CN113579652A - 一种用于生产尖角方管的生产方法及生产装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冷轧型尖角方管生产技术领域，公开了一种用于生产尖角方管的生产方法及生产装置；生产方法为从钢带两边的四分之一处同时起两个直角边，进行双边起对称轧制工艺；使直角边轧制到一定角度后，再从钢带中部位置进行中部轧制；再进行焊接；生产装置包括设置在地面上的双边起对称轧制机构，设置在地面上的中部轧制机构，以及设置在所述双边起对称轧制机构、中部轧制机构之间的C型旋转立辊；本技术方案能够改进现有尖角方管生产工艺，降低生产中轧辊的调试难度，提高尖角方管生产精度，大大缩减生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及冷轧型尖角方管生产技术领域，具体是涉及一种用于生产尖角方管的生产方法及生产装置。
背景技术
随着国家基础建设持续加大投入和住宅产业化蓬勃发展，公路、铁路、桥梁、场馆站房等大型化工程项目以及高层建筑项目呈现数量级增长态势，对冷轧型尖角方管的需求越来越大；由于尖角方管在工艺上与普通钢管有着较大的差异，尖角方管生产中工艺窗口小，一个角为直角，其它三个角为圆角调型及控制难度大；相对于普通钢管，尖角方管落地批量生产存在较高的技术壁垒。
现在市场上能见到的尖角方钢的轧制工艺技术一般都是单边起，即在辊弯过程中，先从尖角方钢的一个直角边开始轧制，直角边轧制到一定角度后轧制直角边对面的带有两个圆角的边，等两个圆角的边轧制到一定的角度又会采用一组斜插辊，来完成剩余的轧制过程。
这种现有的生产工艺技术在实际生产中存在很大的技术缺陷。第一，对设备机组的精度要求高，在生产过程中需要多个异形辊，加大了调试产品的难度；第二，由于非对称的轧制工艺导致钢带易跑偏，生产得到的尖角方钢精度低；第三，由于成材率低，导致生产制造成本较高。
发明内容
本发明解决的技术问题是：改进现有尖角方管生产工艺，降低生产中轧辊的调试难度，提高尖角方管生产精度，大大缩减生产成本。
本发明的技术方案是：一种用于生产尖角方管的生产方法，从钢带两边的四分之一处同时起两个直角边，进行双边起对称轧制工艺；使直角边轧制到一定角度后，再从钢带中部位置进行中部轧制；再进行焊接；
具体包括以下步骤：
步骤一：备料
根据最终成型的尖角方管尺寸、弯折损耗量，以及焊缝间隙确认钢带宽度，然后裁切钢带；
步骤二：轧制成型
将裁切好的钢带放置在轧制辊上，进行粗轧制与精轧制；
粗轧制是轧制辊通过轧制压力使钢带从其宽度两边的四分之一处同时弯折，进行双边起对称轧制；
然后采用一个窄上辊在钢带上方、两个下辊在下方进行中部轧制，通过轧制压力使钢带中部弯折；
精轧制是采用轧制辊从外围同时对钢带弯折后的四个面进行轧制，使其形成待焊接尖角方管；
步骤三：定位焊接
采用导向立辊使待焊接尖角方管的焊缝处进行精准定位；采用挤压焊接设备对定位后的焊缝进行焊接，得到尖角方管；
步骤四：焊接后整形
依次采用滚光辊、管型扭转装置对尖角方管进行整形，并进行定径、矫直。
进一步地，在步骤二中，双边起对称轧制采用两组位于钢带宽度中部下方的底平轧制辊、两组分别位于底平轧制辊两侧的下边轧制辊、以及两组位于钢带上方的上方轧制辊使钢带从其宽度两边的四分之一处同时弯折；双边起对称轧制使钢带弯折6次；
其中，第一次使两边四分之一处同时弯折14°；
第二次使两边四分之一处同时弯折16°；
第三次使两边四分之一处同时弯折16°；
第四次使两边四分之一处同时弯折10°；
第五次使两边四分之一处同时弯折10°；
第六次使两边四分之一处同时弯折12°。
通过合理分配每一次钢带弯折的变形量，使各机架受力均匀，延长设备和模具辊的使用寿命。
进一步地，在钢带宽度中部连续进行3次中部轧制，使钢带中部进行对称弯折；
其中，第一次钢带中部弯折的总角度是24°；
