[發(fā)明專利]采用六輥矯直機實現(xiàn)薄壁無縫鋼管精密矯直的方法

無效

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• 申請日: 2010-06-03
• 公開（公告）號: CN101927278A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李連進;潘道津;付繼成;王惠斌
• 申請（專利權(quán)）人: 天津商業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B21D3/02
• 分類號: B21D3/02
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 肖莉麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用六輥矯直機實現(xiàn)薄壁無縫鋼管精密矯直的方法。?

背景技術(shù)

薄壁無縫鋼管作為一種經(jīng)濟斷面型鋼，其生產(chǎn)規(guī)模日益增大。但國內(nèi)知名無縫鋼管制造商的投產(chǎn)方式基本上都是直接引進國外現(xiàn)有的設(shè)備和工藝，這樣必然造成生產(chǎn)所遵循的理論研究的滯后。?

實際上，由于薄壁無縫鋼管斷面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性差，其矯直軋制生產(chǎn)有其自身的特點。如果相關(guān)參數(shù)設(shè)置不當，在矯直過程中極容易引起管體表面的凹陷等現(xiàn)象，直接影響到管材的表面質(zhì)量和尺寸精度。?

目前，國內(nèi)外的生產(chǎn)廠家設(shè)定矯直參數(shù)的理論基礎(chǔ)仍是傳統(tǒng)矯直理論，而且其設(shè)定過多依賴經(jīng)驗，其原因主要是鋼管矯直是典型的彈塑性靜不定問題，涉及材料非線性和接觸非線性，又有反復(fù)的加載卸載，使矯直過程的理論和實踐研究有很多難點問題。例如，關(guān)鍵工藝參數(shù)的矯直量的確定、矯直時無縫鋼管長度和斷面的彈塑性分布規(guī)律、矯直過程中殘余撓度和殘余應(yīng)力對矯直參數(shù)的影響等。由于薄壁無縫鋼管矯直工藝過于復(fù)雜，受各種條件的限制，致使對研究模型做了太多的簡化，對薄壁無縫鋼管矯直機理缺乏深入系統(tǒng)的研究。?

現(xiàn)有的矯直理論在求解矯直壓下量(或矯正壓下量)時，由于未考慮斷面畸變這一現(xiàn)象，通常采用材料力學(xué)方法-壓彎撓度計算方法計算壓下量。但在矯直過程中，矯直壓下量和矯正壓下量共同直接作用于薄壁無縫鋼管的表面，其作用合力有時會超過薄壁無縫鋼管的允許變形極限而引起表面產(chǎn)生凹陷，這種凹陷主要發(fā)生在作用合力最大的中間矯直軋輥和無縫鋼管接觸處。由于無縫鋼管上表面發(fā)生凹陷，鋼管斷面整體的實際位移δ小于設(shè)定的壓下量δ₀，實際的壓下量和軋制力都小于理論值，這必然不能得到理想的矯直效果，而且嚴重影響無縫鋼管產(chǎn)品的表面質(zhì)量。因此，需要對原有的矯直?方法進行完善。?

目前，在薄壁無縫鋼管矯直方面，為了減少由于矯直壓下量(或矯正壓下量)引起的作用力超過薄壁無縫鋼管的彈性極限而產(chǎn)生斷面畸變，通常利用調(diào)整矯直軋輥軸線和矯直中心線的夾角以及控制矯直軋輥壓下量的手段，期望得到表面質(zhì)量更高的薄壁無縫鋼管產(chǎn)品。國內(nèi)外對此都進行了廣泛研究和探索，并形成了多項成果或專利，主要研究成果有：?

目前公開控制矯直輥壓下量的技術(shù)方案，目的是合理的設(shè)置矯直壓下量(或矯正壓下量)有效地控制無縫鋼管的彎曲變形(或橢圓度)，提高產(chǎn)品的矯直質(zhì)量。如發(fā)明專利《高精度管材矯直機》(公開號：CN1085139)公開的是一種高精度管材矯直機，在對置布置的矯直輥所組成的對置式矯直環(huán)節(jié)后面增設(shè)一個由交錯布置的矯直輥所組成的交錯式矯直環(huán)節(jié)，可使管材的直線度提高到0.25％以下，而圓度則比現(xiàn)有的矯直機提高30～50％，主要用于提高管材的直線度；發(fā)明專利《多輥式矯直機》(公開號：CN87105049)公開的是一種由多輥上下交錯排列構(gòu)成矯直輥系的多輥式矯直機，特點是縮短矯直的空區(qū)，使鋼管的頭尾得到充分矯直，提高成材率；論文《斜軋鋼管矯正機壓扁量的確定》(鋼管，1999年第28卷第3期)、《鋼管壓扁矯正過程的計算機模擬》(上海交通大學(xué)學(xué)報，2004年第38卷第9期)、《對向六斜輥管材矯直機壓扁壓下量研究》(包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報，1998年第17卷第1期)和《斜軋石油套管矯正最佳壓下量的分析》(石油機械，2008第36卷第7期)公開了無縫鋼管的最佳矯正壓下量的計算方法；論文《鋼管壓力矯直行程計算公式的理論研究》(寶鋼技術(shù)，2009年第1期)、《六輥斜軋無縫鋼管矯直機的壓下量研究》(鍛壓技術(shù)，2008年第33卷第5期)公開了無縫鋼管的最佳矯直壓下量的計算方法。?

在上述所公開的控制矯直(或矯正)壓下量方法方面，主要是選擇合適的矯直(或稱矯正)軋輥壓下量，使鋼管在彈塑性范圍內(nèi)產(chǎn)生充分的彎曲變形和橢圓變形，使彎曲(或橢圓)的鋼管得到充分矯直(或矯正)。但由于未考慮斷面畸變這一現(xiàn)象，通常采用材料力學(xué)方法-壓彎撓度計算方法計算壓下量，獲得的矯直(或矯正)壓下量有時會過大，引起較大的矯直作用力會使鋼管表面易產(chǎn)生螺旋壓痕和表面凹陷，合格率低。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種薄壁無縫鋼管的精密矯直方法，該方法通過采用彈塑性理論計算獲得精確的矯直壓下量和矯正壓下量，并通過矯直作用力與矯正作用力的合力與赫茲接觸力、直線度和橢圓長短軸直徑差的驗證及調(diào)整，獲得最佳的工藝參數(shù)，避免過大的壓下量引起薄壁無縫鋼管的表面產(chǎn)生凹陷，通過精密矯直制造出具有高的表面質(zhì)量的薄壁無縫鋼管。?

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：?

一種采用六輥矯直機實現(xiàn)薄壁無縫鋼管精密矯直的方法，其特征在于，包括下述步驟：?