阅读说明：本技术 一种非标孔型系统 (Non-standard hole type system ) 是由 戴诗浩 周玉涛 张小峰 汤智涛 董家祥 于 2020-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明属于钢铁生产技术领域,具体涉及一种非标孔型系统,所述非标孔型由三个弧段组成,分别为分段分段圆弧R1、分段圆弧R2及分段圆弧R1和分段圆弧R2的之间的过渡圆弧；所述分段圆弧R1采用圆孔型,所述分段圆弧R2采用椭圆孔型。结合椭圆孔型外表质量优点-外表面质量无“青线”“指甲印”和圆孔型内表面质量优点-内表面质量无“内六方”,重新设计孔型系统,既满足了市场的多样化需求,同时也大大降低了企业的生产成本。(The invention belongs to the technical field of steel production, and particularly relates to a non-standard hole type system, wherein a non-standard hole type consists of three arc sections which are respectively a segmented arc R1, a segmented arc R2 and a transition arc between a segmented arc R1 and a segmented arc R2; the segmented circular arc R1 adopts a circular hole type, and the segmented circular arc R2 adopts an oval hole type. By combining the advantages of the appearance quality of the oval hole type, namely the outer surface quality without the blue line and the nail print, and the advantages of the inner surface quality of the round hole type, namely the inner surface quality without the inner hexagon, the hole type system is redesigned, so that the diversified demands of the market are met, and meanwhile, the production cost of enterprises is greatly reduced.)

一种非标孔型系统

技术领域：

本发明属于钢铁生产技术领域，具体涉及一种非标孔型系统。

背景技术：

张力减径机（后称：张减机）为钢管生产行业重要的一道工序，其为钢管空心不带芯棒的减径和减壁连续轧制形成生产过程。通常，张减机要求有较大的减径和减壁量，以实现用大规格荒管生产多规格、多品种的目的，因而工作机架数目之多，可称之为轧钢设备之最。但在目前经济市场的前提下，我国无缝钢管还仅仅只是停留在标准规格的生产和设计上，对于不同用户对钢管品种、规格要求的不同，现有技术已无法满足市场频繁更换规格的要求，急需一套关于张减机一种新的模型进行生产，以此来满足多规格、多品种的市场要求。

目前，国内无缝钢管行业张减机孔型系统只有两种孔型系统：一种是椭圆孔型系统，一种是圆孔型系统。生产薄壁管时，考虑到避免外表面质量“青线”“指甲印”缺陷，采取椭圆孔型系统，但不能生产厚壁管规格，生产厚壁管时，钢管内表面出现“内六方”缺陷，且电机轧制负荷高；生产厚壁管时，避免钢管内表面质量“内六方”缺陷，采取圆孔型系统，但生产薄壁管时，钢管外表面易出“青线”“指甲印”缺陷，所以两种孔型系统无法通用，无法满足目前的产品品种多样化、多规格，且企业生产成本高。

根据用户使用产品的多样性，钢管标准规格已经完全不能满足其使用要求，为了满足客户要求，开拓市场，开发相关非标准规格孔型。

发明内容

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为了解决上述技术问题，本发明提出了一种非标准孔型系统，结合椭圆孔型外表质量优点-外表面质量无“青线”“指甲印”和圆孔型内表面质量优点-内表面质量无“内六方”，重新设计孔型系统，既满足了市场的多样化需求，同时也大大降低了企业的生产成本。

本发明采用的技术方案为：一种非标孔型系统，所述非标孔型由三个弧段组成，分别为分段分段圆弧R1、分段圆弧R2及分段圆弧R1和分段圆弧R2的之间的过渡圆弧；所述分段圆弧R1采用圆孔型，所述分段圆弧R2采用椭圆孔型。

本发明的有益效果：目前，国内无缝钢管行业张减机孔型系统只有两种孔型系统：一种是椭圆孔型系统，一种是圆孔型系统。考虑到钢管表面质量问题，椭圆度孔型系统只能生产薄壁管，而圆孔型系统只能生产厚壁管，实际生产时，因订单的多样化需求，考虑到表面质量问题，生产排产繁杂，工模具成本较高。为了解决上述技术问题，提出了一种非标准孔型系统，结合椭圆孔型外表质量优点-外表面质量无“青线”“指甲印”和圆孔型内表面质量优点-内表面质量无“内六方”，重新设计孔型系统，既满足了市场的多样化需求，同时也大大降低了企业的生产成本。

