CN85106430A - 内行星斜轧冷轧管机 - Google Patents

Abstract

航天、航空、造船和化工等工业部门都需要大直径薄壁冷轧管材，为此发明了内行星斜轧冷轧管机。发明的依据是“行星斜轧轧管工艺理论”。这种轧管机中有机身、油马达、传动轴、轧管机头、液压推力机构、液压涨力机构和外模等主要部件。轧辊轴与轧机轴线成一定的斜轧角，轧辊在被轧制管内以行星方式轧制。本发明的设备简单，轧制的管材质量好，生产效率高。以这种内行星斜轧冷轧管机为主体，可以建立起大直径薄壁冷轧管材的工业生产体系。

Description

本发明涉及一种轧制无缝钢管管材的设备。

冷轧无缝钢管生产技术是三十年代发展起来的，1931年美国制管公司取得了“罗克莱特冷轧管机”（Rockright    mill）的专利。半个世纪以来，冷轧钢管技术有了很大的发展，罗克莱特冷轧管机设备越来越大，结构越来越复杂，自动化程度越来越完善，然而它的基本工艺并没有根本的改变。由于罗克莱特冷轧管机的工艺特点，利用它冷轧大直径薄壁无缝钢管是很困难的。随着航天、航空、造船和化工等工业的发展，都需要大直径薄壁无缝钢管冷轧管材，许多国家正在努力探索这种冷轧管材的工业生产途径。目前大直径薄壁冷轧管材的生产方法有：大型罗克莱特冷轧管机、大型拉拔机和强力旋压机。在这些方法中，有的设备庞大，有的生产效率低，有的轧制质量不高，至今还没有实用的轧制大直径薄壁冷轧管材的工业生产方法，至使大直径薄壁冷轧管材不能满足实际的需要。

本发明的目的在于提供一种适合于工业生产的大直径薄壁冷轧管材的轧制设备，再以它为主体，建立起大直径薄壁冷轧管机组的工业生产体系。

内行星斜轧冷轧管机的工艺原理见图1。冷轧管坯为1，外面有一个固定的外模2，外模的内园锥面G是轧制钢管的工作面。管坯内部有一个机头装置4，机头装置上有三个或三个以上的行星轧辊3，各轧辊沿园周方向均匀分布。轧辊有两段型面，A段为园锥面，园锥角α＝3°～8°，B段为特定的4次曲面。轧辊在轧制时，在A段轧制，有扩径区C和变形区D工作，在B段轧制，有均正区E和转园区F工作。各轧辊的轴线与轧管轴线斜交，构成斜轧角β，β一般是1°～6°，以实现斜轧的工艺条件。从6上可以看到：机头装置带动行星轧辊作公转运动H，当公转的轧辊与管坯内表面接触时，由于固定外模对管坯周向的约束作用，在轧辊与管坯的接触点处构成运动的周向瞬时速度中心I，使每个轧辊都产生自转运动J，从而产生轴向分速度和轴向摩擦力，这为斜轧钢管提供了一个必要的条件，另外外模的内园锥面G在轧制过程中也提供了一个轴向轧制力，在这两个因素的作用下，一个正确的工艺设计就能使管坯产生轴向运动和轴向延伸变形，从而轧制出管材5。

内行星斜轧冷轧管机有卧式和立式两种。图2是卧式内行星斜轧冷轧管机的结构简图，可以轧制直径由200毫米到600毫米的薄壁冷轧管材。这种轧管机用液压马达7作动力源，或用一般的电机作动力源，还有轴承箱和支持主轴8，有传动轴9和装有三个或三个以上轧辊的机头。油马达通过主轴和传动轴带动机头转动，机头上的轧辊可以被调正到径向最小位置，以送进管坯，轧辊还可以被调正到轧制位置，以轧制钢管。在外模座11上有一个固定的外模2，利用螺纹机构调正它的轴向轧管位置。一个液压油缸带动推力机构10，推力机构又推动管坯1，使管坯和外模接触，使轧制管材5。为轧制很薄的管材，设置了一个专用的液压油缸，它带动涨力机构12，以保证轧制过程的稳定和产品的平直度。13是机身。

