CN1329137C - 轧制管的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造椭圆金属管的方法，其中在管的横向和垂直方向都对基本圆形金属管进行轧制，从而在至少两个步骤(2、4)中轧制金属管(11)，并且在所述轧制步骤(2、4)之间，在与轧制步骤(2、4)的轧制方向垂直的方向上轧制金属管至少一次。另外，本发明涉及一种制造椭圆金属管的设备。

Description

轧制管的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种通过轧制制造椭圆金属管的方法和设备。
背景技术
椭圆管应用于，例如，气体加热器，其优点是管的外表面积相对于管内装的液体量增大，以及气体火焰在椭圆管之间循环比在圆管之间循环更加有利。在现有技术中，椭圆金属管的制造是先将板加工成U形截面，再在上述形状截面一侧的接缝处焊接闭合成管。椭圆管的制造也可以通过将管拉拔穿过椭圆形环以及通过利用模制技术进行。当通过轧制圆管制造椭圆管时，可能出现的情况是，在管的一侧，在顶辊和底辊的接合处，沿管的整个长度留下一个痕迹，此痕迹不但影响外观，而且有损于所需的管性能。另外，椭圆管短半径在某些情况下仍然不足。
在专利申请JP9239438中披露了一种利用轧制技术由圆管制造椭圆管的方法。利用此发明，将圆管轧制成椭圆管，其中轧制管时利用顶辊和底辊以及管两侧的两个辊。但是，根据该方法，为达到所需的椭圆管尺寸，侧辊所需的轧制动力太高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，为制造金属椭圆管提供一种新方法。
本发明提供了一种制造椭圆金属管的方法，其中在管的横向和垂直方向对圆形金属管进行轧制，其特征在于在至少两个轧制步骤中轧制金属管，并且在所述轧制步骤之间，在与轧制步骤的轧制方向垂直的方向上轧制金属管至少一次，所述轧制步骤中使用的粗轧辊在其接触金属管的表面上为双径向的，由此，粗轧辊内的长半径R1和短半径R2不同。
本发明提供了一种制造椭圆金属管的设备，所述设备包括用于在金属管的横向和垂直方向上轧制圆形金属管的辊，其特征在于所述设备包括排列在金属管两侧的至少两组辊，以及在与前述两组辊限定的轧制方向相垂直的方向上排列在金属管两侧的至少一组辊。
使用根据本发明的方法和设备将得到显著的优点。椭圆管的制造是在节约成本的方式下通过轧制实现的，并且通过下面的本发明方法获得高质量产品。根据本发明，制造椭圆金属管是将基本圆形金属管沿管的横向和长度方向轧制，这意味着至少在两个步骤中轧制金属管，并且在所述轧制步骤之间，在垂直于所述轧制步骤的轧制方向的方向上对金属管轧制至少一次。优选地，金属管的总变形量基本为3-5％，这是指初始管与做好的椭圆管之间的每米重量(＝重量/米)之差。根据本发明，利用引导金属管的至少两个输送辊将金属管输送到粗轧。所用的输送辊是这样的辊，与金属管接触的表面上具有与被轧制金属管相同形状的辊。在粗轧步骤用至少两个粗轧辊轧制金属管，使管的变形量基本为0.5-2％，最终尺寸被优先改变。优选地，粗轧辊在与金属管接触的表面是双半径的，在这种情况下，优先增强了终轧辊上较小半径的成型。通过使用至少两个侧辊沿垂直粗轧方向的方向轧制金属管，优选地将粗轧得到的金属管的宽度减小1-8％，就可以防止前面粗轧步骤中在顶辊和底辊的接合处在管上留下痕迹。所用的侧辊是这样的辊，在与金属管接触的表面上为平直的辊。另外，侧辊用于调节椭圆管大直径方向的管直线度，并且椭圆管短半径方向的形状也得到调节。在终轧时，金属管由至少两个终轧辊轧制成椭圆形，管的变形量基本为2-3.5％。终轧辊在接触金属管表面处的形状基本对应于椭圆形。根据本发明优选的实施例，使用至少两个矫直辊在至少两个相互垂直的方向将金属管矫直。这将调节最终椭圆管的直线度。根据本发明优选的实施例，所用的矫直辊是两个辊和六个横向矫直辊，两个辊在接触金属管的表面上基本是V形槽，6个横向矫直辊在表面基本是单一半径的并且垂直于前面的矫直辊。