利用二辊斜轧机进行厚壁无缝钢管的定径工艺及轧制工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种定径工艺，尤其是一种利用二辊斜乳机进行厚壁无缝钢管的定径 工艺，本发明还涉及一种乳制工艺，尤其是一种利用二辊斜乳机进行厚壁无缝钢管的乳制 工艺。
【背景技术】
[0002] 无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的圆形、方形或矩形钢材。目前无 缝钢管生产中，二辊斜乳机组是一种重要的生产设备，该生产设备的工艺流程为：加热工 序-穿孔工序-二辊斜乳机的减壁工序-定径机的定径工序。上述工艺中，通过加热炉将 管坯加热到适宜变形的温度；通过穿孔机将实心的管坯穿成空心的毛管；通过二辊斜乳机 乳管对毛管的管壁进行减壁延伸并制得荒管；通过定径机将荒管的圆周进行规圆定径。
[0003] 其中，如图1、2所示，二辊斜乳机的变形工具包括乳辊la、导盘2a和芯棒3a，乳辊 la是主变形工具，导盘2a是导向工具，芯棒3a是内变形工具。乳辊la带动荒管4a边前 进边旋转，使荒管4a在乳辊la和芯棒3a的缝隙内被乳制，导盘2a起到封闭孔型，限制荒 管4a的横向变形的作用。二辊斜乳机的作用，主要是完成荒管4a的减壁延伸，荒管4a的 直径变化不大，一般在±10%以内。
[0004] 定径机对荒管4a的规圆定径过程，是为了修正二辊斜乳机减壁工序时所得荒管 4a两端管径不均衡，而之所以出现荒管4a两端管径不均衡，是因为减壁工序出来的毛管进 入二辊斜乳机内时，由于先出二辊斜乳机的荒管4a端部的温度较低，后出二辊斜乳机的荒 管4a端部的温度较高，两者在冷却时，因为温度差出现冷却不均衡，故导致了荒管4a两端 部直径不均衡。
[0005] 定径工序中，主要是通过内扩径或外减径的方法，在不改变荒管4a壁厚的前提 下，将荒管4a外径（或内径）尺寸控制在标准要求之内。内扩径：也称内定径，一般采用热 扩方式成型，受工具强度和设备限制，通常生产大口径薄壁荒管4a，无法用于厚壁和特厚壁 荒管4a的定径。外减径：通常采用纵乳式的辊式定径机，由于受设备能力的限制，现有减径 荒管4a的壁厚最大只能做到将近80mm。另外，外减径用的辊式定径机还采用一种三辊斜乳 (也称阿塞尔乳管机）定径方式，也称回转定径，适合生产厚壁和特厚壁荒管4a。但，该设 备因采用三辊变形，且无导盘3约束变形区外径，荒管4a横断面圆弧曲率变化大，常因反复 弯曲变形，形成外折和内裂纹；加之，设备装备复杂，投资大，难以推广。
[0006] 综上所述，传统二辊斜乳机组的优点之一是更换规格快，特别适合满足客户小批 量、多规格、交货快的需求；但其适用的规格范围相对较窄，不能满足规格范围变化较宽、批 量较大的生产需要。但是，如果要简化无缝钢管的定径工艺，在节约生产成本的前提下，还 要保证定径后的无缝钢管几何尺寸精度高，直度好，无裂纹缺陷等优点，是现有技术人员所 亟待解决的问题。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种避免定径斜乳机的使用，只需利用 二辊斜乳机即可完成的定径工艺，特别是能用于对厚壁的无缝钢管进行定径，且定径后的 无缝钢管具有几何尺寸精度高、直度好、无裂纹等优点的定径工艺。
[0008] -种利用二辊斜乳机进行厚壁无缝钢管的定径工艺，包括：
[0009] 1)调整二辊斜乳机的乳辊辊距，使乳辊辊距为成品钢管外径的1. 01-1. 05倍；调 整二辊斜乳机的导盘距，使导盘距为所述乳辊辊距的1. 02-1. 10倍；
[0010] 2)将荒管套设于二辊斜乳机的定径芯棒上，在所述乳辊和导盘的作用下进行定径 乳制并获得厚壁无缝钢管；
[0011] 定径乳制时荒管上与乳辊相接触的部位为乳制段，该乳制段的内壁与定径芯棒间 始终留有间隙。
