小型卧式锥形辊穿孔机的发展

小型卧式锥形辊穿孔机的发展

王信斐

【摘要】介绍了锥形辊穿孔机的特点、结构、工艺参数，就小型立式和卧式锥形辊穿孔机的特点进行了对比．指出卧式锥形辊穿孔机是小型穿孔机的发展趋势。%The author described the features, structure and process parameters of small vertical and horizontal tapered roller puncher. The author pointed out that the horizontal tapered roller puncher is the development trend of the small punch.

【期刊名称】《科技创新与生产力》

【年(卷),期】2012(000)007

【总页数】2页(P92-93)

【关键词】锥形辊穿孔机;卧式;穿孔效率

【作者】王信斐

【作者单位】江西洪都钢厂有限公司,江西南昌330013

【正文语种】中文

【中图分类】TG333.8

锥形穿孔机是美籍瑞士工程师斯蒂费尔（R.C.Stiefel）1899年发明的，当时设计的锥角较大，又称菌式穿孔机。由于其工艺参数与设备结构的一些问题，如锥角太大，两个轧辊的小头支承在空间位置上常常和管坯发生干涉，所以菌式穿孔机做成悬壁式的，轧辊形状向呈菌形，像一朵“蘑菇”，但因刚度强度不够，难以满足

生产，故未推广开来。

1962年瑞典SKF公司霍福尔厂制造了双支承锥形穿孔机，1980年德国曼内斯曼公司拉特厂建了1台双支锥形（轧辊锥角均大于20°）穿孔机取代了2台桶形穿孔机，1982年日本住友海南厂大量工艺试验的基础上根据美国阿特拉公司提供的技术，建造了1台辗轧角仅为10°的锥形穿孔机，轧辊小头支承加强，刚度强度大幅提高，锥形穿孔机有了较大的发展。

随着连铸比的提高、高合金钢的发展，更引起了国内对其重视，掀起了锥形穿孔机建设热潮，凡上大中型无缝钢管机组，必使用锥形辊穿孔机，近年来小型机组也在迅速扩展锥形辊穿孔机[1]。

锥形穿孔机可分为立式和卧式两大类，立式锥形穿孔机为轧辊在垂直面上下布置、导板（盘）左右布置，轧辊轴线与轧制线在垂直面（投影面）的夹角为辗轧角，轧辊轴线与轧制线在水平面（投影面）的夹角为喂入角。轧辊装置安装在一整体铸造的机架内，由机架内上下各2根横梁支撑，机架上安装多达39个油缸，见表1。

卧式锥形穿孔机轧辊水平布置，上下为导板，轧辊轴线与轧制线在垂直面（投影面）的夹角为喂入角，轧辊轴线与轧制线在水平面（投影面）的夹角为辗轧角。轧辊装置水平安装在开口的机架内，两侧有压下和平衡机构；上机盖通过2个油缸打开,且安装有轧辊装置锁紧机构和上导板压下、平衡机构，整体结构较简单，机架上工作油缸较少，约16个，见表1。

小型立式锥形穿孔机的整体铸造框架受空间影响不能做得太小、设备重量重、造价高、液压系统要求高、管路复杂、工作环境恶劣，故障率高，维修量大，一次投资大、运行成本高。

小型卧式锥形穿孔机机架随轧辊装置的尺寸设计，空间灵活、占地面积小，设备重量相当立式的60%左右，液压系统简单，一次投资小、运行成本低，适合小型机

组。

锥形穿孔机的发展趋势，大型穿孔机采用立式的，刚性好、更换导板方便，小型穿孔机采用卧式的，既保持了锥形辊的优势，又使设备造价大幅下降，维修简单方便。与其他穿孔机相比，锥形辊穿孔机有以下特点。

1）可穿制薄壁毛管（D/S≤36）和高合金钢等难变形的金属。锥形辊穿孔机的轧辊直径由入口向出口方向逐渐增大，与穿孔时的金属流动速度逐渐增加相一致，从而减少了作用在管坯上的周向剪应力和金属的扭转变形，有利于减少毛管内外表面和分层的缺陷，可穿制高合金钢及管壁较薄的毛管，为轧管机提供高质量的毛管。同时改变了穿孔、轧管两工序间的延伸分配，加大穿孔机延伸率，为轧制工序设备配置创造了条件[2]。

2）可适合用连铸圆坯穿孔。由于锥形工作辊及其辗轧角，改变了金属的变形及运动学条件，抑制了金属变形过程中的旋转锻造效应。可用连铸圆坯穿孔，尤其是小连铸坯效果明显，穿出的毛管内部缺陷少、表面质量好、同心度和壁厚均匀性高，毛管壁厚不均可在±5%以内。

3）穿孔效率高。锥形辊穿孔机穿孔速度高，穿孔周期短，产量高。

4）可实现大延伸、大扩径量穿孔，也可等径甚至缩径穿孔。延伸系数可达6以上，扩径量可达30%，可减少管坯规格，生产组织灵活。

4.1 小型锥形辊穿孔机与曼式穿孔机参数性能比较，见表2。

4.2 穿轧10Cr9Mo1VNbN钢种比较

穿轧高钢级薄壁管从几何尺寸精度、内外表质量、生产效率及稳定性等方面均较明显的优势，见表3。

4.3 小型卧式导板锥形辊穿孔机的优势

1）适合穿制小规格连铸坯（相对工艺条件差），内外表面、毛管分层等缺陷少、成材率高。

2）近年来小口径耐腐蚀、耐高温、耐高压精密钢管，质量要求高、小批量用小机组生产较合算、成材率高。

3）既可扩径又可等径生产，扩径生产精度高可生产径壁比（D/S）大至36，少管坯规格生产多规格的毛管。

4）直流或变频主电机的使用，可调节各钢种的轧制速度。

5）新型抱辊抱顶杆时可限位使抱辊抱住顶杆，即不抱死又可自由旋转，PLC、热金属探测器、穿孔小车电机使用低惯量电机等技术运用可使穿孔小车可快速运行、缓慢定位，抱辊可自动打开，穿孔过程自动运行，自动化程度高，可靠性高。6）轧辊、导板均有平衡、锁紧方便操作和消除了间隙、工艺参数准确。

7）压下、喂入角、导板等的调整均有数字显示，降低了对人工经验的依赖、减轻了劳动强度。

小型卧锥形辊穿孔机既继承了锥形辊穿孔机的毛管质量好、精度高、效率高、适应范围广等优点，又具有曼式穿孔机造价低、结构简单、维护方便的优势，是今后生产高钢级、高精度、小批量小型品种无缝钢管机组的优选。

【相关文献】

[1]田党,李群.关于锥形辊穿孔机的穿孔原理及应用问题的讨论[J].钢管,2003,33(6):1-4.

[2]傅贵山,李海泉.菌式穿孔对毛管质量影响的研究[J].南方钢铁,2000,11 6(5):1 2-1 5.