根据本发明优选的实施例，至少粗轧辊和终轧辊在径向和轴向可以调节。根据本发明优选的实施例，径向调节是通过使用单独的调节机构调节辊的相互间距而实现的。在轴向，调节是通过可调节锁紧板和由气密封材料制成的环实现的，此二者都连接辊。至少侧辊是由形状调节和矫直调节进行调节的。通过连接在辊上的调节机构，椭圆管的尺寸得到调节，并且通过所述机构，还可以以快速和精确的方式进行不同尺寸椭圆管的调节操作。根据本发明的制造椭圆金属管的方法是通过一种设备实现的，该设备包括在横向和垂直方向轧制基本圆形金属管的辊，该设备包括排列在金属管两侧的至少两套辊，以及沿垂直于前面两套辊形成的轧制方向的方向排列在金属管两侧的另一套辊，其中，至少两套辊中的粗轧辊在其接触金属管的表面上为双径向的，由此，所述辊的长半径和短半径不同。
附图说明
下面参考附图更详细地描述本发明。
图1a是本发明的轧制设备；
图1b是轧制设备的辊；
图2是辊的调节机构；
图3是侧辊的调节机构；
具体实施方式
图1a和1b表示本发明制造椭圆管的设备。图1b表示沿箭头23的方向看到的图1a所示辊的截面。金属管的截面是圆形的，并且由硬的或软的金属制成，例如铜管，金属管在输送步骤1进入轧制设备9，形状与金属管11一致的两个输送辊10将金属管保持在给定直线上进行轧制操作。输送辊可以位于金属管的上下方，或者位于其两侧，输送辊与金属管接触的表面17上具有与金属管相同的形状。输送辊10将金属管11输送到粗轧2，在此处两个粗轧辊12将圆金属管压扁平，从而改变管的最终尺寸。粗轧辊12位于管的上下方，并且在与金属管接触的表面18上是双径向的，即具有明显不同的半径R1和R2。在粗轧步骤2，金属管11的变形量是0.5-2％。这是指原始管8与加工的金属管之间的每米重量差。管壁厚度在整个粗轧过程中基本保持不变，但管壁周长是减小的。
粗轧2之后，金属管11沿直线输送到下一个轧制步骤3。在步骤3，两个侧辊13沿垂直于粗轧方向的方向将管轧制减小，使粗轧2之后金属管的宽度基本减小1-8％。侧辊13在与金属管11接触的表面19上是平直的。使用侧辊将保证在终轧中满足椭圆管短半径的质量要求。并且在粗轧步骤中防止顶辊和底辊的接合处在金属管上留下痕迹。侧辊13还用于调节椭圆管在大直径方向的直线度。在下一个终轧步骤4，金属管受到位于金属管11上下方的两个终轧辊14轧制，从而使金属管获得椭圆形，在这种情况下金属管的变形量为2-3.5％。终轧辊14在与金属管接触的表面20上的形状对应于椭圆形状。
终轧步骤4之后，将金属管输送到矫直单元5和6，在此处利用矫直辊15、16至少从彼此垂直的两个方向将金属管11矫直。矫直辊引导并矫直管。所用的矫直辊15是排列在金属管两侧的两个辊，此辊在与金属管11接触的表面21上具有基本为V形的槽。另外6个横向矫直辊16在表面22基本是单一半径的。在矫直单元5和6之后得到最终产品，即椭圆管7。
图2表示粗轧辊12和终轧辊14如何在径向和轴向进行调节。径向调节是通过摇摆杠杆机构25实现的，该机构的外壳26具有槽27，可以使外壳运动。通过与外壳连接的调节机构28，可以沿垂直方向调节辊的间距。调节机构28包括楔子29、楔子移动螺栓37以及锁紧螺栓30。当楔子移动螺栓37和锁紧螺栓30移动彼此靠近时，打开锁紧螺栓30，由楔子移动螺栓37向前移动楔子29，然后拧紧锁紧螺栓30。调节机构28运动时给定的距离对应于辊14垂直运动的给定距离。通常调节量为0-0.2毫米，这意味着辊轴的平行度差不会干扰过程进行。在水平方向，辊14通过轴向调节而移动。轴向调节的是通过可调节锁紧板31和环32实现，环32由气密封材料，如橡胶制成，此二者与辊14连接，通过移动所述板和环，沿轴向调节辊槽33使之匹配。
图3表示侧辊13的调节。侧辊13可以通过形状调节36和矫直调节35进行调节。侧辊的形状调节意味着侧辊相互位置可以调节，从而可以在需要时可以加工管。在矫直调节35中，侧辊一起在水平方向移动。
对于本领域的一般技术人员，很明显，本发明的各种优选实施例并不仅仅限于上述的例子，而是可以在权利要求范围内变化。

Claims (16)