[0012] 本发明中，首先根据荒管的内径调整定径芯棒的外径，保证定径芯棒和荒管内壁 始终留有间隙，使得定径芯棒在定径过程中能对荒管起到支撑作用，却不会对荒管的壁厚 起到挤压；然后只需将荒管套设于二辊斜乳机的定径芯棒上，同时分别对乳辊辊距和导盘 距进行调整，从而实现荒管的定径操作。该定径工艺无需使用定径斜乳机，节约了生产成 本；同时还解决了传统定径斜乳机无法对厚壁无缝钢管进行定径的缺陷，至多只需要配备 合适直径的定径芯棒即可，从而大大节省了生产成本，有利于产品价格的下降，进而提高销 售前景。
[0013] 在定径工艺中，导盘距始终大于乳辊距，且导盘距与乳辊距间的差值较较传统减 径工艺中的小，这是因为定径工艺中，导盘距不再仅仅起到对荒管的支撑作用，而且还对荒 管周壁起到挤压作用，辅助乳辊定荒管圆周的规圆定径。因此，此时位于荒管圆周上的导盘 所承受的力较传统减径工艺中的要大的多，对于定径工艺中荒管的定径也是必不可少的。
[0014] 在定径工艺中，本发明中二辊斜乳机上的定径芯棒并不会对荒管进行挤压，但是 由于荒管一般较长，所以还是需要定径芯棒从荒管内部对其进行一定的支撑作用。如果定 径芯棒和荒管间的间距过小，则定径芯棒会在定径过程中对荒管内壁进行挤压，从而进一 步降低荒管的壁厚，干扰所需壁厚的定径；如果间距过大，则定径芯棒无法对荒管进行支 撑，从而使得荒管在定径过程中因重力等原因而发生变形，同样干扰所需壁厚的定径。因 此，所述乳制段的内壁与定径芯棒之间的间隙为30~50mm，也即该压制段处荒管的内壁和 定径芯棒之间的间隙为30~50mm。
[0015] 由于无缝钢管的壁厚较小，则利用传统的定径斜乳机即可，所以为了提高生产效 益，所以所述厚壁无缝钢管的壁厚至少为80mm(例如90~150mm)，也只有在这样的壁厚下， 本发明的定径工艺才能实现其最佳的经济效益。
[0016] 本发明的有益效果是，解决了传统定径斜乳机无法对厚壁无缝钢管进行定径的缺 陷，而且节省了配备定径斜乳机的费用，至多只需要配备合适直径的定径芯棒即可，从而大 大节省了生产成本，有利于产品价格的下降，进而提高销售前景，且定径后的无缝钢管具有 几何尺寸精度高、直度好、无裂纹等优点。
[0017] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种避免定径斜乳机的使用，只需利用 二辊斜乳机即可完成的定径工序的乳制工艺，特别是能用于对厚壁的无缝钢管进行乳制， 且乳制后的无缝钢管具有几何尺寸精度高、直度好、无裂纹等优点的乳制工艺。
[0018] -种厚壁无缝钢管的乳制工艺，依次包括加热工序、穿孔工序、减壁工序和定径工 序，所述减壁工序采用二辊斜乳机进行，所述定径工序包括：
[0019] 1)调整减壁工序时使用的二辊斜乳机的乳辊辊距，使乳辊辊距为成品钢管外径的 1. 01-1. 05倍；调整所述二辊斜乳机的导盘距，使导盘距为所述乳辊辊距的1. 02-1. 10倍；
[0020] 2)将所述二辊斜乳机在减壁工序时使用的芯棒更换为定径芯棒，将减壁工序后得 到的荒管套设于定径芯棒上，在所述乳辊和导盘的作用下进行定径乳制并获得厚壁无缝钢 管；
[0021] 定径乳制时荒管上与乳辊相接触的部位为乳制段，该乳制段的内壁与定径芯棒间 始终留有间隙。
[0022] 本发明中的定径工序中，首先根据荒管的内径调整定径芯棒的外径，保证定径芯 棒和荒管内壁始终留有间隙，使得定径芯棒在定径过程中能对荒管起到支撑作用，却不会 对荒管的壁厚起到挤压；然后只需将荒管套设于二辊斜乳机的定径芯棒上，同时分别对乳 辊辊距和导盘距进行调整，从而实现荒管的定径操作。该定径工艺无需使用定径斜乳机，节 约了生产成本；同时还解决了传统定径斜乳机无法对厚壁无缝钢管进行定径的缺陷，至多 只需要配备合适直径的定径芯棒即可，从而大大节省了生产成本，有利于产品价格的下降， 进而提高销售前景。另外，在定径工艺中，导盘距始终大于乳辊距，且导盘距与乳辊距间的 差值较较传统减径工艺中的小，这是因为定径工艺中，导盘距不再仅仅起到对荒管的支撑 作用，而且还对荒管周壁起到挤压作用，辅助乳辊定荒管圆周的规圆定径。因此，此时位于 荒管圆周上的导