#二辊斜轧管机的发展及用于小口径热轧无缝钢管生产0820.docx
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#二辊斜轧管机的发展及用于小口径热轧无缝钢管生产0820
二辊斜轧管机发展及用于小直径热轧无缝钢管生产的可行性
邱永泰
(衡阳钢管公司)
摘要:
二辊斜轧管机为我国热轧无缝钢管生产的两大主力机型之一。
介绍了二辊斜轧管机的特点、工艺改进及技术发展动向;探讨了导盘与导板、辗轧角、扩径轧管与减径轧管、芯棒润滑与循环等工艺问题。
同时,对采用二辊斜轧延伸机组生产Φ60mm以下“小直径热轧无缝钢管”,以改变我国小直径无缝钢管目前存在的“以冷代热”的不合理产品结构的可行性进行了分析。
关键词:
二辊斜轧管机;工艺改进;技术发展;小直径无缝钢管
0引言
轧管机(也称延伸机)是热轧无缝钢管机组中的核心变形轧机,其主要作用是:
通过减壁—延伸变形(伴随减径或扩径的切向变形),改善穿孔毛管的内外表面质量和尺寸精度,得到更薄、更长的轧制荒管。
轧管机分为纵轧管机与斜轧管机两大类型。
斜轧管机与纵轧管机相比,其主要优点有:
产量低、投资小、生产灵活;
斜轧管机的运动学特点是:
轧辊轴线与轧制中心线有一空间交角——前进角(送进角),因此在轧制过程中,钢管是做“螺旋前进”运动。
斜轧管机的主要变形特征是:
钢管在变形区内的径向(压下)主变形是由多次变形叠加形成——钢管螺旋前进每半转(二辊)或1/3转(三辊)受到一次径向压缩变形。
斜轧管机的变形过程一般由减径段、减壁段、均壁段和归圆段组成。
斜轧管机首先分为二辊斜轧管机、三辊斜轧管机和行星轧管机等。
三辊斜轧管机诞生于上世纪三十年代,到六十年代末,通过采用机架回转或“快开”等手段,减少了“尾三角”效应,能够轧制较薄的荒管后,三辊斜轧管机得到了较快发展,主要用于生产以轴承钢管为代表的中、厚壁机械加工用管。
到了八十年代初,又出现以三辊减径机替代原有的二辊减径机+回转定径机,使三辊斜轧管机组的成品管规格范围大大向下延伸,生产率也有了明显提高。
与现有的二辊斜轧管机相比,三辊斜轧管机具有变形效率高(单位能耗低)、变形量较大(延伸系数达到1.7~3.3,轧管机的减径量达到20mm左右,减径率达17~20%)、工具消耗费用低(不用导板,芯棒消耗也低,但轧辊消耗要高),且芯棒对润滑的要求低等。
三辊斜轧管机的不足也是很突出的,主要有:
1)不易生产薄壁管
三辊斜轧管机组主要适用于中、厚壁管生产。
由于轧制薄壁管时,钢管壁厚精度恶化,“内螺纹”加重,以及轧制过程中的工艺故障显著增加等原因,三辊斜轧管机组大多生产D/S≤25的中、厚壁无缝钢管;
2)壁厚精度差
所谓三辊斜轧管机的壁厚精度可达到±5.0%,实际上,这只是轧制厚壁管的数据。
天津钢管集团有限公司关于三种轧管机壁厚精度的分析一文[1]中的对比结果(见下表:
1),基本反应了在轧制较薄管时,这几种轧管机的壁厚精度的实际情况。
理论分析和现场实验研究表明:
在三辊斜轧管机的变形过程中,虽然减径变形过程有明显的“纠偏”能力,但主要的减壁变形过程却没有“纠偏”能力。
因此其壁厚精度肯定不如减径、减壁变形过程都有显著“纠偏”能力的二辊斜轧管机。
上世纪80年代,原苏联的二个钢管厂同期开发改造了四台三辊均整机,都以失败而告终。
