Ф180mmMPM连轧管机组芯棒的改造

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第３期　２００８年６月　包钢科‘技　Ｖｏ１．３４．Ｎｏ．３　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｂａｏｔｏｕ　Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　Ｊｕｎｅ，２００８　１　８Ｏ　ｍｍＭＰＭ连轧管机组芯棒的改造　倪　鑫　，刘雅政２，王雪莹　（１．内蒙古包钢钢联股份有限公司无缝钢管厂，内蒙古　包头２．北京科技大学，北京　１０００８３）　０１４０１０；　摘要：芯棒是连轧管机组的主要变形工具，通过科学合理的对芯棒进行改造，将现有一段式芯棒改为２段拧接式　芯棒，在不影响正常轧制的情况下，可降低芯棒的制造成本和使用成本。　关键词：芯棒；预插入段；限动行程；加长杆　中图分类号：ＴＧ３３３．８　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００９—５４３８【２００８）０３—００３３—０３　Ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍａｎｄｒｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　１　８Ｏ　ｉｎｌｎ　Ｍ口Ｅ’Ｍ　ＭｉＩｌ　ＮＩ　Ｘｉｎ　，ＬＩＵ　ｌｅａ—ｚｈｅｎｇ　，ＷＡＮＧ　Ｘｕｅ—ｚｉｎｇ　（１．Ｓｅａｍｌｅｓｓ　Ｔｕｂｅ　Ｐｌａｎｔ　ｏｆＳｔｅｅｌ　Ｕｎｉｏｎ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．ｏｆＢａｏｔｏｕ　Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐ．，Ｂａｏｔｏｕ　０１４０１０，Ｎｅｉ　Ｍｏｎｇｇｏｌ，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆＳｃｉｏｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂｅ　ｎｇ，Ｂｅ　ｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉａ）ｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍａｎｄｒｅｌ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｏｏｌ　ｆｏｒ　ＭＰＭ　ｍｉｌ１．Ｔｈｅ　ｍａｎｄｒｅｌ　ｉｓ　ｒｅｆｏｒｍｅｄ　ｔｏ　ｔｗｏ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ｓｅｒｅ—ｏｎ　ｏｎｅ　ｉｎ　ｓｃｉ—　ｅｎｔｉｔｌｅ　ａｎｄ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｍｅｔｈｏｄ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｅｏｎ￣ｆｉｏｎ　ｎｏｔ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　Ｃｆｌ／ｌ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ＵＳｅ　ｃｏｓｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍａｎｄｒｅｌ；ｐｒｅ—ｉｎｓｅｒｔｅｄ　