[发明专利]一种热轧无缝钢管壁厚精度的控制方法及轧辊孔型

说明书

技术领域

本发明属于无缝钢管生产领域，具体涉及壁厚精度的控制方法及相应的轧辊孔型。

背景技术

热轧无缝钢管生产的过程为：初始圆形实心毛坯经过高温穿孔，变成空心的毛管，毛管在经过半浮芯棒连轧之后，成为具有一定尺寸的空心荒管，荒管通过定减径机组的轧制，成为满足尺寸要求(通常为外径和壁厚)的无缝钢管。在这三个变形工艺之中，由于生产条件无法达到理想状态，通常会导致成品钢管存在横向壁厚不均的现象。钢管的横向壁厚不均问题导致大量生产的钢管无法满足使用要求，是一种严重的资源浪费。横向壁厚不均的严重程度受外径(D)与壁厚(T)的比值影响，D/T的比值越小，壁厚不均现象越严重，特别是小口径厚壁无缝钢管的横向壁厚不均问题尤其严重，如钢管横截面内孔形状为内六方、三角形及心形等。

发明内容

为了克服上述问题，本发明的目的在于提供一种能减轻无缝钢管轧制过程中出现的横向壁厚不均问题的方法，提高无缝钢管壁厚精度，解决小口径厚壁无缝钢管壁厚严重不均的问题，提高产品的资源利用率。

本发明的技术方案是：通过设计一种新的轧辊孔型，使得钢管在轧制过程中除受到轧制力的作用以外，还受到围绕自身轴线的轧制力矩的作用，从而使钢管在轧制过程中由于受到轧制力作用发生变形的同时，围绕自身轴线进行旋转运动。

本发明的有益效果是：

1、采用本发明，钢管在轧制过程中围绕轴线不断旋转，钢管表面与轧辊的接触位置不断发生变化，使得钢管表面每个位置与外界的热量交换趋于一致，钢管表面的温度分布得到改善。

2、采用本发明，钢管在轧制过程中围绕轴线不断旋转，钢管表面各位置的受力从大到小，在从小到大不断变化，钢管表面的应力分布、应变分布也不断发生变化，从整个轧制过程来看，钢管的应力和应变分布得到均匀化。

3、通过钢管围绕自身轴线的不断旋转，钢管内部金属的横向流动更加活跃，金属由厚壁处向薄壁处的流动得到加强，已有的壁厚不均得到减轻。

4、本发明只需再设计阶段采用新的孔型设计方法，在生产时使用新设计的轧辊，无须引用其他设备，简单易行。

附图说明

图1为轧辊孔型示意图。

图2为钢管旋转原理图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。

图1所示为轧辊孔型示意图，图中标号1为轧辊，2为钢管外圆轮廓，轧辊的孔型形状为连续光滑线条，孔型的形心O1与钢管横截面圆心O存在偏心距离e，以钢管圆心O为参考原点，孔型的特征尺寸主要包含有尺寸a，尺寸b和尺寸c以及角度α和β，角度α和β之和为120°。图1中t表示减径量，在α角度范围内t为正值，存在减径量，钢管和轧辊之间存在着相互作用力，在β角度范围内t为负值，既钢管和轧辊之间有间隙，此角度范围内不减径，钢管和轧辊之间无作用力。

图2所示为钢管绕自身轴线旋转的原理图。图中标号1为轧辊，三个轧辊之间相互成120°角；2为钢管外圆轮廓，标号3、4、5分别为第一个轧辊、第二个轧辊和第三个轧辊与钢管之间的减径量。轧制过程中，钢管受到第一个轧辊、第二个轧辊和第三个轧辊的轧制力径向合力F1、F2和F3分别通过轧辊孔型的形心O1、O2和O3，即相对钢管圆心O存在偏心距，即F1、F2和F3相对O产生作用力矩分别为M1、M2和M3，三个力矩的方向均为顺时针方向，钢管在力矩M1、M2和M3的作用下围绕自身圆心O旋转。