CN113043020B - 一种不锈钢管生产装置及生产方法 - Google Patents

Abstract

一种不锈钢管生产装置，该装置包括依次设置的预塑形机构、高压冲洗机构、多级压延机构、固溶淬火机构、抛丸钝化机构、切板分条机构、卷条成管机构、焊接冷却机构、焊缝打磨机构、塑形校验机构、切割抛光机构，在多级压延机构处还设置有第一收卷机构，在抛丸钝化机构处还设置有第二收卷机构；所述高压冲洗机构包括用于不锈钢坯放置的支撑平台和用于对不锈钢坯表面进行冲洗处理的高压水枪。该装置设计合理、实施方便，能够形成完整的不锈钢管生产线，不仅可以利用不锈钢坯和不锈钢卷进行不锈钢管的生产，生产质量好、效率高，而且可以进行不锈钢卷的生产，能够很好的满足实际生产需求。

Description

一种不锈钢管生产装置及生产方法

技术领域

本发明涉及不锈钢管生产技术领域，特别是一种不锈钢管生产装置，还涉及上述不锈钢管生产装置的生产方法。

背景技术

不锈钢是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质（酸、碱、盐等化学浸蚀）腐蚀的钢种称为耐酸钢。

因不锈钢具有耐腐蚀性强、且成本低的优点，在现有技术中，不锈钢的使用越来越广泛，几乎应用到了生活中的方方面面，特别是不锈钢管，在日常生产生活中应用非常广泛，如楼梯护栏、防盗窗。

目前，不锈钢管的生产一般都是利用不锈钢卷为原料，对不锈钢卷进行切割、成型，生产采用的设备一般都是单独设置，到哪一步工序就利用哪一种设备，没有形成完整的生产线，生产效率低，生产质量也很难进行把控，并且功能也比较单一，一般只能进行不锈钢管的生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、能够形成完整的生产线，并且既可生产不锈钢管，又可生产不锈钢卷的不锈钢管生产装置。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述不锈钢管生产装置的生产方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种不锈钢管生产装置，该装置包括依次设置的预塑形机构、高压冲洗机构、多级压延机构、固溶淬火机构、抛丸钝化机构、切板分条机构、卷条成管机构、焊接冷却机构、焊缝打磨机构、塑形校验机构、切割抛光机构，在多级压延机构处还设置有第一收卷机构，在抛丸钝化机构处还设置有第二收卷机构；

所述高压冲洗机构包括用于不锈钢坯放置的支撑平台和用于对不锈钢坯表面进行冲洗处理的高压水枪；

所述多级压延机构包括若干粗压延机和若干精压延机，在粗压延机与精压延机之间还设置有头尾切割机构；

所述焊接冷却机构包括用于对不锈钢管进行焊接的焊接装置、用于对焊接后的不锈钢管内部焊缝进行打磨的打磨装置和用于对焊接后的不锈钢管进行冷却的冷却水槽，打磨装置包括用于伸入不锈钢管内部的支撑杆，在支撑杆的端部安装有球形打磨头和用于驱动球形打磨头转动的打磨电机；

所述塑形校验机构包括若干组校正滚轮和校验装置，每组校正滚轮均包括至少3个校正滚轮，每个校正滚轮上均设置有与不锈钢管配合的校正凹槽；所述校验装置包括圆环状的校验圈，在校验圈上固定安装有至少3个测距传感器，测距传感器沿校验圈的周向均匀分布。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的不锈钢管生产装置，所述预塑形机构包括用于对不锈钢坯进行表面平整的锻压设备。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的不锈钢管生产装置，所述高压水枪外接供水罐，在供水罐内盛装有高压冲洗水，高压冲洗水采用盐酸、水和金刚砂混合制成。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的不锈钢管生产装置，所述粗压延机和精压延机均设置有2-4个。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的不锈钢管生产装置，所述冷却水槽包括水槽本体，在水槽本体内通过分隔板分隔有冷却腔和设置在冷却腔两侧的溢流腔，在冷却腔内竖向安装有喷水管道，喷水管道的顶部安装有喷嘴，喷水管道的底部从冷却腔的底部伸出、外接供水管道，在水槽本体两侧的侧壁上均设置有与不锈钢管配合的贯穿孔。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的不锈钢管生产装置，所述切割抛光机构包括激光切割装置和电解抛光装置。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的不锈钢管生产装置，所述校正滚轮设置有3组，每组校正滚轮设置有4个，同一组的校正滚轮沿不锈钢管的周向均匀分布，同一组的校正滚轮上的校正凹槽之间形成有与不锈钢管配合的校正间隙。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的不锈钢管生产装置，所述第一收卷机构和第二收卷机构均横向设置的收卷轴和用于驱动收卷轴转动的收卷电机，在收卷轴的上方和下方均安装有张紧杆，在张紧杆上均安装有若干张紧滚轮，张紧滚轮均通过张紧弹簧安装在张紧杆上。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的不锈钢管生产装置，一种不锈钢管生产方法，其步骤如下：