第二次钢带中部弯折的总角度是28°；
第三次钢带中部弯折的总角度是24°。
通过3次中部弯折能够使得中部形成双R圆弧包角，确保弯折成型的稳定性，防止其回弹，提高精确度。
进一步地，步骤二中的精轧制进行3次；第一次与第二次均同时采用两个上轧辊、采用两个下轧辊对四个面进行精轧制；第三次采用一个上轧辊、一个下轧辊对四个面进行精轧制；
其中，第一次使钢带中部弯折8°，使两边的四分之一处同时弯折6°；
第二次使钢带中部弯折2°，使两边的四分之一处同时弯折2°；
第三次使钢带中部弯折4°，使两边的四分之一处同时弯折4°。
通过精轧制能够使得三个弯折均为90°，保证尖角方管的轧制精准度。
进一步地，所述挤压焊接设备为两辊挤压焊接设备或三辊挤压焊接设备。
两辊、三辊挤压焊接设备，能够确保直角接缝处实现均匀满焊，确保接缝底部也实现焊接。
进一步地，步骤二中的粗轧制、精轧制、以及步骤三的定位焊接中钢带垂直于地面；
焊接完成后采用偏转装置使待焊接尖角方管水平进入滚光辊，依次穿过滚光辊、管型扭转装置、定径装置、以及矫直装置。
使用立轧平出的轧制工艺，再经过精整形，使得产品质量更好。
进一步根据上述尖角方管生产方法提供的一种用于生产尖角方管的生产装置，包括设置在地面上的双边起对称轧制机构，设置在地面上的中部轧制机构，以及设置在所述双边起对称轧制机构、中部轧制机构之间的C型旋转立辊；
所述双边起对称轧制机构包括第一固定机架，6组依次设置在所述第一固定机架上的第一模具辊组，以及用于驱动第一模具辊组转动的第一动力组件；
所述第一模具辊组包括设置在所述第一固定机架上且位于钢带下方中部的两组底平辊，两组与所述底平辊同轴心线且位于钢带两侧的下边辊，设置在所述钢带上方且与底平辊上下对应的上辊；
所述底平辊与钢带中部的下表面接触；所述下边辊与钢带两侧下表面接触；所述上辊与钢带上表面接触；
所述中部轧制机构包括第二固定机架，3组依次设置在所述第二固定机架上的第二模具辊组，以及设置在用于驱动第二模具辊组的第二动力组件；
所述第二模具辊组包括两个同轴心线设置钢带下表面的下轧辊，以及设置在所述下轧辊上方与钢带上表面中部接触的窄上轧辊。
第一固定机架上的前两组第一模具辊组中的上辊与钢带上表面的中部、侧部均接触；后四组第一模具辊组中的上辊仅与钢带上表面的中部接触。
本发明的有益效果是：本发明提供的生产尖角方管的生产方法与生产装置，通过双边起对称轧制能够使钢带两边的四分之一处同时弯折，经过多次弯折形成双R圆弧包角；通过窄上辊对钢带中部进行轧制，实现中部弯折并成双R圆弧包角；整体使用对称轧制工艺，使得钢带不容易跑偏，能够大大提高尖角方钢产品的精度。
并且整个轧制过程不存在异形轧辊，直上之下的轧制方式不仅使得轧制易于控制，方便调试，也使得生产工艺大大简化，能够有效降低生产难度以及生产成本；整体采用立轧平出的轧制工艺，再经过滚光辊、管型扭转装置、定径装置、以及矫直装置的整形及矫正使得产品质量更好。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2钢带的弯折变化图；
图3是本发明实施例2第一次使两边四分之一处同时弯折14°的示意图；
图4是本发明实施例2第二次使两边四分之一处同时弯折16°的示意图；
图5是本发明实施例2第三次使两边四分之一处同时弯折16°的示意图；
图6是本发明实施例2第四次使两边四分之一处同时弯折10°的示意图；
图7是本发明实施例2第五次使两边四分之一处同时弯折10°的示意图；
图8是本发明实施例2第六次使两边四分之一处同时弯折12°的示意图；
图9是本发明实施例2第一次中部轧制钢带中部弯折的24°的示意图；
图10是本发明实施例2第一次中部轧制钢带中部弯折的28°的示意图；
图11是本发明实施例2第一次中部轧制钢带中部弯折的24°的示意图；
图12是本发明实施例2精轧制第一次、第二次的轧制示意图；
图13是本发明实施例2精轧制第三次的轧制示意图；
