CN108580565A - 一种二辊斜轧穿孔机低能耗导板的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种二辊斜轧穿孔机实现低能耗轧制的导板设计方法。其设计特征是:在导板与钢管摩擦接触的工作面上，以轧制中心线在导板面的投影线为分界线，管体旋转进入导板面的一侧导板面为圆弧面，管体旋转离开导板面的一侧导板面为平面。导板的圆弧面圆心所处位置相对轧制中心线存在一个偏心距离，该偏心距的取值Le＝(0～0.2)*管坯直径值。本发明可以有效降低二辊斜轧穿孔轧制时的轧制载荷，提高了导板的使用寿命，从工序成本上形成可观的经济效益，同时为进一步挖掘设备潜能以及高级难变形钢种产品的开发创造了条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种二辊斜轧穿孔机导板的设计方法。特别是涉及一种二辊斜轧穿孔机实现低能耗轧制的导板设计方法。
背景技术
在无缝钢管生产中，穿孔机是重要的主变形设备之一。在穿孔机轧制环节，实心的管坯通过在由轧辊、导板和顶头组成的孔型轧制后，得到空心的毛管。在穿孔机孔型结构中，轧辊是主传动外变形工具，顶头是会随着变形金属发生转动的内变形工具，导板则是固定不动的外变形工具。导板在孔型轧制中起到为变形钢管导向、限制毛管横向变形以及封闭孔型的作用，是孔型结构的重要组成部分。
由于导板固定不动的，其与螺旋行进运动中的钢管发生显著的相对摩擦运动做功耗能，该部分耗能也是钢管变形过程中总能耗的重要组成部分。随着钢管生产企业产品的高端化，由于高级别难变形钢种的穿孔轧制变形能耗本身就很高，在设备电机不变的情况下，需要通过孔型设计改进才能降低轧制能耗，才能挖掘设备潜能，扩大产品范围；另一方面，随着钢管中低端产品市场竞争的加剧，更低能耗和低成本的节约化生产也成为企业生产工艺发展的必然追求。现有的导板设计已不能满足上述要求。
发明内容
为了解决二辊斜轧穿孔机导板现有设计造成的穿孔轧制能耗过高的问题，本发明提供一种实现低能耗轧制的导板设计方法。
本发明采用以下设计方法，其设计特征是:在导板与钢管摩擦接触的工作面上，以轧制中心线在导板面的投影线为分界线，管体旋转进入导板面的一侧导板面为圆弧面，管体旋转离开导板面的一侧导板面为平面。
上述导板的圆弧面圆心所处位置相对轧制中心线存在一个偏心距离，该偏心距的取值Le＝(0～0.2)*管坯直径值。
与现有设计方法相比，本发明的有益效果是：有效降低二辊斜轧穿孔轧制时的轧制载荷，提高了导板的使用寿命，从工序成本上形成可观的经济效益，同时为进一步挖掘设备潜能以及高级难变形钢种产品的开发创造了条件。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1普通二辊斜轧穿孔机封闭孔型结构示意图。
图2普通二辊斜轧穿孔机导板使用时调整的示意图。
图3本发明设计导板的穿孔机封闭孔型结构示意图。
图4本发明设计导板使用时调整的示意图。
图5本发明导板的主视图。
图6本发明导板的水平方向剖面图。
图7本发明导板的竖直方向剖面图。
图中标记为，100-导板，200-管坯，300-轧辊，OH-导板圆弧面圆心位置，OR-孔型轧制中心线位置，Le-导板圆弧面圆心相对轧制中心线的偏心距，RCC-导板孔喉处圆弧面半径。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，现结合附图以及实施例对本发明进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为使公众对本发明有更好的了解，下文对本发明的描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说，没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
一种用于二辊斜轧穿孔机的导板设计方法：传统方法设计的孔型结构如图1，随着轧辊在使用过程的磨损和重车，导板需要做出图2所示的方向调整以保持孔型的封闭性。变形区内类椭圆状的变形钢管在旋转过程中与导板摩擦，在脱离开导板的一侧受到导板圆弧面反作用于钢管的旋转阻力。本发明设计方法对导板所做的改进解决了该问题，见图3和图4。孔型变形区内压扁后的类椭圆状管坯长轴方向并不始终在水平方向上，而是随着管坯在变形区内的行进，长轴本身也发生偏转，本发明避免了类椭圆状长轴顶点处的管坯在旋转脱离导板接触面时所受的旋转阻力，从而显著减小穿孔轧制变形的能耗，降低了轧制载荷。
实施例：某厂用桶形辊斜轧穿孔机组生产中以直径180mm的管坯实际生产穿轧210*12mm毛管。轧辊名义直径720mm，辊身长590mm，入口角3度，出口角3.5度，送进角度6度，顶头直径为174mm，采用本发明设计导板，导板圆弧面圆心偏心距Le值为17mm，导板入口侧锥角αA角度为3度，出口侧锥角αB角度4度，导板总长445mm，导板孔喉处圆弧面半径RCC的值为108mm。
在穿轧变形规格、轧辊和顶头规格、生产工况都不变的情况下，只更换改进后的导板进行生产实践。把现场稳定穿轧时的电机电流表数据作为能耗的考量指标，在投入该发明的设计方法前每一百根钢管穿轧时的平均电流约为75A，应用本发明设计的导板后每一百根钢管穿轧时的平均电流约为63A，变形负荷降低约16％，节能显著。
Claims (2)
1.一种二辊斜轧穿孔机实现低能耗轧制的导板设计方法，其特征在于:在导板与钢管摩擦接触的工作面上，以轧制中心线在导板面的投影线为分界线，管体旋转进入导板面的一侧导板面为圆弧面，管体旋转离开导板面的一侧导板面为平面。
2.根据权利要求1所述的二辊斜轧穿孔机实现低能耗轧制的导板设计方法，其特征在于导板的圆弧面圆心所处位置相对轧制中心线存在一个偏心距离，该偏心距的取值Le＝(0～0.2)*管坯直径值。
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