图3是内行星斜轧冷轧管机的机头和外模。传动轴9传递轧制力，在传动轴上有联结法兰15，并用一组螺栓固定，有两个径向平键16把转动传给机头19，机头上有锁紧螺母17。在联结法兰15上有液压油缸14，油缸推动调正锥18沿轴向运动，在机头上有三个或三个以上的轧辊架20，在每个轧辊架上有轧辊3，轧辊内有轧辊轴21和轴承，在机头盖23上有一组平衡弹簧22，用来平衡轧辊架。在调正锥18的带动下改变轧辊架的工作位置，使轧辊架上的轧辊可以调正到径向最小位置，以送进管坯，轧辊还可以调正到轧制位置，粗调欲轧管材的壁厚，调正锥具有1∶3～1∶5的锥度，可以是棱锥，也可以是园锥。固定的外模2在外模座11的带动下沿轴向移动，改变外模内园锥面G和轧辊3的间隙，这是对欲轧制管材壁厚的细调。在外模和轧辊的轧制下，把管坯1轧成管材5，表面光洁度可以达到 7到

8，外径稍有扩大。

图4是立式内行星斜轧冷轧管机的结构简图，可以轧制直径由400毫米到2000毫米和更大的薄壁冷轧管材。液压油马达24为动力源，在油马达上装有主轴和轴承箱26，在轴承箱上有螺纹机构25，可以改变传动轴27的上下位置。外模和机头的结构与卧式斜轧冷轧管机的相同。机头装在传动轴上，机头上装有三个或三个以上的轧辊架，轧辊架上有轧辊。油马达通过主轴和传动轴带动机头转动。在外模座29上有一个固定的外模，有两液压油缸带动推力机构28，只需要不大的推力就能推动管坯1，使管坯和外模接触，从而轧制管材5。轧制很薄的管材，专门设置了两个液压油缸带动涨力机构30，以保证轧制过程的稳定和产品的平直度。机身31由一组园柱组成。

本发明有如下优点：

1.内行星斜轧冷轧管机可以轧制200毫米到2000毫米甚至更大直径的薄壁冷轧管材，可以轧制钢及合金钢管材，也可以轧铜、铝、钛等有色金属管材，以这种轧管机为主体，可以建立起大直径薄壁冷轧管材的工业体系。

2.这种冷轧管机的设备轻、简单，工具也简单，操作方便。

3.这种轧管机轧制出的管材质量好，表面光洁度可达

7～

8。

4.轧机的轧制速度高，工艺调正方便，有利于实现自动化生产。

5.该斜轧冷轧管机可以轧制热轧无缝管材的管坯，也可以轧制焊接管坯，生产出相当于冷轧的“无缝管材”，轧制前管坯也不需要特别的处理。

可以以本发明的内行星斜轧冷轧管机为主体，建立大直径薄壁冷轧管材的工业生产体系。图5是轧制大直径薄壁冷轧管材工业生产的工艺流程图。32是热轧无缝钢管的管坯，33卷板材，经剪板34，铣边35，卷筒36，再经外焊37，内焊38，再经修磨39，成型为焊接管坯，这两种管坯经热处理炉40退火，41酸洗，42中和水洗，送入内行星斜轧冷轧管机43斜轧，轧出的冷轧管材经切管44，再经几次轧制，送检验45，包装后送入仓库46。

本发明的有关附图：

图1：内行星斜轧冷轧管机的工艺原理。

图2：卧式内行星斜轧冷轧管机的结构简图。

图3：内行星斜轧冷轧管机的机头和外模。

图4：立式内行星斜轧冷轧管机的结构简图。

图5：轧制大直径薄壁冷轧管材工业生产的工艺流程图。

Claims (8)

1、一种斜轧冷轧管机，其特征在于：轧管轴线可以水平布置(卧式)，也可以垂直布置(立式)，机头19被放置在管坯内部，机头上装有轧辊3，轧辊的径向轧制位置可以被调正，轧辊、轴线和轧管轴线斜交，构成斜轧角β，在管坯的外面装有固定外模2，外模的内园锥面和轧辊的间隙构成了所轧制管材的壁厚，另有涨力机构12和30，专门轧制壁厚很薄的管材。

2、如权利要求1所述的机头，其中装有三个或三个以上的轧辊架20，轧辊架沿园周均匀分布。

3、如权利要求1和2所述的机头，有一调正锥18从中间穿过，调正锥沿轴向移动，带动轧辊架20沿径向开启或闭合，以给定轧辊架的工作位置。

4、如权利要求3所述的调正锥，其特征是具有1∶3～1∶5的锥角。形状为棱锥型或圆锥型。

5、如权利要求3所述的轧辊架，其上各装有一个轧辊3。

6、如权利要求5所述的轧辊，其特征在于有两段型面，A段为园锥面，园锥角α＝3°～8°，B段为特定的4次曲面。

7、如权利要求6所述的轧辊，其轴线和轧管轴线斜交，构成斜轧角β，β值的范围为1°～6°。

8、如权利要求1所述的固定外模，其内表面是园锥面，园锥角的范围为1.5°～6°。

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