其中，1-双边起对称轧制机构、10-第一固定机架、11-第一模具辊组、110-底平辊、111-下边辊、112-上辊、12-第一动力组件、2-中部轧制机构、20-第二固定机架、21-第二模具辊组、210-下轧辊、211-窄上轧辊、22-第二动力组件、3-C型旋转立辊。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示的一种用于生产尖角方管的生产装置，包括设置在地面上的双边起对称轧制机构1，设置在地面上的中部轧制机构2，以及设置在双边起对称轧制机构1、中部轧制机构2之间的C型旋转立辊3；
双边起对称轧制机构1包括第一固定机架10，6组依次设置在第一固定机架10上的第一模具辊组11，以及用于驱动第一模具辊组11转动的第一动力组件12；
第一模具辊组11包括设置在第一固定机架10上且位于钢带下方中部的两组底平辊110，两组与底平辊110同轴心线且位于钢带两侧的下边辊111，设置在钢带上方且与底平辊110上下对应的上辊112；
底平辊110与钢带中部的下表面接触；下边辊111与钢带两侧下表面接触；上辊112与钢带上表面接触；
中部轧制机构2包括第二固定机架20，3组依次设置在第二固定机架20上的第二模具辊组21，以及设置在用于驱动第二模具辊组21的第二动力组件22；
第二模具辊组21包括两个同轴心线设置钢带下表面的下轧辊210，以及设置在下轧辊210上方与钢带上表面中部接触的窄上轧辊211。
第一固定机架10上的前两组第一模具辊组11中的上辊112与钢带上表面的中部、侧部均接触；后四组第一模具辊组11中的上辊112仅与钢带上表面的中部接触。
其中C型旋转立辊3、第一动力组件12、第二动力组件22均采用现有市售组件，且具体的产品型号本领域内工作人员可根据需要进行选择。
实施例2：
一种用于生产尖角方管的生产方法，具体包括以下步骤：
步骤一：备料
根据最终成型的尖角方管尺寸、弯折损耗量，以及焊缝间隙确认钢带宽度，然后裁切钢带；
步骤二：轧制成型
将裁切好的钢带放置在轧制辊上，进行粗轧制与精轧制；
粗轧制是轧制辊通过轧制压力使钢带从其宽度两边的四分之一处同时弯折，进行双边起对称轧制；具体采用6组第一模具辊组11；
然后采用一个窄上辊在钢带上方、两个下辊在下方进行中部轧制，通过轧制压力使钢带中部弯折；具体采用3组第二模具辊组21；
且中部弯折、两边的四分之一处弯折均为双R圆弧包角；
精轧制是采用轧制辊从外围同时对钢带弯折后的四个面进行轧制，使其形成待焊接尖角方管；
双边起对称轧制采用两组位于钢带宽度中部下方的底平轧制辊、两组分别位于底平轧制辊两侧的下边轧制辊、以及两组位于钢带上方的上方轧制辊使钢带从其宽度两边的四分之一处同时弯折；双边起对称轧制使钢带弯折6次；
其中，第一次使两边四分之一处同时弯折14°；
第二次使两边四分之一处同时弯折16°；
第三次使两边四分之一处同时弯折16°；
第四次使两边四分之一处同时弯折10°；
第五次使两边四分之一处同时弯折10°；
第六次使两边四分之一处同时弯折12°。
在钢带宽度中部连续进行3次中部轧制，使钢带中部进行对称弯折；
其中，第一次钢带中部弯折的总角度是24°；
第二次钢带中部弯折的总角度是28°；
第三次钢带中部弯折的总角度是24°。
精轧制进行3次；第一次与第二次均同时采用两个上轧辊、采用两个下轧辊对四个面进行精轧制；第三次采用一个上轧辊、一个下轧辊对四个面进行精轧制；
其中，第一次使钢带中部弯折8°，使两边的四分之一处同时弯折6°；
第二次使钢带中部弯折2°，使两边的四分之一处同时弯折2°；
第三次使钢带中部弯折4°，使两边的四分之一处同时弯折4°。
步骤三：定位焊接
采用导向立辊使待焊接尖角方管的焊缝处进行精准定位；采用挤压焊接设备对定位后的焊缝进行焊接，得到尖角方管；其中，挤压焊接设备为三辊挤压焊接设备。