“根据车里雅宾斯克钢管厂多年实践证明,三辊均整机并不能减小钢管的横向厚壁不均,相反,还有可能促使偏心的增加。
其原因就是轧辊数目与钢管上的棱数不是整倍数”[2]。
德国科克斯公司将三辊行星轧管机改进为四辊行星轧管机,并声称取得成功,这也证实了上述分析。
3)轧制薄壁管时,尾部增厚端使成材率约降低1.5%
三辊斜轧管机在轧制D/S≥12.0(对带有预减径装置的轧机,D/S≥15.0)薄壁管时,须使用“快开”来避免因“尾三角”造成“后卡”故障,致使钢管尾部有长度80mm左右(按毛管算)的增厚端,从而使成材率约降低1.5%;
4)“内螺纹”较为严重
资料介绍,国外三辊斜轧管机组的“内螺纹”高度为≤0.25mm,最好也只能达到≤0.20mm。
目前,国内大部分三辊斜轧管机组的“内螺纹”高度在0.30mm上下。
好的机组达到0.25~0.30mm,基本得到用户认可。
而国内的不少二辊斜轧管机(精密轧管机组和二辊斜轧延伸机组)“内螺纹”高度已达到≤0.20mm。
5)变形条件差
三辊斜轧管机的切向、扭转、弯折(变形区的横断面二辊是菱形,主要是对角的两次弯折,三辊主要是三角形三次弯折)等附加变形均大于二辊斜轧管机,因此变形条件更差,产生相关缺陷的倾向性更大(尤其是轧制薄壁管),对低塑性难变形钢种的可轧性也就差。
6)轧机调整麻烦,难以进行等、扩径轧制,以及轧制出口速度低等
为了使轧制过程稳定和减小“内螺纹”,都须要保持三个轧辊的前进角、辗轧角、“孔喉”半径的“同步”,特别是还有轴向位置的一致。
在现场要调好“同步”非常麻烦,真要调整达到一定的“同步”要求,往往需要2~3个小时。
新型三辊斜轧管机换辊采用更换整个机架,这样就有条件在线外仔细调好“同步”。
三辊斜轧管机的“内扩展值”(轧后荒管内径与芯棒直径差)一般小于5.0mm,而轧机入口的减径量(插棒间隙+2×减壁量)一般在20mm左右,因此三辊斜轧管机的减径量(毛管外径-荒管外径)通常≥15.0mm,因此在正常工艺条件下是不可能实现等径、扩径轧制。
由于受“内切圆”限制,三辊斜轧管机的轧辊直径很小,好处是变形抗力小,缺点是轧制出口速度低,加上轧制荒管的长度也短,所以生产率低。
二辊斜轧管机有带导盘的狄赛尔(圆盘延伸)轧管机和精密(A-R)轧管机;不带导盘(用导板)的二辊斜轧延伸管机和二穿延伸机;还有斜轧扩管机与斜轧减径机等。
当前,二辊斜轧管机组与连轧管机组已成为我国热轧无缝钢管生产的两大主力机型。
实践证明:
二辊斜轧管机的轧制工艺对产品质量、可轧制规格、能耗、工具消耗以及成本等都有极大的影响。
例如二辊斜轧管机采用不同的工艺,主电机负荷可相差40%以上。
因此应当重视对斜轧管机的工艺与相关技术进行深入地研究和改进,为斜轧管机组不断提高产品质量、扩大品种规格、提高生产率,特别是在节能降耗等方面作出贡献。
以下不仅将对二辊斜轧管机现状作介绍和讨论,并介绍二辊斜轧管机的技术改进与动向。
同时对采用二辊斜轧延伸机组生产∮60mm以下“小口径热轧无缝钢管”,以改变我国小口径热轧无缝钢管现存的不合理的“以冷代热”产品结构的可行性进行论述。
1常用的二辊斜轧管机及几个工艺问题
二辊斜轧管机包括使用导盘的狄赛尔轧管机(二辊圆盘延伸机)、精密轧管机和不使用导盘(用导板替代导盘)的二辊斜轧延伸机和二次“穿孔”延伸机(以下简称二穿延伸机)等。
