CN111558678A - 一种减轻Assel机组轧制钢管内螺纹的轧辊辊型 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种减轻Assel机组轧制钢管内螺纹的轧辊辊型，从轧辊的入口侧到出口侧依次设置有入口锥区、台肩区、辗轧区，所述入口锥区由第一入口锥区、第二入口锥区组成，其中所述第一入口锥区位于所述第二入口锥区与所述轧辊的入口端之间，其中所述第一入口锥区沿轧辊轴线的长度与所述第二入口锥区沿轧辊轴线的长度比为7:10，所述第一入口锥区的入口锥角α1与所述第二入口锥区的入口锥角α2相差1°；所述辗轧区沿轧辊轴线的长度与所述第二入口锥区沿轧辊轴线的长度比为4:5；本发明解决了钢管内表面呈现螺旋凹凸现象影响钢管美观，以及严重影响用户使用的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于轧管机设备领域，特别涉及一种减轻Assel机组轧制钢管内螺纹的轧辊辊型。
背景技术
钢管内螺纹是Assel机组轧制固有的缺陷，设计的辊型不同，其螺纹的深浅也不一样，如原有Assel轧机轧辊辊型(图5)轧制出来的钢管内表面螺纹比较严重，螺纹深度达到0.5mm～0.8mm,有时达到1.0～1.2mm，一是内表面呈现螺旋凹凸现象影响钢管美观，二是严重影响用户的使用(如冷拔困难、机加工时出现打刀等)。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种减轻Assel机组轧制钢管内螺纹的轧辊辊型，解决了钢管内表面呈现螺旋凹凸现象影响钢管美观，以及严重影响用户使用的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种减轻Assel机组轧制钢管内螺纹的轧辊辊型，从轧辊的入口侧到出口侧依次设置有入口锥区、台肩区、辗轧区，所述入口锥区由第一入口锥区、第二入口锥区组成，其中所述第一入口锥区位于所述第二入口锥区与所述轧辊的入口端之间，其中所述第一入口锥区沿轧辊轴线的长度与所述第二入口锥区沿轧辊轴线的长度比为7:10，所述第一入口锥区的入口锥角α1与所述第二入口锥区的入口锥角α2相差1°；所述辗轧区通过所述台肩区与所述第二入口锥区连接，所述辗轧区沿轧辊轴线的长度与所述第二入口锥区沿轧辊轴线的长度比为4:5；第一入口锥区的入口锥角α1为轧辊的轧制中心线与第一入口锥区的表面之间的夹角，第二入口锥区的入口锥角α2为轧辊的轧制中心线与第二入口锥区表面之间的夹角。在本应用例的轧辊辊型中，优选地，轧辊的轧制中心线与轧辊的轴线之间的夹角为4°，所述第一入口锥区沿轧辊轴线的长度为70mm；所述第二入口锥区沿轧辊轴线的长度为100mm。
在本应用例的轧辊辊型中，优选地，所述第一入口锥区的入口锥角α1的角度为6°，所述第二入口锥区的入口锥角α2的角度为7°。
在本应用例的轧辊辊型中，优选地，所述辗轧区沿轧辊轴线的长度为80mm。
在本应用例的轧辊辊型中，优选地，所述台肩区沿轧辊轴线的长度与所述第二入口锥区沿轧辊轴线的长度比为8.48:100，其沿轧辊径向高度为4.03mm；所述台肩区由与所述第二入口锥区相接的第一段圆弧和与所述碾压区相接的第二段圆弧组成，其中所述第一段圆弧与所述第二段圆弧反向相切，所述第一段圆弧的半径为3.3mm，所述第二段圆弧的半径为8mm。
在本应用例的轧辊辊型中，优选地，所述入口锥区上设置有滚花，所述滚花的间距为1.5mm，其深度为0.3mm。
在本应用例的轧辊辊型中，优选地，所述轧辊还包括出口锥区，所述出口锥区沿轧辊轴线的长度为155mm，其出口锥角α3与所述入口锥角α1相差4°。
改变出口锥区的长度及其出口锥角α3的角度，增大钢管内扩径量，从而使之芯棒容易从钢管中抽出不宜产生包棒事故。
在本应用例的轧辊辊型中，优选地，所述出口锥角α3为轧辊的轧制中心线与出口锥区的表面之间的夹角，所述出口锥角α3的角度为2°。
