专利名称：少机架纵向热轧小直径薄壁无缝钢管设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于钢管的轧制设备技术领域，主要涉及的是一种少机架纵向热轧 无缝钢管设备。尤其适用于高精度小直径薄壁无缝钢管的生产。
背景技术：
小直径薄壁无缝钢管在生产、生活等各^^页域中用量都很大，我国2007年消 费1600万吨钢管有53%是小直径无缝钢管。目前我国大中直径的无缝钢管机组总 体装备水平较先进，生产能力与需求差距不大；与其相比，小直径无缝钢管机组的 总体装备水平不高，约50%的生产能力为一般水平和落后机组。这反映出我国无缝 钢管轧机装备水平发展不平衡，小直径钢管的总体装备水平还有待提高。当前在生 产实际轧制小直径薄壁无缝钢管一般采用冷拔或冷轧的方法取得小直径薄壁无缝 钢管，无论是冷拔或冷轧的方法生产小直径薄壁无缝钢管都需要数次退火、酸洗、 磷化，生产效率都比较低。且生产薄壁无缝钢管工序多、成本高、浪费资源，存在 着功效慢、能耗大、成才率低、污染严重、环保压力大的问题。加之钢铁材料本身 的抗变形力，使得冷拔(车L)能加工的原料材质范围相当窄等，这样既极大的浪费了 倉娜和资源，并且对于很多材质只能禾,多次冷拔得到精度较高的小直径薄壁无缝 钢管，那样更是费工费料，成本非常高，而现有的技术很难加工精度高的小直径薄 壁无缝钢管，所以小直径薄壁无缝钢管的加工至今还是一个技术难题。虽然目前在 热轧小直径薄壁无缝钢管方面，也有企4k^用三f^斜轧技术进行扎制，但由于^H 私斜轧应力(三向)变形方向的制约和芯棒刚性P艮制，在斜轧过程中容易将薄壁钢 管轧成尾三角或麻花型。因此在三辊斜轧小直径薄壁无缝钢管的技术方面一直没有 实质性进展。且现有三辊热轧设备只能轧制076mm的无缝钢管。cD76mm以下的 热轧小直径薄壁无缝钢管的轧制在国内一直是空白。
发明内容
本实用新型的目的即由此产生，提出一种少机架纵向热轧小直径薄壁无缝钢
管设备，使其可轧制cD76mm以下的小直径薄壁无缝钢管，并有效提高钢管的精度 和力学性能。
本实用新型实现上述目的采取的技术方案是其主要由芯棒小车、芯棒、减壁 车L机、张力减径轧机、加热炉、冷床、校直机、切割丰几、在线检测设备及主控制柜 构成，芯棒小车沿导轨往复运动，芯棒的一端与芯棒小车固定并与芯棒小车同步移 动；减壁轧机上具有三个互成120°分布的轧辊由电机提供动力，每个车L辊的外圆 周上开有Y型圆弧形凹槽，两侧设有伞形齿，该三个轧辊的Y型圆弧形凹槽形成 的圆孑L直径与所要车L制钢管的外径吻合，且由第一台到最后一台依次成线性递减； 张力减径车L机上具有三个互成120°分布的轧辊由电机提供动力，每个车L辊的外圆 周上开有Y型圆弧形凹槽，两侧均设有伞形齿，该三个轧辊的Y型圆弧形凹槽形 成的圆孔直径与所要轧制钢管的外径吻合，且由第一台到最后一台依次成线性递 减。
本实用新型利用三辊纵轧技术与限动芯棒相结合，液压精密调整带伞形齿的直 辊纵轧进行减径减壁车L制，通过轧管流7jC线主控制丰蹄各机架进行无级调速，以确 保工艺的实施，从而轧制出外径4) 12mm 小76mm，壁厚在1 6mm的小直径薄壁 无缝钢管。由于采用Y型圆弧形凹槽轧辊，且Y型圆弧形凹槽的每一点都和钢管 的外壁相切，无数个相切点连在一起即是一个正圆，使得正在轧制的钢管的360度 范围内受到的应力均匀，不会使薄壁管轧扁变形。由于在扎制过程时，车L辊的转动 带动钢管相向运动，即轧辊沿钢管的纵向转动，推动钢管相向纵向前进，因此可实 现纵向轧制。Y型圆弧形凹槽车L辊織快，功效高。由于芯棒具有内冷却功能，从 而解决了在即时冷却芯棒的过程中而不冷却正在轧制钢管的问题。且芯棒为锥形形 状，在减壁轧制过程中，在钢管起内模作用，与轧辊配合对钢管起减壁的作用。
图1是本实用新型轧管机组的主视图。
图2是图1的A—A剖面图。
