CN2182005Y - 锥形辊钢管斜轧延伸机 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一钢管斜轧延伸机，适用于热轧无 缝钢管生产，采用多段锥形轧辊、双弧形固定导板和 圆柱体形芯棒的结构型式。锥形轧辊l由减径区 (l₁)、减壁区(l₂)、辗轧区(l₃)和规圆区(l₄)组成，该钢 管延伸机，具有变形合理、结构简单、操作方便、投资 少、建设周期短等优点，可广泛应用于新建钢管机组 的延伸工序，也可用于老机组延伸工序的改造，以及 向冷拨(轧)提供壁薄、精度好的坯料，减少冷拨(轧) 道次。

Description

本实用新型为一钢管斜轧延伸机，适用于热轧无缝钢管。

延伸是热轧钢管生产的主要工序之一，其目的是将穿孔后毛管的壁厚减薄，外径减小（或扩大），使之接近成品管的尺寸。

延伸分斜轧延伸和纵轧延伸两类。现有的斜轧延伸主要有以下三种方法：

（1）二辊曼氏斜轧延伸机。其结构特点是轧辊为鼓形（桶形），两个轧辊的轴线与轧制中心线在垂直平面上交叉成一定的角度（称为前进角）。钢管旋转的导向装置采用单弧度的固定导板，变形的内支撑工具为锥形顶头。其特点是结构简单，缺点是附加改形严重，延伸后钢管的尺寸精度低。

（2）二辊狄赛尔斜轧延伸机。轧辊为鼓形，在空间也构成前进角。与曼氏延伸机相比，结构上的特点是以主动的导盘代替固定的导板，以全浮动长芯棒代替锥形顶头。其主要优点是钢管精度较好，缺点是结构较复杂，延伸系数小，附加变形严重。

（3）Accu－Roll轧机（精密斜轧延伸机）。其特点是：以锥形辊代替鼓形辊，两轧辊轴线与轧制中心线在垂直平面上交叉成前进角（α），在水平面上交叉成辗轧角（β），加大主动导盘的直径。芯棒采用旋转的、运动速度可以调节的可控芯棒。主要优点是钢管精度高、延伸系数大、钢管的直径（D）与壁厚（S）之比D／S大、钢管附加变形小。缺点是结构复杂、投资大、操作困难、一些工艺问题（如钢管精度、延伸系数等）有待进一步解决，难以推广应用。

本实用新型在深入分析比较上述三种延伸方式的基础上，通过实验验证，开发结构简单、投资省、操作方便、工艺合理、推广前景好的新型斜轧延伸机。

本实用新型为锥形辊斜轧延伸机，主要由轧辊、导板、芯棒组成，两轧辊轴线和轧制中心线在垂直平面上交叉成前进角（α）、在水平面上交叉成辗轧角（β）。轧辊ι由减径区（ι1）、减壁区（ι2）、辗轧区（ι3）和规圆区（ι4）组成的多段锥形辊，ι1～ι4值由合理的延伸过程确定，一般取值范围为：

ι1＝（0.20～0.3）ι，ι2＝（0.20～0.25）ι，

ι3＝（0.2～0.25）ι，ι4＝（0.25～0.3）ι。

辊面锥角取决于α、β及钢管的尺寸，一般取值范围：

γ1＝β＋（3～4）°，γ2＝β＋（2～3）°，

γ3＝β±（0～1）°，γ4＝β＝（3～4）°

钢管旋转的导向装置为固定式导板。为既能起到导向作用，又能减少导板对钢管旋转的阻力，导板的横断面形状采用双弧形，靠近钢管旋转出口处的圆弧半径R1小于钢管旋转入口处的半径R2，R1／R2＝0.7～0.85。导板的纵向宽度与轧辊在空间的形状相适应，也由多段锥构成，这样，就可以用轧辊和导板组成一个封闭形的变形区孔型。

支撑钢管变形的工具采用圆柱形芯棒。芯棒的长度L。小于轧辊的长度L，而大于变形区的长度。芯棒尾端用螺纹与顶杆相连，轧制时芯棒位置在轧制方向上固定不变，只被钢管带动旋转。轧制结束后，根据芯棒的磨损情况，通过改变顶杆的位置，调整芯棒位置，达到提高芯棒寿命的目的。

