提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型
阅读说明：本技术 提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型 (Roll profile for improving surface quality of rolled steel pipe of Assel rolling mill ) 是由 夏斌 杨跃强 胡瑜 谢鲲鹏 李冬华 贺慧 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型,涉及钢材加工技术领域,从所述轧辊的入口侧到出口侧依次设有入口锥区、渐变区和辗轧区；所述渐变区包含第一过渡圆弧和第二过渡圆弧,所述第一过渡圆弧与所述入口锥区相切,所述第二过渡圆弧与所述辗轧区相切,本发明能够使轧辊生产的钢管的内螺纹深度≤0.2mm；同时钢管的内外表面缺陷减少约8％；轧制变形抗力也得到降低,轧制电流降低约12％。(The invention provides a roller profile for improving the surface quality of a rolled steel pipe by an Assel rolling mill, which relates to the technical field of steel processing.A tapered inlet area, a gradual change area and a rolling area are sequentially arranged from the inlet side to the outlet side of a roller; the gradual change area comprises a first transition arc and a second transition arc, the first transition arc is tangent to the inlet cone area, and the second transition arc is tangent to the rolling area, so that the depth of the internal thread of the steel pipe produced by the roller is less than or equal to 0.2 mm; meanwhile, the defects of the inner surface and the outer surface of the steel pipe are reduced by about 8 percent; the rolling deformation resistance is also reduced, and the rolling current is reduced by about 12 percent.)
技术领域
本发明涉及钢材加工技术领域，特别涉及一种提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型。
背景技术
目前Assel轧机生产钢管内螺纹明显，不能满足高精度钢管(如：冷拔油缸母料等)使用需求且影响美观；同时瞬时轧制变形量较大，内外表面容易产生裂纹等缺陷，严重影响用户使用及体验；且轧制变形抗力大，对设备能力要求偏高。
传统Assel轧管机采用具有入口锥区、台肩区、辗轧区等区域的轧辊轧制钢管，该类轧辊台肩区通常为两段直径较小圆弧(圆弧直径≤40mm)，高度变化较快。该类轧辊轧制钢管过程中，受台阶处高度变化影响，钢材瞬时变形速率较快，材料辗轧不充分。生产钢管具有明显内螺纹(深度0.4～0.8mm)，同时内外表面容易产生裂纹；轧制变形抗力大，轧制电流大相对偏高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型，减少了轧制后的钢管的内外表面的缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型，从所述轧辊的入口侧到出口侧依次设有入口锥区、渐变区和辗轧区；所述渐变区包含第一过渡圆弧和第二过渡圆弧，所述第一过渡圆弧与所述入口锥区相切，所述第二过渡圆弧与所述辗轧区相切。
进一步地，在上述提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型中，所述入口锥区包括第一入口分区和第二入口分区，所述第二入口分区与所述第一过渡圆弧连接；所述第一入口分区的外表面与所述轧辊的轴线的夹角为α1，所述第二入口分区的表面与所述轧辊的轴线的夹角为α2，其中，α2大于α1，且α1与α2的差值为1°-2°。
进一步地，在上述提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型中，所述第一过渡圆弧的直径D1为200mm-500mm，所述第二过渡圆弧的直径D2为200mm-500mm，所述第一过渡圆弧的直径D1与所述第二过渡圆弧的直径D2的长度相等。
进一步地，在上述提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型中，所述辗轧区的表面与所述轧辊轴线的夹角α3为3°-5°。
进一步地，在上述提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型中，所述辗轧区至所述轧辊的出口侧之间还依次包括有出口圆角锥区和出口锥区。
进一步地，在上述提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型中，α1的角度为6°-7°。
进一步地，在上述提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型中，所述第二过渡圆弧的圆心位于直线L5上，其中，所述直线L5为与直线L6之间的夹角的度数为4°的直线，所述直线L6为在所述轧辊的长度方向的20:27处与所述轧辊的轴线垂直的直线；L5与L6的交点位于所述轧辊的外表面处；相比于L5，L6更靠近所述轧辊的出口侧。
进一步地，在上述提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型中，所述第一入口分区沿所述轧辊的轴线方向的长度为L1，L1为所述轧辊总长度的14％-20％。
进一步地，在上述提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型中，所述辗轧区沿所述轧辊的轴线方的长度为L3，L3为所述轧辊总长度的12％-18％。
