用于轧制无缝管的组合装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于轧制无缝管的装置(10)。所述装置包括旋转穿孔机(20)，所述旋转穿孔机(20)被设计成朝向安装在杆上的顶头(22)对坯锭(11)进行挤压穿孔从而获得穿孔坯料(12)。杆连接至止推座(26)，所述止推座(26)被设计成抵抗穿孔过程中在杆上产生的轴向推力。所述装置还包括纵向轧机(30)，所述纵向轧机(30)被设计成在芯棒(32)上轧制穿孔坯料(12)从而获得半成品管(13)。芯棒连接至保持座(34)，所述保持座(34)被设计成在轧制过程中赋予芯棒预定速度。在根据本发明专利技术的装置中，止推座(26)和保持座(34)通过单个止推/保持座(36)形成。本发明专利技术还涉及用于轧制无缝管的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于轧制管，特别是用于轧制无缝管的紧凑装置。本专利技术还涉及用于该轧制操作的方法。
技术介绍
已知通过坯锭的连续塑性变形生产无缝金属管。在第一步骤的过程中在炉中将坯锭加热至约1280℃。然后将坯锭供应至旋转穿孔机，所述旋转穿孔机包括一对斜轴辊和安装在杆上的顶头。辊子沿轴向朝向顶头推动坯锭，使得坯锭沿着其轴向轴线被穿孔。杆连接至止推座，所述止推座被设计成抵抗穿孔过程中在杆上产生的轴向推力。因此形成半成品(被称为穿孔坯料或空心体)，所述半成品具有厚壁并且长度为原始坯锭长度的1.5至4倍。然后使穿孔坯料侧向位移并且从中抽出顶头和杆从而能够插入用于后续轧制操作的芯棒。芯棒的功能是在内部对抗轧制过程中施加的径向推力从而使管壁变薄。为了完成穿孔坯料的侧向位移、顶头的除去和芯棒的插入这些操作，需要一定量的时间。在该时间的过程中，穿孔坯料暴露于空气的作用下，特别是空气造成穿孔坯料的温度降低。此外，大气中氧的作用造成表面的迅速氧化。出于该原因，通常使用去氧材料(例如硼砂等)进行处理(即去氧处理)。如上所述，然后将用于后续轧制操作的芯棒插入穿孔坯料。在一些已知装置中，芯棒连接至保持座，所述保持座被设计成在轧制过程中赋予芯棒预定速度。穿孔坯料然后穿过具有纵向材料流动的多站台轧制机(下文被称为“纵向轧机”)，所述多站台轧制机能够通过合适地减小外径从而使壁逐渐变薄，因此增加成品的长度。正如已知的，该轧制机包括多个轧制单元。每个单元包括一个站台，在所述站台上安装具有成型凹槽的辊。辊的凹槽的一组连接轮廓限定了被轧制单元释放的管的外部轮廓。在纵向轧机的下游，必须首先从芯棒上抽出管。根据现有技术，该操作通过通常具有三个或多个站台的另一个轧制机(被称为抽管轧机)进行。抽管轧机使管的外径略微减小，主要目的是允许芯棒进行必要行程从而从刚刚生产的半成品管(被称为“母管”)中抽出。最后，管必须定径从而更精确地限定其外径。可以通过相应数目的独立机器(被称为抽管轧机、减径轧机和定径轧机)分别执行这些功能。更通常地，单个机器可以取而代之地执行多个功能，因此例如获得抽管/减径轧机或减径/定径轧机。然后管必须仅经受检测操作和/或精整操作。检测操作可以包括例如使用超声波的非破坏性压力试验和检验。精整操作可以取而代之地包括切割定尺寸、清理、涂漆和标记。上文描述的成套操作构成管生产工艺的核心，实际上在这些操作结束时，限定了管的主要特征(即壁厚和外径)。以相应的方式，由旋转穿孔机、纵向轧机、抽管轧机、减径轧机和/或定径轧机组成的组件限定了装置的主要部分，也被称为技术部分。生产现场在土木工程和结构工程方面的整体布局必须基于技术部分进行设计。另一方面，检测操作和/或精整操作所需的设施可以通常布置在装置的主要部分的周围而不受明显约束。已知横流轧制(在穿孔机中起作用)与纵流轧制(在多站台轧制机中起作用)的组合保证了最终产品的品质特征优于通过例如使用横向双轧制的类型(即具有两个穿孔机)的各种构造获得的品质特征。