CN105499274B - 锥形穿孔机顶头替代工艺的调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锥形穿孔机顶头替代工艺的调整方法，该调整方法根据锥形穿孔辊的磨损程度，利用原设计顶头规格，提出顶头替代思路，并建立顶头替代的工艺调整方法。有益效果是在有效控制毛管外径在Φ222～226mm的范围之内，延长了穿孔辊的轧制寿命，轧制支数由原先的17000支提高到了23000支，有效减少了穿孔辊更换频次，每月节省了一次更换穿孔辊的时间3小时。不仅满足了现场生产顺行要求，而且因毛管外径过小或过大引起的钢管外表面孔洞、折叠和裂纹缺陷的发生几率降低了95％以上。提高了生产效率，降低了废品量，且提高了钢管内、外表面质量。

Description

锥形穿孔机顶头替代工艺的调整方法

技术领域

本发明涉及一种锥形穿孔机顶头替代工艺的调整方法。根据锥形穿孔辊的磨损程度，无需新增顶头规格，直接利用原设计顶头进行顶头替代轧制，既保证了毛管外径在Φ222～226mm范围内，又延长了穿孔辊的使用寿命。

背景技术

在当今无缝钢管生产中，锥形辊斜轧穿孔工艺被广泛应用，具有延伸系数大、生产效率高、工具消耗少等诸多优点。其结构是轧辊双支撑，辊型为锥形，轧辊轴线与轧制线倾斜形成前进角为α，与轧制线平面构成碾轧角为г，结构示意图如图1-1、1-2所示。

轧管二部168机组应用由德国MEER公司设计的斜轧穿孔工艺，采用了一对锥形辊、一对导盘和顶头形成封闭孔型完成钢管轧制的穿孔过程，穿孔变形区的示意图如图2所示。最初设计的185孔型穿孔机轧制的毛管名义外径是Φ222mm，毛管壁厚范围是13mm～29.6mm。根据轧制变形量的不同，设计顶头规格共8种，顶头外径由大到小依次为Φ173mm、Φ171mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm、Φ154mm。

在实际生产中，随着穿孔辊轧制支数的增加，其辊面磨损量也随之增加。为了保证管坯的顺利咬钢，避免发生轧卡故障，就必须根据实际生产对工艺参数进行相应调整。这样就使得穿孔变形区向轧机出口方向移动，抛钢点处的轧辊直径增大，金属变形的归圆区远离导盘中心，必然造成毛管外径增大，尤其在穿孔辊轧制支数达到15000支以后最为明显，毛管外径在Φ226mm以上。若毛管外径过大，在下道工序POF连轧过程中可能会造成钢管外表面裂纹缺陷。在工艺调整无法解决此问题时，就需要更换成新的穿孔辊，而每次换辊时间要耗时3小时。反之在穿孔辊使用初期，由于轧辊磨损量小，金属变形的归圆区靠近导盘中心，毛管外径会偏小。尤其穿孔辊轧制支数在8000支以内，轧制毛管壁厚小于14.3mm的薄壁管时，毛管外径经常小于Φ222mm。若毛管外径过小，在下道工序的POF连轧过程中毛管内壁和芯棒的间隙减小，毛管局部温降过快，引起钢管内表面划伤、外表面孔洞和折叠等缺陷。而此时只有从计划排产上将薄壁管安排在穿孔辊8000支以后生产，使得计划排产难度增大。因此亟待研发一种控制毛管外径过大及过小，且能延长穿孔辊使用寿命的调整方法。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明的目的是利用原有顶头规格，提供一种锥形穿孔机顶头替代工艺的调整方法，提高钢管质量，并延长穿孔辊使用寿命。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种锥形穿孔机顶头替代工艺的调整方法，该调整方法是基于由一对锥形穿孔辊、一对导盘和顶头构成的185孔型穿孔机中调整使用的方法，该方法包括以下步骤：

1)、保证185孔型穿孔机的毛管外径控制在Φ222～226mm范围内，在不新增顶头规格的前提下，利用外径规格依次为Φ173mm、Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm、Φ154mm顶头，轧制相对应目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm的毛管。

2)、依据穿孔辊的轧制支数及相应的磨损程度，制定顶头替代的使用方法：

当8000支＜穿孔辊轧制支数＜15000支时，利用外径规格依次为Φ173mm、Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm、Φ154mm顶头，轧制相对应目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm的毛管。

当穿孔辊轧制支数＜8000支时，利用外径规格依次为Φ173mm、Φ173mm、Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm顶头，轧制相对应目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm的毛管。

当15000支＜穿孔辊轧制支数＜23000支时，利用外径规格依次为Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm、Φ154mm、Φ154mm顶头，轧制相对应目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm的毛管。