附图说明：

图1是非标孔型系统的模型示意图；

图2是非标孔型系统的装配示意图。

具体实施方式

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实施例一

参照图1和图2，一种非标孔型系统，所述非标孔型由三个弧段组成，分别为分段分段圆弧R1、分段圆弧R2及分段圆弧R1和分段圆弧R2的之间的过渡圆弧；所述分段圆弧R1采用圆孔型，所述分段圆弧R2采用椭圆孔型。

分段圆弧R1：轧制厚壁管时，宽展量较小，且考虑到钢管内表面质量“内六方”缺陷的出现，R1采用圆孔型。分段圆弧R2：轧制薄壁管时，宽展量较大，且为了避免钢管外表面出现“青线”“指甲印”等缺陷，R2圆弧采用椭圆孔型；且R1和R2圆弧之间为圆滑过渡。

为了解决现有钢管表面质量“青线”“指甲印”“内六方”缺陷，在设计新型的非标孔型系统时，必须推翻现有的设计理念，采取“一套孔型系统中既有宽展又有收缩”的理念进行设计，在设计计算时，推翻原有的一段圆弧设计理念，采用“三段圆弧”的理念来设计。

结合轧钢理念，因其管壁、变形压力等因素，薄壁管轧制时，孔型中的金属易往辊缝出流动；厚壁管轧制时，孔型中的金属主要集中在辊底；结合这个理念，在设计时，采用“辊底为圆孔型，侧壁为宽展型孔型”的理念进行计算设计。

实施例二

一种非标孔型系统的设计方法，所述设计方法包括以下步骤：

第一步、根据“轧钢轧温度”原理，在分配减径率时，采用轧制负荷前移的理念进行设计；

第二步、根据钢管壁厚及相应的钢级计算变形抗力，从而分配分段圆弧R1和R2的弧长；

第三步、计算侧壁圆弧时，考虑到外表面质量和塑性较差的金属，宽展系数采取值为：0.988～0.991之间。

实施例二

一种非标孔型系统的生产工艺设计方法，所述生产工艺设计方法包括以下步骤：

步骤一、孔型设计基本公式：

孔型直径：d=a+b

椭圆度：ρ=a/b

减径率：ρ_i=((d_i-1-d_i)/d_i)×100%

宽展量：C_i= a_i-b_i-1；

步骤二、根据钢管壁厚及钢级计算变形抗力确定R1和R2弧长分布关系；如下表所示：

机架位	R1弧长（mm）	R2弧长（mm）	R1/R2角度（°）
				第1架	79.52	11.57	26
第2架	74.41	14.44	29
				第3架	70.56	15.52	29
第4架	68.24	14.98	29
				第5架	64.58	15.85	29
第6架	62.46	15.27	29
				第7架	60.41	14.73	29
第8架	58.42	14.19	29
				第9架	56.50	13.68	28
第10架	54.65	13.18	28
				第11架	52.85	12.69	28
第12架	51.12	12.23	28
				第13架	50.52	10.70	28
第14架	48.86	10.30	28
				第15架	47.25	9.91	28
第16架	45.70	9.53	28
				第17架	44.20	9.17	28
第18架	42.75	8.82	28
				第19架	41.35	8.49	28
第20架	39.99	8.16	28
				第21架	38.67	7.84	28

机架位靠前的粗轧机架位共用机架，在生产多规格、多品种的产品时，只需要更换后面三架精轧机架即可，只需要考虑外径规格，不需要考虑壁厚，大大提高了生产效率和降低了生产成本。

通过本技术方案设计后，前面的粗轧机架可重复使用，大大降低了生产成本，在应对多规格、多品种的产品时，较之前的传统孔型系列，也不需要多次更换轧辊，对于同外径不同壁厚的产品，可使用一套轧辊进行生产。

本项目试验成功后，生产了48种规格，如Φ73.02×5.51、Φ99.00×8.50

、160.05×17.80 等规格，轧制160.05×17.80钢管外径精度为：0.45mm，壁厚精度为：0.85mm，且钢管内、外表面质量良好，未出现表面质量缺陷；轧制Φ73.02×5.51时，钢管外径精度0.10mm，壁厚精度为0.40mm，未出现表面质量缺陷。

生产气瓶管时，如Φ140×4.50、Φ159×4.50、Φ108×4.50等规格时，钢管外表面质量未出现 “青线”等缺陷，且质量稳定。