（1）根据生产要求，取不锈钢坯，并送至预塑形机构进行锻压预塑形；

（2）将不锈钢坯送至高压冲洗机构，利用高压水枪对不锈钢坯进行高压冲洗；

（3）利用多级压延机构对不锈钢坯进行多次粗压延、精压延，并且在粗压延、精压延之间对不锈钢坯进行切头尾处理，得到不锈钢板；

（4）利用固溶淬火机构、抛丸钝化机构依次对不锈钢板进行固溶淬火、抛丸、钝化处理，得到成品不锈钢板；

（5）将成品不锈钢板送至切板分条机构进行分割切条，再送至卷条成管机构进行卷管成型，接着送至焊接冷却机构进行焊接成型，得到不锈钢管；

（6）利用焊缝打磨机构对不锈钢管进行焊缝打磨成型，然后送至塑形校验机构进行塑形、校正、检验；

（7）最后经切割抛光机构切割抛光处理后得到成品不锈钢管，包装入库。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的不锈钢管生产方法，在步骤（3）中，通过第一收卷机构对不锈钢板进行收卷；在步骤（4）中，通过第二收卷机构对成品不锈钢板进行收卷。

与现有技术相比，本发明通过设置预塑形机构、高压冲洗机构、多级压延机构、固溶淬火机构、抛丸钝化机构、切板分条机构、卷条成管机构、焊接冷却机构、焊缝打磨机构、塑形校验机构、切割抛光机构用于依次对不锈钢坯进行预塑形、高压冲洗、多级压延、固溶淬火、抛丸钝化和切卷分条处理，便于进行卷条成管，焊接、打磨处理，再进行校验、切割抛光处理，从而得到成品不锈钢管；在多级压延处理或者抛丸钝化处理后，可利用第一收卷机构或者第二收卷机构向外输出不锈钢卷，从而可以进行不锈钢卷的生产。该装置设计合理、实施方便，能够形成完整的不锈钢管生产线，不仅可以利用不锈钢坯和不锈钢卷进行不锈钢管的生产，生产质量好、效率高，而且可以进行不锈钢卷的生产，能够很好的满足实际生产需求。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明打磨装置的结构示意图；

图3为本发明冷却水槽的结构示意图；

图4为本发明校验装置的结构示意。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，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做出创造性劳动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。

参照图1-4，一种不锈钢管生产装置，该装置包括依次设置的预塑形机构1、高压冲洗机构、多级压延机构、固溶淬火机构8、抛丸钝化机构、切板分条机构12、卷条成管机构13、焊接冷却机构14、焊缝打磨机构15、塑形校验机构16、切割抛光机构，在多级压延机构处还设置有第一收卷机构7，在抛丸钝化机构处还设置有第二收卷机构11；

固溶淬火机构8采用淬火设备，指进行材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺的设备，主要由淬火机床、中高频电源、冷却装置三大部分组成，为了改善铸态或锻态时的强化相的不均匀分布、降低硬度、提高塑性、提高抗蚀性及导电性能等，或为以后的时效过程进行准备，均需加热到一定温度的高温，使强化相全部或大部溶人固溶体，并调整晶粒尺寸，然后以较快速度(水、空气等) 冷却，这种工艺称为固溶化淬火，或称固溶处理，简称淬火；

抛丸钝化机构包括抛丸器9和钝化设备10，为了去除表面氧化皮等杂质提高外观质量，抛丸强化就是利用高速运动的弹丸（60-110m/s）流连续冲击被强化工件表面，迫使靶材表面和表层（0.10-0.85mm）在循环性变形过程中发生以下变化；钝化设备10用于对不锈钢管进行钝化，钝化是指金属经强氧化剂或电化学方法氧化处理，使表面变为不活泼态即钝化的过程，是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法；

