一種熱軋無(wú)縫鋼管壁厚精度的控制方法及軋輥孔型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)縫鋼管生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及壁厚精度的控制方法及相應(yīng)的軋輥孔型。
【背景技術(shù)】
[0002]熱軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)的過(guò)程為:初始圓形實(shí)心毛坯經(jīng)過(guò)高溫穿孔，變成空心的毛管，毛管在經(jīng)過(guò)半浮芯棒連軋之后，成為具有一定尺寸的空心荒管，荒管通過(guò)定減徑機(jī)組的軋制，成為滿(mǎn)足尺寸要求(通常為外徑和壁厚)的無(wú)縫鋼管。在這三個(gè)變形工藝之中，由于生產(chǎn)條件無(wú)法達(dá)到理想狀態(tài)，通常會(huì)導(dǎo)致成品鋼管存在橫向壁厚不均的現(xiàn)象。鋼管的橫向壁厚不均問(wèn)題導(dǎo)致大量生產(chǎn)的鋼管無(wú)法滿(mǎn)足使用要求，是一種嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。橫向壁厚不均的嚴(yán)重程度受外徑(D)與壁厚(T)的比值影響，D/T的比值越小，壁厚不均現(xiàn)象越嚴(yán)重，特別是小口徑厚壁無(wú)縫鋼管的橫向壁厚不均問(wèn)題尤其嚴(yán)重，如鋼管橫截面內(nèi)孔形狀為內(nèi)六方、三角形及心形等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能減輕無(wú)縫鋼管軋制過(guò)程中出現(xiàn)的橫向壁厚不均問(wèn)題的方法，提高無(wú)縫鋼管壁厚精度，解決小口徑厚壁無(wú)縫鋼管壁厚嚴(yán)重不均的問(wèn)題，提高產(chǎn)品的資源利用率。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:通過(guò)設(shè)計(jì)一種新的軋輥孔型，使得鋼管在軋制過(guò)程中除受到軋制力的作用以外，還受到圍繞自身軸線的軋制力矩的作用，從而使鋼管在軋制過(guò)程中由于受到軋制力作用發(fā)生變形的同時(shí)，圍繞自身軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:
[0006]1、采用本發(fā)明，鋼管在軋制過(guò)程中圍繞軸線不斷旋轉(zhuǎn)，鋼管表面與軋輥的接觸位置不斷發(fā)生變化，使得鋼管表面每個(gè)位置與外界的熱量交換趨于一致，鋼管表面的溫度分布得到改善。
[0007]2、采用本發(fā)明，鋼管在軋制過(guò)程中圍繞軸線不斷旋轉(zhuǎn)，鋼管表面各位置的受力從大到小，在從小到大不斷變化，鋼管表面的應(yīng)力分布、應(yīng)變分布也不斷發(fā)生變化，從整個(gè)軋制過(guò)程來(lái)看，鋼管的應(yīng)力和應(yīng)變分布得到均勻化。
[0008]3、通過(guò)鋼管?chē)@自身軸線的不斷旋轉(zhuǎn)，鋼管內(nèi)部金屬的橫向流動(dòng)更加活躍，金屬由厚壁處向薄壁處的流動(dòng)得到加強(qiáng)，已有的壁厚不均得到減輕。
[0009]4、本發(fā)明只需再設(shè)計(jì)階段采用新的孔型設(shè)計(jì)方法，在生產(chǎn)時(shí)使用新設(shè)計(jì)的軋輥，無(wú)須引用其他設(shè)備，簡(jiǎn)單易行。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為軋輥孔型示意圖。
[0011]圖2為鋼管旋轉(zhuǎn)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0013]圖1所示為軋輥孔型示意圖，圖中標(biāo)號(hào)I為軋輥截面，2為鋼管外圓輪廓，軋輥的孔型形狀為連續(xù)光滑線條，孔型的形心01與鋼管橫截面圓心O存在偏心距離e，以鋼管圓心O為參考原點(diǎn)，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之和為120°。圖1中t表示減徑量，在α角度范圍內(nèi)t為正值，存在減徑量，鋼管和軋輥之間存在著相互作用力，在β角度范圍內(nèi)t為負(fù)值，既鋼管和軋輥之間有間隙，此角度范圍內(nèi)不減徑，鋼管和軋輥之間無(wú)作用力。
[0014]圖2所示為鋼管繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的原理圖。圖中標(biāo)號(hào)1、2、3分別為3個(gè)相互成120°的軋輥，4為鋼管外圓輪廓，5為軋輥I與鋼管之間的減徑量，6為軋輥2與鋼管之間的減徑量，7為軋輥3與鋼管之間的減徑量。軋制過(guò)程中，鋼管受到軋輥1、軋輥2和軋輥3的軋制力徑向合力F1、F2和F3分別通過(guò)軋輥孔型的形心01、02和03，即相對(duì)鋼管圓心O存在偏心距，即F1、F2和F3相對(duì)O產(chǎn)生作用力矩分別為M1、M2和M3，三個(gè)力矩的方向均為順時(shí)針?lè)较颍摴茉诹豈1、M2和M3的作用下圍繞自身圓心O旋轉(zhuǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.熱軋無(wú)縫鋼管橫向壁厚精度的控制方法的特征在于:在軋制過(guò)程中，鋼管?chē)@自身軸線不斷進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1設(shè)計(jì)的軋輥孔型的特征在于:軋輥的孔型形狀為連續(xù)光滑線條(包括圓弧、橢圓弧)，軋輥孔型的形心與鋼管的圓心存在偏心距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1設(shè)計(jì)的軋輥孔型的特征在于:軋制過(guò)程中，單個(gè)軋輥對(duì)鋼管施加的軋制合力對(duì)鋼管的軸線存在轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉無(wú)縫鋼管生產(chǎn)領(lǐng)域，具體為一種熱軋無(wú)縫鋼管壁厚精度的控制方法及軋輥孔型，解決目前無(wú)縫鋼管軋制過(guò)程中出現(xiàn)的橫向壁厚分布不均問(wèn)題。通過(guò)設(shè)計(jì)一種新的軋輥孔型，使得鋼管在軋制過(guò)程中除受到軋制力的作用以外，還受到圍繞自身軸線的軋制力矩的作用，從而使鋼管在軋制過(guò)程中由于受到軋制力矩而圍繞自身軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到控制無(wú)縫鋼管橫向壁厚精度的目的。本發(fā)明能有效改善無(wú)縫鋼管軋制過(guò)程中的橫向壁厚不均缺陷，提高無(wú)縫鋼管的質(zhì)量和成材率。
【IPC分類(lèi)】B21B27-02, B21B37-78
【公開(kāi)號(hào)】CN104874616
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410068310
【發(fā)明人】唐華平, 姜永正
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2014年2月28日