專利名稱：中空鋼“熱穿——熱軋”法生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑿巖釬桿用中空鋼的生產(chǎn)方法。
中空鋼生產(chǎn)現(xiàn)有的方法主要有鉆孔法生產(chǎn)工藝、鑄管法生產(chǎn)工藝、熱穿-熱撥法生產(chǎn)工藝等三種，其生產(chǎn)工藝流程見說明書附圖
(圖-①②③)，鉆孔法生產(chǎn)工藝由于要在圓鋼坯中鉆孔，鉆削過程有10%左右的金屬損失，用于鉆孔的鉆頭壽命一般為18-25米/支，鉆頭費用高，工作效率低，生產(chǎn)過程中需要裝芯及抽芯，準(zhǔn)備高錳芯棒，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，若去掉裝芯與抽芯工序，則生產(chǎn)的產(chǎn)品ISO722標(biāo)準(zhǔn)合格率僅50～60%；鑄管法生產(chǎn)工藝在鑄中空錠時，澆注溫度極窄，僅20℃左右，溫度稍高將燙壞鋼管產(chǎn)生粘芯，溫度稍低又澆注不滿，鋼錠形成亂尺，鋼錠廢品率比同類實心錠高1倍以上，鑄錠有時出現(xiàn)內(nèi)孔偏心，嚴(yán)重時偏心度達(dá)20-30毫米，這種偏心缺陷在以后的開坯、軋制過程中無法加以糾正；熱穿-熱撥法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)中空鋼，生產(chǎn)過程復(fù)雜，由于中空鋼內(nèi)部組織在生產(chǎn)過程中承受了較大的拉撥應(yīng)力，影響中空鋼質(zhì)量，并由于有軋頭工序，生產(chǎn)效率低，成材率僅65-80%，生產(chǎn)成本較高。
本發(fā)明的目的在于克服上述生產(chǎn)工藝方法的不足之處，提供一種既能生產(chǎn)符合ISO722標(biāo)準(zhǔn)要求的全系列中空鋼，且工序簡單，易于實現(xiàn)自動控制的中空鋼生產(chǎn)新的工藝方法-“熱穿-熱軋法”，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率，提高中空鋼成材率和產(chǎn)品質(zhì)量，改善工人勞動強(qiáng)度，減少環(huán)境污染，降低中空鋼成本的目的。
下面結(jié)合說明書附圖(圖-④)，對本發(fā)明詳加以說明之。
說明書附圖中的中空鋼熱穿-熱軋法生產(chǎn)工藝流程圖(圖-④)，由圓鋼坯下料、中頻感應(yīng)器加熱、二輥斜軋穿孔、三輥軋管、六輥一次成型、冷卻、精檢包裝、入庫等8道工序組成，圓鋼坯通過以上8道工序即軋制成六角形中空鋼，其工藝特征在于一、中頻感應(yīng)器由帶長方形內(nèi)孔的長方形銅管繞制成圓筒形，圓筒內(nèi)安裝GYG陶瓷爐襯，爐襯內(nèi)徑根據(jù)鋼坯直徑確定，比鋼坯外徑大4-5mm，每組感應(yīng)器長500～1000mm，感應(yīng)器分A、B、C三類，用于繞制三類感應(yīng)器的線圈銅管大小及匝數(shù)不同，則三類感應(yīng)器加熱功率不同，其中A類感應(yīng)器用于預(yù)熱，B類感應(yīng)器用于升溫，C類感應(yīng)器用于保溫，A、B、C三類感應(yīng)器按順序排列成一條直線串聯(lián)使用，感應(yīng)器與感應(yīng