调整穿孔机参数：

轧辊距离E＝E(原设计)—(D原顶头外径—D替代顶头外径)/2

导盘距离A＝A(原设计)+(D原顶头外径—D替代顶头外径)/4

顶头前伸量Ld＝Ld(原设计)+(D原顶头外径—D替代顶头外径)*5.5其中：E为辊距、A为导距、Ld为顶头前伸量。

本发明的效果是根据锥形穿孔辊的磨损程度，利用原设计顶头规格，提出顶头替代思路，并建立顶头替代的工艺调整方法。在没有新增顶头规格的前提下，有效控制毛管外径在Φ222～226mm的范围之内，延长了穿孔辊的轧制寿命，轧制支数由原先的17000支提高到了23000支，有效减少了穿孔辊更换频次，每月节省了一次更换穿孔辊的时间3小时。不仅满足了现场生产顺行要求，而且因毛管外径过小或过大引起的钢管外表面孔洞、折叠和裂纹缺陷的发生几率降低了95％以上。提高了生产效率，降低了废品量，且提高了钢管内、外表面质量。

附图说明

图1-1、1-2为锥形穿孔机结构布置图；

图2为穿孔机变形区示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明的锥形穿孔机顶头替代工艺的调整方法加以说明。

本发明的锥形穿孔机顶头替代工艺的调整方法设计思想是根据穿孔辊的轧制支数和相应的磨损程度，在原有顶头规格的基础上，应用相邻规格的顶头替代轧制，并且根据穿孔机变形原理，建立了相应的工艺调整方法。根据前述问题，依据总结出的穿孔辊磨损量的变化，通过车床加工数据对比，可知在穿孔辊轧制支数达到8000支时，轧辊磨损量为4～5mm；轧制支数达到20000支时，轧辊磨损量达到了8～9mm。结合现场生产经验，认为穿孔辊轧制支数在8000～15000支是最佳轧制状态，此时的参数设置与本机组的原设计参数最为接近。

本发明的锥形穿孔机顶头替代工艺的调整方法功能是这样实现的：

本发明的锥形穿孔机顶头替代工艺的调整方法是基于由一对锥形穿孔辊、一对导盘和顶头构成的185孔型穿孔机中调整使用的方法，包括以下步骤：

1.保证185孔型穿孔机的毛管外径控制在Φ222～226mm范围内，在不新增顶头规格的前提下，利用原设计顶头规格：外径Φ173mm、Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm、Φ154mm，轧制相应的毛管目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm，提出顶头替代思路，提高毛管质量，延长穿孔辊使用寿命，提高生产效率。

2.依据穿孔辊的轧制支数及相应的磨损程度，制定顶头替代的使用方法：

当8000支＜穿孔辊轧制支数＜15000支时，利用外径规格依次为Φ173mm、Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm、Φ154mm顶头，轧制相对应目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm的毛管；

当穿孔辊轧制支数＜8000支时，利用外径规格依次为Φ173mm、Φ173mm、Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm顶头，轧制相对应目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm的毛管；

当15000支＜穿孔辊轧制支数＜23000支时，利用外径规格依次为Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm、Φ154mm、Φ154mm顶头，轧制相对应目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm的毛管。

3.建立顶头替代的工艺调整方法：

穿孔机工艺调整主要有轧辊距离E、导盘距离A和顶头前伸量Ld三个关键参数。为了保证毛管的质量满足生产和质量要求，经过长时间的总结及相应的穿孔机参数设计，总结出顶头替代轧制的工艺调整方法：

轧辊距离E＝原设计轧辊距离—(D原顶头外径—D替代顶头外径)/2

导盘距离A＝原设计导盘距离+(D原顶头外径—D替代顶头外径)/4

顶头前伸量Ld＝原设计顶头前伸量+(D原顶头外径—D替代顶头外径)*5.5。

Claims (1)

1.一种锥形穿孔机顶头替代工艺的调整方法，该调整方法是基于由一对锥形穿孔辊、一对导盘和顶头构成的185孔型穿孔机中调整使用的方法，该方法包括以下步骤：

1)、保证185孔型穿孔机的毛管外径控制在Φ222～226mm范围内，在不新增顶头规格的前提下，利用外径规格依次为Φ173mm、Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm、Φ154mm顶头，轧制相对应目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm的毛管；

2)、依据穿孔辊的轧制支数及相应的磨损程度，制定顶头替代的使用方法：

当8000支＜穿孔辊轧制支数＜15000支时，利用外径规格依次为Φ173mm、Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm、Φ154mm顶头，轧制相对应目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm的毛管；

当穿孔辊轧制支数＜8000支时，利用外径规格依次为Φ173mm、Φ173mm、Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm顶头，轧制相对应目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm的毛管；

当15000支＜穿孔辊轧制支数＜23000支时，利用外径规格依次为Φ171mm、Φ168mm、Φ168mm、Φ166mm、Φ163mm、Φ161mm、Φ158mm、Φ154mm、Φ154mm顶头，轧制相对应目标壁厚为13mm、14.5mm、16.1mm、17.7mm、19.7mm、22mm、24.5mm、27mm、29.6mm的毛管；

轧辊距离E＝原设计轧辊距离—(D原顶头外径—D替代顶头外径)/2

导盘距离A＝原设计导盘距离+(D原顶头外径—D替代顶头外径)/4

顶头前伸量Ld＝原设计顶头前伸量+(D原顶头外径—D替代顶头外径)*5.5

其中：E为轧辊辊距、A为导盘距离、Ld为顶头前伸量。