浙江不銹鋼管廠對斜連軋鋼管試驗臺開發(fā)狀況

  浙江不銹鋼管廠根據(jù)斜連軋鋼管工藝的特點和工藝參數(shù)調(diào)整要求，結(jié)合有限元分析和理論計算的結(jié)果，設(shè)計開發(fā)了三輥斜連軋試驗臺，主要由主機(jī)、前臺、后臺等組成。圖所示為浙江至德鋼業(yè)有限公司斜連軋不銹鋼管試驗臺主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。浙江至德鋼業(yè)有限公司的三輥斜連軋機(jī)組主機(jī)由兩段組成，包括穿孔段和軋管段。主機(jī)架由穿孔段的固定機(jī)架、回轉(zhuǎn)機(jī)和軋管段的固定機(jī)架、回轉(zhuǎn)機(jī)架組成，兩固定機(jī)架間由定位止口和螺栓連接為一體形成主機(jī)固定機(jī)架，兩者中心重合，然后用螺栓通過梯形槽將整個機(jī)架固定在導(dǎo)軌上；回轉(zhuǎn)機(jī)架分別由各自的回轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)驅(qū)動使之可在相應(yīng)的固定機(jī)架中轉(zhuǎn)動，以便同步調(diào)整相應(yīng)軋輥送進(jìn)角。穿孔段三個軋輥沿圓周方向呈120°安裝于固定機(jī)架中，分別由獨立的壓下機(jī)構(gòu)調(diào)整孔喉和輾軋角的大小；同理，軋管段三個軋輥沿圓周方向呈120°安裝于固定機(jī)架Ⅳ中，也分別由相應(yīng)的壓下機(jī)構(gòu)調(diào)整孔喉和輾軋角。

  斜連軋試驗臺加工調(diào)試完成后已進(jìn)行了多次穿軋試驗，圖所示為浙江至德鋼業(yè)有限公司斜連軋試驗臺現(xiàn)場及穿孔頂頭。斜連軋工藝試驗時，工藝參數(shù)見表，試驗材料選用304不銹鋼，管坯直徑為40mm，長度為600mm，頂頭直徑為31mm，芯棒直徑為30mm。管坯在回轉(zhuǎn)爐中加熱到1150℃，取出后迅速將管坯放入斜連軋試驗臺的前臺導(dǎo)槽，管坯送入斜連軋試驗臺后，被穿孔段軋輥咬入，然后進(jìn)入軋制段，從而實現(xiàn)穿孔與軋制的連續(xù)變形。

   如圖所示為管坯斜連軋后的鋼管樣品，獲得的荒管外徑尺寸為39mm，壁厚為3.8mm。如圖所示為斜連軋工藝軋卡后穿孔段和軋制段分布情況，明顯可以看到穿孔段、中間過渡段、軋制段，穿孔后直徑為42mm，壁厚為5mm，進(jìn)入軋制段后被減徑減壁，軋制后鋼管外徑為39mm，壁厚為3.8mm。試驗結(jié)果顯示，斜連軋工藝可以順利穿軋出無縫不銹鋼管。如圖所示為斜連軋穿軋過程中軋制力的分布，穿孔段的軋制力數(shù)據(jù)與采利科夫計算獲得的數(shù)據(jù)基本一致，只是軸向力略有變化，軸向力的增大主要由于在兩組軋輥之間存在張力，而軋制段產(chǎn)生的軸向力作用在芯棒上造成軸向力增加；軋制段軋制力的數(shù)據(jù)比阿塞爾軋機(jī)經(jīng)驗公式計算的軋制力小，主要是由于軋制段的變形量相對較小，使得軋制段軋制力較小。

  浙江不銹鋼管廠提出了一種短流程生產(chǎn)無縫鋼管的新工藝，即斜連軋工藝，該工藝與傳統(tǒng)三步法生產(chǎn)無縫不銹鋼管工藝相比，具有工藝流程短、設(shè)備投資小、能耗低、成本低等優(yōu)點。利用有限元工具對斜連軋工藝進(jìn)行仿真，初步分析工藝參數(shù)對力學(xué)性能參數(shù)的影響，從仿真的角度驗證了工藝的可行性，同時有限元模擬的結(jié)果可以為試驗機(jī)組的設(shè)計開發(fā)、斜連軋的工藝設(shè)計及試驗方案的制定提供參考。利用設(shè)計開發(fā)的三輥斜連軋試驗臺展開試驗研究，在試驗臺上順利穿軋出無縫不銹鋼管，從試驗的角度驗證了三輥斜連軋工藝的可行性、試驗機(jī)組的可靠性、有限元模型的準(zhǔn)確性，為進(jìn)一步開展工藝和材料研究奠定基礎(chǔ)。