专利名称：一种带稳钉异型圆钢的热轧方法
技术领域：
本发明涉及的一种带稳钉异型圆钢的热轧方法，特别适用于制造石油设备领域的各种抽油杆用的带稳钉异型圆钢的热轧方法。
背景技术：
随着我国石油开采进入中后期时代，油层分布不均衡，地质结构的不确定性加大，对石油采油设备的整体及配套件的性能要求越来越高，尤其现在使用机械运动举升的采油方法仍是一种主要途径，作为石油机械采油设备系统中的关键部件——抽油杆，其功能、性能要求就成为备受关注的焦点，尤其是具有刮蜡、扶正及防偏磨功能的抽油杆更受到油田用户的欢迎。因此，用于制造特种功能抽油杆的异型合金圆钢材料已成迫切要求。该异型合金圆钢目前的加工方法有热镦锻加工型和焊接加工型，由于热镦锻加工型成本高，生产效率低；焊接加工型易开焊和焊接区域易引起化学腐蚀与电化学腐蚀等缺点而不能满足生产实际需要。采用热轧方法由于金属的不均匀变形易造成稳钉充填不满，稳钉区域圆钢断面拉缩等缺陷，特别是稳钉呈交错布置和稳钉呈单边布置的异型圆钢的轧制缺陷尤为突出。由此可见，实现该异型圆钢的热轧成型的技术难度较大。
发明内容
本发明正是为克服现有技术不足，提供的一种热轧方法。
按稳钉在圆钢杆体上的分布情况，本发明解决其技术问题采用如下方案。
1、稳钉均布于圆钢两侧，两侧稳钉错位且均布。
在轧制过程中金属的不均匀变形发生在有稳钉的断面上，造成稳钉充填不满，断面拉缩，为了解决此矛盾，轧制方法采用圆-平椭圆-圆孔型系统。这种孔型系统较常规的孔型系统在轧件的具体尺寸上做了较大的改进，满足了金属最大的充填量，防止断面拉缩。轧件通过成品再前孔，采用圆型孔，其b3≈h3，b3较一般圆钢轧件尺寸大；轧制后进入成品前孔，其采用单圆弧平椭圆型孔，其b2/h2≥3，h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍；轧制后经翻钢90°后进入成品孔，每个轧辊的成品孔上均有凹槽，且凹槽在成品孔上均布，其中一个轧辊的凹槽在另一个轧辊的两相邻凹槽的中间位置。
2、稳钉不均布于圆钢两侧与方案1的不同之处为凹槽在每个轧辊的成品孔上不均布。
3、稳钉对称布置于圆钢两侧。
相当于普通螺纹钢，采用普通螺纹钢孔型即可，但须增大变形量与轧制压力，减少轧件由于瞬间变形不均匀而导致受力不均匀所产生的凹陷，确保凸起形稳钉的充满度，因此成品前孔采用单圆弧平椭圆型孔，且满足b2/h2＝2.5～3；轧制后经翻钢90°后进入成品孔，两个耦合轧辊的成品孔上均有凹槽，其中一个轧辊的凹槽与另一个轧辊的凹槽相对于轧件中心连线对称分布。
方案1～3孔型轧制时，为保证两个耦合轧辊成品孔上的两组凹槽的相对位置，两耦合轧辊要作好标记，以保证初始定位；采用单辊传动，双辊联动，以保证运行过程定位。
4、稳钉均布于圆钢一侧。
如果将稳钉几何尺寸保证则断面尺寸拉缩，反之，将稳钉尺寸拉缩。这种不均匀变形是造成产品质量的最大因素。为此采用变态圆-变态椭圆-圆孔型系统，这种孔型系统充分利用成品前孔的不均匀变形来保证成品孔的均匀变形，从而得到符合标准的成品断面几何尺寸。轧件进入成品再前孔，其采用异形圆型孔，且满足h31＝h32+3，R32＝R31+Δ3，Δ3由现场轧制确定，b3较一般圆钢轧件尺寸大；轧制后经翻钢90°后进入成品前孔，其采用异形平椭圆型孔，且满足h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍，R21＝R22+Δ2，Δ2由现场轧制确定，b21＝b22+2，b22＝成品孔宽度的0.9倍；轧制后经翻钢90°后进入成品孔，其上有凹槽，且凹槽在轧辊的成品孔上均布。
5、圆钢一侧有不均布稳钉。
与方案4的不同之处为凹槽在轧辊的成品孔上不均布。
以上方案1～5中按稳钉要求的形状和尺寸在轧辊的成品孔上加工出相应形状和尺寸的凹槽，可用铣制、电火花等方法加工。两相邻凹槽在同一轧辊上的圆周距离是对应于圆钢杆体同侧两相邻稳钉的距离，根据两相邻稳钉距离的尺寸和个数设计出轧辊的直径和凹槽个数。轧制时利用成品孔对轧件进行挤压变形，使金属进入凹槽得到与凹槽形状尺寸相同的凸起形稳钉。
本发明简单易行，生产效率高，凸起形稳钉与圆钢一体轧制成型，凸起形稳钉牢固可靠。
