CN110860560A - 一种穿孔机轧制高精度毛管设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种穿孔机轧制高精度毛管设备及方法，包括斜轧穿孔机和组装配件，组装配件为顶杆定心配件、小车伸缩机构或者小车调高机构中的一种或者任意多种组合组装件。顶杆定心配件为定心辊，定心辊设置于斜轧穿孔机的挡管器与小车之间，定心辊始终环抱于斜轧穿孔机的顶杆上。小车伸缩机构为一液压缸，液压缸的顶柱与斜轧穿孔机的小车连接，液压缸的缸筒与斜轧穿孔机的止推座连接。小车调高机构包括基准块和滑座，滑座的上表面为零点水平基准，基准块设置于斜轧穿孔机的小车上。本发明在现有斜轧穿孔机上采取相应的改进措施，提高了毛管的壁厚精度，解决了薄壁毛管尾部壁厚偏差问题。
Description
技术领域
本发明涉及穿孔机的技术领域，特别是涉及一种穿孔机轧制高精度毛管设备及方法。
背景技术
穿孔机按轧辊的形状分有两种：曼式和菌式；按轧辊的布置摆放分两种：卧式和立式。斜轧穿孔机在热轧无缝钢管生产中，应用比较普遍，其功能，是将加热好的圆实心管坯穿制成空心的毛管，然后，毛管再到下一个轧管延伸工序进一步轧制等等，直至成品钢管。
斜轧穿孔机的工作原理，如附图3所示，前台上加热好的圆实心坯料，送进穿孔机孔型，两个主动旋转轧辊靠摩擦力将坯料带入，两个固定导板有封闭孔型作用，顶头固定在顶杆上，顶杆与小车连接一起，顶杆由多架定心辊抱住，金属经过顶头轧出成为空心毛管，其螺旋前进进入后台，当毛管前端接近定心辊时，定心辊小开抱毛管，毛管继续前进，当遇到定心辊等时，它们依次小开抱毛管，直至毛管穿制完毕，挡管器挡住毛管前端，小车带动顶头顶杆回退，从毛管内腔抽出，毛管拨离穿孔机轧制线，进入下一工序。
穿孔机在现实中得到普遍应用，但轧制出的毛管精度较差，尤其壁厚精度却更不够理想，特别是薄壁毛管，毛管穿制一般比较长，为了提高成材率，薄壁毛管长度一般达到穿孔机出口台的允许最大长度，表现在毛管头、尾部纵向壁厚公差相差较大，尾部横向壁厚公差波动较大，两者叠加，尾部壁厚公差非常差，一般在±20％以上，虽然，有后续工序轧机轧制减轻，但还是直接影响到成品钢管尾部切除长度达500-800mm之多，严重影响成材率。
究其主要原因：热膨胀问题，薄壁毛管轧制长度长，纯轧制时间长，高温金属使模具(轧辊、顶头)受热膨胀，引起轧辊与顶头形成的辊缝逐渐变小，金属从辊缝轧出(即毛管壁厚)越来越薄，故毛管尾部壁厚较头部薄了许多，一般差值在0.7mm-1mm，这就是形成了纵向壁厚公差。生产过程的顶头顶杆稳定性及轧制线精度保证问题：顶头在孔型中随意跳动或摆动，难以保持辊缝的稳定；毛管穿制时，毛管沿轧制线上(即围绕顶杆)旋转前进，毛管前端遇到每架定心辊时，每架定心辊小开，抱毛管，毛管快要穿制完时，此时所有后台上的定心辊全部小开了(即定心辊由原来抱顶杆，转换到抱毛管了)，毛管内腔与顶杆是有较大间隙的，顶杆没有了定心辊的限制，则顶头顶杆摆动有了较大空间，其原工作位置发生了波动；若小车滑板及其滑座滑板磨损已磨损严重状态，则顶杆随小车一起发生中心线下沉，即偏离了轧制线，顶头的原工作位置要进一步发生波动和偏离轧制线，故毛管尾部较大的壁厚横向偏差就发生了。
业内长期以来对穿孔毛管的精度问题关注不够，一般认为穿孔机是初轧机，毛管质量不高，可有后续延伸轧管机来消除，故对穿孔机轧制毛管壁厚精度不好，研究不多。而实际上，后续轧机消除毛管壁厚偏差很有限的，成品钢管壁厚公差中，占关键因素的是穿孔机轧制出毛管的壁厚公差造成的，轧机是重要因素。
《钢管》杂志1994年第5期中“140自动轧管机组钢管壁厚精度研究”，文中介绍了阿塞拜疆轧管厂的研究结果；《钢管》杂志2014年10月第5期“提高140mm自动轧管机组薄壁定尺管成材率的措施”，文中介绍了德国曼内斯曼(MDM)公司的Dietrich博士的研究成果，也证实并支持了上述观点。
因此，要想轧制出壁厚精度较高的成品钢管，首要的是提高穿孔机精度，轧制出壁厚精度较高的毛管。
发明内容
本发明的目的是提供一种穿孔机轧制高精度毛管设备及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使轧制出的毛管壁厚均匀且精度提高。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种穿孔机轧制高精度毛管设备及方法，包括斜轧穿孔机和组装配件，所述组装配件为顶杆定心配件、小车伸缩机构或者小车调高机构中的一种或者任意多种组合组装件。
