钢管热轧旋扩生产设备及方法与流程

本发明涉及钢管生产设备技术领域，尤其涉及一种钢管热轧旋扩生产设备及方法。

背景技术：

旋转扩管机组是国内外用于生产钢管的主要设备，目前在利用旋转扩管机组进行钢管的生产时，其具体的生产工艺流程为：使实心坯料依次经过加热炉、穿孔机组、喷砂抗氧化设备、轧管机组、再加热设备、高压水除鳞设备、定/减径机、冷却设备和钢管矫直精整设备，以对实心坯料进行加热、穿孔、喷砂、轧制、补温、高压水除鳞、定/减径、冷却和矫直精整，将实心坯料制成坯管，而后再使坯管依次经过加热炉、热轧旋扩机、均整机、再加热设备、高压水除鳞设备、定径机、冷却设备和钢管矫直精整设备，以对坯管进行加热、旋扩、均整、补温、高压水除鳞、定径、冷却和矫直精整，以将坯管制成成品管。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的钢管生产工艺实际上是两种热轧无缝管生产工艺的组合，现有的钢管生产工艺利用4道加热工艺和17个轧制设备完成钢管的轧制生产，工艺工序复杂、占地面积大、工具消耗大、生产周期长、能耗大、轧制成本高。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种管热轧旋扩生产设备及方法。

为此，本发明公开了一种钢管热轧旋扩生产设备，所述钢管热轧旋扩生产设备包括依次相连的加热炉、穿孔机、喷砂抗氧化设备、热轧旋扩机、均整机、再加热设备、高压水除鳞设备、定径机、冷却设备和钢管矫直精整设备；

