穿孔機前后臺設備選型分析及應用

李勇

摘 要 穿孔機組中非常重要的輔助設備是穿孔機前后臺設備，文章在分析國內外穿孔機前后臺的技術特點的基礎上，重點分析了設備選型問題，最后介紹了包鋼Φ159 mm連軋管生產線工程應用，指出穿孔機前后臺設備選型對于推動無縫鋼管制造裝備的國產化具有積極作用。

關鍵詞 穿孔機前后臺；選型分析；設計特點；頂頭頂桿大循環

中圖分類號：TG33 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0094-01

我國國民經濟正在快速發展，在相關的機械制造行業中對于無縫鋼管的各種需求也是越來越高。分析世界上生產熱軋無縫鋼管的設備，熱軋無縫鋼管生產過程中，穿孔機前后臺設備則是一種非常重要的輔助設備，因為其都是應該利用實心管坯而穿孔加工得到空心毛管，然后才能進行后續的操作。為了讓穿孔機前臺滿足管坯對準軋制中心線要求，應該明確接受從加熱爐送來的管坯則是其功能，一般設置有進口導槽和推鋼裝置，另外，還應該配合有輔助穿孔機咬入的相關設備。對于相關的穿孔機后臺來說，則應該能夠完成相關的管坯穿孔操作，一般配備有定心裝置、頂桿支持部分等，在一根毛管軋完以后，則能夠完成頂頭或頂桿更換。近幾年，多套各種形式的穿孔機組都具有國際先進水平已經在國內的現代化無縫鋼管生產線上進行裝備，本文主要分析了穿孔機組前后臺的型式，重點分析了穿孔機前臺設備選型問題。

1 如何選擇穿孔機前臺設備

推坯機和受料導槽兩個部分組成相關的穿孔機前臺。

液壓推坯機、氣動推坯機和鏈式推坯機這是目前使用比較多的推坯機類型。其中，對于制造成本低的氣動推坯機來說，其操作穩定性不夠，運行中存在大量噪音，適用于小坯料和低速的工況，在20世紀80年代時候較多。在大坯料和高速的環境下，用氣量過大且需要過于龐大的氣缸，并不適用氣動推坯機。20世紀90年代以來建造的各機組中應用液壓推坯機較多，其具有操作性能穩定且噪音小的特點，比如，天津無縫鋼管廠Φ168機組、包鋼無縫鋼管廠的Φ180連軋管機組等都有使用。具有較快的推坯速度，維護方便，操作比較穩定則是鏈式推坯機的特點，一般的推坯速度可以達到34根/分鐘。衡陽鋼管廠的Φ89半浮芯棒連軋管機組以及寶鋼無縫鋼管廠的Φ140連軋管機組、天長Φ140熱軋管機組都是用此類型的推坯機。

管坯的規格影響到受料導槽的結構，在使用某一格的管坯時，高度固定的V形槽的使用則有助于管坯中心線與軋制中心線重合。通過上述設計的更換的V形槽，可以用在兩種規格的管坯中；為了更好解決多種情況下的受料導槽的問題，能夠升降的V形槽相應被設計出來。上述涉及可以在蘇聯烏拉爾重機廠在中體現，在其設計的滿足于兩種受料槽的方案中，可以利用相關的電動蝸輪減速機驅動蝸桿，能夠很好對于受料槽的垂直升降問題進行有效控制。這種結構在20世紀70年代以前應用較為廣泛，但是具有較差的穩定性，并沒有液壓鎖緊措施。

為了滿足其他需求而設計的結構中，受料槽的升降控制還能進行一定變化，比如，可以采用相關的電機驅動蝸輪減速機的螺桿螺母移動斜楔來進行有效控制，這種結構的設備重量大，剛性較好，在大型穿孔機中應用廣泛。