图1～图5是抽油杆用带稳钉异型圆钢的形状图，其中1为圆钢杆体，2为凸起形稳钉。
图6～图10是生产带稳钉异型圆钢的轧辊孔型图，其中，K1为成品孔，1-1为凹槽，K2为成品前孔，K3为成品再前孔，4为轧辊。
图6为采用圆-平椭圆-圆孔型系统。两个耦合轧辊4的成品再前孔K3采用圆型孔，其b3≈h3，b3较一般圆钢轧件尺寸大；成品前孔K2采用单圆弧平椭圆型孔，其b2/h2≥3，h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍；每个轧辊4的成品孔K1上均有凹槽1-1，且凹槽1-1在成品孔K1上均布，其中一个轧辊4的凹槽1-1在另一个轧辊4的两相邻凹槽1-1的中间位置。图1为此种孔型生产出的带稳钉异型圆钢。为稳钉均布于圆钢两侧，两侧稳钉错位且均布。
图7与图6的不同之处为凹槽1-1在每个轧辊4的成品孔K1上不均布。图2为此种孔型生产出的带稳钉异型圆钢。为稳钉不均布于圆钢两侧。
图8为两个耦合轧辊4采用普通螺纹钢孔型即可，但须增大变形量与轧制压力，减少轧件由于瞬间变形不均匀而导致受力不均匀所产生的凹陷，确保凸起形稳钉的充满度，因此成品前孔K2采用单圆弧平椭圆型孔，且满足b2/h2＝2.5～3；两个耦合轧辊4的成品孔K1上均有凹槽1-1，其中一个轧辊4的凹槽1-1与另一个轧辊4的凹槽1-1相对于轧件中心连线对称分布。图3为此种孔型生产出的带稳钉异型圆钢。为稳钉对称布置于圆钢两侧。
图6～图8孔型轧制时，为保证两个耦合轧辊4成品孔K1上的两组凹槽1-1的相对位置，两耦合轧辊4要作好标记，以保证初始定位；采用单辊传动，双辊联动，以保证运行过程定位。
图9为采用变态圆-变态椭圆-圆孔型系统，两个耦合轧辊4的成品再前孔K3采用异形圆型孔，且满足h31＝h32+3，R32＝R31+Δ3，Δ3由现场轧制确定，b3较一般圆钢轧件尺寸大；成品前孔K2采用异形平椭圆型孔，且满足h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍，R21＝R22+Δ2，Δ2由现场轧制确定，b21＝b22+2，b22＝成品孔宽度的0.9倍；成品孔K1上有凹槽1-1，且凹槽1-1在轧辊4的成品孔K1上均布。图4为此种孔型生产出的带稳钉异型圆钢。为稳钉均布于圆钢一侧。
图10与图9的不同之处为凹槽1-1在轧辊4的成品孔K1上不均布。图5为此种孔型生产出的带稳钉异型圆钢。为圆钢一侧有不均布稳钉。
具体实施例方式
按稳钉在圆钢杆体上的分布情况，本发明解决其技术问题采用如下实施方式。
1、稳钉均布于圆钢两侧，两侧稳钉错位且均布。
采用圆-平椭圆-圆孔型系统。这种孔型系统较常规的孔型系统在轧件的具体尺寸上做了较大的改进，满足了金属最大的充填量，防止断面拉缩。轧件通过成品再前孔K3，采用圆型孔，其b3≈h3，b3较一般圆钢轧件尺寸大；轧制后进入成品前孔K2，其采用单圆弧平椭圆型孔，其b2/h2≥3，h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍；轧制后经翻钢90°后进入成品孔K1，每个轧辊4的成品孔K1上均有凹槽1-1，且凹槽1-1在成品孔K1上均布，其中一个轧辊4的凹槽1-1在另一个轧辊4的两相邻凹槽1-1的中间位置。
2、稳钉不均布于圆钢两侧。
与实施方式1的不同之处为凹槽1-1在每个轧辊4的成品孔K1上不均布。
3、稳钉对称布置于圆钢两侧。
相当于普通螺纹钢，采用普通螺纹钢孔型即可，但须增大变形量与轧制压力，减少轧件由于瞬间变形不均匀而导致受力不均匀所产生的凹陷，确保凸起形稳钉的充满度，因此成品前孔K2采用单圆弧平椭圆型孔，且满足b2/h2＝2.5～3；轧制后经翻钢90°后进入成品孔K1，两个耦合轧辊4的成品孔K1上均有凹槽1-1，其中一个轧辊4的凹槽1-1与另一个轧辊4的凹槽1-1相对于轧件中心连线对称分布。
实施方式1～3孔型轧制时，为保证两个耦合轧辊4成品孔K1上的两组凹槽1-1的相对位置，两耦合轧辊4要作好标记，以保证初始定位；采用单辊传动，双辊联动，以保证运行过程定位。
4、稳钉均布于圆钢一侧。