所述穿孔机采用立式锥形辊单顶杆型式；

所述热轧旋扩机采用大减壁轧制方式进行钢管的扩管。

优选地，在上述钢管热轧旋扩生产设备中，所述喷砂抗氧化设备采用强吹-弱带-强吹的吹扫方式对钢管进行吹扫。

优选地，在上述钢管热轧旋扩生产设备中，所述均整机的顶杆内部设置有内部吹扫装置，所述内部吹扫装置用于对均整过程中的钢管的内部进行吹扫。

优选地，在上述钢管热轧旋扩生产设备中，所述均整机设置有顶头更换装置，所述顶头更换装置用于辅助更换顶头。

优选地，在上述钢管热轧旋扩生产设备中，所述定径机采用c型机架侧拉式结构。

优选地，在上述钢管热轧旋扩生产设备中，所述冷却设备包括步进式冷床和链式冷床。

此外，本发明还公开了一种利用上述的钢管热轧旋扩生产设备实施的钢管热轧旋扩生产方法，所述方法包括步骤：

1)将实心坯料送入加热炉，利用加热炉将实心坯料加热至第一设定温度值后送往穿孔机；

2)穿孔机通过顶头将实心坯料穿成空心管坯后将空心管坯送至喷砂抗氧化设备；

3)喷砂抗氧化设备对空心管坯进行吹扫喷砂，以将抗氧化剂均匀附着在空心管坯的内表面；

4)利用热轧旋扩机将空心管坯旋扩为薄壁钢管，并将薄壁钢管送至均整机；

5)均整机对薄壁钢管进行均壁后将薄壁钢管送至再加热设备；

6)再加热设备将薄壁钢管加热至第二设定温度值后将薄壁钢管送至高压水除鳞设备；

7)利用高压水除鳞设备将加热后的薄壁钢管的外表面的氧化铁皮去除；

8)通过定径机对薄壁钢管的直径进行调整；

9)利用冷却设备对薄壁钢管进行冷却；

10)利用钢管矫直精整设备对冷却后的薄壁钢管进行矫直精整，以制成成品钢管。

优选地，在上述钢管热轧旋扩生产方法中，第一设定温度值为1150～1200℃。

优选地，在上述钢管热轧旋扩生产方法中，第二设定温度值为850～950℃。

优选地，在上述钢管热轧旋扩生产方法中，热轧旋扩机采用大减壁轧制方式进行钢管的扩管。

本发明的钢管热轧旋扩生产设备及方法通过优化穿孔机生产方式，提高毛管头尾尺寸精度，减少了因穿孔机毛管缺陷而造成的旋扩机轧卡现象；旋扩机采用大减壁轧制工艺，无扭转轧制理论，使入口毛管壁厚适用范围增加，实现了热毛管直接旋扩生产大口径薄壁管；仅需进行一次从室温升温的加热工序即可实现钢管生产，无需对毛管先进行轧制、补温、定径、冷却、矫直、剪切精整和坯管的加热工序，有效地简化生产工序，降低生产成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的钢管热轧旋扩生产设备的设备布置简图；

图2为图1所示的钢管热轧旋扩生产设备中加热炉的结构示意图；

图3为图1所示的钢管热轧旋扩生产设备中穿孔机的结构示意图；

图4为图1所示的钢管热轧旋扩生产设备中喷砂抗氧化设备的结构示意图；

图5为图1所示的钢管热轧旋扩生产设备中热轧旋扩机的结构示意图；

图6为图1所示的钢管热轧旋扩生产设备中均整机的结构示意图；

图7为图1所示的钢管热轧旋扩生产设备中再加热设备的结构示意图；

图8为图1所示的钢管热轧旋扩生产设备中高压水除鳞设备的结构示意图；

图9为图1所示的钢管热轧旋扩生产设备中定径机的结构示意图；

图10为图1所示的钢管热轧旋扩生产设备中冷却设备的结构示意图；

图11为图1所示的钢管热轧旋扩生产设备中钢管矫直精整设备的结构示意图。

附图标记说明：

1-加热炉、2-穿孔机、3-喷砂抗氧化设备、4-热轧旋扩机、5-均整机、6-再加热设备、7-高压水除鳞设备、8-定径机、9-冷却设备、10-钢管矫直精整设备。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

如附图1-11所示，本发明实施例提供了一种钢管热轧旋扩生产设备，该钢管热轧旋扩生产设备包括依次相连的加热炉1、穿孔机2、喷砂抗氧化设备3、热轧旋扩机4、均整机5、再加热设备6、高压水除鳞设备7、定径机8、冷却设备9和钢管矫直精整设备10；其中，穿孔机2采用立式锥形辊单顶杆型式；热轧旋扩机4采用大减壁轧制方式进行钢管的扩管。

具体地，本发明实施例中，穿孔机2安装于加热炉1外侧，喷砂抗氧化设备3安装在穿孔机2侧面，并处于穿孔机2和热轧旋扩机4之间，均整机5安装在热轧旋扩机4侧面，再加热设备6安装在均整机5侧面，高压水除鳞设备7安装再加热设备6外侧且其出口与定径机8入口连接，冷却设备9安装在定径机8出口外侧，冷却设备9的出口侧面安装钢管矫直精整设备10。

本发明实施例提供的钢管热轧旋扩生产设备在使用时，先将实心坯料送入加热炉1，利用加热炉1将实心坯料加热至第一设定温度值后送往穿孔机2；穿孔机2通过顶头将实心坯料穿成空心管坯后将空心管坯送至喷砂抗氧化设备3；喷砂抗氧化设备3对空心管坯进行吹扫喷砂，以将管坯内表面的氧化铁皮吹扫干净，并将抗氧化剂均匀附着在空心管坯的内表面，同时将残留在管坯底部的杂质吹走；热轧旋扩机4将喷砂后的小直径空心管坯旋扩为大直径薄壁钢管，并将大直径薄壁钢管送至均整机5；均整机5对薄壁钢管进行均壁后将薄壁钢管送至再加热设备6；再加热设备6将薄壁钢管加热至第二设定温度值后将薄壁钢管送至高压水除鳞设备7；高压水除鳞设备7将加热后的薄壁钢管的外表面的氧化铁皮去除后送入定径机8；定径机8对薄壁钢管的直径进行调整后将薄壁钢管送入冷却设备9；冷却设备9对薄壁钢管进行冷却；钢管矫直精整设备10对冷却后的薄壁钢管进行矫直精整并进行定尺，以制成成品钢管。