均整机在一定意义上也应属二辊斜轧管机。
狄赛尔轧管机是最古老的轧管机之一,1990年烟台钢管厂新建的精密轧管机是在狄赛尔轧管机的基础上,将全浮芯棒改进为限动芯棒、并增加了辗轧角。
机组投产后,取得一定效果,随后得到较快发展。
由于导盘存在不少弊病和为了简化轧管机的结构,二次穿孔、特别是二辊斜轧延伸机也开始得到发展。
前几年,我国的二辊斜轧管机已有“遍地开花”之势。
二辊斜轧管机的最大特点是:
变形过程中,减径、减壁变形过程都有显著的“纠偏”能力(而所有纵轧管机和三辊斜轧管机的减壁变形过程都没有“纠偏”能力),因此其壁厚精度是所有轧管机中最高的——不愧为精密轧管机。
与三辊斜轧管机相比,二辊斜轧管机还有可轧制薄壁钢管(D/S已超过39.0)、轧制出口速度高、轧制荒管长度长及生产率大的特点。
同时轧制荒管的外径也可在一定范围内灵活控制——可进行扩径、等径和减径轧制。
二辊斜轧管机的最大缺点是纵向变形阻力过大,致使变形区金属轴向流动困难(延伸变形小),切向流动容易(横向变形大),不仅造成“变形效率”很低。
并且还造成二辊斜轧管机的钢管内表面质量差(“内螺纹”、“麻面”缺陷);延伸系数小、轧制薄壁管困难;工具寿命低等各种问题。
因此如何显著降低二辊斜轧管机的“纵向变形阻力”成为其工艺研究、改进的首要、核心课题。
此课题上已取得可喜的成果,可以使主电机负荷降低30~40%;大生产批量轧制薄壁管时,在轧管延伸系数超过1.35的前提下,荒管的D/S超过39.0;导板、导盘寿命显著提高;特别是内表面质量大大改善——“内螺纹”基本消除、“麻面”也显著改善等。
1.1精密轧管机(包括圆盘延伸机)
精密轧管机与圆盘延伸机都是采用导盘的二辊斜轧管机,前者轧辊带有辗轧角,后者不带有辗轧角。
精密轧管机是目前国内拥有量最大的轧管机。
机组规格从∮90~∮273mm,生产外径60~340mm,壁厚4.0~50.0mm的结构管、流体管、油井用管、输送管及机械加工用管等的热轧无缝钢管。
90机组的生产能力已达6.0万吨/年、219、273机组的生产能力为20~30万吨/年。
大生产中,先进的精密轧管机组已能达到的变形能力指标为:
减壁量为6.0~9.0mm,减壁率40~50%,D/S≤39.0,延伸系数≤2.00。
但是目前在大生产中,大多数厂还普遍存在以下问题:
1)变形效率低。
现有精密轧管机所配主电机的单位功率约为0.031KW/吨管能力,单位变形体积秒流量的变形功约为0.90KWh/s.cm3,均为三辊斜轧管机的二倍以上,比纵轧管机(特别是顶管机)就高得更多[3]。
2)内表面质量一般较差。
精密轧管机轧制的钢管曾有严重的“内螺纹”和“麻面”问题。
一些厂改进工艺后,“内螺纹”问题已得到解决——高度已达到≤0.20mm,而“麻面”虽有显著改善,但总没有连轧管机和顶管机那样“光滑”。
3)工具寿命低。
大多数精密轧管机的导盘在使用过程中都易产生边部“掉块”问题,使每个导盘只能轧制钢管1000~2000支(个别厂甚至不到400支管),吨管导盘的成本高达到20元左右。
精密轧管机的轧辊寿命虽比三辊斜轧管机要高,但仍然较低。
4)轧制薄壁管头、尾平均壁厚差大。
由于轧制的出口速度低,在轧制薄壁管时,钢管头、尾的平均壁厚往往相差0.40~0.70mm。