ｓｅｃｔｉｏｎ；ｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ｓｔｒｏｋｅ；ｐｒｏｌｏｎｇｅｄ　ｂａｒ　西ｌ８Ｏ　ｍｍＭＰＭ连轧机组是从意大利ＩＮＮＳＥ公司　按原有设计，芯棒可两头调换使用，但自从　西ｌ８Ｏ　ｍｉｌｌ投产以来，一直存在的问题有：　（１）外方提供的数模，所计算的限动速度过快，　在现场实际生产中不可能实现，必须在计算结果的　引进的一套具有９Ｏ年代世界先进工艺和控制技术　的连轧管机组，它是由ＭＰＭ轧机区和芯棒循环区２　部分组成。其中芯棒是最主要的热变形工具，对成　品管的壁厚和内表面质量起着至关重要的作用，合　理的使用芯棒不但可以提高热工具的使用寿命，同　时也可以有效地降低生产成本，获得更高的经济利　益［Ｉｌ。　基础上，降低３００—４００　ｍｍ／ｓ，这样就比原设计降低　了限动速度，芯棒的磨损加大，降低了芯棒的使用寿　命，对芯棒的使用成本不利。　（２）按原有设计，芯棒可两头调换使用，也就是　说芯棒工作段长度不可能超过芯棒全长的一半，但　实际上即使在采用了较低的限动速度，缩短了芯棒　１　现状简介　西ｌ８Ｏ　ｍｉｌｌ现在使用的芯棒都是延用外方设计，　全长１７．５　ｍ（见图１），其中工作段的长度为　ｌ６．６１　ｍ。　工作段长度的前提下，芯棒工作段长度仍然比其全　长一半超过２　ｍ左右，在芯棒调头使用后存在一段　２　ｍ左右的重叠区，而重叠区又是芯棒受力和磨损　收稿日期：２００７—０９—１０　作者简介：倪鑫（１９７６～），男，浙江省萧山市人，工程师，主要从事无缝钢管的生产和开发工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com

３４　包钢科技　第３４卷　的主要工作段，这个区域的芯棒磨损最严重，这就使　得芯棒的调头使用不存在太大意义，反而由于芯棒　可自行生产，成本很低。　（４）包钢无缝厂ｔ￣１８０　ｒｎｌｎ作业区的生产工艺与　设计过长，而造成了制造成本和生产成本的增加。　图１　１段式芯棒　（３）从ｔ￣１８０　ｒｎｌｎ生产的产品结构来看，壁厚不　大于１８　ｒｎｌｎ的产品占９０％以上，壁厚大于２０　ｍｍ的　单倍尺、厚壁管不到１０％，在实际生产过程中，只有　单倍尺、厚壁管可以实现芯棒调头使用，而双倍尺以　上的中壁、薄壁管在调头使用时都不能避开重叠段　的使用问题。　（４）现场损伤的芯棒由于不能避开重叠段的使　用，所以即使在芯棒调头后，仍会使用重叠段进行轧　制，这更加剧了芯棒在重叠段部位的磨损，经常会带　来管体内表面的一些质量缺陷，例如凸道、壁厚不　均、内结疤等。　（５）现场轧制厚壁管所使用的小规格芯棒，都不　需定货，只需将报废的大规格芯棒重车即可获得，而　大规格芯棒比小规格芯棒所受轧制力要大得多，而　其使用频次高、寿命低，这使得芯棒的投资和成本居　高不下。磨损后的芯棒即使进行堆焊修复后，再进　行轧制时，实际效果也不能令人满意。由此，有必要　对现有或将来的芯棒进行改造或改制。　２　国内其它厂家的情况　（１）从国内其它厂家使用的情况来看，天津钢管　公司的４个机组，芯棒都采用连接杆的形式，即在芯　棒的轧制工作段，使用Ｈ１３材质，而非轧制段则使　用价格偏低、较为经济的材质代替，两段之问用丝扣　连接，这样既不影响生产，又可降低工具成本。　（２）鞍山无缝厂、衡阳无缝、无锡西姆莱斯管加　工厂都采用连接杆形式的芯棒。　（３）上海宝山钢管厂采用全长芯棒，但其连轧机　采用浮动轧制，对芯棒的要求不高，同时芯棒的本体　天津、鞍山、衡阳、无锡等厂家相类似，在确定芯棒调　头使用不可能的情况下，有必要参考其它厂家的生　产方式，取长补短，可考虑也采用２段式的连接方　式，来降低芯棒的制造和生产成本。　