在本应用例的轧辊辊型中，优选地，在所述出口锥区与所述辗轧区之间设置有出口圆角区，所述出口圆角区沿轧辊轴线的长度为20.9mm。
在本应用例的轧辊辊型中，优选地，所述第一入口锥区与所述轧辊的入口端之间设置有第一圆角区，所述出口锥区与所述轧辊的出口端之间设置有第二圆角区。
在本应用例的轧辊辊型中，优选地，所述第一圆角区的圆角半径为100mm，所述第二圆角区的圆角半径为30mm。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
首先本发明通过缓慢减径钢管外径(空轧)，即重新设置了入口锥区的长度及其入口锥角的角度，使本发明达到均匀钢管壁厚的效果(根据最小阻力定律：当金属在外力作用下发生塑性变形时，其内部各质点总是沿着阻力最小的方向流动。)，其次本发明通过重新设置辗轧区的长度、台肩区的长度和高度，使本发明解决了生产出来的钢管内表面呈现螺旋凹凸现象影响钢管美观，以及严重影响用户的使用的技术问题，从而使本发明生产的钢管产品质量得到了用户认可，也使本发明生产的钢管产品市场竞争力进一步得到提升。
本发明是通过对原Assel轧辊辊型(图5)进行了优化、修改，重新优化、修改后的Assel轧辊辊型如图1所示，本发明相比于原Assel轧辊辊型的优化、改进点及其效果如下：
1)改变了轧辊的入口锥角，能够更好地控制钢管来料的减径量；
2)修改轧辊入口锥长度，能够更好地控制钢管来料的减径量；
3)优化轧辊台肩高度、长度，能够更好地控制钢管减壁量的大小，起到缓慢减钢管壁厚的作用；
4)改变辗轧段的长度，能够更好地让钢管内、外表面、壁厚得到充分辗轧；
5)改变轧辊出口锥长度、角度，能够更好地增大钢管内扩径量，使之芯棒容易从钢管中抽出不宜产生包棒事故。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为本发明旋转4°后工作状态的示意图；
图3为图1的J部放大图；
图4为图1的I部放大图；
图5为原Assel轧辊辊型的示意图；
图6为基于本发明的入口锥区去掉滚花后的结构示意图；
图7为基于本发明的入口锥区刻有滚花的结构示意图；
图8为本发明生产的钢管实物图；
图9为原Assel轧辊生产的钢管实物图。
图中符号说明如下：
入口锥区L1、第一入口锥区L11、第二入口锥区L12、辗轧区L3、出口圆角区L4、出口锥区L5、第一段圆弧1、第二段圆弧2。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1、图3、图4、图6、图7，本发明提供了一种减轻Assel机组轧制钢管内螺纹的轧辊辊型，轧辊的长度为470mm，其外直径为500mm、其轴孔的直径为240mm，其组成的化学成分(wt％)有C:1.65～1.95、Si:0.4～0.7、Mn:0.95～1.05、P、S≤0.03、Cr:1.3～1.8、Ni:0.8～1.2、Mo:0.4～0.6、Nb:微量，其余为Fe和不可避免的杂质。从轧辊的入口侧到出口侧依次设置有入口锥区L1、台肩区L2、辗轧区L3、出口圆角区L4、出口锥区L5，其中入口锥区L1由第一入口锥区L11、第二入口锥区L12组成，其中第一入口锥区L11位于第二入口锥区L12与轧辊的入口端之间，在本实施例中，轧辊的入口端即为图1的左端。
在本实施例中，本发明为了控制钢管来料的减径量，其中第一入口锥区L11沿轧辊轴线的长度与第二入口锥区L12沿轧辊轴线的长度比为7:10，第一入口锥区L11的入口锥角α1与第二入口锥区L12的入口锥角α2相差1°。在本实施例中，轧辊的轴线即为直线AB，第一入口锥区L11沿轧辊的轴线长度设置为70mm，其入口锥角α1的角度设置为6°，入口锥角α1为直线CD与直线EF的夹角，其中直线CD为轧辊的轧制中心线，其中直线CD与直线AB的夹角为4°，即为轧辊的轧制中心线与轧辊的轴线的夹角为4°，其中直线EF为第一入口锥区L11的表面。其中第二入口锥区L12沿轧辊的轴线长度设置为100mm，其入口锥角α2的角度设置为7°，在本实施例中，入口锥角α2为直线CD与直线FG的夹角，其中直线FG为第二入口锥区L12的表面。
