斜轧无缝钢管管端削尖轧制方法与流程

本发明属于热轧无缝钢管轧制技术领域，具体涉及一种无缝钢管管端削尖轧制方法。

背景技术：

热轧无缝钢管生产技术是通过管坯加热、穿孔、轧制、定径、矫直等工序将实心管坯加工成无缝钢管的技术。目前，通常采用斜轧穿孔机将实心管坯轧制成空心毛管，再将毛管经斜轧机二次轧制成一定外径及壁厚的荒管，再经减径机将荒管轧制成满足产品所要求的直径及壁厚的热成品管。

为了用大管坯生产小口径无缝钢管，通常采用张力减径机将较大直径的荒管轧制成小口径热成品管。由于张力减径机的特性，管端张力小于钢管中部所承受的张力，导致钢管头、尾壁厚超差的现象，减径机架数目越多钢管头尾壁厚超差段长度越长，导致成品管切头、切尾长度增加直接影响钢管的成材率，目前普遍成材率为90％左右。

同时，斜轧时管尾部无金属约束致使轧制稳定性差，易造成尾部轧烂出现尾镰刀现象，造成尾部轧卡事故。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种斜轧无缝钢管管端削尖轧制方法，可有效的克服现有技术的缺点。

本发明是这样实现的，其特征是在轧制钢管时在线精确调整轧辊进给量将毛管头尾一段预先轧薄的荒管，如图1所示。该荒管轧制方法是：

第一步，将外径为D₀的毛管头部轧制成外径为D₁、长度为L₁＝100～150mm的管头咬入段1，D₁＝D-2ΔS,式中D为荒管外径，取值根据轧制工艺确定，ΔS为头尾段削尖量，取值为钢管经张减机轧制后钢管减径量的1％～1.5％，钢管减径量为荒管与成品管外径的差值；

第二步，轧辊反向进给线性打开，将毛管外径轧成圆锥状、长度为L₂的头部削尖段2，该圆锥段最小外径为D₁，最大外径为D，L2取值为后续张减机机架间距距离的1～1.5倍减去L₁的值；

第三步，轧辊进给到位，轧制成荒管中间段3，其直径为D；

第四步，轧辊正向进给将毛管尾部轧制成圆锥状的尾部削尖段4，最大外径为荒管外径D，最小外径为D₁，长度为L₂’＝L₂；

第五步，在轧制距毛管管尾80～100mm时轧辊快速反向进给到大打开状态，毛管脱离轧制，形成外径为D₀的非轧制段5。

所述荒管各段长度L₁、L₂、L₃、L₂’长度测量方法是通过设置在轧机入口距轧制中心距离为L的激光测速仪测量，将测回的速度值进行积分运算得出各段长度精确控制辊缝进给，轧辊进给量由安装在轧辊装置上的位移传感器测量。

本发明优点及其效果：

(1)可将大张力减径轧制过程中张力减径机所产生的钢管头尾壁厚超差现象消除,减少钢管切头尾损失，提高成材率。

(2)防止斜轧过程中钢管尾部出现尾镰刀现象，造成尾部轧卡事故。

附图说明

图1.钢管管端削尖示意图

图2.钢管管端削尖轧制轧辊进给示意图

图3.钢管测量点示意图

图中，1—管头咬入段 2—头部削尖段 3—荒管中间段 4—尾部削尖段 5—非轧制段

D₀—毛管外径 D—荒管外径 D₁—咬入段外径 S—荒管壁厚 ΔS—削尖量

L₁—管头咬入段长度 L₂—管头削尖段长度 L₃—管尾非轧制段长度

L₂’—管尾削尖段长度

具体实施方式

现结合附图对本发明进一步说明

现生产成品规格为φ45×3.5×12000mm(外径×壁厚×长度)，荒管为φ75×3.2×7800mm，毛管为φ78×4.5×5500mm，管坯φ75×1300mm。

