[发明专利]低温下轧制钢管的大轧制力大减径轧制设备及工艺

说明书

技术领域

本发明属于热轧钢管的技术领域，提出了一种低温下轧制钢管的大轧制力大减径轧制设备及工艺。

背景技术

无缝钢管的减径轧制方法主要有热轧和冷轧（或冷拔）。其中大规格无缝钢管由于直径大，壁厚变形阻力大，所以一般采用热轧，三辊斜轧管机是热轧钢管生产工艺过程中重要的轧机设备，如图1所示，传统的三辊斜轧管机所用的轧辊形状为多段台阶型，辊身为一整体，分为入口锥A、辊肩B、平整段C和出口锥D四段，其中辊肩B的高度等于钢管的减径量，三辊斜轧管机的工作原理即是在高温环境（1000℃～1150℃）下由辊肩B实现钢管11的管壁压下量；但由于辊肩B处的台阶结构会增加轧制时的应力集中，从而降低了轧辊的使用寿命，而且传统轧辊一次无法实现钢管大的减径量；另外高温环境下钢管11会产生氧化铁皮，从而降低表面质量；而且钢管11在高温环境下的内外金属层均容易发生塑性变形，外层金属在轧辊作用下的变形流动会带动内层金属，因此钢管沿径向方向各金属层之间容易产生相互影响，导致金属变形不规则；加上传统轧辊的台阶结构使轧辊沿轧制方向各个直径段的线速度不均匀变化，无法控制钢管变形时金属均匀地沿轴向流动变形，致使金属的晶粒细化程度较低，机械性能不高。若要提高金属的晶粒细化程度，则需降低钢管沿径向方向各金属层变化的相互影响，即减少钢管外层金属塑性变化对内层金属的影响；若要达到这种目的，需要通过降低钢管的加热温度来提高钢管沿径向方向的温度差，使内层金属的塑形变形能力低于外层金属；但低温环境下实现钢管的减径量所需的轧制力会相对增大，而传统轧辊的辊肩台阶结构会进一步缩短轧辊寿命，使其无法适应低温环境下大轧制力的工作环境。

小规格无缝钢管一般采用冷轧（或冷拔），但冷轧的轧制压力大，轧制道次多，要求轧机强度和精度高，不仅能耗大，且效率低；并且无论冷拔或是冷轧都需要进行酸洗、磷化、皂化等工序，这几道工序严重污染水源，国家已明令禁止。

由此可见，无论是热轧还是冷轧，都有一定的缺点，而低温减径轧制既不需要太高的轧制温度，也不需要像冷轧一般进行酸洗、磷化、皂化等工序，兼有上述两种轧制方法的优点，成为了无缝钢管生产的重要研究课题。

随着科技的不断进步，低温减径轧制技术已逐渐受到业内的研究重视，但在试用的过程中发现，钢管的低温轧制仍然受到热轧管机轧制力的限制，无法完成大减径量的轧制工艺，在低温环境下实现大轧制力大减径无缝钢管的生产设备方面，目前国内还是空白。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种低温下轧制钢管的大轧制力大减径轧制设备及工艺。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：