[发明专利]辊轧设备、辊轧机及辊轧方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够对用于对较长的中空物体进行辊轧的设备进行的改进。更具体而言，本发明涉及一种能够对如下类型的辊轧设备进行的改进，所述辊轧设备包括具有四个或更多的轧制台的连续式辊轧机，每个轧制台具有两个或多个径向可移动的辊子。

背景技术

在下面的描述中将以非限制性示例的方式来具体参考包括连续式辊轧机的无缝管辊轧设备。这种辊轧机(仅作为示例来考虑)为限动芯棒类型，并且包括六个轧制台，每个轧制台包括三个径向可移动的辊子。因此应理解根据本发明的改进可以同样应用于不同的辊轧机，例如，就轧制台的数目和/或存在于每个台中的辊子的数目而言。

已知类型的设备10(在图1中以示意性的形式示出)通常包括旋转式穿孔机，例如Mannesmann或Stiefel型。用于处理穿孔坯件的台30位于旋转式穿孔机的紧接着的下游处，进入实际的辊轧机40中的进入点布置地远离所述台。

通常可预先加热的坯料50给送至旋转式穿孔机20。所述旋转式穿孔机设计成对所述坯料穿孔并对其进行初始的轴向伸长。从那里获得的扁并且内部中空的半制成品51一般称为穿孔坯件。

典型的穿孔坯件具有规则形状的前端510(或“头部”)。在实际中该头部为坯料前表面简单穿孔的结果，该头部首先受到穿孔加工。相反地，穿孔坯件的后端511(或“尾部”)通常为不规则的，这是因为由于穿孔加工而产生的全部应力及全部变形的作用在该处积累。穿孔坯件的尾部因此经常边缘参差不齐并且经常包括材料局部分离的部分。这些部分可呈现不同的构造，导致不同的缺陷，取决于其特定的构造，所述不同的缺陷可称为“羽毛状”、“钱币状”或“洋葱圈状”。

在穿孔坯件的头部与尾部之间的另一个重要的区别涉及离开穿孔机时的温度。在实际中，首先进行加工的头部与穿孔机的较冷的表面接触，并且一旦加工完，所述头部有时间将由于变形而产生的部分的热消散到周围环境中。另一方面，在穿孔机的表面由于之前的加工操作而已经被加热时，所述尾部被穿孔机加工，并且一旦被释放时，仍旧保留全部的热。因此基本上，尾部比头部更热。

在旋转式穿孔机的下游，在适合的台30上，所述穿孔坯件承受脱氧处理，旨在从旋转式穿孔机运送到辊轧机的过程中防止或者在任何情况下限制在穿孔坯件的内表面上形成氧化物。

在该处理之后，穿孔坯件51被运送到辊轧机并且在这里被芯棒41接合，所述芯棒41在轧制加工过程中支撑穿孔坯件51，从内部对抗辊子的作用。

通常芯棒41经由尾部511而插入到穿孔坯件51中，如上面已经提到的，尾部511常常具有会引起问题(而且性质严重)的不同的缺陷。例如，除了别的以外，影响穿孔坯件的尾部的缺陷还很可能包括材料碎片，所述材料碎片几乎完全与穿孔坯件的主体脱离。如果这些碎片中的一个即使仅占据部分的(芯棒进入穿孔坯件的)空间，仍然容易困在芯棒与在该芯棒上被支撑的穿孔坯件之间。由于碎片质量更小并且仅局部连接至穿孔坯件的主体，因此碎片通常会比穿孔坯件的剩余部分更冷。在这种情况下，在随后的轧制过程中碎片的存在将引起在芯棒上的较高的局部应力，并且同时，碎片的存在将在管的内壁上留下不期望的印记。

为了将与芯棒41插入到穿孔坯件的尾部中有关的风险降至最低，芯棒的速度必须显著降低。

穿孔坯件51在通过主辊轧机40时通过轧制台43的连续作用而变形，直到获得半制成品的管52。

在已知的辊轧加工中(在图3和图4中示意性地示出)，半制成品的管52的内直径由芯棒41限定，同时管壁的期望的厚度是通过将穿孔坯件51的厚壁变薄而实现的。通过调整轧制辊子42的径向位置h来调整期望的变薄，所述轧制辊子42对管的外壁施压。

通过将趋向使辊子42朝着轧制轴线X移动的力的作用与趋向使辊子42远离该轴线的力进行平衡而实现对辊子42的径向位置h的控制。

趋向将辊子42朝着轴线X移动的力通过特定的主致动器(未示出)产生，所述主致动器通常为液压式的，并且每个主致动器在径向方向上对特定的辊子支持装置施压。相反，趋向使辊子42远离轴线X移动的力由所述管在被轧制时的反作用及其它辅助致动器(未示出)来产生，所述辅助致动器中的每一个设计成确保主致动器与各自的辊子支持装置之间的接触。

由于由主致动器产生的力必须使正在加工的管产生塑性变形，因此所述由主致动器产生的力实质大于由辅助致动器产生的力。