在本实施例中，第一入口锥区L11还与轧辊的入口端之间设置有第一圆角区，第一圆角区的圆角半径为100mm。
在本实施例中，本发明为了让钢管内、外表面、壁厚得到充分辗轧，其中辗轧区L3通过台肩区L2与入口锥区L1连接，辗轧区L3的长度与第二入口锥区L12的长度比为4:5，在本实施例中，辗轧区L3沿轧辊轴线的长度设置为80mm。
在本实施例中，本发明为了控制钢管减壁量的大小，起到缓慢减钢管壁厚的作用，台肩区L2的沿轧辊轴线的长度与台肩区L2的沿轧辊轴线径向的高度比为848:403，在本实施例中，台肩区L2沿轧辊轴线的长度设置为8.48mm，其沿轧辊径向的高度设置为4.03mm。台肩区L2由第一段圆弧1和第二段圆弧2组成，其中第一段圆弧1与第二段圆弧2反向相切(大致为S形)，第一段圆弧1与入口锥区L1相接，其半径为3.3mm，第二段圆弧2与辗轧区L3相接，其半径为8mm。
在本实施例中，本发明为了增大钢管内扩径量，使之芯棒容易从钢管中抽出不宜产生包棒事故，出口锥区L5沿轧辊轴线的长度设置为155mm，出口锥区L5的出口锥角α3与第一入口锥区L11的入口锥角α1相差4°，在本实施例中，出口锥角α3的角度设置为2°，其中出口锥角α3为直线CD与直线HK的夹角，其中直线HK为出口锥区L5的表面。
在本实施例中，出口锥区L5通过出口圆角区L4与辗轧区L3连接，出口圆角区L4沿轧辊的轴线长度为20.9mm。
在本实施例中，出口锥区L5与轧辊的出口端之间设置有第二圆角区，其中轧辊的出口端即为图1的右端，第二圆角区的圆角半径为30mm。
在本实施例中，还在入口锥区L1处还设置有滚花，增加轧辊与钢管之间的摩擦力，滚花的间距为1.5mm，其深度为0.3mm。
在本实施例中，轧辊的轴孔对直径为500mm的轧辊表面圆的不同心度不得大于0.05mm。轧辊的轴孔侧壁与其中心线不垂直度不得大于0.05mm。
在本实施例中，轧辊的复合层深度不小于30mm，其成品硬度为HB：370～420、其硬度差:HB≤20，其淬硬层≥30mm。
本发明首先通过缓慢减径钢管外径(空轧)，达到均匀钢管壁厚的效果，从而使本发明解决了生产出来的钢管内表面呈现螺旋凹凸现象影响钢管美观，以及严重影响用户的使用的技术问题。
本发明是根据最小阻力定律：当金属在外力作用下发生塑性变形时,其内部各质点总是沿着阻力最小的方向流动。
参见图2，本发明在安装使用时，需要将本发明旋转4°安装在Assel轧机上，此时轧辊轴线与轧辊的轧制中心线的夹角为0°，即直线AB与直线CD夹角为0°，此时的直线CD与直线EF的夹角为2°，即入口锥角α1的角度为2°，此时的直线CD与直线FG的夹角为3°，即入口锥角α2的角度为3°，此时的直线CD与直线HK的夹角为6°，即出口锥角α3的角度为6°。
利用本发明的Assel轧辊与基于现有技术的原辊型对设计规格为159*20的27SiMn钢进行了试验轧制，轧制工艺相同，所生产出来的钢管内壁表面螺纹深度数据(单位：mm)对比如下表：
上述对比表是本申请人通过多次实验得出本发明的辊型生产出来钢管内壁表面螺纹深度比原Assel轧辊辊型生产出来钢管内壁表面螺纹深度更小，也更加的说明本发明通过重新设置的入口锥区的长度及其入口锥角的角度，辗轧区的长度、台肩区的长度和高度，使本发明生产出来的钢管相对于原Assel轧辊辊型生产的钢管更加的美观，同时不影响用户的使用(如冷拔困难、机加工时出现打刀等)。而且，通过手电目测钢管内表面时，采用现有技术的Assel辊型生产的管壁内表面有着非常明显且比较严重的内螺旋凹陷现象，具体参见图9。而采用基于本发明的Assel辊型生产出来的管壁内表面非常光滑，只有轻微的螺旋印，具体参见图8。
参见图5，为原有Assel轧辊辊型尺寸和结构。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (11)