将管坯φ75×1300mm在穿孔机上轧制成毛管φ78×4.5×5500mm，再将毛管轧制成本发明所述的荒管，具体步骤如下：

第一步，将外径为D₀＝78mm的毛管头部轧制成外径为D₁＝D-2ΔS＝75-2×0.4＝74.2mm、长度为L₁＝120的管头咬入段1，式中D为荒管外径为75mm，ΔS为头尾段削尖量为0.4mm，取值为钢管经张减机轧制后钢管减径量的1％～1.5％，钢管减径量为荒管与成品管外径的差值为30mm；

第二步，轧辊反向进给线性打开，将毛管外径轧成圆锥状、长度为L₂的头部削尖段2，该圆锥段最小外径为D₁＝74.2mm，最大外径为D＝75mm；后续张减机机架间距距离为260mm，L₂＝260×1.5-120＝270mm；

第三步，轧辊进给到位，轧制成荒管中间段3，其直径为D＝75mm；

第四步，轧辊正向进给将毛管尾部轧制成圆锥状的尾部削尖段4，最大外径为荒管外径D＝75mm，最小外径为D₁＝74.2mm，长度为L₂’＝L₂＝270mm；

第五步，在轧制距毛管管尾80mm时轧辊快速反向进给到大打开状态，毛管脱离轧制，形成外径为D₀＝78mm的非轧制段5。

轧制如图1所示荒管时轧辊的进给如图2所示，钢管开始轧制前轧辊预先进给量为ΔS＝0.4mm，咬钢后钢管速度由零升到轧制前进速度，同时激光测速仪采集钢管速度值传回控制系统，控制系统通过积分运算得到钢管运行的位移值，在第a点时钢管已经稳定轧制，咬入段轧制完毕进入削尖段轧制，轧制至第b点时，控制系统根据激光测速仪传回数据计算出钢管行程已经达到预设值，削尖段轧制结束钢管以恒定速度进入正常轧制阶段，轧辊进给量为零。钢管轧制至尾部时，如图3所示，激光测速仪测量点距离轧制中心距离为L，也就是钢管尾部距离轧制中心小于L时，激光测速仪将检测不到钢管的速度，故轧制到钢管尾部时，控制系统根据时间控制尾部各段长度。根据钢管正常轧制时速度的平均值和时间的乘积计算钢管尾部位移，计时从钢管脱离检测点开始，L值减去速度与时间的乘积得到尾部剩余未轧管子的长度，控制轧辊的进给量。轧制到c点时，系统计算出尾部剩余量达到预设削尖轧制段长度，轧辊进给Δs，轧制到d点时钢管剩余长度达到预设非轧制段长度，轧辊反向进给，轧辊大打开，此时辊距值大于正常轧制时的辊距值5-10mm，防止尾部被轧烂造成卡钢事故，钢管靠惯性出轧机。

按本发明所述方法轧制得到荒管，取样品定尺如表1所示，取样点依次为距钢管头部200mm、400mm、600mm、800mm、1000mm和距尾部2000mm、1500mm、800mm、400mm、200mm，锯开后沿管断面圆周方向取8个点测量壁厚值后取平均值，从表1所示数据可以看出1#荒管距头部200mm处壁厚平均值为2.99mm，距头部1m处壁厚平均值为3.30mm，头部轧薄0.31mm；1#荒管距尾部200mm处壁厚平均值为2.79mm，距尾部1.5m处壁厚平均值为3.22mm，尾部轧薄0.41mm，削尖效果明显。

经张减机轧制后得到成品管，取样品定尺如表1所示，取样点依次为距钢管头部200mm、400mm、600mm、800mm、1000mm和距尾部2000mm、1600mm、1000mm、600mm、200mm，锯开后沿管断面圆周方向取8个点测量壁厚值后取平均值。取3#成品进行取样测量，管壁厚平均值在3.5mm左右波动，误差范围为-3.7％～1.1％，可以看出抵消了张力减径变形过程中的头尾壁厚增量,将头尾壁厚控制在正常公差范围之内，使钢管切头尾长度控制在400mm以内，较常规不具备管端削尖功能的斜轧方法切头尾长度一般在800-1200mm，可将钢管成材率提高至95％。

表1