[发明专利]一种降低无缝钢管冷轧机芯棒弯曲的方法

说明书

本发明公开了一种降低无缝钢管冷轧机芯棒弯曲的方法，由来料检验、工模具制备、轧制准备、轧制生产、成品检验组成，采用连续加料、分段定位、套管补偿、配重包容、匀速轧制、逐一添加、两端固定的方式，采用前后两支管坯与送进卡盘、芯棒卡盘、入口卡盘共同组成一个整体，通过管坯对芯棒的包容，从源头上消除直径100mm以下细长芯棒在轧制中的弯曲变形故障，在保障无缝钢管轧制质量的基础上，降低现场处置消耗与生产成本，减轻劳动强度，减少轧制机构及其工模具消耗。本发明工序流畅紧凑、现场操作维护便捷，安全可靠、实用高效，且不增加设备设施投入，成本低、费用少、易于现场实施，具有一定的消故降本促生产作用，通用性强。

技术领域

本发明涉及冶金、机械行业生产无缝钢管的冷轧生产设备，更具体地说，涉及一种降低无缝钢管冷轧机芯棒弯曲的方法，特别适用于大规格厚壁管轧制用小于1000mm细长芯棒。

背景技术

无缝钢管常见的钢铁冶金制品。无缝钢管冷轧机是广泛使用的无缝钢管生产设备，通过安装在轧辊装置上的变形工具(孔型)与安装在芯棒端部的顶头所组成的封闭圆环(无数个直径不同有大至小的连续封闭圆环)，对管坯实施金属变形加工。因此，环孔型与芯棒(顶头)所组成的变形工具的工况状态，直接影响到无缝钢管冷轧变形的生产质量与成本消耗。由于一台无缝钢管冷轧机需要轧制多种规格的管坯，形成与之相适应的成品管，均需要通过更换相应的环孔型与芯棒(顶头)实现，因此，单台无缝钢管冷轧机一般都配套4种以上的轧制规格。其中环孔型是外圆周表面带环形槽的中孔圆柱体，通过温差法定向装配在轧辊辊轴上成对使用。如图1所示，芯棒装置是一细长型芯部为圆形通孔的圆钢，前后两端加工螺纹孔，长度可有若干段芯棒(圆钢)依靠螺纹孔拼接而成(一般长度为17米，由4～5支芯棒拼接而成)，完成拼接的芯棒最前端螺纹孔安装顶头，尾部螺纹孔安装尾椎。顶头是一圆锥形圆钢，表面经过淬火热处理，尾椎是一表面加工多处等距等径环形槽的圆钢，芯部加工圆形通孔。

如图2所示，无缝钢管轧制时，常用的是分段投料的方式，就是无缝钢管管坯在推料机构的作用下，内孔套装在芯棒1外圆周表面，水平运动到轧制机构中，此时芯棒1尾椎为芯棒卡盘2夹持，管坯3外径被入口卡盘夹持，管坯3尾部被设置在中间床身4内的送进卡盘5顶门导口顶撑，由送进卡盘5的水平运动，顶送管坯3进入轧制机构，在环孔型6与顶头7的作用下实现金属变形加工，当一支管坯轧制接近尾声时，加料送入第二支管坯连续轧制。

无缝钢管冷轧日常生产中，由于轧制规格的不同，需要采用不同规格的变形工具，以LG-220H冷轧机为例，管坯外径254mm，壁厚42mm，轧制后成品管外径219mm，壁厚20mm，由于轧制的管坯外径与壁厚尺寸较大，因此内孔相对较小，与之配套使用的芯棒外径只能选择100mm。因此管坯的外径与芯棒外径的比值达到2.5，采用常规的分段投料，轧制一支后在投料一支的方式，不能适应该工况的实际情况，因此，在轧制生产中易出现一定的问题，主要是：

1)芯棒易弯曲变形：由于芯棒外径较小，轧制时芯棒前半部分套装有管坯的部分稳定性较好，在送进卡盘的顶送下做匀速旋转运动，而位于送进卡盘后侧的后半部分芯棒，则稳定性较差，在轧制力的作用下出现大幅连续的抖动，随着送进卡盘的位移(管坯逐步被轧制)，未套装管坯的芯棒后半部分的长度逐步增加，抖动幅度同步增加，在如此工况作用下，芯棒逐渐出现弯曲、变形现象，且一旦出现此现象后，会加速变形弯曲。

2)引发变形工具损伤：芯棒发生弯曲变形后，不仅导致芯棒消耗上升，而且直接影响到环孔型、顶头等工模具以及轧辊装置、进口卡盘等设备结构性损伤，因此在轧制大规格厚壁管的生产性消耗成为该设备生产中的一个瓶颈点。

3)产生职业有害因素：当芯棒发生弯曲变形后，轧制时发生刺耳的金属撞击噪声，对作业人员带来一定的职业危害，必须及时停机处置，但整修与更换芯棒工序繁琐，需要多工种配合作业，且无机械施工器具，全部依靠作业人员体力实施，劳动强度高。

发明内容