CN201275544Y

CN201275544Y - 盘形辊

Info

Publication number: CN201275544Y
Application number: CNU2007900000433U
Authority: CN
Inventors: 下田一宗; 山川富夫
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2017-02-15
Also published as: EP1985385B1; WO2007094424A1; JP4780192B2; JPWO2007094424A1; EP1985385A4; EP1985385A1

Abstract

本实用新型提供一种盘形辊。盘形辊具有轴构件、嵌合于轴构件的外周的圆环构件。圆环构件呈圆环状，与圆板状的轴构件嵌合。圆环构件由排列在圆周方向的多个圆弧状构件构成。各圆弧状构件通过螺钉固定在轴构件的外周上，由此圆环构件嵌合于轴构件上。圆环构件不是一体成型，而由多个圆弧状构件构成，因此能降低制造成本。另外，可分割成各圆弧状构件，因此可容易搬运，可容易向轴构件安装。

Description

盘形辊

技术领域

本实用新型涉及盘形辊，更详细地说，涉及穿孔轧制机所使用的盘形辊。

背景技术

无缝钢管是利用穿孔轧制机对钢坯进行穿孔轧制而制造成的。参照图10和图11，穿孔轧制机100包括以轧制线中心O为中心上下配置的2个盘形辊200、以轧制线中心O为中心左右配置的2个倾斜辊300。

如图11所示，盘形辊200的外周面200F的横截面形状为凹状。穿孔轧制中的钢坯400利用倾斜辊300一边沿周向旋转一边前进。此时，盘形辊200的外周面200F与钢坯400接触，通过限制钢坯400来抑制钢坯的摆动，使穿孔轧制稳定化。

盘形辊200的侧面200SI以及200SO之中，相当于沿周向旋转的钢坯400的旋转进入侧的侧面200SI的外径大于相当于沿周向旋转的钢坯400的旋转退出侧的侧面200SO的外径。在钢坯400的旋转进入侧，盘形辊200的侧面200SI与倾斜辊300之间的间隙(间隔)G1和G2宽时，旋转中的钢坯400从间隙G1和G2露出。这种露出的现象称为剥落(peeling)现象。通过增大旋转进入侧的侧面200SI的外径，减小侧面200SI和倾斜辊300之间的间隙G1、G2，来防止这种剥落现象。另一方面，旋转退出侧的侧面200SO的外径若与旋转进入侧的侧面200SI相同程度，钢坯400就被盘形辊200过度限制，难以沿周向旋转。因此，侧面200SO的外径小于侧面200SI的外径。

如图12所示，这样的盘形辊200由中心具有驱动轴203的圆板状轴构件201、利用热套安装在轴构件201的外周上的圆环构件202构成。如上所述，圆环构件202的外周面200F与穿孔轧制过程中的钢坯400接触，因此发生磨损。磨损的圆环构件202被换成新品。

但是，圆环构件202其外径约为1m～4m左右，是大型的。因此，圆环构件202难以搬运，从轴构件201上卸下和向轴构件201上安装的作业负荷也大。圆环构件202通常对钢坯进行锻造而一体成型。因此，制造工序复杂，制造成本也高。

日本特开平5-277511号公报(专利文献1)和日本特开平8-215714号公报(专利文献2)公开了关于盘形辊的发明。不过，专利文献1的发明目的在于减小穿孔用辊和盘形辊之间的间隔，专利文献2的发明目的在于以高扩管比穿孔轧制壁薄的空心管。即，不是解决盘形辊的制造和搬运的困难性的发明。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可容易制造和搬运的盘形辊。

本实用新型的盘形辊用于穿孔轧制机。盘形辊包括轴构件和圆环构件。轴构件在其中心具有盘形辊的驱动轴，呈圆板状。圆环构件安装在轴构件的外周上，圆环构件的外周面的横截面形状呈凹状。圆环构件由在圆周方向排列的多个圆弧状构件构成。