还已知紧邻轧制机下游在线保持和抽出芯棒的轧制保证了成品的品质和可靠性远大于其它已知构造的品质和可靠性，在所述其它已知构造中芯棒释放和/或自由并且随后离线进行芯棒的抽出。还已知多站台纵向轧制适用于获得极高的直径/厚度比，其中“直径/厚度比”被理解为表示管的外径和管壁的厚度之间的比例。特别地，通过多站台纵向轧制获得的直径/厚度比达到约48-50的值，即远高于使用其它不同类构造获得的比例，例如使用横流双轧制获得的比例通常小于30-35。虽然广泛建立了上述类型的已知装置，但是其整体上不能够令人满意。通常地，所述装置被设计成以极大规模(例如500,000吨/年)实现最佳的管生产。鉴于这种大规模生产并且为了充分开发规模经济，已知类型的装置生产了所谓的双长度半成品管，即长度长达约32米。显然装置的所有尺寸必须基于该最终管尺寸进行限定。该尺寸和其它参数例如造成生产现场的主要建筑必须具有超过标准市场尺寸的尺寸。这样的建筑可能例如具有接近45米的主跨距和尺寸大于900米的长度。正如本领域技术人员可以清楚理解的，接近45米的跨距需要构造特设的横梁构造和桥式起重机，因为不存在具有所述尺寸的预制部件。同样出于这些原因，整个装置的构造(包括土木工程和结构工程)需要巨大的初始投资，因此只有在上述大规模生产时才能保证经济收益。除了这种大规模生产装置之外，还存在用于小规模生产(50,000吨/年或更少)的装置。这些装置需要小得多的初始投资并且通常采用在工艺成品率和生产每吨的工艺成本方面更旧并且效率更低的技术。被设计用于大规模生产的上述装置还受其它问题的影响。例如，将穿孔坯料从穿孔机运输至纵向轧机可能需要50至70秒。在该时间的过程中，穿孔坯料倾向于向环境散热，因此在明显更冷的条件下(取决于所述穿孔坯料的形状通常在约1050℃和约1150℃之间的温度下)到达纵向轧机。显然地，穿孔坯料的温度下降的越多，必须由轧制机施加的力增加的越多才能获得希望的材料塑性变形。需要施加的力的值决定了轧制机的致动器和马达的尺寸以及轧制机在轧制过程中的功率消耗。如上所述，当旋转穿孔机的顶头被抽出时，穿孔坯料的内腔受周围空气流动的撞击，大气空气的氧含量不可避免地造成在穿孔坯料的内表面上形成磷皮。必须阻止该效应，因为管内磷皮的存在在后续加工步骤的过程中会引起形成不可接受的缺陷。出于该目的，穿孔坯料的内部用抗氧化剂(例如硼砂或相似物质)进行处理。正如本领域技术人员可以容易理解的，由于所用物质的毒性，这些物质的工业应用造成了环境安全和工人安全的主要问题。此外，对抗氧化处理的需要负面影响了穿孔坯料在旋转穿孔机和纵向轧机之间的转移时间以及生产工艺的整体成本。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是至少部分地克服与现有技术相关的上述缺点。特别地，本专利技术的任务是提供用于轧制无缝管的更为紧凑的装置。而且，本专利技术的任务是提供用于热轧制无缝管的装置，所述装置从由于正常生产过程中的还原、电力消耗和气体消耗、排放水平和污染物的环境观点来看是可持续发展的。而且，本专利技术的任务是提供用于轧制无缝管的紧凑装置，所述装置能够避免或至少减少穿孔坯料暴露于空气的负面效应，因此减少磷皮的形成并且增加装置的产率。最后，本专利技术的任务是提供用于轧制无缝管的紧凑装置，所述装置需要更少的初始投资并且允许保持低的操作成本。上述目的和任务通过根据权利要求1所述的装置和根据权利要求12所述的方法来实现。附图说明本专利技术的特征和其它优点将通过下文参考附图提供的多个实施例的描述而凸显出来，所述实施例以非限制性实施例的方式提供，在附图中：-图1显示了根据现有技术的完整轧制装置的平面图；-图2以与图1相同的比例显示了根据本专利技术的完整轧制装置的平面图；-图3显示了由图1的III表示的根据现有技术的装置的技术部分；-图4以与图3相同的比例显示了由图2的IV表示的根据本专利技术的装置的技术部分；-图5显示了与图4相似的根据本专利技术的装置的平面图；-图6显示了由图5的VI表示的根据本专利技术的装置部分的细节图；-图7显示了图6中所示装置的可能