新编少机架限动芯棒连轧管机孔型设计的探讨

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1、少机架限动芯棒连轧管机孔型设计的探讨王鹏飞，连毓平，秦建新摘要：少机架限动芯棒连轧管机孔型设计是连轧管工艺的核心，对轧制过程的建立和产品质量起着极其重要的作用。介绍了少机架限动芯棒连轧管机组的独特优点，并对其孔型设计进行了初步探讨。关键词：无缝钢管；少机架限动芯棒连轧管机；优点；孔型设计中图分类号：TG333.8文献标识码：A文章编号：1001－2311（2000）01－0018－04CursoryReviewofGrooveDesignofFewer－StandMandrelRetainedMPMWANGPeng－fei,L

2、IANYu－ping,QINJian－xin(TaiyuanHeavy－DutyMachineryDesignandResearchInstitute,Taiyuan030024,China)　　Abstract:AsthemostcriticalfactorofMPMprocess,thegroovedesignoffewer－standmandrel－retainedMPMsignificantlyaffectstherollingcourseaswellasproductquality.Presentedinthepap

3、eraretheuniqueadvantagesofthesaidMPMandacursoryreviewongroovedesignofthemill.　　Keyword：Seamlesssteeltube；Fewer－standmandrel－retainedMPM；Advantage；Groovedesign0　前言　　众所周知，限动芯棒连轧管工艺即MPM工艺是无缝钢管生产领域中的最新技术，它克服了全浮芯棒连轧管工艺存在的因不稳定的芯棒速度所引起的“竹节”缺陷和荒管沿长度方向外径、壁厚的严重不均，同时减少了芯棒工作段的长

4、度及重量，扩大了成品规格范围，提高了荒管质量，降低了生产成本，因此得到了广泛的应用。　　少机架限动芯棒连轧管（Mini－MPM）技术是MPM技术的进一步发展，它除了具备MPM的所有优点之外，还具有自己的独特优点：　　（1）轧机机架数量减少，减轻了设备重量，缩短了轧制线长度，减少了装机容量，从而降低了工程投资和生产成本，增强了产品的市场竞争力。　　（2）Mini－MPM轧机可提高毛管入口速度及芯棒限动速度，降低工具消耗，提高工具寿命和荒管的内表面质量。　　（3）Mini－MPM采用粗轧机架（大机架）与精轧机架（小机架）相组合，从

5、而使轧机结构紧凑，有利于改善金属的流动及变形，可进一步减少芯棒及限动行程长度，从而改善钢管壁厚公差，简化芯棒限动操作。　　（4）轧辊轴承座的结构既利于换辊，又可减少备件库存；平衡缸直接安装于机架上，既节省费用，又简化操作。　　（5)主传动装置及电控柜布置于轧机同侧，大大减少了电缆布置、土建施工作业量。　　（6)用液压压头代替机电系统调整轧辊设定，并采用液压自动控制系统（HCCS），可实现轧辊的在线调整，改善钢管的壁厚公差；并可根据工艺要求实现对轧件头尾的辗轧，减小头尾部的壁厚，减小轧件在张力减径机中的管壁增厚，提高金属的收得率

6、。　　鉴于Mini－MPM的上述优点，90年代国外新建机组大都采用这种机型，因而对该技术的变形工艺进行研究是非常必要的。1　Mini－MPM的孔型设计　　目前，五机架Mini－MPM技术比较成熟，它具有MPM的所有优点。本文主要分析五机架MPM的变形工艺。　　根据在各种孔型中金属的变形特点，五机架连轧管机的孔型选择椭圆孔型与圆孔型。第一架的压下量大，且毛管壁较厚，不存在钢管抱芯棒的问题，故采用有利于咬入的椭圆孔型。第二至第五架采用圆弧侧壁圆孔型，其中第四、五架精轧机架采用的孔型相同。　　选择最小壁厚所对应的最大外径毛管及荒管作

7、代表规格进行孔型计算，其计算步骤如下：　　（1）计算总延伸系数μz。μz=A0/A5，其中A0为毛管断面积，A5为荒管断面积。　　（2）分配各机架的延伸系数。各机架延伸系数的分配涉及到金属流动过程中孔型各部分的应力状态、应变平衡及体积不变等诸多因素，目前尚不具备精确求解的条件，只能按经验数据来确定。其分配原则及示例见图1及表1。第一架的延伸系数较大，可以补偿由于穿孔机设定不当引起的毛管尺寸偏差；第二架可包容第一架的延伸；图1　五机架连轧机延伸系数的分配表1　五机架连轧机延伸系数分配表机架号平均延伸系数孔型顶部延伸系数173孔型

8、系列266孔型系列173孔型系列266孔型系列系数对数百分比%系数对数百分比%系数对数百分比%系数对数百分比%11.57635.291.55035.141.87252.521.85753.2521.52532.741.50432.722.40073.332.33572.973