下料，如图2所示，将该无缝钢管1在距中频加热炉4端部130mm位置处通过限位开关进行定位；
2)、调整中频加热炉4的感应线圈，如图2所示，该中频加热炉包括炉内胆41、炉板42以及设置在炉内胆外侧的感应线圈43。调节感应线圈43的分布，将其自端部向内依次划分为L4、L1、L2和L3四段，该四段感应线圈长度分别为110mm、180mm、280mm和220mm；
3)、调节中频加热炉的输出功率，其中，L1段约为45～50KW、L2段为180～200KW、L3段为80～90KW；
4)、设置红外线测温仪，将红外线测温仪的测点对准B区中段位置，将中频加热炉对应的无缝钢管B区的加热温度设定为1250～1270℃，加热电流设定为450A，启动加热，红外线测温仪检测到温后，将无缝钢管退出中频加热炉，完成轧前加热，其热态分布满足上述的热态分布要求。本实施例中，其A、B、C区的温度是由感应线圈L1、L2、L3长度和输出功率决定的；而D区温度是由感应线圈L1的长度和输出功率，以及该无缝钢管在中频加热炉中的定位决定的，当B区的钢温达到要求后，同时其D、A和C区的钢温也能够达到要求。
在本实施例中，按上述方法得到的加热后的无缝钢管，其加热形态可以有效控制轧坯的成型曲线，确保无缝钢管1轧制成车轴2后的轴肩区域3的厚度H最大。
实施例2：
本实施例基本同实施例1，同样以13t薄壁挂车车轴为例进行说明，区别在于：无缝钢管在距加热炉端部120mm位置处定位，加热后的无缝钢管满足如下热态分布特征：D、A、B和C区的长度分别为30mm、140mm、260mm和200mm，D、A、B和C区的钢温分别为630℃、1050℃、1270℃和1030℃。在本实施例中，D区的加热温度偏下限，无缝钢管1轧制成车轴2后的轴肩区域3的厚度H达到更优值。
经检测，采用新的加热型态后，无缝钢管1轧制成车轴2后的轴肩区域3的厚度H约可增加6％～9％。
以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种薄壁挂车车轴增厚轴肩区域轧前加热方法，所述车轴由无缝钢管经中频加热炉加热后轧制而成，其特征是，调整中频加热炉感应线圈分布以及输出功率，并将无缝钢管送入中频加热炉加热，使得加热后的无缝钢管满足如下热态分布特征：无缝钢管自端部依次形成D、A、B和C四个区，其中，D区长度为自无缝钢管端部向内20mm～40mm，A区长度为130mm～150mm，B区长度为240mm～270mm，C区长度为180mm～210mm；且D、A、B和C区的钢温分别控制在630℃～680℃、1000℃～1070℃、1200℃～1270℃和1000℃～1050℃。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁挂车车轴增厚轴肩区域轧前加热方法，其特征是，所述中频加热炉自端部起感应线圈依次调整为L4、L1、L2和L3四段，其中L4段长度为100mm～110mm，L1段长度为180mm～190mm，L2段长度为280mm～290mm，L3段长度为220mm～230mm；同时中频加热炉各段磁感应线圈的输出功率调整为：L1段为45KW～50KW、L2段为180KW～200KW、L3段为80KW～90KW。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁挂车车轴增厚轴肩区域轧前加热方法，其特征是，所述无缝钢管送入中频加热炉中进行加热时，通过限位开关定位，使得无缝钢管的端部定位于距中频加热炉端部120mm～140mm的位置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种薄壁挂车车轴增厚轴肩区域轧前加热方法，其特征是，将无缝钢管送入中频加热炉进行加热后，使得无缝钢管满足如下热态分布特征：D、A、B和C区的长度分别为30mm、140mm、260mm和200mm，D、A、B和C区域的钢温分别为630℃、1050℃、1270℃和1030℃，完成轧前加热。
5.根据权利要求1所述的一种薄壁挂车车轴增厚轴肩区域轧前加热方法，其特征是，所述无缝钢管在中频加热炉内加热时，通过设置红外线测温仪对中频加热炉内的无缝钢管进行测温。
6.根据权利要求5所述的一种薄壁挂车车轴增厚轴肩区域轧前加热方法，其特征是，通过设置一个红外线测温仪并将其测点对准B区中段位置，将B区的加热温度设定为1250～1270℃，加热电流设定为450A，启动加热，待红外线测温仪检测的温度达到要求后，将无缝钢管退出加热炉，完成轧前加热。
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