方管轧辊装置及含有该装置的方管定方机制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种方管轧辊装置及含有该装置的方管定方机。该方管轧辊装置包括：机架，三组轧辊部，每组轧辊部均具有一个主动运动的轧辊，各轧辊均设置在机架上，三组轧辊部中的三个轧辊包括第一轧辊、第二轧辊和第三轧辊，各轧辊的轴线在同一平面内相交，且各轧辊的轧辊槽组合后形成方形孔。本实用新型专利技术的方管轧辊装置的三个轧辊均为主动辊，使得各轧辊较传统的一辊传动或两辊传动具有更大的变形能力，能够满足厚壁钢管及特厚壁钢管的轧制变形；在热轧过程中，各轧辊的轧辊槽组合形成的方形孔的四个侧壁与完成定径的热圆管接触，进一步将轧制力传输到圆管的各个部位，得到尺寸精良和机械性能较好的方管。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及冶金领域，具体而言，涉及一种方管轧辊装置及含有该装置的方管定方机。
技术介绍
方管，是方形管材的一种称呼。作为一种经济高效的钢材，主要应用于工程建筑领域，包括钢结构住宅、主厂房、锅炉钢架、市政建设以及机械制造等领域。目前，北京、天津、上海等地兴建了一批钢结构住宅试点示范工程，是由方(矩)管柱和H型钢截面组合的纯钢系统，其中方(矩)管用量占建筑业用型材总量的50%以上。目前，方管生产工艺主要有焊接、冷推、冷拔或冷轧。焊接方管是采用定弯曲半径、弯曲中心内移的冷弯直接成型法，并利用高频电流的集肤、临近、吸引、强互感的原理，将钢板焊接成具有一条焊缝且夹角为90°的尖角方管。采用焊接工艺生产的方管焊缝处的几何尺寸、力学性能、化学成分及金相组织等难以与母体完全一致，其机械性能较母体材料差，不适用于建造钢结构住宅。冷推、冷拔或冷轧方管是以热轧或焊接毛管为原料，经酸洗除去氧化皮后进行拉拔或轧制冷变形生产的方管。对于金属的塑性变形而言，有一个特定的温度叫再结晶温度，高于这个温度下进行变形加工就称为热加工变形，低于此温度加工就是冷加工变形。只要有塑性变形，就会产生加工硬化现象。冷推、冷拔或冷轧方管就是一种冷加工变形的方式，在冷加工变形过程中，不存在再结晶过程，不能缓解严重的加工硬化现象，而加工硬化现象使金属在塑性变形过程中变形抗力逐渐增大，甚至丧失继续变形的能力引起开裂；冷加工后变形功小部分保留在金属内部，形成残余应力。残余应力的存在使其截面的自由扭转刚度较低，在受弯时容易出现扭转，受压时容易出现弯曲扭屈，抗扭性能较差；而且冷变形方式仅能生产小壁厚的方管，在板件连接的转角处又没有加厚，承受局部性的集中荷载的能力弱；同时，连续冷变形引起的冷作硬化使方管的强度和硬度上升、韧塑指标下降，导致方管的冲击性能恶化。由此可见，现有采用焊接、冷变形等方式生产的方管，由于未同时解决机械性能均匀性、抗扭性能差、承受局部性的集中荷载的能力弱和冲击性能差等问题，在建筑领域未能得到广泛应用，尤其不能适用于高层建筑领域。热轧方管是对钢管的一种热加工变形过程，由于热加工是在高于再结晶温度以上的塑性变形，所以因塑性变形引起的硬化过程和回复再结晶引起的软化过程几乎同时存在且相互抵消，而且热加工可以使毛管中某些缺陷如气孔和疏松焊合，消除部分偏析，使晶粒细化，改善夹杂物或脆性相的形态与分布等，其结果可以提高热轧方管的致密性、塑性与韧性。同时由于热轧方管不存在酸洗等过程，将轧管后的圆管直接进行热轧定径，其生产效率明显高于冷变形方管的生产效率。本技术对目前用于圆管定径的三辊定径机进行改进，实现了利用三辊定径机的无缝热轧技术制作热轧方管的目的。
技术实现思路
本技术旨在提供一种方管轧辊装置及含有该装置的方管定方机，实现生产机械性能较好的方管的目的。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种方管轧辊装置，方管轧辊装置包括机架，三组轧辊部，每组轧辊部均具有一个主动运动的轧辊，各轧辊均设置在机架上，三组轧辊部中的三个轧辊包括第一轧辊、第二轧辊和第三轧辊，各轧辊的轴线在同一平面内相交，且各轧辊的轧辊槽组合后形成方形孔。进一步地，上述第一轧辊的轴线沿水平方向设置，且第一轧辊的轧辊槽包括一个沿水平方向的第一水平侧壁和两个分别与第一水平侧壁的两端相连的第一竖直侧壁，第一水平侧壁组成方形孔的一个水平的侧壁，两个第一竖直侧壁分别形成方形孔的两个竖直的侧壁的一部分；第二轧辊和第三轧辊的轧辊槽沿第一轧辊的轧辊槽的垂直平分线对称设置且各轧辊的轴线相交形成等边三角形，第二轧辊的轧辊槽具有一个第二水平侧壁和一个第二竖直侧壁，第三轧辊的轧辊槽具有一个第三水平侧壁和一个第三竖直侧壁，第二水平侧壁和第三水平侧壁形成方形孔的另一个水平的侧壁，第二竖直侧壁和第三竖直侧壁形成方形孔的两个竖直的侧壁的剩余部分。