1.一种减轻Assel机组轧制钢管内螺纹的轧辊辊型，从轧辊的入口侧到出口侧依次设置有入口锥区、台肩区、辗轧区，其特征在于：
所述入口锥区由第一入口锥区、第二入口锥区组成，其中所述第一入口锥区位于所述第二入口锥区与所述轧辊的入口端之间，其中所述第一入口锥区沿轧辊轴线的长度与所述第二入口锥区沿轧辊轴线的长度比为7:10，所述第一入口锥区的入口锥角α1与所述第二入口锥区的入口锥角α2相差1°；
所述辗轧区通过所述台肩区与所述第二入口锥区连接，所述辗轧区沿轧辊轴线的长度与所述第二入口锥区沿轧辊轴线的长度比为4:5，
第一入口锥区的入口锥角α1为轧辊的轧制中心线与第一入口锥区的表面之间的夹角，
第二入口锥区的入口锥角α2为轧辊的轧制中心线与第二入口锥区表面之间的夹角。
2.根据权利要求1所述的轧辊辊型，其特征在于，
轧辊的轧制中心线与轧辊的轴线之间的夹角为4°，
所述第一入口锥区沿轧辊轴线的长度为70mm；所述第二入口锥区沿轧辊轴线的长度为100mm。
3.根据权利要求1所述的轧辊辊型，其特征在于，
所述第一入口锥区的入口锥角α1的角度为6°，所述第二入口锥区的入口锥角α2的角度为7°。
4.利要求1所述的轧辊辊型，其特征在于，
所述辗轧区沿轧辊轴线的长度为80mm。
5.根据权利要求1所述的轧辊辊型，其特征在于，
所述台肩区沿轧辊轴线的长度与所述第二入口锥区沿轧辊轴线的长度比为8.48:100，其沿轧辊径向高度为4.03mm；所述台肩区由与所述第二入口锥区相接的第一段圆弧和与所述碾压区相接的第二段圆弧组成，其中所述第一段圆弧与所述第二段圆弧反向相切，所述第一段圆弧的半径为3.3mm，所述第二段圆弧的半径为8mm。
6.根据权利要求1所述的轧辊辊型，其特征在于，
所述入口锥区上设置有滚花，所述滚花的间距为1.5mm，其深度为0.3mm。
7.根据权利要求1所述的轧辊辊型，其特征在于，
所述轧辊还包括出口锥区，所述出口锥区沿轧辊轴线的长度为155mm，其出口锥角α3与所述入口锥角α1相差4°。
8.根据权利要求7所述的轧辊辊型，其特征在于，
所述出口锥角α3为轧辊的轧制中心线与出口锥区的表面之间的夹角，所述出口锥角α3的角度为2°。
9.根据权利要求7所述的轧辊辊型，其特征在于，
在所述出口锥区与所述辗轧区之间设置有出口圆角区，所述出口圆角区沿轧辊轴线的长度为20.9mm。
10.根据权利要求7所述的轧辊辊型，其特征在于，
所述第一入口锥区与所述轧辊的入口端之间设置有第一圆角区，
所述出口锥区与所述轧辊的出口端之间设置有第二圆角区。
11.根据权利要求10所述的轧辊辊型，其特征在于，
所述第一圆角区的圆角半径为100mm，所述第二圆角区的圆角半径为30mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN113634601A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-12 | 大冶特殊钢有限公司 | 提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型 |
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2020
- 2020-04-28 CN CN202010351472.7A patent/CN111558678A/zh active Pending
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| CN113634601A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-12 | 大冶特殊钢有限公司 | 提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型 |
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