因此,虽然精密轧管机生产的钢管的横向壁厚精度很高,却由于纵向壁厚精度低,造成整个钢管的壁厚精度也相应降低。
5)变形量小、轧制薄壁管困难。
现有的大多数精密轧管机的减壁量≤6.0mm,延伸系数≤1.80。
由于轧制薄壁管时出现“多棱形”、“破头、尾”以及“轧折”、“凹坑”等工艺故障或缺陷,大生产时,轧制荒管的D/S≤35.0。
1.2二穿延伸机与二辊斜轧延伸机
二穿延伸机和二辊斜轧延伸机的发展,首先是为了得到壁厚较薄和壁厚精度高、内表面表面质量较好的钢管,在穿孔机后增加二穿延伸机。
如原只有穿孔机供冷拔毛管的机组,为了更经济的(以较少的冷拔道次)方法生产市场“需求”的薄壁管或是精密管,便在原穿孔机后增加了二穿延伸机,取得了较好的效果。
二穿延伸机在设备结构上与均整机相同。
在工艺方面,其顶头形状初期与穿孔顶头类似,后来的发展已与锥柱型均整顶头类似。
二穿延伸机最大的特点是可进行大扩径延伸轧制,其最大扩径率现已达到60%左右。
但是二穿延伸机轧后荒管的内表面质量很差,其后不增加一道精轧管机精轧或不经冷拔拔制,是难以满足成品管的表面质量要求。
为了进一步改善内表面质量和壁厚精度,以能通过定减径机直接生产热轧成品管,并结合精密轧管机导盘存在的不足,就产生了二辊斜轧延伸机——从设备上看,就是把二穿延伸机的顶头和顶杆系统换成限动芯棒系统。
二辊斜轧延伸机也可以说是在精密轧管机的基础上,把导盘换成导板。
开始二辊斜轧延伸机与精密轧管机存在同样的内表面质量与轧制薄壁管困难等问题,特别是导板的寿命非常低。
经过在工艺上对辊型和导板设计的改进后,在产品质量、薄壁管D/S等技术指标上,均与精密轧管机达到至少同等的水平,并且导板的优势也突出的显现出来,因此二辊斜轧延伸机开始得到较快发展,其生产的成品外径从∮50mm直到∮508mm,新的720二辊斜轧延伸机组也正在建设中。
编者认为,今后将会有不少的精密轧管机会逐步改为二辊斜轧延伸机。
同时在生产∮25~60mm热轧无缝钢管取代大部分冷拔管方面,二辊斜轧延伸机会具有强大的生命力。
1.3二辊斜轧管机几个工艺问题的讨论
1)导盘与导板
精密轧管机和圆盘延伸机采用导盘,原设想:
一是使导盘的轴向摩擦力对变形区的金属产生轴向拉力,以改变变形区内金属的应力状态和变形状态,减小变形抗力和金属横向变形,有利于提高延伸系数、轧制薄壁管等等;二是认为导盘的寿命长,有利于改善钢管表面质量、减少更换工具时间(提高产量)和降低工具成本等。
但迄今为止,在国内的精密轧管机(包括园盘延伸机)上,经过反复试验,导盘电机的功率就是高上不去,同时横变形及变形功等变形参数与导盘的速度调整并无看得见的联系,这说明导盘的轴向拉力作用没有发挥出来。
反过来导盘与轧辊形成的孔型的封闭性差,以及导盘的纵断面只能是一个曲率半径,不能象导板那样,使导板的纵断面“曲线”能与辊形、金属横变形相匹配,因此不利于获得更大的变形量和轧制薄壁管。
对于二辊斜轧延伸机的导板,通过合理的设计完全可以克服上述导盘存在的问题。
大多数人担心导板不易保证成品外表面质量。
实践证明这种担心是不必要的,前提是辊型和导板设计必须合理。
编者在R厂219二辊斜轧延伸机上,生产219×6.0mm成品时,减径机的减径量仅7.0mm左右,成品管外表面质量良好。
顺便提一下,自动轧管机组的均整机不都是采用导板吗!