进一步地，上述第一水平侧壁、第一竖直侧壁、第二水平侧壁、第二竖直侧壁、第三水平侧壁和第三竖直侧壁均为弧形侧壁。进一步地，各上述轧辊部还包括主动轴，沿轧辊的轴线设置在机架上，轧辊设置在主动轴上；向主动轴输送动力的动力传输装置，设置在主动轴的伸出机架的一端。进一步地，各上述轧辊部还包括内花键套，与主动轴的外花键键齿啮合；安全环，一端与内花键套连接，另一端与动力传输装置连接。进一步地，各上述轧辊部还包括第一轴承，位于轧辊远离动力传输装置的一侧且设置在主动轴上；第二轴承，位于轧辊的靠近动力传输装置的一侧且设置在主动轴上，第二轴承的内壁与主动轴的外壁过盈配合；定位套，设置在第一轴承与主动轴之间，定位套的外壁与第一轴承的内壁过盈配合。根据本技术的另一方面，提供了一种方管定方机，方管定方机包括一个或沿管材输送方向布置的多个方管轧辊装置，方管轧辊装置为上述的方管轧辊装置。进一步地，上述方管定方机包括沿管材输送方向布置的多个方管轧辊装置，至少一个或多个方管轧辊装置中的方形孔的四个侧壁为弧形侧壁。进一步地，上述方管定方机中多个方管轧辊装置中的方形孔的四个侧壁为弧形侧壁，并且该多个方管轧辊装置沿管材输送方向从上游到下游的弧形侧壁的曲率半径依次变大。进一步地，上述方管轧辊装置为四个，且四个方管轧辊装置的总压下率在12 21%之间，各方管轧辊装置的压下率在2 7%之间。进一步地，上述方管定方机还包括一个或多个圆管轧辊装置，沿管材的输送方向设置在方管轧辊装置之前。本技术的方管轧辊装置的三个轧辊均为主动辊，使得各轧辊较传统的一辊传动或两辊传动具有更大的变形能力，能够满足厚壁钢管及特厚壁钢管的轧制变形；在热轧过程中，各轧辊的轧辊槽组合后形成的方形孔的四个侧壁与定径后的热圆管接触，进一步将轧制力传输到圆管的各个部位，得到尺寸精良和机械性能较好的方管。而且，与目前的冷轧工艺相比，采用具有上述结构的方管轧辊装置生产方管，在很大程度上提高了方管的产量和生产效率，同时降低了生产成本。上述方管轧辊装置可以将目前常用的三辊圆管定径机的轧辊槽的形状按照上述方式进行设计，从而进一步降低了生产成本。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技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中图I示出了本技术的方管轧辊装置的侧视图；图2示出了图I所示的方管轧辊装置的A-A向的剖视图；图3示出了图I所示的第一轧辊、第二轧辊和第三轧辊的轧辊槽的结构示意图；以及图4示出了本技术的方管定方机的结构示意图；以及图5示出了本申请的方管生产工艺流程图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。如图I和图2所示，在本技术一种典型的实施方式中，提供了一种方管轧辊装置，该方管轧辊装置包括机架I和三组轧辊部，每组轧辊部均具有一个主动运动的轧辊，各轧辊均设置在机架I上，三组轧辊部中的三个轧辊包括第一轧辊21、第二轧辊22和第三轧辊23，各轧辊的轴线在同一平面内相交，且各轧辊的轧辊槽组合后形成方形孔。具有上述结构的方管轧辊装置，三个轧辊均为主动辊，使得各轧辊较传统的一辊传动或两辊传动具有更大的变形能力，能够满足厚壁钢管及特厚壁钢管的轧制变形；在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方管轧辊装置，其特征在于，所述方管轧辊装置包括：机架(1)；三组轧辊部，每组轧辊部均具有一个主动运动的轧辊，各所述轧辊均设置在所述机架(1)上，三组轧辊部中的三个轧辊包括第一轧辊(21)、第二轧辊(22)和第三轧辊(23)，各所述轧辊的轴线在同一平面内相交，且各所述轧辊的轧辊槽组合后形成方形孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建辉，凌仲秋，肖松良，贺国盛，毛成斌，龙功名，张敏，孟海，殷世标，
申请(专利权)人：衡阳华菱钢管有限公司，
类型：实用新型
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