切板分条机构12包括钢板分条机，能够对不锈钢板进行纵向分切，以得到不同宽度的不锈钢板条，便于后续在卷条成管机构13的作用下，收卷成管；

卷条成管机构13包括卷管设备，用于对切割后的不锈钢板进行逐步收卷，形成管状，便于在焊接冷却机构14的焊接作用下形成不锈钢管；

焊缝打磨机构15包括焊接打磨机，用于对焊接后的不锈钢管外表面的焊缝进行打磨，从而获得更好的表面成型，在焊缝打磨处理后，还可喷洒不锈钢焊缝清洗剂，以进一步去除焊缝，使得焊接处表面更加平滑，达到无缝的效果；

所述高压冲洗机构包括用于不锈钢坯放置的支撑平台2和用于对不锈钢坯表面进行冲洗处理的高压水枪3；支撑平台2用于不锈钢坯的放置，对不锈钢坯进行支撑，便于利用高压水枪3对不锈钢坯进行高压冲洗，用于将不锈钢坯的表面冲洗干净，从而方便后续压延成板，焊接成管；

所述多级压延机构包括若干粗压延机4和若干精压延机6，在粗压延机4与精压延机6之间还设置有头尾切割机构5；粗压延机4和精压延机6均设置有多个，用于对不锈钢坯进行多次压延；头尾切割机构5采用现有的剪板机，用于在粗压延机4对不锈钢坯进行粗压延后，对不锈钢坯的头尾进行切割裁剪，使得不锈钢坯头尾平整，便于后续精压延机6继续压延。

所述焊接冷却机构14包括用于对不锈钢管进行焊接的焊接装置、用于对焊接后的不锈钢管内部焊缝进行打磨的打磨装置和用于对焊接后的不锈钢管进行冷却的冷却水槽，打磨装置包括用于伸入不锈钢管内部的支撑杆19，在支撑杆19的端部安装有球形打磨头21和用于驱动球形打磨头21转动的打磨电机20；焊接装置采用现有技术中用于对不锈钢管进行焊接的焊机，如氩弧焊机，用于对卷条成管的不锈钢板进行快速焊接，得到成型的不锈钢管；打磨电机20固定安装在支撑杆19的端部，用于伸入卷条成管的不锈钢板内，延伸至不锈钢板的点焊处；球形打磨头21固定安装在打磨电机20的输出轴上，用于对焊接成管后的内管壁上的焊缝进行打磨处理，便于对卷条成管的不锈钢板进行边焊接边打磨；冷却水槽用于利用冷却水，对焊接成型的不锈钢管进行快速冷却处理。

所述塑形校验机构16包括若干组校正滚轮和校验装置，每组校正滚轮均包括至少3个校正滚轮，每个校正滚轮上均设置有与不锈钢管配合的校正凹槽；每组校正滚轮的校正凹槽之间留有便于不锈钢管穿过的间隙，且间隙的形状与需要的不锈钢管的形状一致，便于对不锈钢管进行整形校正；所述校验装置包括圆环状的校验圈27，在校验圈27上固定安装有至少3个测距传感器28，测距传感器28沿校验圈27的周向均匀分布，使用时，不锈钢管沿校验圈27的中心横向移动，测距传感器28分别从四周对不锈钢管进行检测，根据检测的距离信号判断不锈钢管的形状是否符合要求，表面是否有弯曲、凹陷；测距传感采用现有技术中的激光测距传感器28，精度高、响应快，能够对不锈钢管进行检测，便于及时发现不符合要求的不锈钢管。

所述预塑形机构1包括用于对不锈钢坯进行表面平整的锻压设备。锻压设备是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备，主要是通过对金属施加压力使之成形的；本申请利用锻压设备主要是为了对不锈钢坯的外表面进行加工，使得不锈钢坯的外表面更加平整，形成平滑的平面，便于后续进行压延。

所述高压水枪3外接供水罐，在供水罐内盛装有高压冲洗水，高压冲洗水采用盐酸、水和金刚砂混合制成。盐酸、水和金刚砂混合得到的高压冲洗水的pH值在5-6，偏酸性，便于配合高压水枪3对不锈钢坯表面进行高压冲洗处理，能够有效去除不锈钢坯表面的污物，提高处理效率，保证处理质量。

所述粗压延机4和精压延机6均设置有2-4个。粗压延机4和精压延机6均采用现有技术中的压延机，是由两个或两个以上的辊筒，按一定形式排列组成的；精压延机6的精度比粗压延机4的高，用于对不锈钢坯进行逐步压延，从而得到厚度符合要求的不锈钢板；优选的，粗压延机4和精压延机6均设置有3个，能够对不锈钢坯进行6次压延，大大降低了每个压延机的压力，又保证了压延质量。