反过来,由于导盘工作边易产生“掉块”(特别是辊型不合理和轧制薄壁管时),因此其寿命往往并不很高,而且因更换导盘仃车时间较长,或考虑成本,导盘不能即时更换时,反而造成外表面“划伤”。
导盘不仅使轧管机的结构复杂、设备造价高,特别是生产中,导盘消耗成本也远高于二辊斜轧延伸机的导板。
国内R厂219二辊斜轧延伸机(工艺改进才8个月)和M厂219精密轧管机(已生产4~5年,生产水平属国内先进水平)的导板与导盘消耗与成本数据如下表2:
2)辗轧角问题
在二辊斜轧管机中,一般精密轧管机和二辊斜轧延伸机设有辗轧角,园盘延伸机和二穿延伸机没有辗轧角。
从理论上分析,辗轧角不仅能减小钢管变形过程中的扭转附加变形,同时可提高轧制出口速度,以及使轧辊对轧件摩擦力的轴向分力对变形区的金属形成前拉力,以利于减小横向变形和增加延伸变形。
但根据“钢管斜轧延伸工艺参数模拟与辗轧角优化”一文分析[4]与上述分析是不一致的:
“
(1)随着辗轧角增大,轧辊纵向速度分量减小,周向速度分量增大,局部送进角增大,局部角速度也增大。
(2)辗轧角越大,在辊喉后区域内钢管越容易发生周(切)向变形,产生扩径。
”
编者认为,由于在减壁段与均壁段入口这段变形区内,金属的轴向流动速度远大于轧辊线速度轴向分速度增量,因此辗轧角产生的前拉力是不存在的。
编者在实践中感觉,除了要进行大扩径延伸轧管,为了减少扭转附加变形,采用辗轧角是必要的。
在常规轧制时,辗轧角的上述效果并不明显,因此辗轧角不是必须的。
在此顺便强调一下,现有精密轧管机上不仅带有辗轧角,而且辗轧角设计为可调。
编者以为调整辗轧角完全是不必要的,因为改变辗轧角时,辊型也必须跟着改变,在现场很难实施。
辗轧角设计为可调后,不仅轧机的机架结构复杂了,更要命的是给两个轧辊的辗轧角保持一致,并与辊型吻合带来很多麻烦,经常影响轧机正常调整。
3)扩径轧管与减径轧管
首先想强调一个观念:
对所有斜轧管机来讲,轧制时的横变形愈小,表明以辊型为主的工艺设计和轧机调整愈合理。
甚至可以讲,斜轧管机的辊型设计就是追求更小的横变形。
对于精密轧管机,轧管的“扩展值”(轧制出口荒管内径与芯棒直径之差)随着导盘位置向轧机入口移动而增大。
要实现减径轧管就须要偏前(偏出口方向)的导盘位置,要扩径轧管就须要偏后(偏入口方向)的导盘位置。
当导盘位置偏后时,在轧辊的均壁段,导盘与辊面的缝隙增大,因而易产生“破头”、“破尾”故障;而导盘偏前时,虽然“孔型”封闭性好,但又不利于横变形控制——减壁段横变形“剧增”,而导盘间距却减小,因此容易产生孔型的周长不能容纳钢管的周长,从而使金属挤向辊缝,造成导盘工作边“掉块”、破头、破尾,或荒管产生“凹坑”、“多棱形”等管子周长“失稳”缺陷。
以上矛盾因素,限制了导盘延伸机生产更薄的钢管。
一般来讲,轧制D/S≥34.0的薄壁管时,最好采用小扩径轧制(扩径量约3.0~5.0mm)。
二辊斜轧延伸机由于采用导板,如前面所述在很大程度上克服了上述矛盾,外径的控制相对更灵活一些。
还须强调指出,不同辊型和导板设计的“扩展值”相差15.0mm以上(17~35mm),对于合理的小“扩展值”(≤25.0mm)辊型,更不宜采用大扩径轧制。
4)芯棒润滑与循环
从轧制过程来看,二辊斜轧管机对芯棒润滑的要求远不像连轧管机那样“要命”。
实际上,好的芯棒润滑条件对二辊斜轧管机同样是极其重要的——很多二辊斜轧管机正好忽视了芯棒润滑。
好的芯棒润滑对于二辊斜轧管机来讲:
