试论穿孔机大送进角轧制的应用

    摘要：通过加大三辊斜轧穿孔机送进角来提高穿孔效率在生产过程中得到了广泛应用。加大送进角除了可以提高效率外还可以减少纯轧时间，降低单位能耗，提高临界压下率和改善毛管质量，穿孔过程也很稳定。但在试生产中时而出现后轧卡现象，通过对大送进角的详细分析与长时间研究，已经可以解决这一难题。
　　关键词：三辊斜轧穿孔机；大送进角；穿孔率；轧卡
 
　　随着三辊斜轧穿孔机技术的高速发展，由于辅助工序自动化程度的提高而缩短了辅助时间，对钢管的质量要求愈来愈高，这一切都使管材生产工序中产量与质量的矛盾集中到穿孔工序上。在三辊穿孔机组中，因为在各种情况下都希望提高斜轧机的生产能力。建立高生产率的斜轧机已成为当前理论研究与生产实践中的一项迫切任务。增大轧辊转速和适当加大送进角是实现这一任务的有效手段。
　　1　大送进角对轧制过程的影响
　　大送进角改变，变形区形状产生变化，因此对变形区的参数产生很大影响。送进角增大，变形区长度缩短，而金属与轧辊接触面积和接触宽度都增大。由于变形区参数的改变，又将对受力状态和速度状态产生很大影响，这些变化有的对产量与质量的提高有明显效果，而有的则使轧制条件恶化。
　　其有利的影响主要包括以下几方面：
　　①由于加大送进角，轧辊轴向分速加大，摩擦力水平分力增大，金属与轧辊间的滑动减小，这两方面都使轧速加大，通过能力增加，生产率显着提高。②改善金属变形的不均匀性，提高了金属的可穿性。这是由于送进角增大，轴向滑移减小，坯料内的附加应力减小。另外由于变形区的缩短，轴向速度的增大，使管坯在变形区中的每转压下量增大，这虽然会使变形不均匀增加，但金属经过变形区的压下次数减少，从而减少了交变应力的循环次数，拉应力和切应力的反复作用减少，这两方面都使金属变形不均匀性和中心破裂的倾向减少。③提高工具使用寿命。由于送进角的增大，穿孔时间缩短，从而使顶头的热负荷降低，寿命提高。④单位能耗下降。由于送进角增大，使表面滑移减小，轧速的提高则保持了管坯温度，因此能耗下降。⑤采用大送进角。送进角增大，轧件的轴向分速度增加。这样轧件在变形区中减少了反复应力的循环次数，可以避免孔腔的形成。
　　同样也存在着不利的影响：①送进角加大，变形区缩短。②送进角加大，接触宽度和接触面积增大，使轧制总压力和马达负荷上升。③终轧过程的条件恶化。这是由于轧速上升，螺距增大，压下量加大，轧制压力增大，使得金属的横向变形强烈，加上尾部刚端的消失，使横向变形加深发展，因此，在三辊斜轧机上，尾部三角形效应增大。接触面宽度进一步增大，到一定程度金属将充满并挤出辊缝，破坏了轧件的转动条件，造成“轧卡”，破坏了轧制过程的稳定。④送进角加大后变形区产生畸变，轧辊辗轧锥与顶头圆锥之间的孔型产生歪扭，不能保证轧制质量和管子的均圆孔径，并使终轧过程不具有足够的拽人力而导致“轧卡”。
　　2　大送进角在穿孔机上的运用
　　在三辊斜轧穿孔机上采用大送进角轧制，都收到了提高产量和质量的明显效果，但终轧过程和咬入条件都比小送进角时恶化，并且毛管尾部会出现三角形(尾三角)张开，破坏轧件的转动而转卡。因此为保证在大送进角情况下轧制过程的建立和终轧过程的顺利进行，可以在设备设计上采取一些办法：
　　①变送进角轧制。使送进角在轧制过程中能进行调整，用小送进角咬入，大送进角轧制，小送进角抛出，这样就能保证一次咬入与二次咬人，中段高速轧制和尾部不会“轧卡”。送进角的变化可通过液压或机械传动方式使转鼓旋转与制动。
　　②推力穿孔。即在咬人与轧制的全过程中，管坯尾端始终施加一定推力，这样可帮助咬人，提高轧速，防止终轧卡钢外，还减小了坯料内部的轴向拉应力，提高了轴向滑动系数，改善了应力状态，有利于提高毛管质量。