2 如何選型穿孔機后臺設備選型

按頂頭頂桿更換方式，可以區分穿孔機后臺為離線循環更換方式和在線更換方式兩種。

首先分析離線循環方式。在離線循環方式中，典型的就是頂頭頂桿大循環更換方式。在一個工作循環中，首先，在進行完成一根毛管的穿孔工作之后，為了能夠使得穿孔機組進行更加高效的工作，應該進行頂桿則和毛管一起被拔出軋制線的操作。在此時，在相關的冷卻作用下，毛管中抽出頂桿，然后進入相應的循環系統，在進入下一個工作循環之前，則還應該把軋制線另一側進行送入軋制線的操作。分析這種的工作方式，穿孔機后臺應該滿足二段實現頂頭頂桿大循環的相關的操作要求，另外，還應該滿足對于相關的完成管坯穿孔及支持頂桿的操作要求。要想實現高節奏和高產能的穿孔的頂頭頂桿大循環，就應該控制軋制節奏起碼達到180支/小時。

為了讓頂頭處于穿孔的工作位置，在線更換中，需要在穿孔過程中設置一定的止推裝置的頂桿，通過這種安裝的止推裝置上固定頂桿，來實現頂桿自毛管中抽出操作，能夠滿足進行毛管軋完的后續操作的要求。軋制線拔出毛管之后，頂桿則被止推裝置送到規定的工作位置，然后開始進行下一根毛管的穿孔工作。一般有兩種的頂桿和頂頭結合方式。

1）包括人工更換和自動更滑的更換頂頭的方法。其中，在人工更換方法中，頂頭的放置根據相關要求進行人工設置，這樣，能夠在管坯被軋輥咬入情況下，在穿孔機孔喉處的下導板上，則會出現頂桿前端的頂尖落上頂頭的情況。在進行相關的一根毛管的穿孔操作后，這時的頂頭則會落在下導板上，然后下步就應該進行更換相關的人工頂頭的工作。而對于自動更換方式來說，一次頂頭在一根毛管完成穿孔后能夠通過相應的設置頂桿更換箱等裝備而自動進行。2）對于頂桿的連接來說，一般采用螺紋擰接頂桿前端頂頭方式進行，這樣的情況下，當出現相應的磨損情況時，確定在不能使用而要進行更換時，需要注意，應該把頂桿則要一起更換。

3 包鋼Φ159 mm連軋管生產線工程應用分析

包鋼Φ159 mm連軋管生產線能夠具備40萬噸/年的年設計生產能力，僅有24秒的軋制節奏的限動芯棒PQF三輥連軋機組具有非常好的性能，能夠體現出技術高、起點高的特點，該套機組中能夠體現出世界先進水平的無縫管熱軋機組的特點，表現出相應的可靠性、先進性的工藝技術，在控制方面也具有一定的成熟性。為了更好保證該機組中的相關的高效限動芯棒連軋管機的軋制節奏具有比較高的水平，現在一般國內外可以采用較為先進和可靠的錐形穿孔機。只有采用先進成熟的穿孔工藝及設備，才能保證此套機組的高效運行，比如，本系統中采用了后臺采用頂頭與頂桿離線循環更換、提高穿孔機的軋制力矩等等相關工藝技術，體現出高效的連軋管機的良好的配合使用特點，使得穿孔的生產能力能大大提高，讓保證穿孔機高效穩定生產成為可能。該工程管坯規格為：長度1700 mm-4500 mm，直徑Φ210 mm，Φ150 mm，；穿孔后毛管規格為：長度約10 m，外徑Φ158 mm、Φ220 mm；頂桿規格為：長度約14 m，直徑Φ140 mm、Φ130 mm、Φ102 mm。

4 結束語

在分析穿孔機前后臺設備如何進行選型的研究中，一般頂頭頂桿大循環更換方式則為后天推薦的方式，而鏈式推坯機、液壓推坯機則是前臺的采用方式，這樣能夠較好保證穿孔機組的高效運行。希望本文對于穿孔機前后臺設備選型的相關探討，能夠有助于無縫鋼管制造裝備的國產化進程的順利進行。

參考文獻

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