需要说明的是，在步骤二的粗轧制、精轧制、以及定位焊接中钢带始终垂直于地面；
步骤四：焊接后整形
焊接完成后采用偏转装置使待焊接尖角方管水平进入滚光辊，依次穿过滚光辊、管型扭转装置、定径装置、以及矫直装置。
实施例3：
一种用于生产尖角方管的生产方法，具体包括以下步骤：
步骤一：备料
根据最终成型的尖角方管尺寸、弯折损耗量，以及焊缝间隙确认钢带宽度，然后裁切钢带；
步骤二：轧制成型
将裁切好的钢带放置在轧制辊上，进行粗轧制与精轧制；
粗轧制是轧制辊通过轧制压力使钢带从其宽度两边的四分之一处同时弯折，进行双边起对称轧制；具体采用6组第一模具辊组11；
然后采用一个窄上辊在钢带上方、两个下辊在下方进行中部轧制，通过轧制压力使钢带中部弯折；具体采用3组第二模具辊组21；
且中部弯折、两边的四分之一处弯折均为双R圆弧包角；
精轧制是采用轧制辊从外围同时对钢带弯折后的四个面进行轧制，使其形成待焊接尖角方管；
双边起对称轧制采用两组位于钢带宽度中部下方的底平轧制辊、两组分别位于底平轧制辊两侧的下边轧制辊、以及两组位于钢带上方的上方轧制辊使钢带从其宽度两边的四分之一处同时弯折；双边起对称轧制使钢带弯折6次；
其中，第一次使两边四分之一处同时弯折14°；
第二次使两边四分之一处同时弯折13°；
第三次使两边四分之一处同时弯折13°；
第四次使两边四分之一处同时弯折13°；
第五次使两边四分之一处同时弯折13°；
第六次使两边四分之一处同时弯折12°。
在钢带宽度中部连续进行3次中部轧制，使钢带中部进行对称弯折；
其中，第一次钢带中部弯折的总角度是26°；
第二次钢带中部弯折的总角度是24°；
第三次钢带中部弯折的总角度是26°。
精轧制进行3次；第一次与第二次均同时采用两个上轧辊、采用两个下轧辊对四个面进行精轧制；第三次采用一个上轧辊、一个下轧辊对四个面进行精轧制；
其中，第一次使钢带中部弯折5°，使两边的四分之一处同时弯折4°；
第二次使钢带中部弯折5°，使两边的四分之一处同时弯折4°；
第三次使钢带中部弯折4°，使两边的四分之一处同时弯折4°。
步骤三：定位焊接
采用导向立辊使待焊接尖角方管的焊缝处进行精准定位；采用挤压焊接设备对定位后的焊缝进行焊接，得到尖角方管；其中，挤压焊接设备为两辊挤压焊接设备。在步骤二的粗轧制、精轧制、以及定位焊接中钢带始终垂直于地面。
步骤四：焊接后整形
焊接完成后采用偏转装置使待焊接尖角方管水平进入滚光辊，依次穿过滚光辊、管型扭转装置、定径装置、以及矫直装置。
最后需要说明的是，上述实施例仅为本发明在实际生产中的较佳实施例，并非本发明实施技术的唯一限定，可根据实际生产尖角方管的钢带材料属性、以及尺寸规格等参数，合理采用不同的弯折角度参数以及调整第一模具辊组11、第二模具辊组21的弯折次数。
因此，对于本领域技术人员来说，其依然可对上述实施例中的技术方案进行修改，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于生产尖角方管的生产方法，其特征在于，从钢带两边的四分之一处同时起两个直角边，进行双边起对称轧制工艺；使直角边轧制到一定角度后，再从钢带中部位置进行中部轧制；再进行焊接；
具体包括以下步骤：
步骤一：备料
根据最终成型的尖角方管尺寸、弯折损耗量，以及焊缝间隙确认钢带宽度，然后裁切钢带；
步骤二：轧制成型
将裁切好的钢带放置在轧制辊上，进行粗轧制与精轧制；
粗轧制是轧制辊通过轧制压力使钢带从其宽度两边的四分之一处同时弯折，进行双边起对称轧制；
然后采用一个窄上辊在钢带上方、两个下辊在下方进行中部轧制，通过轧制压力使钢带中部弯折；
精轧制是采用轧制辊从外围同时对钢带弯折后的四个面进行轧制，使其形成待焊接尖角方管；
步骤三：定位焊接
采用导向立辊使待焊接尖角方管的焊缝处进行精准定位；采用挤压焊接设备对定位后的焊缝进行焊接，得到尖角方管；
步骤四：焊接后整形