其中，第一设定温度值可以为1150～1200℃，第二设定温度值可以为850～950℃。

本发明实施例中，热轧旋扩机4采用大减壁轧制方式进行钢管的轧制，能够增加旋扩咬入壁厚范围，并减少了旋扩发生轧卡的因素。

进一步地，本发明实施例中，热轧旋扩机4的顶杆小车上可以设置有液压伺服系统，通过液压伺服系统控制轧出的荒管头尾壁差不大于0.8mm，能够保证钢管的轧制质量。

优选地，本发明实施例中，喷砂抗氧化设备3采用强吹-弱带-强吹的吹扫方式对钢管进行吹扫；如此设置，利用湍流原理，能够将管坯内表面的铁皮吹扫干净，并将抗氧化剂均匀的附着于钢管内表面，同时将残留在管底的杂质吹走，保证空心管坯在轧制时不会将氧化铁和杂质轧入钢管内表面，保证钢管内表面质量。

进一步地，本发明实施例中，均整机5的顶杆内部设置有内部吹扫装置，内部吹扫装置用于对均整过程中的钢管内部进行吹扫；如此设置，能够在进行钢管轧制的同时对钢管内部进行吹扫，降低钢管内部轧制时产生的氧化物的沉积，提高钢管的质量。

进一步地，本发明实施例中，均整机5设置有顶头更换装置，顶头更换装置用于辅助更换顶头；如此设置，能够提高节约均整机5轧制辅助时间，提高轧制生产率。

进一步地，本发明实施例中，定径机8采用c型机架侧拉式结构；其中，定径机8的单个机架采用三个轧辊绕轧制中心线呈120°布置。

进一步地，本发明实施例中，冷却设备9包括步进式冷床和链式冷床；如此设置，通过利用步进式冷床能够使高温段钢管冷却均匀且不发生侧弯，保证钢管质量。

此外，本发明实施例还提供了一种利用上述的钢管热轧旋扩生产设备实施的钢管热轧旋扩生产方法，该方法包括如下步骤：

1)将实心坯料送入加热炉1，利用加热炉1将实心坯料加热至第一设定温度值后送往穿孔机2；

2)穿孔机2通过顶头将实心坯料穿成空心管坯后将空心管坯送至喷砂抗氧化设备3；

3)喷砂抗氧化设备3对空心管坯进行吹扫喷砂，以将抗氧化剂均匀附着在空心管坯的内表面；

4)利用热轧旋扩机4将空心管坯旋扩为薄壁钢管，并将薄壁钢管送至均整机5；

5)均整机5对薄壁钢管进行均壁后将薄壁钢管送至再加热设备6；

6)再加热设备6将薄壁钢管加热至第二设定温度值后将薄壁钢管送至高压水除鳞设备7；

7)利用高压水除鳞设备7将加热后的薄壁钢管的外表面的氧化铁皮去除；

8)通过定径机8对薄壁钢管的直径进行调整；

9)利用冷却设备9对薄壁钢管进行冷却；

10)利用钢管矫直精整设备10对冷却后的薄壁钢管进行矫直精整并进行定尺，以制成成品钢管。

优选地，第一设定温度值为1150～1200℃。

优选地，第二设定温度值为850～950℃。

优选地，热轧旋扩机4采用大减壁轧制方式进行钢管的扩管。

本发明实施例提供的钢管热轧旋扩生产设备及方法通过优化穿孔机生产方式，提高毛管头尾尺寸精度，减少了因穿孔机毛管缺陷而造成的旋扩机轧卡现象；旋扩机采用大减壁轧制工艺，无扭转轧制理论，使入口毛管壁厚适用范围增加，实现了热毛管直接旋扩生产大口径薄壁管；仅需进行一次从室温升温的加热工序即可实现钢管生产，无需对毛管先进行轧制、补温、定径、冷却、矫直、剪切精整和坯管的加热工序，有效地简化生产工序，降低生产成本；同时在穿孔机后采用湍流式抗氧化气体处理，既能保证钢管内表面质量，又能消除盐雾污染。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。