本实用新型的盘形辊的圆环构件由在同一圆周方向排列的多个圆弧状构件构成，因此不需要将圆环构件一体成型。因此能降低制造成本。而且，通过分割成各圆弧状构件，可容易搬运。

优选圆环构件的一侧的侧面的外径大于另一侧的侧面的外径。圆弧状构件分别具有沿着内周面中外径大的侧面侧的边缘形成的内面凸条。轴构件具有沿着外周面的一侧的侧缘形成的、与内面凸条嵌合的外面凸条。内面凸条和外面凸条中的一者在与该另一者相对的面上具有螺纹孔，内面凸条和外面凸条中的另一者在与螺纹孔相对的位置具有通孔，将螺钉插入通孔和螺纹孔来将圆弧状构件固定在轴构件上。

这种情况下，圆弧状构件安装在轴构件上时，圆弧状构件的内面凸条与轴构件的外面凸条嵌合。在穿孔轧制过程中，钢坯从盘形辊外径大的侧面(下面称为进入侧面)一边旋转一边前进到外径小的侧面(下面称为退出侧面)。因此，在穿孔轧制期间，从进入侧面朝向退出侧面的力作用于圆弧状构件，保持内面凸条对外面凸条施力的状态。因此，圆弧状构件在穿孔轧制过程中从轴构件难以脱离，难以破损。

优选内面凸条和外面凸条中的一者在与该另一者相对的面上具有沿圆周方向形成的嵌合凸条，内面凸条和外面凸条中的另一者在与嵌合凸条相对的位置具有与嵌合凸条嵌合的凹条。

此时，圆弧状构件安装在轴构件上时，嵌合凸条与凹条嵌合，因此圆弧状构件在径向(上下方向)难以偏移。总之，可抑制圆弧状构件的径向晃动。因此，圆弧状构件在相互相邻的圆弧状构件的端部难以产生台阶，抑制在管上产生缺陷。

优选外面凸条在与内面凸条相对的面上具有螺纹孔，内面凸条在与螺纹孔相对的位置具有通孔，通孔的直径从进入侧到比螺钉头部的高度深的规定位置大于螺钉头部的直径，从规定位置到退出侧小于螺钉头部的直径。

此时，可将螺钉头部埋入内面凸条内，螺钉头部不从进入侧面突出。为了抑制在穿孔轧制过程中的钢坯上发生剥落现象，盘形辊的进入侧面必须接近倾斜辊来缩小盘形辊和倾斜辊之间的间隔。若螺钉头部从进入侧面突出，间隔就无法缩小。通过将螺钉头部埋入内面凸条内，螺钉头部不从进入侧面突出，可进一步缩小盘形辊和倾斜辊之间的间隔，可抑制剥落的发生。

优选各圆弧状构件的两端面相对于内周面倾斜，且互相相邻的圆弧状构件通过互相相对的端面而嵌合。

在穿孔轧制过程中的钢坯的行进速度与盘形辊的转速不同时，在钢坯表面和盘形辊的外周面之间沿钢坯的行进方向产生滑动。若在互相相邻的圆弧状构件的端部接触部形成间隙，钢坯的一部分易于进入该间隙。若钢坯的一部分进入的话，圆弧状构件的端部易于裂开。另外，若因钢坯的一部分的进入而间隙变宽，圆弧状构件的端部角部易于与钢坯接触，在钢坯上易于产生缺陷。通过使两端面相对于内周面倾斜，即使在相邻的圆弧状构件间形成间隙，钢坯的一部分也难以进入间隙，可抑制端部的裂开和缺陷的产生。