两个轧辊左右布置，分别由直流电机驱动，导板上下对称布置。钢管在由轧辊、导板与芯棒组成的变形区内实现延伸变形（参见图4）。

轧辊、导板及芯棒设计合理与否，直接影响钢管精度、D／S和延伸系数等指标。本实用新型工具设计的原则是：首先确定由轧辊及芯棒组成的合理的孔型形状，然后根据三维空间关系，遵循轧辊－钢管共轭原理，由计算机对变形工具（轧辊、导板、芯棒）进行综合一体化设计，即根据预先确定的合理孔型，同时完成变形工具的设计。

本实用新型的优点：

（1）结构简单。本实用新型由锥形轧辊、固定导板、圆柱形固定芯棒组成，与近年国内外推出的Accu－Roll轧机相比，具有结构简单的突出优点，由此又带来了操作方便、投资少、建设周期短等一系列优点。

（2）工艺合理，钢管在斜轧延伸时的变形包括主变形与附加变形，主变形是改变形状所必要的变形，附加变形是改变形状不需要的不均匀变形，应尽力减少。锥形轧辊的轴向分速度沿轧制线逐渐增加，钢管的轴向前进速度也逐渐增加，两者相适应，因此，附加变形可以减少到最低程度。

（3）指标先进。D／S为25～30。延伸系数可达到2以上，超过自动轧管机而接近Accu－Roll。钢管的横向壁厚精度好，可达到±5％。钢管的出口速度快、生产效率高。工具寿命长。

（4）应用面广。本实用新型可用于：

①新建钢管机组的延伸机，实现穿孔→延伸→定径的短流程生产新工艺。

②现有轧管机组的改造。在出热轧成品管的机组中，本实用新型可以代替自动轧管机、二次穿孔等延伸机。在出冷拔（轧）成品管的机组中，本实用新型可设在穿孔机后面，向冷拔（轧）提供壁厚精度高、外径小的坯料，以减少冷拔（轧）道次，提高冷拔能力。

图1    为多段锥形轧辊

图2    为双弧形固定导板主视图

图3    为双弧形固定导板的剖面图

图4    为双弧形固定导板的俯视图

图5    为变形区的封闭孔型

图6    为圆柱形固定芯棒。

图5中    1.轧辊        2.导板        3.芯棒        4.钢管

北京科技大学压力加工系φ40mm锥型辊钢管斜轧延伸机。轧辊直径195mm，前进角选用8°，辗轧角选用5.5°。轧辊由4段圆锥组成，各段的长度和锥面角分别为ι1＝34mm，γ1＝9°，ι2＝42.5mm，γ2＝7.5°，ι3＝51mm，γ3＝5.5°，ι4＝42.5mm，γ4＝2°（参见图1）。双圆弧导板的圆弧半径R1＝45mm，R2＝56mm（见图2、3、4）。圆柱形固定顶头的总长度为80mm，其中圆柱部分长度为60mm，用于导入钢管的圆锥部分长度为20mm（见图6）。坯料外径42mm，壁厚4.2mm。经延伸变形后，钢管外径为40～42mm，壁厚为2.5～3.2mm，钢管外径与壁厚之比为20～25延伸系数达1.5～1.78，研究表明附加变形约减小40～50％。

Claims (1)

1、本实用新型为一锥形辊钢管斜轧延伸机，主要由轧辊、导板、芯棒组成，两轧辊轴线与轧制中心线在垂直平面上交叉成前进角(α)，在水平面上交叉成辗轧角(β)，其特征是：

(1)轧辊l由减径区(l₁)，减壁区(l₂)，辗轧区(l₃)和规圆区(l₄)组成的多段锥形辊，l₁～l₄值由合理的延伸变形过程确定，一般取值范围为：

l₁=(0.20～0.30)l，l₂=(0.20～0.25)l，

l₃=(0.20～0.25)l，l₄=(0.25～0.3)l

辊面锥角取决于α、β及钢管的尺寸，一般取值范围

r₁=β+(3～4)°，r₂=β+(2～3)°，

r₃=β+(0～1)°，r₄=β-(3～4)°

(2)导板的横断面采用双弧形，靠近钢管旋转出口处的圆弧半径R₁小于钢管旋转入口处的半径R₂，R₁/R₂=0.7～0.85R₁、R₂值要与钢管的尺寸相适应，并以减小钢管旋转阻力、均匀接触与磨损、封闭孔型为准则。导板的纵向宽度与轧辊在空间的形状相适应，也由多段锥构成，

(3)芯棒采用圆柱形芯棒，芯棒的长度小于轧辊的长度，而大于变形区的长度，芯棒尾端和顶杆采用紧连接，最好采用螺纹连接。