CN110722004A - 一种金属管材的轧制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属管材的轧制方法，其主要包括以下几个步骤：（1）轧制准备；（2）正向轧制；（3）反向轧制；（4）横移阶段。本发明的有益效果是：所需的整体设备结构简单，尺寸小、精度高、加工方便、易于更换；便于生产不同尺寸金属管材；不需要专门设置脱棒机、芯棒循环机构，节省生产车间占地面积；轧制速度快，轧制周期短；轧件与工具的接触面积小，金属管材内表面质量好。

Description

一种金属管材的轧制方法

技术领域

本发明涉及金属轧制生产技术领域，特别是一种适用于生产金属管材的轧制方法。

背景技术

目前，在金属管材的轧制生产方法，可以根据所用的芯棒的运动方式分为三种：

1.浮动长芯棒轧制，如图1所示，芯棒的长度大于成品金属管材的长度，轧制前将芯棒穿入荒管，然后进入连轧管机轧制。连轧管机由多架二辊轧机组成，轧辊交替布置，以保证荒管在圆周方向变形均匀。在轧制过程中，芯棒随荒管一起向前运动，完成轧制过程后一同离开轧制线，进入脱棒区进行脱棒，然后芯棒经冷却后重复使用。

该方法的缺点是：芯棒尺寸长、精度高、加工难度大、数量多，生产的金属管材长度受到限制，需要设置脱棒机、芯棒循环机构和芯棒修复设备，生产车间占地面积大。

2．限动长芯棒轧制，如图2所示，芯棒的长度小于成品金属管材的长度，芯棒不离开轧制线，荒管进入轧制线后，芯棒穿入荒管。连轧管机由多架三辊轧机组成，轧辊交替布置，以保证荒管在圆周方向变形均匀。在轧制过程中，芯棒以不同的速度随荒管向前运动，完成轧制过程后，成品金属管脱离芯棒离开轧制线，芯棒回退到原来位置，等待下一次轧制。

该方法的缺点是：芯棒装置的结构复杂，生产的金属管材长度受到限制，需要设置芯棒限动机构，轧制速度和芯棒运动速度需要良好匹配，机组作业率较低。

3.自动轧管机轧制，如图3所示，采用顶头和顶杆作为内变形工具，与一对水平设置的轧辊对荒管进行轧制，以实现减壁延伸的目的。一个道次轧制过程结束后，通过回送辊将金属管材回送到轧机入口侧，荒管旋转90度后进行下一道次轧制。

该方法的缺点是：生产效率低，轧制温度不易保证，需要频繁更换顶头，轧辊辊缝要频繁打开，轧制精度受到影响，轧辊调整机构复杂。

发明内容

本发明的目的是设计一种结构合理、加工效率高的金属管材的轧制方法。

本发明的技术方案是，一种金属管材的轧制方法，其特征在于：

（1）轧制准备：荒管进入正Y型机架前的输入辊道，芯棒装置前移，使其工作部分位于轧制变形区；（2）正向轧制：荒管由输入辊道喂入正Y型三辊轧机机架的辊缝，并在轧辊和顶杆的作用下咬入顶头，在轧辊和顶头的共同作用下，产生塑性变形，壁厚减薄，长度延伸，直到荒管全部通过轧辊，走出辊缝进入顶杆，顶杆后退，荒管离开正Y型三辊轧机机架；（3）反向轧制：顶杆装置转动，将穿有荒管的顶杆移到反Y型三辊轧机机架前，顶杆前进，使荒管进入辊缝轧制，直到荒管全部通过轧辊，走出辊缝进入输出辊道；顶杆后退到原来位置；（4）横移阶段，利用过渡机构将输出辊道上的荒管横移至下一轧制单元的正Y型三辊轧机的输入辊道上，准备进行下一个轧制循环，直至轧制过程结束。

本发明所述的金属管材的轧制方法，其金属管材生产线由若干个轧制单元组成，每个轧制单元包括正、反三辊Y型轧机各一架；所有三辊Y型轧机按照正反Y型交替横列式布置；机组由传动装置驱动，通过换向器实现相邻轧机的轧辊转向相反，进而构成往复轧制的轧制线；每个轧制单元的正Y型机架前设置输入辊道，反Y型机架前设置输出辊道；相邻的两个轧制单元的输出辊道和输入辊道之间由过渡机构衔接；每个轧制单元前部设置顶杆装置。

所述的顶杆装置为在转盘上装有两根对称设置的顶杆，顶杆与正、反三辊Y型轧机的轧制线的延长线成一条直线设置，顶杆的头部装有顶头，顶杆由电机驱动沿轧制线可以前后移动，转盘绕转动轴转动，进而可使对称的两根顶杆交换位置。

所述的过渡机构为翻钢机构。

本发明的有益效果是：

（1）轧机结构简单，尺寸小、精度高、加工方便、易于更换；

（2）便于生产不同尺寸金属管材；

（3）不需要专门设置脱棒机、芯棒循环机构，节省生产车间占地面积；

（4）轧制速度快，轧制周期短；

（5）轧件与工具的接触面积小，金属管材内表面质量好。

附图说明

图1 是背景技术所述的浮动长芯棒轧制结构图。

图2 是背景技术所述的限动长芯棒轧制结构图。

图3 是背景技术所述的自动轧管机轧制结构图。

图4 是本发明的生产线的总体结构示意图。

图5 是本发明的生产线的侧视图。

图6 本发明所述的顶杆装置的结构示意图。

附图说明：

1—荒管；2—浮动芯棒；3—浮动芯棒连轧管机；4—芯棒限动装置；5—限动芯棒；6—限动芯棒连轧管机；7—自动轧管机；8—回送辊； 9—专用顶头；10—顶杆集成装置；11-横列式三辊轧管机； 12-顶杆装置； 13—输入辊道； 14—输出辊道；15-翻钢机构；16-正Y型三辊轧机；17—反Y型三辊轧机；18—换向器；19—主传动装置；20—顶杆支座；21—顶杆；22—顶头。