优选的，所述顶杆定心配件为定心辊，所述定心辊设置于所述斜轧穿孔机的挡管器与小车之间，所述定心辊始终环抱于所述斜轧穿孔机的顶杆上。
优选的，所述小车伸缩机构为一液压缸，所述液压缸的顶柱与所述斜轧穿孔机的小车连接，所述液压缸的缸筒与所述斜轧穿孔机的止推座连接。
优选的，所述小车调高机构包括基准块和滑座，所述滑座的上表面为零点水平基准，所述基准块设置于所述斜轧穿孔机的小车上，且所述小车能够调节高度，所述基准块的零刻度线与所述斜轧穿孔机的轧制线重合为合格。
本发明还提供一种穿孔机轧制高精度毛管的方法，当所述组装配件为顶杆定心配件时，在挡管器后增设一架定心辊，在穿孔过程中始终抱着顶杆，即使穿至毛管尾部，所述挡管器前的定心辊都小开了，所述挡管器后的定心辊直到毛管穿制完毕，准备抽顶杆时才小开。
优选的，当所述组装配件为小车伸缩机构时，在毛管穿制过程中，所述小车伸缩机构控制所述斜轧穿孔机的小车按照设定参数要求，进行连续缓慢的退后运动，顶头随之退后，逐渐增轧辊与顶头之间的辊缝，用以抵消由于工具热膨胀引起的辊缝变小量，使毛管壁厚从头到尾均匀。
优选的，当所述组装配件为小车调高机构时，基准块能够来测量小车中心线距离所述斜轧穿孔机的轧制线下沉的数值，调节所述斜轧穿孔机的小车上滑板厚度，进而调节基准块的高度，使所述小车的中心线始终与所述轧制线重合，进而保证了穿孔机轧制线的精度和毛管尾部壁厚精度。
优选的，当所述组装配件为顶杆定心配件、小车伸缩机构或者小车调高机构中的任意两种或三种组合组装件时，所述穿孔机轧制高精度毛管的方法也相应进行组合使用。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明在现有斜轧穿孔机上采取相应的改进措施，提高了毛管的壁厚精度，解决了薄壁毛管尾部壁厚偏差问题，使现有产出粗糙毛管的穿孔机可以变为产出精密毛管的精密穿孔机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明穿孔机轧制高精度毛管设备及方法的结构示意图一；
图2为本发明穿孔机轧制高精度毛管设备及方法的结构示意图二；
图3为现有穿孔机轧制毛管设备的结构示意图；
其中：1-坯料，2-轧辊，3-顶头，4-主管，5-导向板，6-顶杆，7-小车，8-定心辊，9-挡管器，10-止推座，11-轧制线，12-滑座，13-液压缸，14-基准块，15-零点水平基准。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种穿孔机轧制高精度毛管设备及方法，以解决现有技术存在的问题，使轧制出的毛管壁厚均匀且精度提高。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图2所示：本实施例提供了一种穿孔机轧制高精度毛管设备，包括斜轧穿孔机和组装配件，组装配件为顶杆定心配件、小车伸缩机构或者小车调高机构中的一种或者三种或者任意两种组合组装件。本实施例中斜轧穿孔机为本领域常规的设备。
顶杆定心配件为定心辊8，定心辊8设置于斜轧穿孔机的挡管器9与小车7之间，定心辊8始终环抱于斜轧穿孔机的顶杆6上。
小车伸缩机构为一液压缸13，液压缸13的顶柱与斜轧穿孔机的小车7连接，液压缸13的缸筒与斜轧穿孔机的止推座10连接。
小车调高机构包括基准块14和滑座12，滑座12的上表面为零点水平基准15，基准块14设置于斜轧穿孔机的小车7上，且小车7能够调节高度，基准块14的零刻度线与斜轧穿孔机的轧制线11重合(或达到加工公差范围值内)为合格。
本实施例还提供一种穿孔机轧制高精度毛管的方法，当组装配件为顶杆定心配件时，在挡管器9后增设一架定心辊8，在穿孔过程中始终抱着顶杆6，即使穿至毛管尾部，挡管器9前的定心辊8都小开了，挡管器9后的定心辊8直到毛管穿制完毕，准备抽顶杆6时才小开。
当组装配件为小车伸缩机构时，在毛管穿制过程中，小车伸缩机构控制斜轧穿孔机的小车7按照设定参数要求，进行连续缓慢的退后运动，顶头3随之退后，逐渐增轧辊2与顶头3之间的辊缝，用以抵消由于工具热膨胀引起的辊缝变小量，使毛管壁厚从头到尾均匀。