1.一种制造椭圆金属管的方法，其中在管的横向和垂直方向对圆形金属管进行轧制，其特征在于在至少两个轧制步骤(2、4)中轧制金属管(11)，并且在所述轧制步骤(2、4)之间，在与轧制步骤(2、4)的轧制方向垂直的方向上轧制金属管至少一次，所述轧制步骤中使用的粗轧辊(12)在其接触金属管(11)的表面(18)上为双径向的，由此，粗轧辊内的长半径(R1)和短半径(R2)不同。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在轧制过程中金属管(11)的总变形量为3-5％。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于通过至少两个引导输送辊(10)将金属管(11)输送到所述轧制步骤中的粗轧步骤(2)中。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述引导输送辊(10)的接触金属管的表面(17)与金属管的形状一致。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于在粗轧步骤(2)，由至少两个粗轧辊(12)轧制金属管，使金属管的变形量为0.5-2％。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于在粗轧步骤(2)之后，在与粗轧方向垂直的方向上用至少两个侧辊(13)轧制金属管(11)，使粗轧得到的金属管的宽度减小1-8％。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述侧辊(13)在其与金属管(11)接触的表面(19)上为平直的。
8.如权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于在所述轧制步骤中的终轧步骤(4)中，由至少两个终轧辊(14)将金属管(11)轧制成椭圆形，使金属管的变形量为2-3.5％。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于终轧辊(14)在与金属管(11)接触的表面(20)上的形状对应于椭圆形状。
10.如权利要求1-2中的任一项所述的方法，其特征在于使用至少两组矫直辊(15、16)至少在两个相互垂直的方向上将金属管(11)矫直。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述至少二组矫直辊是两个第一矫直辊(15)和六个第二矫直辊(16)，所述两个第一矫直辊在与金属管(11)接触的表面(21)上具有V形槽，所述六个第二矫直辊沿着垂直于第一矫直辊的方向排列并具有单一半径表面(22)。
12.如权利要求5所述的方法，其特征在于粗轧辊(12)和终轧辊(14)在径向和轴向都能调节。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于在径向上，调节是通过单独的调节机构(28)调节辊的相互间距实现的。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于在轴向上，调节是通过可调节锁紧板(31)和由气密封材料制成的环(32)实现，该二者都与辊连接。
15.如权利要求6所述的方法，其特征在于侧辊(13)利用其形状调节(36)和矫直调节(35)而被调节。
16.一种制造椭圆金属管的设备，所述设备包括用于在金属管的横向和垂直方向上轧制圆形金属管的辊，其特征在于所述设备包括排列在金属管两侧的至少两组辊(12、14)，以及在与前述两组辊限定的轧制方向相垂直的方向上排列在金属管(11)两侧的至少一组辊(13)，其中，所述辊(12)在其接触金属管(11)的表面(18)上为双径向的，由此，所述辊(12)的长半径(R1)和短半径(R2)不同。
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