所述冷却水槽包括水槽本体22，在水槽本体22内通过分隔板23分隔有冷却腔和设置在冷却腔两侧的溢流腔，在冷却腔内竖向安装有喷水管道24，喷水管道24的顶部安装有喷嘴25，喷水管道24的底部从冷却腔的底部伸出、外接供水管道，在水槽本体22两侧的侧壁上均设置有与不锈钢管配合的贯穿孔。分隔板23的高度小于水槽本体22侧壁的高度，不锈钢管从贯穿孔横向伸入水槽本体22，刚好延伸至冷却腔的顶部，便于喷水管道24通过喷嘴25对不锈钢管进行喷水冷却，冷却效果好、效率高；冷却腔内的冷却水盛满后溢流至溢流腔，经设置在溢流腔底部的排水管道26排出，如此循环，对不锈钢管进行冷却降温。

所述切割抛光机构包括激光切割装置17和电解抛光装置18。激光切割装置17为现有技术中的激光切割设备，不锈钢管的切割采用激光切割设备，切割效率高、质量好，并且不会导致不锈钢管变形；电解抛光装置18为现有技术中的电解抛光机，配合电解液，能够美化金属表面，使不锈钢表面达到镜面效果。

所述校正滚轮设置有3组，每组校正滚轮设置有4个，同一组的校正滚轮沿不锈钢管的周向均匀分布，同一组的校正滚轮上的校正凹槽之间形成有与不锈钢管配合的校正间隙。校正间隙用于对焊接打磨后的不锈钢管进行校正处理，能够将再焊接打磨时导致不锈钢管的变形进行校正，保证不锈钢管的生产质量；校正滚轮设置有3组能够对不锈钢管进行多次校正处理，保证校正效果；每组校正滚轮设置有4个，用于利用校正凹槽分别从四周对不锈钢管进行校正处理，保证对不锈钢管校正的均匀性、一致性。

所述第一收卷机构7和第二收卷机构11均横向设置的收卷轴和用于驱动收卷轴转动的收卷电机，在收卷轴的上方和下方均安装有张紧杆，在张紧杆上均安装有若干张紧滚轮，张紧滚轮均通过张紧弹簧安装在张紧杆上。收卷电机与收卷轴传动连接，用于驱动收卷轴转动，对输出的不锈钢板进行收卷，张紧滚轮在张紧弹簧的弹力作用下，始终贴紧到收卷轴上的不锈钢板上，用于尽可能的减小不锈钢板在收卷时的收卷间隙，从而可以缩小收卷得到的不锈钢卷的体积；张紧杆用于为张紧滚轮提供支撑。

一种不锈钢管生产方法，其步骤如下：

（1）根据生产要求，取不锈钢坯，并送至预塑形机构1进行锻压预塑形；

（2）将不锈钢坯送至高压冲洗机构，利用高压水枪3对不锈钢坯进行高压冲洗；

（3）利用多级压延机构对不锈钢坯进行多次粗压延、精压延，并且在粗压延、精压延之间对不锈钢坯进行切头尾处理，得到不锈钢板；

（4）利用固溶淬火机构8、抛丸钝化机构依次对不锈钢板进行固溶淬火、抛丸、钝化处理，得到成品不锈钢板；

（5）将成品不锈钢板送至切板分条机构12进行分割切条，再送至卷条成管机构13进行卷管成型，接着送至焊接冷却机构14进行焊接成型，得到不锈钢管；

（6）利用焊缝打磨机构15对不锈钢管进行焊缝打磨成型，然后送至塑形校验机构16进行塑形、校正、检验；

（7）最后经切割抛光机构切割抛光处理后得到成品不锈钢管，包装入库。

在步骤（3）中，通过第一收卷机构7对不锈钢板进行收卷；在步骤（4）中，通过第二收卷机构11对成品不锈钢板进行收卷，从而便于向外输出不锈钢卷，使得该装置不仅可以进行不锈钢管的生产，而且可以进行不锈钢卷的生产，能够更好的满足市场需求。

本申请提供的不锈钢生产装置及生产方法不仅可以利用不锈钢坯和不锈钢卷进行不锈钢管的生产，生产质量好、效率高，而且可以进行不锈钢卷的生产，能够很好的满足实际生产需求和市场需求。

Claims (10)