)器之間距離100mm左右，用于安裝托輪，托輪運送鋼坯在感應(yīng)器中行走，托輪材料為低碳耐熱不銹鋼，托輪用鏈條帶動傳動，動力由調(diào)速電機(jī)提供，鋼坯通過鏈條帶動托輪傳動，分別先后從A、B、C三類感應(yīng)器中通過，即感應(yīng)加熱成符合穿孔溫度(1140-1200℃)的鋼坯，加熱電流頻率2500赫茲，電壓750伏；二、二輥斜軋穿孔采用曼內(nèi)斯曼式φ50二輥穿孔機(jī)，穿孔機(jī)由主機(jī)架、主拖動部份，前臺喂料部份和后臺頂桿送進(jìn)及抱頂桿裝置等部件組成，抱頂桿裝置由五組氣動抱輥組成，頂桿直徑為φ27.5-38mm，五組抱輥中的每組抱輥的3個動作過程(抱頂桿、小開、大開)所構(gòu)成的各組孔型大小一致，且保持在軋制作業(yè)線上無偏移，穿孔坯料長度921～2000mm，穿孔坯料直徑φ50～65mm，穿后毛管外徑φ47～62mm，壁厚6.4～11mm，長度2175～3579mm，軋輥直徑φ300-340mm，長度280mm，頂頭直徑φ28.5～40.5mm，長度80～85mm，穿孔輾軋角3°，頂頭材料為MTZ鉬基合金；導(dǎo)板入口錐角和出錐角均為3°30′，壓縮帶長10mm，壓縮帶寬34～46mm，導(dǎo)板長300mm，高45mm，材料為高鉻鑄件，軋輥和導(dǎo)板開口度為36mm，穿孔機(jī)選用送進(jìn)角為8°，安裝時在6°～12°間調(diào)節(jié)，支撐軋輥的轉(zhuǎn)鼓與用來限定送進(jìn)角的扇形壓塊間的相關(guān)接合而加工成三角形齒牙相嚙合，螺紋旋進(jìn)壓塊制動轉(zhuǎn)鼓的回轉(zhuǎn)，使之固定在給定的送進(jìn)角條件下穿孔生產(chǎn)，兩嚙合面需保持側(cè)向間隙，但勿需徑向壓死(雙圓螺母限位鎖緊)，從而保證轉(zhuǎn)鼓隨軋輥開口度的上下方便調(diào)節(jié)而不至需打開扇形壓塊，每個齒牙對應(yīng)于1.5°的送進(jìn)角，在抱頂桿調(diào)節(jié)時，應(yīng)根據(jù)所需采用的頂桿直徑規(guī)格，各組抱輥均應(yīng)抱緊頂桿，各組抱輥小開時所構(gòu)成之環(huán)軋直徑應(yīng)大于所穿孔管外徑約3～4mm，抱輥大開時僅上抱輥打開，此時應(yīng)能保證穿孔后毛管順利從穿孔作業(yè)線上撥出而不至受干擾。
三、三輥軋管工序采用阿塞爾式φ50三輥軋管機(jī)，通過利用三個斜置的軋輥對穿孔后的毛管進(jìn)行空心輾軋以得到外徑、內(nèi)徑符合要求的荒管，軋管機(jī)三個軋輥互成120°布置，由主電機(jī)經(jīng)萬向聯(lián)軸器聯(lián)合齒掛減速器傳動，軋管前毛管坯料直徑φ47～62mm，長度2175～3570mm，壁厚6.39～11.03mm，軋管后荒管直徑φ24～41.8mm，長度4743～5496mm，壁厚7～12.55mm，軋輥相對于軋制中心形成輾軋角β和喂入角α，輾軋角通過調(diào)整軋輥兩端軸承中心至軋制中心線的距離來調(diào)整，調(diào)整時應(yīng)考慮活動機(jī)架相對于固定機(jī)架的旋轉(zhuǎn)角度的影響，而前進(jìn)角則通過活動機(jī)架相對于固定機(jī)架旋轉(zhuǎn)來調(diào)整，軋輥入口錐角2°，喂進(jìn)角7°，減徑角12°～16°，輾軋角3°，出口錐角1°。
