穿孔机前后台设备选型分析及应用

李勇

摘 要 穿孔机组中非常重要的辅助设备是穿孔机前后台设备，文章在分析国内外穿孔机前后台的技术特点的基础上，重点分析了设备选型问题，最后介绍了包钢Φ159 mm连轧管生产线工程应用，指出穿孔机前后台设备选型对于推动无缝钢管制造装备的国产化具有积极作用。

关键词 穿孔机前后台；选型分析；设计特点；顶头顶杆大循环

中图分类号：TG33 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0094-01

我国国民经济正在快速发展，在相关的机械制造行业中对于无缝钢管的各种需求也是越来越高。分析世界上生产热轧无缝钢管的设备，热轧无缝钢管生产过程中，穿孔机前后台设备则是一种非常重要的辅助设备，因为其都是应该利用实心管坯而穿孔加工得到空心毛管，然后才能进行后续的操作。为了让穿孔机前台满足管坯对准轧制中心线要求，应该明确接受从加热炉送来的管坯则是其功能，一般设置有进口导槽和推钢装置，另外，还应该配合有辅助穿孔机咬入的相关设备。对于相关的穿孔机后台来说，则应该能够完成相关的管坯穿孔操作，一般配备有定心装置、顶杆支持部分等，在一根毛管轧完以后，则能够完成顶头或顶杆更换。近几年，多套各种形式的穿孔机组都具有国际先进水平已经在国内的现代化无缝钢管生产线上进行装备，本文主要分析了穿孔机组前后台的型式，重点分析了穿孔机前台设备选型问题。

1 如何选择穿孔机前台设备

推坯机和受料导槽两个部分组成相关的穿孔机前台。

液压推坯机、气动推坯机和链式推坯机这是目前使用比较多的推坯机类型。其中，对于制造成本低的气动推坯机来说，其操作稳定性不够，运行中存在大量噪音，适用于小坯料和低速的工况，在20世纪80年代时候较多。在大坯料和高速的环境下，用气量过大且需要过于庞大的气缸，并不适用气动推坯机。20世纪90年代以来建造的各机组中应用液压推坯机较多，其具有操作性能稳定且噪音小的特点，比如，天津无缝钢管厂Φ168机组、包钢无缝钢管厂的Φ180连轧管机组等都有使用。具有较快的推坯速度，维护方便，操作比较稳定则是链式推坯机的特点，一般的推坯速度可以达到34根/分钟。衡阳钢管厂的Φ89半浮芯棒连轧管机组以及宝钢无缝钢管厂的Φ140连轧管机组、天长Φ140热轧管机组都是用此类型的推坯机。

管坯的规格影响到受料导槽的结构，在使用某一格的管坯时，高度固定的V形槽的使用则有助于管坯中心线与轧制中心线重合。通过上述设计的更换的V形槽，可以用在两种规格的管坯中；为了更好解决多种情况下的受料导槽的问题，能够升降的V形槽相应被设计出来。上述涉及可以在苏联乌拉尔重机厂在中体现，在其设计的满足于两种受料槽的方案中，可以利用相关的电动蜗轮减速机驱动蜗杆，能够很好对于受料槽的垂直升降问题进行有效控制。这种结构在20世纪70年代以前应用较为广泛，但是具有较差的稳定性，并没有液压锁紧措施。

为了满足其他需求而设计的结构中，受料槽的升降控制还能进行一定变化，比如，可以采用相关的电机驱动蜗轮减速机的螺杆螺母移动斜楔来进行有效控制，这种结构的设备重量大，刚性较好，在大型穿孔机中应用广泛。