具体实施方式：

结合以上附图详细描述实施例，

实施例1：

无缝钢管轧制生产线所用的横列式三辊轧管机组由2个轧制单元组成，每个轧制单元包括500mm正、反三辊Y型轧机各一架。所有三辊Y型轧机按照正反Y型交替横列式布置。机组由一套传动装置驱动，通过换向器实现相邻轧机的轧辊转向相反，构成往复轧制的轧制线。

在机组的一侧，每个轧制单元的正Y型机架前设置输入辊道，反Y型机架前设置输出辊道。两个轧制单元的输出辊道和输入辊道之间由翻钢机构衔接。在机组的另一侧，每个轧制单元前设置顶杆装置，顶杆装置的转盘上装有两根顶杆，分别位于正、反三辊Y型轧机的轧制线上，顶杆的头部装有顶头，顶杆沿轧制线可以前后移动，保证顶头处于轧制位置。转盘转动可以使两根顶杆交换位置。

顶头形状为圆锥和圆柱的组合体，圆柱直径等于金属管材内径，长度150mm，顶头采用外冷却润滑。无缝钢管的荒管外径120mm，壁厚20mm，轧制温度1050℃，经过第一个道次的正向轧制后，顶杆装置转到下一个机架的轧制位置进行反向轧制，直至完成所有轧制道次。顶杆回到初始位置，顶头进行冷却润滑，准备进行下一根荒管的轧制。荒管经过4个道次的轧制后，壁厚减薄，长度延伸。最终，成品无缝钢管的外径为90mm，壁厚5mm。

实施例2：

铜合金无缝管材连轧生产线所用的横列式三辊轧管机组由4个轧制单元组成，每个轧制单元包括400mm正、反三辊Y型轧机各一架。所有三辊Y型轧机按照正反Y型交替横列式布置。机组由一套传动装置驱动，通过换向器实现相邻轧机的轧辊转向相反，构成往复轧制的轧制线。

在机组的一侧，每个轧制单元的正Y型机架前设置输入辊道，反Y型机架前设置输出辊道。两个轧制单元的输出辊道和输入辊道之间由翻钢机构衔接。在机组的另一侧，每个轧制单元前设置顶杆装置，顶杆装置的转盘上装有两根顶杆，分别位于正、反三辊Y型轧机的轧制线上，顶杆的头部装有顶头，顶杆沿轧制线可以前后移动，保证顶头处于轧制位置。转盘转动可以使两根顶杆交换位置。

顶头形状为圆锥和圆柱的组合体，圆柱直径等于荒管内径，顶头采用外冷却润滑。铜管的荒管外径100mm，壁厚15mm，常温轧制，经过第一个道次的轧制后，顶杆装置转到下一个机架的轧制位置进行反向轧制，直至完成所有轧制道次。顶杆回到初始位置，顶头进行冷却润滑，准备进行下一根荒管的轧制。荒管经过8个道次的轧制后，壁厚减薄，长度延伸。最终，成品铜管的外径为75mm，壁厚2.5mm。

上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种金属管材的轧制方法，其特征在于：（1）轧制准备：荒管进入正Y型机架前的输入辊道，芯棒装置前移，使其工作部分位于轧制变形区；（2）正向轧制：荒管由输入辊道喂入正Y型三辊轧机机架的辊缝，并在轧辊和顶杆的作用下咬入顶头，在轧辊和顶头的共同作用下，产生塑性变形，壁厚减薄，长度延伸，直到荒管全部通过轧辊，走出辊缝进入顶杆，顶杆后退，荒管离开正Y型三辊轧机机架；（3）反向轧制：顶杆装置转动，将穿有荒管的顶杆移到反Y型三辊轧机机架前，顶杆前进，使荒管进入辊缝轧制，直到荒管全部通过轧辊，走出辊缝进入输出辊道；顶杆后退到原来位置；（4）横移阶段，利用过渡机构将输出辊道上的荒管横移至下一轧制单元的正Y型三辊轧机的输入辊道上，准备进行下一个轧制循环，直至轧制过程结束。

2.如权利要求1所述的一种金属管材的轧制方法，其特征在在于：其金属管材生产线由若干个轧制单元组成，每个轧制单元包括正、反三辊Y型轧机各一架；所有三辊Y型轧机按照正反Y型交替横列式布置；机组由传动装置驱动，通过换向器实现相邻轧机的轧辊转向相反，进而构成往复轧制的轧制线；每个轧制单元的正Y型机架前设置输入辊道，反Y型机架前设置输出辊道；相邻的两个轧制单元的输出辊道和输入辊道之间由过渡机构衔接；每个轧制单元前部设置顶杆装置。

3.如权利要求2所述的一种金属管材的轧制方法，其特征在在于：所述的顶杆装置为在转盘上装有两根对称设置的顶杆，顶杆与正、反三辊Y型轧机的轧制线的延长线成一条直线设置，顶杆的头部装有顶头，顶杆由电机驱动沿轧制线可以前后移动，转盘绕转动轴转动，进而可使对称的两根顶杆交换位置。

4.如权利要求2所述的一种金属管材的轧制方法，其特征在在于：所述的过渡机构为翻钢机构。

Images