本实用新型的无缝管的制造方法使用具有倾斜辊和上述盘形辊的穿孔轧制机。本实用新型的无缝管的制造方法包括：判断由倾斜辊的转速所决定的钢坯的行进速度是否比盘形辊的转速快的步骤；判断结果为钢坯的行进速度比盘形辊的转速快的情况下，将各圆弧状构件的两端面的外周面侧比内周面侧沿盘形辊的旋转方向更倾斜的盘形辊设置在穿孔轧制机上，钢坯的行进速度比盘形辊的转速慢的情况下，将各圆弧状构件的两端面的内周面侧比外周面侧沿盘形辊的旋转方向更倾斜的盘形辊设置在穿孔轧制机上的步骤；利用设置有盘形辊的穿孔轧制机对钢坯进行穿孔轧制而形成无缝管的步骤。

此时，根据钢坯的行进速度与盘形辊的转速的比较结果，来决定适用的圆弧状构件。由此，即使在相邻的圆弧状构件的的端面接触部形成间隙，该间隙从外周面朝向内周面沿着与钢坯相对于盘形辊的相对速度相反的方向延伸。其结果，可抑制在穿孔轧制过程中钢坯的一部分进入间隙。

附图说明

图1A是本实用新型的实施方式的盘形辊的侧视图。

图1B是图1A所示的盘形辊的主视图。

图2是图1中的区域50的放大图。

图3是图2中III-III剖视图。

图4用于说明穿孔轧制时盘形辊的圆弧状构件受到的力的示意图。

图5是表示钢坯的行进速度大于盘形辊的转速时的穿孔轧制机的构成的示意图。

图6是表示钢坯的行进速度小于盘形辊的转速时的穿孔轧制机的构成的示意图。

图7是与图3不同的其它构成的盘形辊的剖视图。

图8是与图3和图7不同的其它构成的盘形辊的剖视图。

图9是与图3、图7和图8不同的其它构成的盘形辊的剖视图。

图10是以往的使用了盘形辊的穿孔轧制机的侧视图。

图11是从钢坯侧看到的以往的穿孔轧制机的示意图。

图12是表示图10和图11中的盘形辊的构成的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本实用新型的实施的方式进行详细说明。在图中同一或相当部分标上同一附图标记而不重复说明。

构成

参照图1A和1B，盘形辊1设置在穿孔轧制机100上，以替代图10和图11所示的盘形辊200。盘形辊1包括轴构件10、嵌合在轴构件10的外周上的圆环构件20。

轴构件10呈圆板状，在其中心具有盘形辊1的驱动轴16。在图1A和1B中，为了减少盘形辊1整体的重量，在圆周方向等间隔地形成有多个通孔17。

圆环构件20呈圆环状，嵌合在轴构件10上。圆环构件20的外周面的横截面形状为凹状的弓形状。另外，横截面形状也可以为凹状的槽形状。该外周面与穿孔轧制过程中的钢坯接触，可对钢坯具有一定程度的限制，起到导向的作用。

在圆环构件20的2个侧面中，相当于沿周向旋转的钢坯的旋转进入侧的侧面(下面称为进入侧面)1SI的外径大于相当于钢坯的旋转退出侧面(下面称为退出侧面)1SO的外径。这是为了防止在穿孔轧制过程中的钢坯中发生剥落现象。

圆环构件20由在圆周方向排列成1列的多个圆弧状构件30构成。各圆弧状构件30使用螺钉固定在轴构件10的外周上。

这样，本实施方式的盘形辊1的圆环构件20由多个圆弧形构件30构成，因此不需要使圆环构件一体成型。因此，能降低制造成本。另外，通过分割成各圆弧状构件30可容易搬运，可容易向轴构件10上安装或从轴构件10上卸下。

参照图2和图3，各圆弧状构件30为分割圆环构件20而成的构件，其侧面呈圆弧状。在圆弧状构件30的内周面31上沿着进入侧面30SI的边缘形成有凸条(下面称为内面凸条)33。内面凸条33的嵌合面34上沿着内面凸条33的边缘即沿着圆周方向形成有凸条(下面称为嵌合凸条)35。

