钢管矫直机的发展历程

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：1989年齐齐哈尔第一重型机械厂为大连钢厂设计了2台七辊矫直机，1990年7月在精整热处理分厂安装试车成功。进入21世纪初，矫直机向高精度、高速度和高度自动化方面发展。还有就是接触管材的所有辊子都是由直流电机驱动的，可避免管材在矫直机的入口处打滑并造成管体划痕，从而使那些表面有特殊质量需求的管材达到要求。

矫直技术的出现古代就有了，从出土文物中就能看到我国春秋战国时期的宝剑的平直度非常高，可以使人想到当时的手工矫直和平整技术已经达到很高的水平。古代所使用的手工矫直与平整工艺的设备与工具都是非常简单的，如平锤、钻台等，对大型工件手工矫直常借助高温加热进行。古代人在实践中认识到金属的反弹特性，确立了“矫枉必须过正”的哲理，就是在今天我们仍然遵循这个矫直原理。由于中国长期以来处于半封建、半殖民地的落后时期，好多技术停留在手工状态，18世纪末叶到19世纪初叶，欧洲进行了产业革命，逐步实现了用蒸汽动力代替人力，机械化生产代替了手工作坊。19世纪30年代冶金技术发展起来，到19世纪50年代开辟了炼钢技术发展的新纪元。到了19世纪末期，钢产量比早期增加50多倍，这期已经出现了锻造机械、轧钢机械和矫直机械。

进入20世纪，以电力驱动代替蒸汽动力为标志，推动了机械工业的发展。英国在1905年制造的辊式板材矫直机大概是我国见到的最早的1台矫直设备。20世纪初已经有矫直圆材的二辊式矫直机，到1914年英国发明了2-1-2型五辊式矫直机（阿布拉姆逊式Abramsen），解决了钢管矫直问题，同时提高了棒材矫直的速度。20世纪30年代中期发明了2-2-2型六辊式矫直机，显著提高了管材质量。到60年代中期，为了解决大直径管材的矫直问题，美国的萨顿（Sutton）公司成功研制3-1-3型七辊式矫直机（KTC型）。还有如高强度、大壁厚系数在30～50的薄壁无缝管，这类管用两辊式矫直机矫直质量达不到要求，因此全苏冶金机器制造科研设计院提出一种钢管高平直度的矫直方法，即钢管在由3个相同双曲面长矫直辊形成的封闭式孔型中矫直。由全苏冶金机器制造科研设计院研制的OBK1500×1型矫直机（奥尔忠尼启则机器厂制造，安装在李卜克内西钢管厂）即采用此种矫直方法，工作辊由直流电机单独传动。

新中国成立前，在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工厂可以见到德、英、日等国家制造的矫直机，与此同时还出现了拉伸矫直机；20世纪50年代前苏联的矫直机大量进入中国。20世纪70年代，我国改革开放以后接触到大量的国外设计研制成果，矫直机的品种、规格、结构及控制系统部都得到较大的发展和完善。1989年齐齐哈尔第一重型机械厂为大连钢厂设计了2台七辊矫直机，1990年7月在精整热处理分厂安装试车成功。我国首台六辊斜辊钢管矫直机1993年在太原重型机械集团公司试制成功，该机组是为国家重点工程--衡阳钢管厂高压锅炉生产线配套的关键设备，可实现自动、半自动和手工操作，具有矫直精度高、矫直速度快、操作方便、便于维修等优点。上海宝钢引进英国布朗克斯（BRONX）工程公司制造的6CR.9型六辊矫直机于1994年4月投入生产，实现了计算机辅助控制，德国德马克（DEMAG）公司在引进消化英国BRONX工程公司矫直机的基础上，研制出计算机控制的2-2-2型六辊斜辊钢管矫直机，它具有电动矫直辊的更换装置，整体结构简单，操作方便，在天津无缝钢管厂得到实际应用。

我国科研部门和机械制造业一直在努力提高科研设计和创新能力。从20世纪50年代起提出双曲线辊形设计的精确计算法及矫直曲率方程式，到80年代提出等曲率反弯辊形计算法，以西安重型机械研究所为代表的科研单位和以太原重型机械厂为代表的设计制造部门完成了大量的矫直机设计研制工作。进入20世纪90年代之后，我国在赶超世界先进水平方面又迈出了一大步，一些新研制的矫直机获得国家的发明专利；一些新成果获得了市、省级和部级科技成果进步奖；有的获得国家发明奖。如成功研制的双向反弯辊形2辊矫直机、复合转毂式矫直机、平行辊异辊距矫直机及矫直液压自动切料机等。

进入21世纪初，矫直机向高精度、高速度和高度自动化方面发展。如BRONX10十斜辊矫直机矫直速度高达200 m/min，轧辊入口处的带传感器的液压升降机可自动调整轧辊位置，防止损坏管端。压力传感装置可安装在每个轧辊上，以准确指示管所受的压力。快速调整轧辊角度，实现管表面与最大有效轧辊侧面的线形接触。使薄壁管材能够准确拉直且不留瑕疵。还有就是接触管材的所有辊子都是由直流电机驱动的，可避免管材在矫直机的入口处打滑并造成管体划痕，从而使那些表面有特殊质量需求的管材达到要求。计算机自动化方面使用了COMPASS软件包自定义管理、维护及质量控制信息，机器操作员可从操作台处监控整个矫直过程。我国的有关部门一直在努力赶超世界先进水平。针对目前市场上对高档轿车的减震器、抽油泵、核电站热交换器、工程机械液压缸等精密管材需求越来越大，开发适合高钢级钢管、高效精密矫直设备，成为精密管材生产中较为迫切的问题。中国重型机械研究院股份公司2011年为江苏某轧管厂研制了1台Φ280mm十一辊矫直机，研发人员开始尝试抑制钢管扩径的微张力矫直工艺，同时验证了有关经典计算矫直力的公式，其短辊距的设计也为大直径钢管头尾矫直盲区的缩小提出了解决办法。这台新型矫直机解决了液压缸用管和气瓶管需要高效精密矫直的生产工艺问题，矫直精度也有了很大的提高。随着科技的进步和国家大力推行创新体制，研究发展具有自主知识产权的各种新型矫直机，不仅可以替代进口、节省外汇、提高矫直质量，也能出口创汇，对国内钢铁行业以及国民经济各行各业的发展，有着深远的意义。

钢管矫直机的发展历程

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