图3是本实用新型整条生产流水线的俯视图。图4是本实用新型芯棒的结构示意图。 图5是本实用新型轧辊的俯视图。
图6是本实用新型轧辊的左视图。
图中1、芯棒小车；2、芯棒；3a 3d、减壁轧制机组；4a^4d、张力减径轧制 机组；5a 5g、三相异步电机；6a^6g、直流变频器；7、轧管流水线主控制柜； 8a 8c、带伞形齿的纵轧直辊；9、环形缝式加热炉；10、出料辊道；11、输送辊道; 12a、冷床；12b、冷床；13、校直机；14、切割机；15、在线^^测设备；16、打捆 机；17、锥形芯棒头、18、空腔拉杆；19、冷却腔体；20、进水口； 21、出水口；
22、芯棒轴承盖；23、纵轧直辊；24、伞形齿；25、 Y型圆弧形凹槽。
具体实施方式
结合附图对本实用新型进一步说明。
如图1结合图3所示:本实施例主要由芯棒小车1、芯棒2、减壁轧制机组3a 3d、 张力减径轧制机组4a 4g、缝式环形加热炉9、冷床12a 12b、校直机13、切割机 14、在线检测设备15及主控制柜7组成，缝式环形加热炉9充分利用了热能对荒 管进行加热，并且使荒管加热更为均匀，为轧制提供了良好的车L制条件。芯棒小车 l是芯棒2的运动载体，动力由气泵提供，在导轨上往复运动。芯棒2的尾端由三 角型卡盘固定在芯棒小车1上，并且可以通过PLC控希係纟舰芯棒的位置进行前后 调整，以保证轧制工艺需要。
如图4所示芯棒2由锥形芯棒头17、空腔拉杆18、冷却腔体19及进水口 2 0及出水口21组成。芯棒2的前部为锥形芯棒头、中间部位为空腔拉杆、后部为轴 承盖，内部为循环中空冷却S空体，在其后部与芯棒小车连接的轴承盖上设置有进水 口和出水口。使用时，芯棒2的尾端固定在芯棒小车1上，芯棒先穿入荒管内，在 芯棒穿入荒管的过程中，当芯棒穿入荒管到达指定车L制位置时，芯棒小车上的卡槽 会挡住芯棒继续前进，然后芯棒随着芯棒小车推动荒管共同前进，芯棒端部即停留 在轧制处充当内模，与轧辊配^t行轧管。在轧制时，冷却水通皿水口 20进入 芯棒的水冷腔体19后由出水口21排出，通过不停地冷却芯棒，以保证芯棒在高温 下有足够的硬度和刚性，以便正常工作。当一根钢管车L制完成后，芯棒由芯棒小车 带动抽出，待下一轮轧制。
减壁轧制机组3a 3d由一至四台机架组成。本实施例由四架减壁轧机组成， 每架轧机结构相同，传动方式相同，只是轧辊所形成的 L型大小不同，由入口向后 依次成线性递减，从而使减壁过程是一个连续过程。(如图2、图5、图6所示)每 台减壁轧机上均具有三个互成120°分布的轧辊8a 8c，每个轧辊结构相同，其外 圆周的上开有Y型圆弧形凹槽25，两侧均设有伞形齿24。该三个轧辊的Y型圆弧 形凹槽形成的圆孔的内径即是所要车L制钢管的外径。轧制时，钢管与三个Y型圆弧 形凹槽相切，轧辊的转动带动钢管相向运动，即轧辊沿钢管的纵向转动，推动钢管 相向纵向前进，因此可实现纵向轧制。减壁车L机在车L制过程中，在钢管内模加入芯 棒，芯棒与轧辊配合，起减壁轧制的作用。
张力减径车L制机组4a^4g由一至四台机架组成。本实施例由四架减壁轧机组成， 每架轧机结构相同，传动方式相同，只是轧辊所形成的孔型大小不同，由前向后依 次成线性递减，从而使减径过程是一个连续过程。每台张力减径轧机上均具有三个 互成120°分布的轧辊8a 8c，每个轧辊结构相同，其外圆周的上开有Y型圆弧形 凹槽25，两侧均设有伞形齿24 (如图2、图5、图6所示)。该三个轧辊的Y型圆 弧形凹槽形成的圆孔的内径即是所要车L制钢管的外径。轧制时，钢管与三个Y型圆 弧形凹槽相切，轧辊的转动带动钢管相向运动，即轧辊沿钢管的纵向转动，推动钢 管相向纵向前进，因此可实现纵向轧制。在轧制过程中，在钢管内模不需加入芯棒， 利用张力减径的原理直接减径轧制。