2 如何选型穿孔机后台设备选型

按顶头顶杆更换方式，可以区分穿孔机后台为离线循环更换方式和在线更换方式两种。

首先分析离线循环方式。在离线循环方式中，典型的就是顶头顶杆大循环更换方式。在一个工作循环中，首先，在进行完成一根毛管的穿孔工作之后，为了能够使得穿孔机组进行更加高效的工作，应该进行顶杆则和毛管一起被拔出轧制线的操作。在此时，在相关的冷却作用下，毛管中抽出顶杆，然后进入相应的循环系统，在进入下一个工作循环之前，则还应该把轧制线另一侧进行送入轧制线的操作。分析这种的工作方式，穿孔机后台应该满足二段实现顶头顶杆大循环的相关的操作要求，另外，还应该满足对于相关的完成管坯穿孔及支持顶杆的操作要求。要想实现高节奏和高产能的穿孔的顶头顶杆大循环，就应该控制轧制节奏起码达到180支/小时。

为了让顶头处于穿孔的工作位置，在线更换中，需要在穿孔过程中设置一定的止推装置的顶杆，通过这种安装的止推装置上固定顶杆，来实现顶杆自毛管中抽出操作，能够满足进行毛管轧完的后续操作的要求。轧制线拔出毛管之后，顶杆则被止推装置送到规定的工作位置，然后开始进行下一根毛管的穿孔工作。一般有两种的顶杆和顶头结合方式。

1）包括人工更换和自动更滑的更换顶头的方法。其中，在人工更换方法中，顶头的放置根据相关要求进行人工设置，这样，能够在管坯被轧辊咬入情况下，在穿孔机孔喉处的下导板上，则会出现顶杆前端的顶尖落上顶头的情况。在进行相关的一根毛管的穿孔操作后，这时的顶头则会落在下导板上，然后下步就应该进行更换相关的人工顶头的工作。而对于自动更换方式来说，一次顶头在一根毛管完成穿孔后能够通过相应的设置顶杆更换箱等装备而自动进行。2）对于顶杆的连接来说，一般采用螺纹拧接顶杆前端顶头方式进行，这样的情况下，当出现相应的磨损情况时，确定在不能使用而要进行更换时，需要注意，应该把顶杆则要一起更换。

3 包钢Φ159 mm连轧管生产线工程应用分析

包钢Φ159 mm连轧管生产线能够具备40万吨/年的年设计生产能力，仅有24秒的轧制节奏的限动芯棒PQF三辊连轧机组具有非常好的性能，能够体现出技术高、起点高的特点，该套机组中能够体现出世界先进水平的无缝管热轧机组的特点，表现出相应的可靠性、先进性的工艺技术，在控制方面也具有一定的成熟性。为了更好保证该机组中的相关的高效限动芯棒连轧管机的轧制节奏具有比较高的水平，现在一般国内外可以采用较为先进和可靠的锥形穿孔机。只有采用先进成熟的穿孔工艺及设备，才能保证此套机组的高效运行，比如，本系统中采用了后台采用顶头与顶杆离线循环更换、提高穿孔机的轧制力矩等等相关工艺技术，体现出高效的连轧管机的良好的配合使用特点，使得穿孔的生产能力能大大提高，让保证穿孔机高效稳定生产成为可能。该工程管坯规格为：长度1700 mm-4500 mm，直径Φ210 mm，Φ150 mm，；穿孔后毛管规格为：长度约10 m，外径Φ158 mm、Φ220 mm；顶杆规格为：长度约14 m，直径Φ140 mm、Φ130 mm、Φ102 mm。

4 结束语

在分析穿孔机前后台设备如何进行选型的研究中，一般顶头顶杆大循环更换方式则为后天推荐的方式，而链式推坯机、液压推坯机则是前台的采用方式，这样能够较好保证穿孔机组的高效运行。希望本文对于穿孔机前后台设备选型的相关探讨，能够有助于无缝钢管制造装备的国产化进程的顺利进行。

参考文献

[1]王文章，杨德照，刘素华，等.简析φ600mm穿孔机组新结构[J].钢管，2012，41（6）.

[2]王鹏飞，王爱国，陈志发.巨龙穿孔机组设计特点浅析[J].钢管，2000，29（5）.endprint