CN1129616A - 阿塞尔轧辊的校准 - Google Patents

Abstract

阿塞尔轧管机轧辊的校准，阿塞尔轧管机至少具有三个轧辊，其特征在于，下面的措施的结合：在分离轧辊的位置上，依赖于当时的管直径和阿塞尔轧辊的压光部分的长度的每个阿塞尔轧辊的输送角(γ)在7°和17°之间，输送角(γ)随着直径的增加而变小；展开角(α)设置在7°和30°之间；在压光部分的延长轮廓线和短圆锥的相对而置的轮廓线之间构成的圆锥的开口角(β)为4°和15°之间。

Description

阿塞尔轧辊的校准

本发明涉及用于轧制通过芯棒预先穿孔的空心管坯而成的薄壁管的阿塞尔轧管机轧辊的校准，阿塞尔轧管机至少具有三个相互间隔120°、相对辊轧轴线成α展开角的并且以与辊轧轴线成γ输送角摆动的轧辊，每个轧辊都具有一个锐进锥体、一个轧制部分(肩)和一个与圆锥体连接的压光部分。

大约在60年前由沃尔特·阿塞尔研制的用于生产直径/壁厚比为大约16∶1的耐磨轴承管和厚壁旋转部件管的阿塞尔轧制工艺，通过参数的改进进一步发展成一种有效的轧制工艺。它应用在生产中厚和厚壁的管上，尤其是无暇表面和小公差的管，例如用于生产耐磨轴承管。阿塞尔轧管机以在芯棒杆上斜轧工作原理工作，使用三个锥形轧辊，它们相互相距120°，与轧制件轴斜置。对此轧辊可以调整到垂直于轧辊轴，使在一台阿塞尔轧管机上生产多种直径的管。

阿塞尔轧管机的轧辊主要由一个锐进部分、一个轧制部分(肩)、一个压光部分和一个圆弧形退出部分组成。主要变形工作发生在轧制部分的肩上。在狄舍尔工艺上使用了两个所谓的筒辊，与狄舍尔工艺相比，阿塞尔工艺具有优点，如通过使用至少三个轧辊改进了轧制件的给进并且不再需要使用给进盘。一个特别的优点是，阿塞尔轧管机只需较小的轧辊直径，因此，一般来说阿塞尔轧管机可以制造得比相应的狄舍尔轧管机小。

如同在另一些斜轧制工艺上公开的一样，在阿塞尔轧制工艺上，在空心管坯和管上也可能出现螺旋形的壁厚不均匀现象，即所谓的螺旋线。这在空心管坯的横截面上形成偏心，即内外圆周的中心相互偏离和在纵截面上形成了周期性的、相互交替的管壁的厚与薄。在阿塞尔工艺上形成这种偏差的原因主要在于不充分的轧辊的调整。由于这个原因，在传统的阿塞尔工艺上以及在管壁较厚时，甚至能够达到较小的壁厚公差，从±4％至±7％，在薄壁上通常这个公差还可以令人满意。

与其它斜轧制工艺相比，阿塞尔轧制工艺的另一个缺点是相对较低的可能的轧制速度，这限制了轧机的能力。对轧制速度的限制是最大的可能轧制件本身的转速以及最大可能的输送角。太高的轧制件转速能致对已轧制的管的损害；在传统的轧辊校准上，太大的输送角导致形成更大的螺旋，即更差的管公差。因为轧制件转速不再能和可不能显著地提高并且输送角γ由于公差的原因被限制在大约7°上，所以似乎在轧制件速度上不再有提高的可能性。在此没有考虑到，绕着管的螺旋形凸起的凸起高度不仅取决于轧辊的输送角，而且还取决于管直径。在相同的输送角下，管直径越大，螺旋线的凸起高度也越大，薄壁和厚壁之间的差也就越大。这在原理上意味着，例如当人们假定凸起高度为不变的值时，在小管直径上，直到现在通常用较大的输送角轧制。

此外，阿塞尔工艺只能用于有限的应用范围，例如用于最大的D/s之比(直径/壁厚之比)为12…16∶1，以及用于厚壁的耐磨轴承管和旋转部件管以及类似的管。如果轧制更大的D/s之比的管，在离开轧辊时，由于后管端的三角出现插挂在轧棍上，该这种现象在轧制结束时首先由适时的抬起轧辊而能被防止。

按照阿塞尔工艺也可以成功地轧制保持公差的和具有好的表面质量的薄壁管，因此该工艺的应用范围被扩大了，例如油田用管、锅炉管和管道管。阿塞尔工艺的优点(相对于狄舍尔工艺)还可以被使用，这些优点是，由于至少三个轧辊产生的良好的轧制件导向、良好的管的壁厚公差、总起来说的低的投资费用和(在辊隙上较少的对管的要求)比在狄舍尔工艺上更好的管质量。

从上面所述的现有技术的问题和不足出发，本发明的目的在于，通过相应的阿塞尔轧辊的精整，在没有降低管质量的情况下，提高用于轧制薄壁管的阿塞尔轧管机的能力。

本发明采取的措施是把下列措施结合起来：

a.在分离轧辊的位置上，依赖于当时的管直径和阿塞尔轧辊的压光部分的长度的每个阿塞尔轧辊的输送角(γ)在7°和17°之间，输送角(γ)随着直径的增加而变小，

b.展开角(α)设置在7°和30°之间，

c.在压光部分的延长轮廓线和短圆锥的相对而置的轮廓线之间构成的圆锥的开口角(β)为4°和15°之间。

达到本发明目的的措施包含着许多考虑，这些考虑在相互结合中产生了满意的结果。根据本发明大的前推角γ有利于轧辊间的管的扩展。这一效应被有意识地利用，以生产相同壁厚的更大的直径管，同时所要求的从7°到17°的输送角γ是装置的调整范围。