不仅是可以降低轧制电流15.0%左右,显著提高芯棒寿命;而且由于芯棒润滑能够减小轴向变形阻力,从而改善钢管的内表面质量,以及减小横变形有利于提高延伸、薄壁管轧制和提高导盘寿命等。
实现好的芯棒润滑不仅要有好的润滑剂与润滑装置,芯棒冷却和表面“除水”更是前提条件。
对于芯棒直径∮90mm以上的机组,以采用芯棒循环方式为宜,不仅解决了芯棒冷却和表面“除水”问题,为芯棒润滑创造条件,同时还提高机组的生产能力。
需要注意的是,芯棒预穿的速度不能太慢,造成管温温降大,不利于薄壁管轧制。
对于芯棒直径∮90mm以下的机组,因芯棒预穿造成管温温降大,同时空心芯棒的壁厚也薄,内水冷能够达到芯棒表面冷却要求,以采用“内水冷”芯棒不循环为宜。
4)内表面质量——“内螺纹”与“麻面”
“内螺纹”与“麻面”是所有斜轧管机轧制的钢管普遍存在的内表面缺陷。
对于减小“内螺纹”的普遍观点是加长均壁段(辗轧段)长度,用提高“重轧系数”来解决。
笔者经过在均整机和各种斜轧管机上反复验证认为,“内螺纹”的产生机理是:
在斜轧变形过程中,进行减壁变形(在减壁段与均轧段的前半段)时,由于金属变形集中,导致金属轴向流动速度大,当受到工具大的轴向阻力时,金属就会“堆积”而形成“内螺纹”。
加长均壁段的长度,使“重轧系数”≥3.0,通过均壁段的多次“平整”轧制,来减轻已产生的“内螺纹”是一种消极的方法。
而且,由于均壁段的辊型不是“螺旋双曲面”,均轧段辊面与芯棒并不能保持平行,因此消除“内螺纹”的效果往往并不理想。
笔者提出的减少或消除“内螺纹”的方法主要是根据“内螺纹”产生的机理,通过合理的辊型设计,减小金属轴向流动阻力,从而杜绝或减少“内螺纹”产生。
多年来,此法在不同类型、规格的斜轧管机上应用,都取得极好的效果:
“内螺纹”高度达到≤0.25mm,好的时候只看到“内螺纹”痕迹,但量不出高度。
斜轧管机的钢管内表面“麻面”仍是目前最难解决的问题。
虽然在多种场合下,“内螺纹”改善的同时,也伴随着“麻面”的改善,但总也达不到纵轧管机轧制的钢管内表面那样的“光滑”程度。
2二辊斜轧管机的技术发展
2.12台二辊斜轧管机的热轧生产线
Y厂Φ114mm精密轧管机组经改造,在原精密轧管机后又增加1台精密轧管机,并将原轧管机增加了后台顶头支撑和顶杆循环系统,形成“穿孔→精密轧管→精密轧管(精轧或均整)→五架定径”和“穿孔→二穿(扩径)延伸→精密轧管→五架定径”两种变形工艺路线。
当采用后一种变形工艺路线时,可用Φ210mm管坯,在二穿延伸机上扩径100多毫米,最终生产出Φ325mm成品管——大大地向上扩展了产品规格。
在这样一条生产线上,实际上能灵活采用以下3种变形工艺路线,使二辊斜轧管机组的品种和规格范围大大扩展:
(1)当生产薄壁管时,采用“穿孔→二辊斜轧(用导板或导盘、限动芯棒)延伸→二辊斜轧(用导板或导盘)精轧→纵轧定(减)径”的变形工艺路线。
在较的低温度下,以较小的减壁量进行精轧,不仅有利于薄壁、高精度管生产,而且能显著改善钢管内表面质量,生产真正的高精度热轧无缝钢管;
(2)当生产特厚壁管(纵轧定、减径机不允许通过)时,采用“穿孔→二辊斜轧(用导板或导盘、限动芯棒)减径延伸→二辊斜轧减径”的变形工艺路线。
二辊斜轧(用导板或导盘、限动芯棒)减径延伸可以得到内表面较好、壁厚精度高的荒管。
二辊斜轧减径既可以定(减)径纵轧定径机不能通过的特厚壁管,而且在斜轧减径过程中,因其“纠偏”作用远强于纵轧减径,可进一步减少偏心壁厚不均。
这一变形工艺路线可用直径更大的管坯生产纵轧定径机不能通过的、壁厚精度更高的特厚壁管。