1.一种不锈钢管生产装置，其特征在于：该装置包括依次设置的预塑形机构、高压冲洗机构、多级压延机构、固溶淬火机构、抛丸钝化机构、切板分条机构、卷条成管机构、焊接冷却机构、焊缝打磨机构、塑形校验机构、切割抛光机构，在多级压延机构处还设置有第一收卷机构，在抛丸钝化机构处还设置有第二收卷机构；

所述高压冲洗机构包括用于不锈钢坯放置的支撑平台和用于对不锈钢坯表面进行冲洗处理的高压水枪；

所述多级压延机构包括若干粗压延机和若干精压延机，在粗压延机与精压延机之间还设置有头尾切割机构；

所述焊接冷却机构包括用于对不锈钢管进行焊接的焊接装置、用于对焊接后的不锈钢管内部焊缝进行打磨的打磨装置和用于对焊接后的不锈钢管进行冷却的冷却水槽，打磨装置包括用于伸入不锈钢管内部的支撑杆，在支撑杆的端部安装有球形打磨头和用于驱动球形打磨头转动的打磨电机；

所述塑形校验机构包括若干组校正滚轮和校验装置，每组校正滚轮均包括至少3个校正滚轮，每个校正滚轮上均设置有与不锈钢管配合的校正凹槽；所述校验装置包括圆环状的校验圈，在校验圈上固定安装有至少3个测距传感器，测距传感器沿校验圈的周向均匀分布。

2.根据权利要求1所述的不锈钢管生产装置，其特征在于：所述预塑形机构包括用于对不锈钢坯进行表面平整的锻压设备。

3.根据权利要求1所述的不锈钢管生产装置，其特征在于：所述高压水枪外接供水罐，在供水罐内盛装有高压冲洗水，高压冲洗水采用盐酸、水和金刚砂混合制成。

4.根据权利要求1所述的不锈钢管生产装置，其特征在于：所述粗压延机和精压延机均设置有2-4个。

5.根据权利要求1所述的不锈钢管生产装置，其特征在于：所述冷却水槽包括水槽本体，在水槽本体内通过分隔板分隔有冷却腔和设置在冷却腔两侧的溢流腔，在冷却腔内竖向安装有喷水管道，喷水管道的顶部安装有喷嘴，喷水管道的底部从冷却腔的底部伸出、外接供水管道，在水槽本体两侧的侧壁上均设置有与不锈钢管配合的贯穿孔。

6.根据权利要求1所述的不锈钢管生产装置，其特征在于：所述切割抛光机构包括激光切割装置和电解抛光装置。

7.根据权利要求1所述的不锈钢管生产装置，其特征在于：所述校正滚轮设置有3组，每组校正滚轮设置有4个，同一组的校正滚轮沿不锈钢管的周向均匀分布，同一组的校正滚轮上的校正凹槽之间形成有与不锈钢管配合的校正间隙。

8.根据权利要求1所述的不锈钢管生产装置，其特征在于：所述第一收卷机构和第二收卷机构均横向设置的收卷轴和用于驱动收卷轴转动的收卷电机，在收卷轴的上方和下方均安装有张紧杆，在张紧杆上均安装有若干张紧滚轮，张紧滚轮均通过张紧弹簧安装在张紧杆上。

9.一种不锈钢管生产方法，其特征在于：该方法使用权利要求1-8任意一项所述的不锈钢管生产装置，其步骤如下：

（1）根据生产要求，取不锈钢坯，并送至预塑形机构进行锻压预塑形；

（2）将不锈钢坯送至高压冲洗机构，利用高压水枪对不锈钢坯进行高压冲洗；

（3）利用多级压延机构对不锈钢坯进行多次粗压延、精压延，并且在粗压延、精压延之间对不锈钢坯进行切头尾处理，得到不锈钢板；

（4）利用固溶淬火机构、抛丸钝化机构依次对不锈钢板进行固溶淬火、抛丸、钝化处理，得到成品不锈钢板；

（5）将成品不锈钢板送至切板分条机构进行分割切条，再送至卷条成管机构进行卷管成型，接着送至焊接冷却机构进行焊接成型，得到不锈钢管；

（6）利用焊缝打磨机构对不锈钢管进行焊缝打磨成型，然后送至塑形校验机构进行塑形、校正、检验；

（7）最后经切割抛光机构切割抛光处理后得到成品不锈钢管，包装入库。

10.根据权利要求9所述的不锈钢管生产方法，其特征在于：在步骤（3）中，通过第一收卷机构对不锈钢板进行收卷；在步骤（4）中，通过第二收卷机构对成品不锈钢板进行收卷。

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