进一步地，在上述提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型中，所述辗轧区的表面与所述轧辊的轴线的夹角为4°。
分析可知，本发明公开一种提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型，本发明能够使轧辊生产的钢管的内螺纹深度≤0.2mm；同时钢管的内外表面缺陷减少约8％；轧制变形抗力也得到降低，轧制电流降低约12％。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1本发明一实施例的轧辊结构剖视示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
所附附图中示出了本发明的一个或多个示例。详细描述使用了数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本发明的相似或类似的部分。如本文所用的那样，用语“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”等可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示单独构件的位置或重要性。
如图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种提升Assel轧机轧制钢管表面质量的轧辊辊型，从轧辊的入口侧到出口侧依次设有入口锥区、渐变区和辗轧区；渐变区包含第一过渡圆弧和第二过渡圆弧，第一过渡圆弧与入口锥区相切，第二过渡圆弧与辗轧区相切，在图1中，入口锥区为图中标注“A”的部分，渐变区为图中标注“B”的部分，辗轧区为图中标注“C”的部分。
优选地，入口锥区包括第一入口分区和第二入口分区，第二入口分区与第一过渡圆弧连接；第一入口分区的外表面与轧辊的轴线的夹角为α1，第二入口分区的表面与轧辊的轴线的夹角为α2，其中，α2大于α1，且α1与α2的差值为1°-2°，第二入口分区延轧辊轴线方向上的长度不固定，仅需要与第一过渡圆弧相切即可，它的长度由第一过渡圆弧的弧度决定。
优选地，第一过渡圆弧的直径D1为200mm-500mm，例如200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm，第二过渡圆弧的直径D2为200mm-500mm，例如200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm，采用上述尺寸范围内圆弧可得到具有本发明所描述的表面质量的钢管，小于该尺寸则趋于常规辊型，常规辊型生产的钢管具有明显的内螺纹，且内外表面容易开裂，而大于该尺寸则不利于轧辊曲线分布。第一过渡圆弧的直径D1与第二过渡圆弧的直径D2的长度相等。
优选地，辗轧区的表面与轧辊轴线的夹角α3为3°-5°，例如3.0°、3.5°、4.0°、4.5°、5.0°，此角度范围为配合轧机设计，采用4°轧辊装机后轧制线和钢管中心线平行；±1°为最佳调整区间。
优选地，所述辗轧区至所述轧辊的出口侧之间还依次包括有出口圆角锥区和出口锥区，在图1中，出口圆角锥区为图中标注“D”的部分，出口锥区为图中标注“E”的部分。
优选地，α1的角度为6°-7°，例如6.0°、6.5°、7.0°，此角度范围方便钢管咬入，过小会导致钢管较难咬入，过大则导致钢管瞬时变型量大，会对钢管表面质量及轧制电流产生不利影响。
优选地，第二过渡圆弧的圆心位于直线L5上，其中，直线L5为与直线L6之间的夹角的度数为4°的直线，直线L6为在轧辊的长度方向的20：27处与轧辊的轴线垂直的直线，即图1中“200”部分和“270”部分相连接处，直线L6作为第二过度圆弧圆心的固定线，L5与L6的交点位于轧辊的外表面处；相比于L5，L6更靠近轧辊的出口侧。
优选地，第一入口分区沿轧辊的轴线方向的长度为L1，第二入口分区沿轧辊的轴线方向的长度为L2，出口锥区沿轧辊的轴线方向的长度为L4，L1为轧辊总长度的14％-20％，例如14％、14.5％、15.0％、15.5％、16.0％、16.5％、17.0％、17.5％、18.0％、18.5％、19.0％、19.5％、20.0％，14％-20％的范围值确保钢管咬入后有足够的减径区间，以便辗轧时钢管达到理想尺寸。若该段长度较短，为保证咬入则势必增加角度产生上述角度问题；若长度较长则造成该部分辗轧时间较长，导致钢温偏低，同时会侵占其他区域造成其他不利影响。
优选地，辗轧区沿轧辊的轴线方的长度为L3，L3为轧辊总长度的12％-18％，例如12.0％、12.5％、13.0％、13.5％、14.0％、14.5％、15.0％、15.5％、16.0％、16.5％、17.0％、17.5％、18.0％，选取12％-18％这一范围能够确保钢管充分辗轧，过短不能充分辗轧，过长则辗轧后不能充分扩径，甚至侵占其他区域，造成其他不良影响。
优选地，辗轧区的表面与轧辊的轴线的夹角为4°。
实施例1
在本实施例中，L1为轧辊长度的19.04％，α1的角度为6.5°，α2的角度为8°(6.5°+1.5°)，直径D1和直径D2的长度均为200mm，L3为轧辊长度的12.73％，采用本发明轧制168*16规格20#型号的钢管时，钢管的内外表面质量明显提升，具体请见表1：
表1 20#钢轧制效果表
对比项目
本发明
传统辊型
内螺纹深度
0.1～0.25mm
0.4～0.6mm
内外表面缺陷
4.73％
12.65％
轧制电流
4192A
4268A
实施例2
在本实施例中，L1为轧辊长度的19.04％，α1的角度为6.0°，α2的角度为7.5°(6.0°+1.5°)，直径D1和直径D2的长度均为400mm，L3为轧辊长度的14.14％，采用本发明轧制165*12规格C45E+N型号(C45E型号的钢管的磷和硫的含量要比C45更加严格，+N则代表材料交付状态是正火)的钢管时，钢管的内外表面质量明显提升，具体请见表2：
表2 C45E+N钢轧制效果表
对比项目
本发明
传统辊型
内螺纹深度
0.1～0.2mm
0.4～0.6mm
内外表面缺陷
5.68％
13.32％
轧制电流
4385A
4982A
本发明根据最小阻力定律，当金属在外力作用下发生塑性变形时，其内部各质点总是沿着阻力最小的方向流动；同时优化辊型各区曲线曲率或直线角度，减缓金属流动瞬时速率，使金属得到充分流动，从而达到提升钢管内外表面质量的目的，本发明能够使轧辊生产的钢管的内螺纹深度≤0.2mm；同时钢管的内外表面缺陷减少约8％；轧制变形抗力也得到降低，轧制电流降低约12％。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种在线调整铸轧板上局部不良点的装置及方法