四、六輥一次成型工序，采用獲國家專利的“中空六角形釬鋼一次成型軋機(jī)”(專利號91406213·9)，其特征是將一臺電機(jī)安裝在軋機(jī)機(jī)架上，動力經(jīng)聯(lián)軸器、減速器，由減速器上的齒輪輸出，分別經(jīng)過安裝在軋機(jī)殼體上的傳動齒輪帶動安裝在軋機(jī)殼體上由軸承支承的六個軋輥與軋輥固定的圓錐齒輪轉(zhuǎn)動，其中中心齒輪的傳動實現(xiàn)了將一臺電機(jī)的動力分布給六個軋輥，達(dá)到一次軋制六角形釬鋼的目的。
五、冷卻采用搖擺式冷床，長6949mm，寬4920mm，齒條中心距1000mm，齒距100mm，連續(xù)搖擺次數(shù)20次/分，每次搖擺時間3秒，步進(jìn)距離100mm，最大存鋼根數(shù)49根，相對開動率15%(斷續(xù)工作)。
六、圓鋼坯帶下料采用G5025型金屬帶鋸床。
本發(fā)明與現(xiàn)有工藝比較，其特點是1、本發(fā)明首次把中頻感應(yīng)設(shè)備用于中空鋼生產(chǎn)工藝加熱，采用特制感應(yīng)器加熱鋼坯，使鋼坯加熱形成預(yù)熱、升溫、保溫三個過程，并保證鋼坯加熱溫度符合穿孔工序的要求，加熱節(jié)奏、加熱速度比煤氣加熱快10-15倍，氧化脫炭層比煤氣加熱低50%以上，加熱效率高，采用電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，功率因素98%以上，機(jī)動性強(qiáng)，隨時可開機(jī)或關(guān)機(jī)，能耗小，不污染環(huán)境，實現(xiàn)了中空鋼生產(chǎn)工藝中加熱過程的自動化控制，其設(shè)備加熱時的電流、電壓、功率因素和調(diào)速電機(jī)速度調(diào)整后，加熱過程可自動進(jìn)行。
2、本發(fā)明采用曼內(nèi)斯曼式φ50二輥穿孔機(jī)，首次采用5組抱輥(一般穿孔機(jī)為2～3組)，使穿孔長度增加40～50%，解決了一般穿孔機(jī)在用于中空鋼生產(chǎn)時，穿孔長度不夠的問題，其導(dǎo)板入口和出口錐角均采用3°30′，軋輥入口錐角和出口錐角3°，易于鋼坯咬入，頂頭采用3°輾軋角，壽命提高20%以上，調(diào)整軋輥輥距、導(dǎo)板距及頂頭伸頭出量后，人工啟動按鈕操作，穿孔過程便自動進(jìn)行。
3、本發(fā)明采用阿塞爾式軋管機(jī)減徑，軋輥首次采用入口錐角2°，喂進(jìn)角7°，減徑角12～16°，輾軋角3°，出口錐角1°，軋制平穩(wěn)，工作噪音小于80分貝，比一般軋管機(jī)噪音降低15～20分貝，軋管機(jī)軋輥孔型調(diào)整后，軋管過程便自動進(jìn)行，不需要人工操作。
4、本發(fā)明首次采用獲國家專利的“中空六角形釬鋼一次成型軋機(jī)”，使中空鋼六角成型工藝在該軋機(jī)上一次完成，比一般用三架橫列式軋機(jī)和一架預(yù)應(yīng)力線軋機(jī)軋制六角成型，節(jié)省三套設(shè)備和三道工序，能耗僅為一般軋機(jī)的15～20%，設(shè)備占地面積僅為一般軋機(jī)的10～15%，在軋制時能一次成型，且受軋力均勻，保持了中空鋼的中心空圓度，調(diào)整好軋機(jī)的六角軋型，開機(jī)后的成型過程自動進(jìn)行，不需要人工操作。