冷床12a、 12b位于张力减径轧制机组4a 4g的出料口部位，其采用的是层流 冷却方式，钢管由出料辊道输送上冷床，进行层流冷却，M调整冷却速度、方式 和冷床传魏度来确保钢管的力学性能。在冷床的输出端依次为校直机13、切割机 14及在线检测设备15。当钢管经过冷床冷却后，由成品辊道输送至校直机进行校 直，经过校直后的钢管通过切割机进行定尺或倍尺切割，再经过在线检测设备对定 尺后的钢管进行检测后，合格的钢管由打捆机打捆称重入库。主控制柜7采用PLC 控制程序可实现对直流电机、电控柜、调速器、减速器等控制。
使用时，由环形缝式加热炉9将荒管加热至IIO(TC左右，进入上料辊道后10 后由机械手推动至输送辊道11，芯棒小将限动芯棒2插入荒管内并将荒管推入减壁 轧制机组3a 3d开始进行车L制，通过四架减壁车L机与芯棒配合将荒管壁轧至工艺要
求尺寸，并适当减小荒管外径，芯棒小车将芯棒一直随荒管的轧制前进， 一直行进
至第四架减壁车L机，荒管从第四架减壁轧机出来之后，由于芯棒位置已经被限制，
所以在从第四架减壁轧机出来的同时也进行了脱棒，随即进入第一架张力减径轧机
4a进行减径轧制， 一直运行至4d第四架张力减径轧机，车L制完毕进入冷床12a进 行层流冷却，从冷床12b冷却出来后SA校直机13进行校直，之后用切割机14对 钢管进行定尺或倍尺切割，再由在线检测设备15对钢管的质量进行检测，合格后 进入打捆机16打捆即可。
权利要求1、一种少机架纵向热轧小直径薄壁无缝钢管设备，主要包括芯棒小车(1)、芯棒(2)、减壁轧机(3a～3d)、张力减径轧机(4a～4g)、加热炉(9)、冷床(12a)(12b)、校直机(13)、切割机(14)、在线检测设备(15)及主控制柜(7)，芯棒小车沿导轨往复运动，芯棒的一端与芯棒小车固定并与芯棒小车同步移动，其特征是减壁轧机上具有三个互成120°分布的轧辊由电机提供动力，每个轧辊的外圆周上开有Y型圆弧形凹槽，两侧设有伞形齿(24)，该三个轧辊的Y型圆弧形凹槽形成的圆孔直径与所要轧制钢管的外径吻合，且由第一台到最后一台依次成线性递减；张力减径轧机上具有三个互成120°分布的轧辊由电机提供动力，每个轧辊的外圆周上开有Y型圆弧形凹槽，两侧均设有伞形齿(24)，该三个轧辊的Y型圆弧形凹槽形成的圆孔直径与所要轧制钢管的外径吻合，且由第一台到最后一台依次成线性递减。
2、 根据权利要求1所述的少机架纵向热轧小直径薄壁无缝钢管设备，其特征 是所述的芯棒(2)由锥形芯棒头(17)、空腔拉杆(18)、冷却腔体(19)及进 水口 (20)和出水口 (21)组成，芯棒的前部为锥形芯棒头、中间部位为空腔拉杆、 后部为轴承盖，内部为循环中空冷却腔体，进水口和出水口位于后部的轴承盖上。
3、 根据权利要求1所述的少机架纵向热轧小直径薄壁无缝钢管设备，其特征 是所述的减壁轧机(3a 3d)或张力减径轧机(4a 4g)为一至四架。
4、 根据权利要求1所述的少机架纵向热轧小直径薄壁无缝钢管设备，其特征 是所述的加热炉(9)为缝式环形加热炉。
专利摘要本实用新型公开的少机架纵向热轧小直径薄壁无缝钢管无缝钢管设备主要由芯棒小车(1)、芯棒(2)、减壁轧机(3a～3d)、张力减径轧机(4a～4g)、加热炉(9)、冷床(12a)(12b)、校直机(13)、切割机(14)、在线检测设备(15)及主控制柜(7)，芯棒的一端与芯棒小车固定并与芯棒小车同步移动，减壁轧机和张力减径轧机上均具有三个互成120°分布的轧辊由电机提供动力，每个轧辊的外圆周上开有Y型圆弧形凹槽，两侧设有伞形齿(24)，该三个轧辊的Y型圆弧形凹槽形成的圆孔与所要轧制钢管的外径吻合，且由第一台到最后一台依次成线性递减。本实用新型利用三辊纵轧技术，使其可轧制外径φ12mm～φ76mm，壁厚在1～6mm的小直径薄壁无缝钢管。并有效提高钢管的精度和力学性能。
文档编号B21B37/74GK201192774SQ20082007023
公开日2009年2月11日 申请日期2008年4月28日 优先权日2008年4月28日
发明者任文权, 胜 尹, 张迎哲, 王进海, 贾伍创 申请人:洛阳邦强机械有限公司