当组装配件为小车调高机构时，基准块14能够来测量小车7中心线距离斜轧穿孔机的轧制线11下沉的数值，调节斜轧穿孔机的小车7上滑板厚度，进而调节基准块14的高度，使小车7的中心线(即顶杆6的中心线)始终与轧制线11重合，进而保证了穿孔机轧制线11的精度和毛管尾部壁厚精度。
当组装配件为顶杆定心配件、小车伸缩机构或者小车调高机构中的任意一种或两种或三种组合组装件时，穿孔机轧制高精度毛管方法也相应进行组合使用。
以180mm无缝钢管机组，年产25万吨钢管的工厂使用本本实施例的设备及方法为例，投资80万元改进现有穿孔机为精密穿孔机，进行219*6mm钢管生产：
1)生产前，检测校对好小车7上的基准块14与滑座12上的零点水平基准15，若需要，可以调整小车7上的滑板厚度到合适值，保证小车7中心在轧制线11上。
2)生产时：将加热到1200℃左右、直径180mm的坯料1，由主动的轧辊2(直径800mm)带入穿孔机孔型，经过顶头3(直径198mm)，穿制出直径226*9mm的毛管，并依次经过三架三辊定心辊8小开。当毛管经过第二架定心辊8时，液压缸13开始启动，小车7带动顶杆6、顶头3一起按设定参数开始慢慢后退，直到毛管穿制完，液压缸13回到原位，止推座10打开，挡管器9后的定心辊8小开，小车7与顶杆6、顶头3一起抽出毛管内腔。所有定心辊8大开，毛管拨出轧制线11，进入延伸轧制工序。
本实施例的穿孔机轧制高精度毛管设备精密穿孔过程平稳，毛管壁厚公差精度较高，尤其毛管尾部壁厚精度比之前至少提高5％，大大减少了毛管的切尾长度，成材率至少提高0.5％。在工厂实际收益中提高一个百分点有70元效益，则该工厂的年效益至少提高：25万吨*70元*0.5＝875万元。本实施例在现有斜轧穿孔机上采取相应的改进措施，提高了毛管的壁厚精度，解决了薄壁毛管尾部壁厚偏差问题，使现有产出粗糙毛管的穿孔机可以变为产出精密毛管的精密穿孔机。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种穿孔机轧制高精度毛管设备，其特征在于：包括斜轧穿孔机和组装配件，所述组装配件为顶杆定心配件、小车伸缩机构或者小车调高机构中的一种或者任意多种组合组装件。
2.根据权利要求1所述的穿孔机轧制高精度毛管设备，其特征在于：所述顶杆定心配件为定心辊，所述定心辊设置于所述斜轧穿孔机的挡管器与小车之间，所述定心辊始终环抱于所述斜轧穿孔机的顶杆上。
3.根据权利要求1所述的穿孔机轧制高精度毛管设备，其特征在于：所述小车伸缩机构为一液压缸，所述液压缸的顶柱与所述斜轧穿孔机的小车连接，所述液压缸的缸筒与所述斜轧穿孔机的止推座连接。
4.根据权利要求1所述的穿孔机轧制高精度毛管设备，其特征在于：所述小车调高机构包括基准块和滑座，所述滑座的上表面为零点水平基准，所述基准块设置于所述斜轧穿孔机的小车上，且所述小车能够调节高度，所述基准块的零刻度线与所述斜轧穿孔机的轧制线重合为合格。
5.基于权利要求1-4任意一项所述的穿孔机轧制高精度毛管设备的一种穿孔机轧制高精度毛管的方法，其特征在于：当所述组装配件为顶杆定心配件时，在挡管器后增设一架定心辊，在穿孔过程中始终抱着顶杆，即使穿至毛管尾部，所述挡管器前的定心辊都小开了，所述挡管器后的定心辊直到毛管穿制完毕，准备抽顶杆时才小开。
6.根据权利要求5所述的穿孔机轧制高精度毛管的方法，其特征在于：当所述组装配件为小车伸缩机构时，在毛管穿制过程中，所述小车伸缩机构控制所述斜轧穿孔机的小车按照设定参数要求，进行连续缓慢的退后运动，顶头随之退后，逐渐增轧辊与顶头之间的辊缝，用以抵消由于工具热膨胀引起的辊缝变小量，使毛管壁厚从头到尾均匀。
7.根据权利要求6所述的穿孔机轧制高精度毛管的方法，其特征在于：当所述组装配件为小车调高机构时，基准块能够来测量小车中心线距离所述斜轧穿孔机的轧制线下沉的数值，调节所述斜轧穿孔机的小车上滑板厚度，进而调节基准块的高度，使所述小车的中心线始终与所述轧制线重合，进而保证了穿孔机轧制线的精度和毛管尾部壁厚精度。
8.根据权利要求7所述的穿孔机轧制高精度毛管的方法，其特征在于：当所述组装配件为顶杆定心配件、小车伸缩机构或者小车调高机构中的任意两种或三种组合组装件时，所述穿孔机轧制高精度毛管的方法也相应进行组合使用。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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