5、本發(fā)明采用搖擺式冷床，比一般鏈?zhǔn)嚼浯怖鋮s均勻，冷床工作過程自動斷續(xù)搖擺。
6、本發(fā)明關(guān)鍵性的中頻感應(yīng)器加熱、二輥斜軋穿孔、三輥軋管、六輥一次成型、冷卻五道工序，除二輥斜軋穿孔需要人工輔助操作按鈕外，其余工序過程，經(jīng)調(diào)整后全部由設(shè)備自動控制，只需人工監(jiān)視，不需要人工操作。
7、本發(fā)明與最接近本發(fā)明的熱穿-熱撥法生產(chǎn)工藝比較，節(jié)省三道工序，工作效率、工作節(jié)奏明顯提高。
本發(fā)明“熱穿-熱軋法”能生產(chǎn)符合ISO722標(biāo)準(zhǔn)要求的全系列中空鋼，工序簡單，易于自動控制，提高了生產(chǎn)效率、中空鋼成材率和產(chǎn)品質(zhì)量，減輕了工作勞動強(qiáng)度，減少了環(huán)境污染，降低了中空鋼成本，能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
權(quán)利要求
1.一種鑿巖釬桿用中空鋼的生產(chǎn)方法，特別是熱穿-熱軋法生產(chǎn)工藝，其特征是該生產(chǎn)工藝由圓鋼坯下料、中頻感應(yīng)器加熱、二輥斜軋穿孔、三輥軋管、六輥一次成型、冷卻、精檢包裝、入庫等8道工序組成，圓鋼坯經(jīng)過8道工序即加工成六角形中空鋼。
2.如權(quán)利要求1所述的中空鋼熱穿-熱軋法生產(chǎn)工藝，其特征是中頻感應(yīng)器加熱的中頻感應(yīng)設(shè)備由圓筒形A、B、C三類感應(yīng)器按順序排列串聯(lián)在一條直線上，圓鋼坯通過鏈條帶動托輪傳動，先后從A、B、C三類感應(yīng)器中穿行，使圓鋼坯得到預(yù)熱、升溫、保溫，加熱成符合穿孔溫度(1140-1200℃)的鋼坯。
3.如權(quán)利要求1所述的中空鋼的熱穿-熱軋法生產(chǎn)工藝，其特征是二輥斜軋穿孔工藝采用五組抱輥生產(chǎn)，其導(dǎo)板入口和出口錐角均為3°30′，軋輥入口和出口錐角均為3°，頂頭采用3°輾軋角。
4.一種如權(quán)利要求1所述的中空鋼熱穿-熱軋法生產(chǎn)工藝，其特征是三輥軋管工藝軋輥采用入口錐角3°，喂進(jìn)角7°，減徑角12°～16°，輾軋角3°，出口錐角1°。
5.一種如權(quán)利要求1所述的中空鋼熱穿-熱軋法生產(chǎn)工藝，其特征是中空鋼六角成型采用獲國家專利的“中空六角形釬鋼一次成型軋機(jī)”一次完成。
全文摘要
本發(fā)明提供了鑿巖釬桿用中空鋼的生產(chǎn)方法——中空鋼熱穿—熱軋法生產(chǎn)工藝，該工藝由圓鋼坯下料、中頻感應(yīng)器加熱、二輥斜軋穿孔、三輥軋管、六輥一次成型、冷卻、精檢包裝、入庫等8道工序組成，圓鋼坯通過以上8道工序即軋制成六角形中空鋼；這種生產(chǎn)工藝能生產(chǎn)符合ISO
文檔編號B21B19/04GK1097153SQ9310789
公開日1995年1月11日 申請日期1993年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月3日
發(fā)明者葉凌云, 馮志勇, 佘德如, 吳志經(jīng) 申請人:湖北咸寧礦山機(jī)械廠