可能的输送角γ依赖于管直径和阿塞尔轧辊的压光部分的长度。在管直径为250mm、输送角γ＝15°和三个轧辊时，涉及一个轧辊，在管上的凸起高度为大约70mm(在前推作用度为η＝1.0时)。这意味着，轧辊的压光部分太长。这样长的压光部分是不利的，因为它阻挡了管在长度方向上的伸展。因此提出了一条规则，输送角γ随着管直径的增加而变小。人们可以说：在三个轧辊时，轧辊的压光部分的长度

L＝Z×10.7×f×η

其中：

Z＝轧辊数

f＝压光部分长度的因数＝1.15至1.50＝覆盖因数

η＝前推作用度

10.7＝常数

当由这个公式可以计算出三个轧辊因数f＝1.15和η＝0.9时，压光部分长度

L＝3×10.7×1.15×0.9＝33.22mm。

作为例子，对于管直径D＝100mm有 $\tan \mathrm{\γ}=\frac{Z\•L}{D\•\mathrm{\π}\•\mathrm{\η}\•f}=\frac{99.66}{324.99}=0.3067$ 相应的输送角γ＝17°

对于D＝250mm $\tan \mathrm{\γ}=\frac{Z\•L}{D\•\mathrm{\π}\•\mathrm{\η}\•f}=\frac{99.66}{250\•\mathrm{\π}\•0.9\•1.15}=0.1222$ 相应的输送角γ＝7°。

其中D＝在压光部分上的管直径

如果改变轧辊数，例如改为4个，如同直到目前为止，输送角γ＝7°构成了轧机的下调节界限和输送角γ＝17°构成了轧机的上调节界限。

为了适应轧辊圆锥上各点的角速度和与这些点相对应的管上的部分，分离轧辊的位置具有大的展开角α，该展开角在7°和30°之间。同时有一个短的急剧扩展的轧辊圆锥。已知按照图1涉及一个轧辊，开口角为大约β＝2至3°。开口角在短圆锥的轮廓线和相对而置的压光部分的延长轮廓线之间形成；开口角随着变大的输送角γ而增大。已证明，一个至少4°的开口角β使得由压光部分出来的管变得更圆并防止了在轧辊间的管形成喇叭和由此在后管头出现三角。已找到的开口角的范围为4°到15°之间。

用所建议的方式调整，在比较高的轧辊速度时，非常出色地生产出薄壁管，使得按照阿塞尔轧制工艺轧制薄壁管时，不仅提高了能力，而且也使得公差值达到了所要求的值。为了说明个个轧辊角附带了两图并在下面叙述。附图是：

图1在管的纵向中心平面的三个阿塞尔轧辊之一，

图2以输送角γ摆动的轧辊的俯视图。

根据图1，轧辊1由锐进锥体2、轧制部分(肩)3、压光部分4和圆锥5组成。在进入锥体2上，空心管坯6被夹住，置于转动中并被拽入轧辊1中。此间空心管坯6的内外径减小，使得空心管坯以它的位于轧辊之下的内表面接触芯棒杆8。壁厚的减小主要发生在肩3下，压光部分4起平整由空心管坯6轧制的管的壁厚。在肩3下和压光部分4上轧制时，管延伸并在三个轧辊时出现三角截面，这是由于管壁在轧辊间的空间隆起。在接着的圆锥5上，三角管被整圆。

在图1中可看到，轧辊1以相对于纵轴Y-Y的展开角α摆动，轧辊轴Z-Z和纵轴Y-Y在点A相交。开口角β在压光部分的延长轮廓线和短圆锥的相对而置的轮廓线之间形成并在图1中表示了。

在图2中很清楚，由于轧辊1相对于轧辊轴Z-Z的摆动产生了输送角γ。输送角γ起螺旋向前输送轧制件的作用并且直接影响轧辊速度。仅仅通过分别确定单个角和它们的结合就可以达到本发明的优点，即按阿塞尔轧制工艺经济地轧制高质量的薄壁管。

Claims (1)

1.用于轧制通过芯棒预先穿孔的空心管坯而成的薄壁管的阿塞尔轧管机轧辊的校准，阿塞尔轧管机至少具有三个相互间隔120°、相对辊轧轴线成α展开角的并且以与辊轧轴线成γ输送角摆动的轧辊，每个轧辊都具有一个锐进锥体、一个轧制部分(肩)和一个与圆锥体连接的压光部分，其特征在于，下面的措施的结合：

在分离轧辊的位置上，依赖于当时的管直径和阿塞尔轧辊的压光部分的长度的每个阿塞尔轧辊的输送角(γ)在7°和17°之间，输送角(γ)随着直径的增加而变小；

展开角(α)设置在7°和30°之间；

在压光部分的延长轮廓线和短圆锥的相对而置的轮廓线之间构成的圆锥的开口角(β)为4°和15°之间。

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