采用变态圆-变态椭圆-圆孔型系统，这种孔型系统充分利用成品前孔K2的不均匀变形来保证成品孔K1的均匀变形，从而得到符合标准的成品断面几何尺寸。轧件进入成品再前孔K3，其采用异形圆型孔，且满足h31＝h32+3，R32＝R31+Δ3，Δ3由现场轧制确定，b3较一般圆钢轧件尺寸大；轧制后经翻钢90°后进入成品前孔K2，其采用异形平椭圆型孔，且满足h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍，R21＝R22+Δ2，Δ2由现场轧制确定，b21＝b22+2，b22＝成品孔宽度的0.9倍；轧制后经翻钢90°后进入成品孔K1，其上有凹槽1-1，且凹槽1-1在轧辊4的成品孔K1上均布。
5、圆钢一侧有不均布稳钉。
与实施方式4的不同之处为凹槽1-1在轧辊4的成品孔K1上不均布。
以上实施方式1～5中按稳钉要求的形状和尺寸在轧辊4的成品孔K1上加工出相应形状和尺寸的凹槽1-1，可用铣制、电火花等方法加工。两相邻凹槽1-1在同一轧辊4上的圆周距离是对应于圆钢杆体同侧两相邻稳钉的距离，根据两相邻稳钉距离的尺寸和个数设计出轧辊4的直径和凹槽1-1个数。轧制时利用成品孔K1对轧件进行挤压变形，使金属进入凹槽1-1得到与凹槽1-1形状尺寸相同的凸起形稳钉。
本发明简单易行，生产效率高，凸起形稳钉与圆钢一体轧制成型，凸起形稳钉牢固可靠。
权利要求
1.一种带稳钉异型圆钢的热轧方法，其特征在于a、该异型圆钢的稳钉呈交错布置，轧制方法采用圆—平椭圆—圆孔型系统。轧件通过成品再前孔(K3)，采用圆型孔，其b3≈h3，b3较一般圆钢轧件尺寸大；轧制后进入成品前孔(K2)，其采用单圆弧平椭圆型孔，其b2/h2≥3，h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍；轧制后经翻钢90°后进入成品孔(K1)，每个轧辊(4)的成品孔(K1)上均有凹槽(1-1)，且凹槽(1-1)在成品孔(K1)上均布或不均布，其中一个轧辊(4)的凹槽(1-1)在另一个轧辊(4)的两相邻凹槽(1-1)的中间位置或不在中间位置。b、该异型圆钢的稳钉呈对称布置，采用普通螺纹钢孔型即可。成品前孔(K2)采用单圆弧平椭圆型孔，且满足b2/h2＝2.5～3；轧制后经翻钢90°后进入成品孔(K1)，两个耦合轧辊(4)的成品孔(K1)上均有凹槽(1-1)，其中一个轧辊(4)的凹槽(1-1)与另一个轧辊(4)的凹槽(1-1)相对于轧件中心连线对称分布。c、该异型圆钢的稳钉呈单边布置，采用变态圆—变态椭圆—圆孔型系统。轧件进入成品再前孔(K3)，其采用异形圆型孔，且满足h31＝h32+3，R32＝R31+Δ3，Δ3由现场轧制确定，b3较一般圆钢轧件尺寸大；轧制后经翻钢90°后进入成品前孔(K2)，其采用异形平椭圆型孔，且满足h2＝成品孔高度的0.5～0.6倍，R21＝R22+Δ2，Δ2由现场轧制确定，b21＝b22+2，b22＝成品孔宽度的0.9倍；轧制后经翻钢90°后进入成品孔(K1)，其上有凹槽(1-1)，且凹槽(1-1)在轧辊(4)的成品孔(K1)上均布或不均布。
2.根据权利要求1所述的带稳钉异型圆钢的热轧方法，其特征还在于按稳钉要求的形状和尺寸在轧辊(4)的成品孔(K1)上加工出相应形状和尺寸的凹槽(1-1)。
3.根据权利要求1所述的带稳钉异型圆钢的热轧方法，其特征还在于为保证两个耦合轧辊(4)成品孔(K1)上的两组凹槽(1-1)的相对位置，两耦合轧辊(4)要作好标记，以保证初始定位；采用单辊传动，双辊联动，以保证运行过程定位。
全文摘要
本发明涉及一种带稳钉异型圆钢的热轧方法，按稳钉在圆钢杆体上的分布情况，分别采用如下热轧方法a.稳钉呈交错布置，采用圆—平椭圆—圆孔型系统，其中一个轧辊成品孔的凹槽在另一个轧辊成品孔的两相邻凹槽之间。b.稳钉呈对称布置，采用普通螺纹钢孔型，两轧辊成品孔的凹槽相对于轧件中心连线对称分布。c.稳钉呈单边布置，采用变态圆—变态椭圆—圆孔型系统，成品孔上有凹槽。本发明简单易行，生产效率高，稳钉与圆钢一体轧制成型，牢固可靠。
文档编号B21B1/08GK1814363SQ20051004207
公开日2006年8月9日 申请日期2005年2月3日 优先权日2005年2月3日
发明者辛民昌, 宋孟裕, 张居国 申请人:山东九环石油机械有限公司