与此相对，轴构件10的外周面11上，沿着其一侧的侧缘形成有凸条(下面称为外面凸条)12，外面凸条12的嵌合面13中与嵌合凸条35相对的位置形成有凹条14。

圆弧状构件30安装在轴构件10上时，圆弧状构件30的内面凸条33与轴构件10的外面凸条12嵌合，且嵌合凸条35与凹条14嵌合。内面凸条33上形成有从进入侧面30SI贯通到嵌合面34的通孔36。外面凸条12在嵌合面13之中与通孔36相对的位置具有螺纹孔15。螺钉40插入通孔36，与螺纹孔15螺纹连接，由此各圆弧状构件30固定在轴构件10上。在图2中，各圆弧形构件30的通孔36在盘形辊1的圆周方向等间隔地形成3个，但通孔36的数量也可以是1个，也可以是多个。

在穿孔轧制过程中，如图4所示，钢坯400从盘形辊1的进入侧面一边旋转一边前进到退出侧面。因此，在穿孔轧制过程中的圆弧状构件30上作用有从进入侧面30SI朝向退出侧面30S O的力F0，内面凸条33利用力F0按压在外面凸条12上。因此，圆弧状构件30利用在穿孔轧制中受到来自钢坯400的力F0而通过轴构件10固定。另外，在穿孔轧制中螺钉40上难以受到过多的负荷，螺钉40难以破损。

如图3所示，螺钉40的螺钉头部41进入通孔36中。螺钉头部41不从进入侧面30SI突出。具体来说，通孔36中，从成为螺钉40插入侧的进入侧面30SI到比螺钉头部41的高度L0深的深度L1，通孔36的直径D1大于螺钉头部41的直径D0。从深度L1到嵌合面34，通孔36的直径D2小于螺钉头部41的直径D0。

通过将通孔36形成这样的形状，螺钉头部41埋入内面凸条33内，不从进入侧面30SI突出。为了抑制穿孔轧制过程中的钢坯400发生剥落现象，盘形辊1的进入侧面30SI必须靠近倾斜辊300而尽可能使盘形辊1和倾斜辊300之间的间隔G1和G2缩小。如果螺钉头部41从进入侧面30SI突出的话，由于该突出的量而无法缩小间隔G1和G2。通过螺钉头部41埋入内面凸条33内，可缩小间隔G1和G2，能抑制剥落现象的发生。

如图2所示，各圆弧状构件30的两端面37为平面，且相对于内周面31倾斜。相邻的2个圆弧状构件30通过互相相对的端面37嵌合。更具体来说，各圆弧形构件30的一例的端面37以角度θ°(0°＜θ＜180°)相对于内周面31倾斜，另一侧的端面37以(180-θ)°相对于内周面31倾斜。端面37的一侧的角度为θ°，另一方角度为(180-θ)°，因此互相相邻的圆弧状构件30的端面嵌合。

这样，通过使两端面37相对于内周面31倾斜，如以下说明那样，在穿孔轧制过程中，可防止钢坯400的一部分进入互相相邻的圆弧状构件30彼此的接触部38中。

穿孔轧制

使用具有以上构成的盘形辊1的无缝管的制造方法如下所述。

开始，在使用的穿孔轧制机100中，对穿孔轧制时的钢坯400的行进速度是否大于盘形辊1的转速进行判断。穿孔轧制时的钢坯400的行进速度基于倾斜辊300的转速算出。因此，实际上可在穿孔轧制前进行判断。

判断的结果如图5所示，在判断钢坯400的行进速度V400大于盘形辊1的转速V1时，使用了各圆弧状构件30的端面37中外周面侧371比内周面侧372沿盘形辊的旋转方向更倾斜的盘形辊1。另外，在图5中省略了倾斜辊。

钢坯400的行进速度与盘形辊1的转速不同时，在钢坯表面和盘形辊1的外周面39之间沿钢坯400的长度方向产生滑动。该滑动成为钢坯400的一部分进入圆弧状构件30与同其相邻的另一圆弧状构件30之间的接触部38的现象的主要原因。若钢坯400进入，就在接触部38形成间隙，产生圆弧状构件30的端部裂开的情况。并且，若间隙变宽，可预想到圆弧状构件30的端部的角部给钢坯带来缺陷。