(3)当生产大规格钢管时,采用“扩径穿孔→二穿扩径延伸(用顶头)→二辊斜轧(用导板或导盘)精轧→纵轧定(减)径”的变形工艺路线。
这样成品管壁厚精度较高、内表面质量也较好,由于用小的管坯生产大规格成品管,即用小轧机轧大管,不仅可节约建设投资,同时生产中也可节能和降低成本。
2.2具有多功能的二辊斜轧延伸机
Y厂Φ114mm精密轧管机改造的精密轧管与二穿延伸两用轧管机,其芯棒限动、循环系统在前台,而顶头支撑、顶杆循环在后台,是两套独立的系统。
笔者2004年就提出了将上述芯棒限动和顶杆循环两套系统合并为一套系统置于后台,并且只用导板的多功能二辊斜轧延伸机方案。
这样在同一台轧管机上,可分别实施穿孔、二穿延伸(用顶头)及二辊斜轧延伸(限动芯棒)3种轧制工艺。
2010年初,一套较完整的Φ219mm多功能二辊斜轧延伸机在L厂投产,虽然没有芯棒循环,芯棒润滑也不甚理想,但生产仍较正常;而且实现了芯棒“回退式”轧制工艺。
生产结果表明,这种轧管机不仅设备简化、功能多用,投资少,而且其轧制节奏也要快于传统的芯棒限动、循环系统;由于没有芯棒预穿,因此钢管温降也显著减小。
这种系统还特别适于采用芯棒“回退式”轧制工艺。
从理论上讲,由于“异步轧制”作用加强,变形抗力也应减小。
由于生产中数据收集不足,尚未得到证实,但初步对比表明,主电机电流至少是没有增大。
2.31台二辊斜轧延伸机完成两道变形工序
在多功能二辊斜轧延伸机的基础上,L厂正在实施的Φ720mm大直径无缝钢管项目。
针对大直径钢管生产过程中钢管温降小、轧制节奏要求慢的特点,正在实施在1台二辊斜轧延伸机上,完成穿孔→斜轧延伸(或二穿扩径延伸)两道变形工序的试验工艺方案。
2.4二辊斜轧管机的工艺改进
这几年,二辊斜轧管机的工艺得到不断的改进、完善。
1)辊型的研究与改进
辊型是所有斜轧管机轧制工艺的核心,辊型的关键在减壁段。
合理的辊型可大大提高变形效率,使主电机的轧制电流降低30%~40%;显著减小变形区金属流动的轴向阻力,增大延伸、减小横向变形,从而有利于薄壁管的轧制;显著提高钢管内表面质量——“内螺纹”基本消除、“内麻面”明显改善;成倍提高导板(导盘)的寿命。
例如:
M厂的精密轧管机组2009年10月生产Φ339.72mm×9.65mm薄壁套管时,在原有辊型无法轧出的情况下,通过改进辊型,立即实现了正常的大生产,共生产3200多吨成品管,综合合格率达到95.62%,中间废仅1.05%;虽然轧管机的平均减壁量由原来的6.9mm,增大到8.15mm,增大了18.1%,而主电机的平均电流却从6650A降低到5250A,降低了21.1%。
2010年7月初,R厂的二辊斜轧延伸机组通过改进辊型和导板,在大生产中成功地大批量生产Φ219.0mm×6.0mm热轧薄壁管(轧制荒管的D/S≥39.0),而且是在轧管机减壁量达到≥3.0mm,延伸系数超过1.35的前提下进行的。
轧制过程稳定,没有出现“破头”、“破尾”等故障,成品管也没有“凹坑”等缺陷,表面质量明显好于Z厂小减壁量轧制的热轧薄壁管。
2)导板的设计
导板(导盘)的设计不仅严重影响其寿命和轧制钢管的表面质量,二辊斜轧延伸机导板的设计还直接影响横向变形控制,从而影响轧制荒管的D/S大小、轧制过程的稳定性。
导板设计最“麻烦”的是宽度计算,而最有意义的却是导板纵断面和横断面参数的设计。
导板纵断面设计时,选择合理的脊部位置
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