椭圆钢管

　　椭圆钢管张力减径机组轧辊孔型设计方法

　　本发明涉及椭圆钢管轧制领域，尤其是一种椭圆钢管张力减径机组轧辊孔型的设计方法。

　　椭圆钢管的生产通常包括穿孔、轧制及定减径三个工序。目前，穿孔工序通常采用二辊 斜轧工艺将实心的坯料轧制成空心的毛坯，轧制工序通常在包括一个空减机的五机架轧机中 将穿孔后的毛坯轧制成一定外径及壁厚的钢管，而定减径工序将五机架连轧后的钢管轧制成 满足产品直径和壁厚要求的成品钢管。

　　目前，为了得到较小管径的椭圆钢管，通常在定减径工序采用张力减径的工艺将较大直 径的钢管减径成较小管径的成品钢管。但由于张力减径的特性，最终产品质量的好坏与张力 减径机组轧辊孔型的设计密切相关。当孔型设计不合理时，容易造成钢管管形不良，外表面 容易产生摩擦痕及青线等缺陷，而内表面由于钢管壁厚不均匀容易产生内多边形、直道等缺 陷。

　　传统的椭圆钢管张力减径机组轧辊孔型曲线都采用偏心距不同的一段圆弧表示。当偏心 距较大时，俗称椭圆孔型，用于生产薄壁管;当偏心距较小时，俗称圆孔型，用于生产厚壁 管。

　　但由于一段圆弧曲线孔型的局限性，无法生产某些质量要求较高的产品。因此，为了生 产质量要求较高的产品，出现了由两段、三段甚至多段圆弧组成的椭圆钢管张力减径机组轧 辊孔型曲线。根据无缝铜管轧辊孔型曲线的特点，其每一轧辊孔型曲线所对应的圆心角是相 等的，如三辊轧机，每辊的孔型曲线所对应的圆心角为120°，要确定该段圆弧，还须确定 其圆心位置即圆心相对于轧辊孔型中心的坐标，以及其半径大小。因此，在设计多段圆弧组 成的椭圆钢管张力减径机组轧辊孔型时，需要确定的未知变量较多，一段圆弧需要3个变量， 三段圆弧就需要9个变量，给优化设计带来很大困难。同时，由多段圆弧组成的孔型曲线， 圆弧间为相交连接，孔型曲线过渡不尽平滑，必然影响产品外表面质量。

　　另外，传统的椭圆钢管张力减径机组孔型设计方法，其优化目标一般是对薄壁管只考虑 管形最好，对厚壁管只考虑壁厚最均匀。随着用户对产品质量的不断提高，不仅要求无缝钢 管管形要好，而且还要求壁厚均匀。