在图5的构成的盘形辊1中，即使在接触部38上形成间隙，该间隙也从外周面39朝向内周面31沿着与钢坯相对于盘形辊1的转速的相对速度Vr的方向相反的方向延伸。因此，在穿孔轧制过程中，钢坯400的一部分难以进入间隙，可抑制圆弧状构件30的端部的裂开和钢坯的缺陷的发生。

另外，在判断钢坯400的行进速度V400小于盘形辊1的转速V1时，如图6所示，使用了各圆弧状构件30的端面37中内周面侧372比外周面侧371沿盘形辊的旋转方向更倾斜的盘形辊1。

此时，即使在接触部38形成间隙，该间隙也从外周面39朝向内周面31沿着与钢坯的相对于盘形辊1的转速的相对速度Vr的方向相反的方向延伸，因此，钢坯400的一部分难以进入间隙。

通过以上的方法制造无缝管，可防止圆弧状构件30的端部的裂开，可防止在钢坯表面发生缺陷。

另外，在图2的构成中，沿着内面凸条33的嵌合面34的边缘上设有嵌合凸条35，但也可以如图7所示，在嵌合面34的缘侧之外的面上使嵌合凸条35沿圆周方向形成。如图8所示，也可以在嵌合面13上形成嵌合凸条35，在嵌合面34上形成与嵌合凸条35相对应的凹条14。也可以在轴构件10的外面凸条12上设有通孔36，在与圆弧状构件30的对应位置设有螺纹孔15。并且，如图9所示，也可以不形成嵌合凸条35和凹条14，而使内面凸条33和外面凸条12嵌合。

在本实施方式中，两个盘形辊1以轧制线中心O为中心上下配置，也可以左右配置。此时，倾斜辊300上下配置。

以上，说明了本实用新型的实施方式，但上述实施方式只不过是为了实施本实用新型的例示。因此，本实用新型不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内，可对上述实施方式进行适当地变形来实施。

Claims

1.一种盘形辊，用于穿孔轧制机，其特征在于，包括：

圆板状的轴构件，其在中心具有上述盘形辊的驱动轴；

圆环构件，其安装在上述轴构件的外周上，外周面的横截面形状呈凹状，

上述圆环构件由沿圆周方向排列的多个圆弧状构件构成。

2.根据权利要求1所述的盘形辊，其特征在于，

上述圆环构件的一侧的侧面的外径大于另一侧的侧面的外径，

上述圆弧状构件分别具有沿着内周面中外径大的侧面侧的边缘形成的内面凸条，

上述轴构件具有沿着外周面的一侧的侧缘形成的、与上述内面凸条嵌合的外面凸条，

上述内面凸条和外面凸条中的一者在与该另一者相对的面上具有螺纹孔，上述内面凸条和外面凸条中的另一者在与上述螺纹孔相对的位置具有通孔，将螺钉插入上述通孔和上述螺纹孔来将上述圆弧状构件固定在上述轴构件上。

3.根据权利要求2所述的盘形辊，其特征在于，

上述内面凸条和外面凸条中的一者在与该另一者相对的面上具有沿圆周方向形成的嵌合凸条，上述内面凸条和外面凸条中的另一者在与上述嵌合凸条相对的位置具有与上述嵌合凸条嵌合的凹条。

4.根据权利要求2所述的盘形辊，其特征在于，

上述外面凸条在与上述内面凸条相对的面上具有螺纹孔，上述内面凸条在与上述螺纹孔相对的位置具有通孔，

上述通孔的直径从进入侧到比螺钉头部的高度深的规定位置大于上述螺钉头部的直径，从上述规定位置到退出侧小于上述螺钉头部的直径。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的盘形辊，其特征在于，

上述各圆弧状构件的两端面相对于内周面倾斜，且互相相邻的圆弧状构件通过互相相对的端面而嵌合。