[發明專利]三輥全浮芯棒連軋管機及其軋制工藝

有效

• 申請號: 201110202862.9
• 申請日: 2011-07-13
• 公開（公告）號: CN102873100A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李元德;李國棟;田穎峰
• 申請（專利權）人: 中冶東方工程技術有限公司
• 主分類號: B21B19/04
• 分類號: B21B19/04;B21B37/78;B21B38/00;B21B38/04
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 劉云貴;韓龍

技術領域

本發明涉及熱軋無縫鋼管的生產設備及生產工藝，具體地，涉及一種三輥全浮芯棒連軋管機及其軋制工藝。

背景技術

傳統的全浮芯棒連軋管生產方法具體為：在熱軋管車間經冷鋸(或其它切斷方法)將連鑄圓管坯切成長度約為1.5～4.5m范圍定尺；在傳統的環形爐中加熱1.5～4.5m范圍定尺的圓管坯，加熱到1150～1280℃后送去穿孔，在穿孔機上穿成最長為11m毛管，接著，在空心坯減徑機上減徑延伸形成最長14.1m空心坯；之后按全浮芯棒連軋管的生產工藝，在8機架二輥連軋機上軋成最長為33m荒管。該生產工藝主要用于生產Φ168mm以下小口徑鋼管，產能高，理論生產能力可達240支母管/小時(理論軋制節奏15s)。雖然該生產工藝的產能高，但因“竹節現象”增加頭尾損失約15～30％。

近年來，針對“竹節現象”進行了很多工藝實驗研究，對其產生機理較普遍的觀點如下：

全浮芯棒連軋管的軋制過程分為穩定軋制階段、咬入和拋出的非穩定階段。在穩定軋制階段，各架毛管速度與截面延伸系數成正比增加，故第1～8架毛管速度呈階梯型遞增；而此階段芯棒為向前勻速運動，且芯棒速度高于第1架毛管速度，而低于第6架毛管速度。由于芯棒向前運動速度不變，不會產生縱向的摩擦推力，故沒有“竹節(又稱鼓肚)現象”的產生；

在咬入和拋出的非穩定階段，各架毛管速度與穩定軋制階段相同；而整體芯棒是加速提速的，特別是在拋鋼的非穩定階段芯棒加速提升更為明顯。這種整體芯棒的加速提升，對于毛管在各架變形區產生一種縱向的附加摩擦推力，從而產生“竹節(又稱鼓肚)現象”。

對二輥全浮芯棒連軋管工藝，可采用全程控制技術，對各機架的軋輥孔型、軋制速度及輥縫進行預調整，使軋制過程在主變形機架實現推力軋制，在主變形機架以外接近出口的機架實現張力軋制，從而對竹節進行有效的控制。

在三輥全浮芯棒連軋管工藝中，由于三輥全浮芯棒連軋管機具有三輥輥槽淺、軋輥速度差小、軋輥孔型凸緣區小、各機架間距較小的特點，“竹節現象”在一定程度上得到了控制。另外，采用傳統芯棒潤滑工藝，在芯棒表面噴涂一層芯棒潤滑劑后，在干燥工位進行干燥，保證芯棒表面形成一層致密、干燥且摩擦因數較低的潤滑層，也可在一定程度上控制“竹節現象”。采用這些方法，可以在三輥全浮芯棒連軋管工藝，基本抑制頭部竹節的產生，但無法對尾部竹節進行控制，因此不能有效地控制“竹節現象”。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種三輥全浮芯棒連軋管機及其軋制工藝。

本發明的三輥全浮芯棒連軋管機，包括第一至第六變形機架和松棒機架，荒管依次通過該第一至第六變形機架和松棒機架，第二變形機架至第五變形機架后均設置有檢測元件，檢測元件與控制單元相連，用于在檢測到荒管離開其對應的變形機架時，向控制單元發出信號；第三變形機架至第六變形機架上均設置有與控制單元連接的液壓微壓下裝置，液壓微壓下裝置用于對變形機架上的軋輥進行微壓下；松棒機架后還設有脫棒機，脫棒機后設有測量裝置，測量裝置實時測量荒管的外徑和壁厚值，并將檢測到的數據發送給控制單元；控制單元根據預先設定的或者實時測量的荒管的外徑和壁厚值，確定各變形機架對尾部竹節偏差的補償值，并且控制單元在接收到檢測元件發來的信號后，控制位于發送信號的檢測單元所對應的變形機架之后的各變形機架上的液壓微壓下裝置進行微壓下，以對尾部竹節偏差進行補償。

在此實施方式中，在檢測元件依次發出信號后，液壓微壓下裝置調節微壓下，第三至第六變形機架中，每個變形機架的每次補償量不超過0.075％×荒管外徑。第三至第六變形機架中，每個變形機架的總補償值在0.05×荒管外徑～0.15％×荒管外徑之間。

在此實施方式中，檢測元件設置在第二變形機架至第五變形機架中的每個變形機架后0.2米處。

在此實施方式中，控制單元根據預先設定的荒管的外徑和壁厚值確定各變形機架對正在被軋管的荒管的尾部竹節偏差的補償值；控制單元根據實時測量的荒管的外徑和壁厚值，確定各變形機架對下支荒管的尾部竹節偏差的補償值。

本發明還提供了一種三輥全浮芯棒連軋管機的軋制工藝，包括以下步驟：實時檢測荒管的外徑和壁厚值；根據預先設定的或實時檢測到的荒管外徑和壁厚值，確定各變形機架對荒管尾部竹節偏差的補償值；在檢測到荒管離開其對應的變形機架時，對位于該變形機架后的各變形機架上的軋輥進行微壓下，從而對尾部竹節偏差進行補償。