３　芯棒改造方案　要将现有全长芯棒改为２段连接式的芯棒，最　重要的是确定芯棒工作段的长度和另一段加长杆的　长度，总体的思路。　３．１芯棒的总长度　连轧的金属线和工艺数模已经确定，设备的改　造没有可能性，所以芯棒的总长度不可能改变，仍然　维持１７．５　ｍ。　３．２芯棒工作段长度的确定　若不考虑滑移、摩擦等其它因素影响，简单计　算，芯棒工作段的长度应该为：芯棒的预插入段的长　度＋芯棒在限动过程中的行程＋安全余量。　３．２．１　芯棒的预插入段长度　芯棒预插入，按照工艺设计及其设定，一般控制　其插入到连轧３　一４　之间，最多不超过４　，因此预　插入的长度即为１　轧机至４　轧机的间距，各架轧　机的问距见表１。　表１轧机间距　ｉｎｌｎ　因此预插入段长度为：　ｌ　２４０＋ｌ　５ｌＯ＋ｌ　１４０＝３　８９０　ｒｎｌｎ　３、２．２芯棒的限动行程　芯棒的限动行程即为芯棒在预插入完成后，开　始执行限动开始，到芯棒的限动行程结束为止，芯棒　通过轧机的距离，即：芯棒限动行程＝连轧机纯轧时　间×最大限动速度。　我们从中ｌ８Ｏ　ｍｍ生产线选取几个常用的典型　规格芯棒，进行计算，可获得限动行程的极限值，计　算的规格和结果见表２。　由表２可以知道，限动行程的最大极限值为　８　３２８．１　ＩＴｌｌｎｏ　３．２．３安全余量的确定　安全余量的确定主要考虑以下几个因素：　（１）在现场轧制过程中，有可能出现的连轧咬入　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　西１８０　ｍｍＭＰＭ连轧管机组芯棒的改造　即ｌ７．５一ｌ２．５＝５　ｍ　３５　不畅，夹送辊打滑，轧制线不正等因素，会导致预插　入段长度加大，而影响轧制正常进行，安全余量以　５００　ｌｎｌｎ为宜。　表２最大限动行程计算表　另外，加长杆的长度可考虑配备两种长度，一种　为上面确定的５　ｍ的加长杆，另一种可在此基础上　加５００　ｍｍ作为备用，即加长杆长度为５．５　ｍ，在芯　棒本体丝扣失效后，截取失效的丝扣段（大约　５００　ｍｍ），重新加工，配用５．５　ｍ的加长杆，可保证芯　棒的总长度不变，继续配套使用。　４　改制后的芯棒形成　（Ｉ）头端原装有导向套的部分，都变为芯棒本体　进行过度，改为一定倾角，保证插入和轧制。　（２）芯棒的尾柄形势保持不变，以减少对设备的　改造。　（３）改造后２段式芯棒的形式，见图２。　（２）考虑芯棒在循环中的阶位控制，即在一组芯　棒轧制过程中，一支芯棒在经过一组循环后，芯棒的　预插入长度要增加２０—４０　ｌｎｌｎ，按设计的６支芯棒　一组进行循环，芯棒的预插入长度的变化范围在　１００—２００　ｌｎｌｎ之间。　（３）考虑芯棒在加长杆的丝扣部位的意外损害，　若芯棒工作段仍可使用，可去除丝扣段，重新加工，　图２　２段式芯棒　只增大加长杆的长度，仍可保证芯棒的使用。　（４）综合以上考虑，安全余量为５００　ｌｎｌｎ。　３，２．４工作段的长度　５　结束语　通过对芯棒的改造，在不降低芯棒使用寿命的　前提下，可大幅度的降低芯棒的使用成本，对　ｌ８０　ｍｍ机组的成本控制和经济效益都有很大的推　动作用。　参　考　文　献　通过上述计算，可知最大工作段的长度为：　芯棒的预插入段的最大长度＋芯棒在限动过程　中的最大行程＋安全余量　即：３　８９０＋８　２３８．Ｉ＋５００＝１２　６２８　ｌｎｌｎ　为了减少后序加工的难度，没有必要每种规格　的芯棒都采用不同的工作段长度，同时大规格芯棒　还存在改车为其它小规格的可能，因此对工作段长　度进行统一划整，取最大工作段长度为ｌ２．５　ｍ。　３．３加长杆长度的确定　［Ｉ］郝润元，国产限动芯棒连轧管机组关键技术分　析［Ｊ］，钢管，２００４（２）：５—８．　［２］　李入穆，现代钢管生产［Ｍ］．北京：冶金工业　出版社．１９８２．　加长杆长度＝芯棒全长一芯棒工作段长度　喜欢迎订阅２００８年《包钢科技》杂志羹