的变体形式；-图8显示了根据图6的装置的另一个可能的变体形式；-图9显示了根据本专利技术的一些装置中使用的芯棒；-图10显示了根据本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于轧制无缝管的紧凑装置(10)，包括：‑旋转穿孔机(20)，所述旋转穿孔机(20)包括两个斜轴轧辊和安装在杆(24)上的顶头(22)，旋转穿孔机限定轧制轴线XPR和轧制方向并且被设计成：‑在其入口处接收实心坯锭(11)，‑朝向顶头(22)对坯锭(11)进行完全穿孔，并且‑释放接合在顶头(22)的杆(24)上的穿孔坯料(12)；‑纵向轧机(30)，所述纵向轧机(30)包括多个具有可调节马达驱动辊的轧制站台，纵向轧机限定轧制轴线XLL和轧制方向并且被设计成：‑在其入口处接收被旋转穿孔机释放的穿孔坯料(12)；‑在芯棒(32)上轧制穿孔坯料(12)，并且‑释放半成品管(13)；其中：‑旋转穿孔机(20)的顶头(22)的杆(24)连接至止推座(26)，所述止推座(26)被设计成抵抗穿孔过程中在杆(24)上产生的轴向推力并且被设计成赋予杆(24)和顶头(22)穿孔前后所需的移动；并且‑纵向轧机(30)的芯棒(32)连接至保持座(34)，所述保持座(34)被设计成在轧制过程中赋予芯棒(32)预定速度并且被设计成赋予芯棒(32)轧制前后所需的移动；并且旋转穿孔机(20)和纵向轧机(30)具有相同的轧制方向；并且止推座(26)和保持座(34)由单个止推/保持座(36)形成。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.31 IT MI20140014011.用于轧制无缝管的紧凑装置(10)，包括：-旋转穿孔机(20)，所述旋转穿孔机(20)包括两个斜轴轧辊和安装在杆(24)上的顶头(22)，旋转穿孔机限定轧制轴线XPR和轧制方向并且被设计成：-在其入口处接收实心坯锭(11)，-朝向顶头(22)对坯锭(11)进行完全穿孔，并且-释放接合在顶头(22)的杆(24)上的穿孔坯料(12)；-纵向轧机(30)，所述纵向轧机(30)包括多个具有可调节马达驱动辊的轧制站台，纵向轧机限定轧制轴线XLL和轧制方向并且被设计成：-在其入口处接收被旋转穿孔机释放的穿孔坯料(12)；-在芯棒(32)上轧制穿孔坯料(12)，并且-释放半成品管(13)；其中：-旋转穿孔机(20)的顶头(22)的杆(24)连接至止推座(26)，所述止推座(26)被设计成抵抗穿孔过程中在杆(24)上产生的轴向推力并且被设计成赋予杆(24)和顶头(22)穿孔前后所需的移动；并且-纵向轧机(30)的芯棒(32)连接至保持座(34)，所述保持座(34)被设计成在轧制过程中赋予芯棒(32)预定速度并且被设计成赋予芯棒(32)轧制前后所需的移动；并且旋转穿孔机(20)和纵向轧机(30)具有相同的轧制方向；并且止推座(26)和保持座(34)由单个止推/保持座(36)形成。2.根据权利要求1所述的装置(10)，其中止推/保持座(36)包括第一夹持单元(260)和第二夹持单元(340)，所述第一夹持单元(260)被设计成夹持杆(24)，所述第二夹持单元(340)被设计成夹持芯棒(32)，两个夹持单元安装在单个推力支撑单元(362)上。3.根据权利要求2所述的装置(10)，其中止推/保持座(36)的第一夹持单元(260)和第二夹持单元(340)形成单个夹持单元(360)。4.根据前述权利要求任一项所述的装置(10)，其中轧制轴线XPR和XLL一致。5.根据前述权利要求任一项所述的装置(10)，其中旋转穿孔机(20)的顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·G·A·拉卡普鲁恰，U·P·普罗温恰利，P·马林，
申请(专利权)人：斯姆丝因斯股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT