三辊限动芯棒连续轧管机是意大利因西公司为克服二辊连续轧管机的固有局限性而研制开发的。其工作机架数一般为4~7架。三辊孔型设计使孔型槽底与轧槽侧壁之间的圆周速度差异减小, 从而使金属变形均匀, 轧管过程平滑、稳定。凸缘面积(不与轧辊或芯棒接触的管子面积)有所减小,即减少了流向凸缘的金属量,这一优点在轧制钢管尾端时尤为重要,能够避免或大大减少管端折叠和飞翅的形成。在轧制时,因圆周压应力较高,从而使辊缝处产生的纵向拉应力的危险性大大降低。孔型中芯棒的稳定性较高。
三辊限动芯棒连续轧管机
由三辊可调式机架组成,采用限动芯棒操作方式的连续轧管机。
- 英文名称
- three-high multi-stand pipe mill
- 所属学科
- 冶金工程
在轧制过程中,三辊限动芯棒连续轧管机采用限动芯棒操作方式,整个过程的芯棒速度是恒定的,从而确保管子壁厚的精度。轧制结束后,即荒管尾部出精轧机后,芯棒停止前进,荒管在脱管机内继续前进,由脱管机将荒管抽出,芯棒不是回送,而是向前运行,穿过脱管机后,拔出轧制线,再回送、冷却、润滑,循环使用。为此,机组需要配置三辊可调辊缝脱管/定径机型的脱管机,具备辊缝快速打开、闭合功能,以确保在轧制薄壁管时,芯棒安全通过脱管机。其优势在于既保留了原有限动芯棒连续轧管机(multi-stand pipe mill,MPM)工艺轧管壁厚精度高的特点,又提高了轧制节奏和生产率。与两辊限动芯棒连续轧管机相比,三辊连续轧管机的主要优势有:①壁厚精度更高。轧辊的三辊布置使金属变形更加均匀;芯棒在孔型中的对中性更好;轧辊的磨损更加均匀,这些均使得钢管的壁厚精度得到明显提高。采用三辊可调技术,使得在用同一规格芯棒轧制多种壁厚规格的轧件时引起的壁厚偏差有明显降低。②钢管表面质量更高。由于三辊轧管机孔型轧槽底部与顶部各点间线速度差小,从而能够在稳定的条件下使金属不均匀流动减小,使不均匀变形产生的波纹状缺陷得到有效改善,加之金属的横向变形减小,大大减少了因轧辊侧壁结瘤现象而在金属表面上留下的压痕缺陷,使钢管表面更加光洁。③可轧制变形抗力更高的钢种。由于采用三辊轧制工艺,机架采用圆形结构设计,使机架的刚性更高、受力均匀、单辊受力减小;三辊形成封闭孔型,使辊身长度变短,轧制时的轧辊横向刚度增大,弯曲力矩减小。轧制时,辊缝处金属的纵向拉应力降低、缺陷减少,使轧制薄壁管和难变形钢的能力得到提高。④金属收得率高。三辊孔型设计使得辊缝处凸缘面积减小, 约比二辊减少30%,可使钢管尾端的飞翅大大减少,切头尾损失比MPM轧机减少近40%。⑤可轧制更薄的钢管。由于采用三辊孔型设计,金属变形均匀、轧制稳定,轧制压力特别是峰值压力减小,使轧制过程中因不均匀变形所引起的裂孔、拉凹缺陷基本消除,这使得热轧壁厚更薄的钢管成为可能,径壁比可达50。⑥工具消耗明显降低。轧辊孔型各点线速度差减小,轧件变形均匀,使得轧辊、芯棒磨损均匀;较低的平均轧制压力减少了轧辊、芯棒磨损,降低了消耗;管子尾部形状的改善,减少了轧辊及芯棒磨损。除了减少芯棒磨损外,较低的平均单位轧制压力,还可允许使用较便宜的内空芯棒,通过内冷及外冷可有效地对其进行冷却,使芯棒寿命提高。⑦具有更高的效率及适应能力。由于3个轧辊可同时或单独调整,即用一种芯棒可轧制更多规格轧件,使得三辊限动芯棒连续轧管机不但适用于少规格、大批量生产,也适于多品种、多规格、小批量轧制。减少因规格更换占用的生产时间,同时使轧制工具保有量减少,降低流动资金的占用。
21世纪10年代,三辊限动芯棒连续轧管机生产的钢管,壁厚偏差达±3%~±6%,外径偏差达±0.2%~±0.4%。代表性机组为中国天津钢管公司的直径为168毫米机组。
扩展阅读
- 严泽生.现代热连轧无缝钢管生产.北京:冶金工业出版社,2009.