依次采用滚光辊、管型扭转装置对尖角方管进行整形，并进行定径、矫直。
2.根据权利要求1所述的一种用于生产尖角方管的生产方法，其特征在于，在步骤二中，双边起对称轧制采用两组位于钢带宽度中部下方的底平轧制辊、两组分别位于底平轧制辊两侧的下边轧制辊、以及两组位于钢带上方的上方轧制辊使钢带从其宽度两边的四分之一处同时弯折；双边起对称轧制使钢带弯折6次；
其中，第一次使两边四分之一处同时弯折14°；
第二次使两边四分之一处同时弯折16°；
第三次使两边四分之一处同时弯折16°；
第四次使两边四分之一处同时弯折10°；
第五次使两边四分之一处同时弯折10°；
第六次使两边四分之一处同时弯折12°。
3.根据权利要求1所述的一种用于生产尖角方管的生产方法，其特征在于，在钢带宽度中部连续进行3次中部轧制，使钢带中部进行对称弯折；
其中，第一次钢带中部弯折的总角度是24°；
第二次钢带中部弯折的总角度是28°；
第三次钢带中部弯折的总角度是24°。
4.根据权利要求1所述的一种用于生产尖角方管的生产方法，其特征在于，步骤二中的精轧制进行3次；第一次与第二次均同时采用两个上轧辊、两个下轧辊对四个面进行精轧制；第三次采用一个上轧辊、一个下轧辊对四个面进行精轧制；
其中，第一次使钢带中部弯折8°，使两边的四分之一处同时弯折6°；
第二次使钢带中部弯折2°，使两边的四分之一处同时弯折2°；
第三次使钢带中部弯折4°，使两边的四分之一处同时弯折4°。
5.根据权利要求1所述的一种用于生产尖角方管的生产方法，其特征在于，所述挤压焊接设备为两辊挤压焊接设备或三辊挤压焊接设备。
6.根据权利要求1所述的一种用于生产尖角方管的生产方法，其特征在于，步骤二中的粗轧制、精轧制、以及步骤三的定位焊接中钢带垂直于地面；
焊接完成后采用偏转装置使待焊接尖角方管水平进入滚光辊，依次穿过滚光辊、管型扭转装置、定径装置、以及矫直装置。
7.根据权利要求1所述的一种用于生产尖角方管的生产方法，其特征在于，所述中部弯折、两边的四分之一处弯折均为双R圆弧包角。
8.根据权利要求1～7任意一项所述生产方法所使用的一种用于生产尖角方管的生产装置，其特征在于，包括设置在地面上的双边起对称轧制机构(1)，设置在地面上的中部轧制机构(2)，以及设置在所述双边起对称轧制机构(1)、中部轧制机构(2)之间的C型旋转立辊(3)；
所述双边起对称轧制机构(1)包括第一固定机架(10)，6组依次设置在所述第一固定机架(10)上的第一模具辊组(11)，以及用于驱动第一模具辊组(11)转动的第一动力组件(12)；
所述第一模具辊组(11)包括设置在所述第一固定机架(10)上且位于钢带下方中部的两组底平辊(110)，两组与所述底平辊(110)同轴心线且位于钢带两侧的下边辊(111)，设置在所述钢带上方且与底平辊(110)上下对应的上辊(112)；
所述底平辊(110)与钢带中部的下表面接触；所述下边辊(111)与钢带两侧下表面接触；所述上辊(112)与钢带上表面接触；
所述中部轧制机构(2)包括第二固定机架(20)，3组依次设置在所述第二固定机架(20)上的第二模具辊组(21)，以及设置在用于驱动第二模具辊组(21)的第二动力组件(22)；
所述第二模具辊组(21)包括两个同轴心线设置钢带下表面的下轧辊(210)，以及设置在所述下轧辊(210)上方与钢带上表面中部接触的窄上轧辊(211)。
9.根据权利要求8所述的一种用于生产尖角方管的生产装置，其特征在于，第一固定机架(10)上的前两组第一模具辊组(11)中的上辊(112)与钢带上表面的中部、侧部均接触；后四组第一模具辊组(11)中的上辊(112)仅与钢带上表面的中部接触。
10.根据权利要求1所述的一种用于生产尖角方管的生产方法，其特征在于，所述中部弯折、两边的四分之一处弯折均为双R圆弧包角。
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