CN101767114B - 无缝钢管的管坯内部氧化皮的清除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无缝钢管的管坯内部氧化皮的清除方法，具有将氧化皮有效去除且生产效率高的特点。所述方法为：对加热后的管坯直接进行旋扩轧制，通过对称设置在管坯两侧的两个锥型倾斜轧辊对管坯挤压变形，使管坯内部氧化皮剥落，同时，通过顶头前端的喷气孔向管坯内喷吹气体，将管坯内部剥落的氧化皮从管坯内部吹出；两个锥型倾斜轧辊的底面中心点距锥点的长度相同且都大于等于790mm；下压量S的范围为S≥13％；气体的气压P的范围为P≥3MPa，气流量V的范围为V≥600m3/h。采用上述方法，可以省去减径轧制和喷吹处理，提高了生产效率，管坯质量也相应提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种管坯内部氧化皮的清除方法，尤其是涉及一种无缝钢管的管坯内部氧化皮的清除方法。
背景技术
通常利用旋扩机生产无缝钢管时，要先对管坯进行加热，然后对加热后的管坯进行旋扩轧制，即将旋扩机的顶头与旋扩机的两个锥型倾斜轧辊配合使用，使管坯先经积压，再扩径。但管坯加热后内表面会形成氧化皮，在旋扩轧制过程中，通过旋扩机的锥型倾斜轧辊对管坯挤压后氧化皮不能有效剥落，且剥落的氧化皮无法清除到管坯外，在随后的扩径过程中旋扩机的顶头会将管坯内表面的氧化皮压实并嵌入内壁，在随后的均整、定径和矫直时，很难将嵌入管坯内表面的氧化皮去除，最终影响无缝钢管的表面质量，从而影响无缝钢管的正常使用。
目前，为了清除管坯加热后内表面形成的氧化皮，在工艺布置上通常在旋扩轧制前先进行减径轧制和喷吹处理。所述减径轧制，即用减径机先对加热后的管坯进行减径变形，使管坯内表面的氧化皮剥落，然后将减径轧制后的管坯进行喷吹处理，即用高压空气对管坯内部进行喷吹，将剥落的氧化皮从管坯内部吹出，最后将管坯进行旋扩轧制，在旋扩轧制过程中，为了防止管坯内壁继续氧化，通常将顶头前端开设喷气孔，通过喷气孔向管坯内部喷吹氮气，使管坯内表面形成保护层，隔绝氧气，阻止管坯内表面继续氧化。采用上述工艺除去氧化皮的效果并不理想，这主要是由于减径轧制过程中对管坯通过纵轧方式来轧制变形，经常造成氧化皮不能有效剥落，虽然在随后的喷吹处理过程中可将剥落的氧化皮吹出，但没有剥落的氧化皮会在随后的旋扩轧制中被旋扩机的顶头压实并嵌入内表面，最终导致结疤和麻坑等严重缺陷，无法达到使用质量标准，影响无缝钢管的正常使用。此外，由于以上工艺增加了减径轧制和喷吹处理工艺，虽然可以将氧化皮部分去除，但生产无缝钢管的效率降低较多，同时减径机和喷吹机的加入还增加了生产成本。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种无缝钢管的管坯内部氧化皮的清除方法，使管坯经过旋扩轧制处理后达到使用质量标准，且无缝钢管的生产效率高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：无缝钢管的管坯内部氧化皮的清除方法，对加热后的管坯直接进行旋扩轧制，在旋扩轧制过程中通过对称设置在管坯两侧的第一锥型倾斜轧辊和第二锥型倾斜轧辊对管坯进行轧制，使管坯内表面附着的氧化皮在与顶头接触前剥落，同时，通过顶头前端的喷气孔向管坯内部喷吹气体，将管坯内部剥落的氧化皮从管坯内部吹出至管坯外部；所述第一锥型倾斜轧辊的底面中心点距顶端锥点的长度L1与第二锥型倾斜轧辊的底面中心点距顶端锥点的长度L2相等，且L1与L2为≥790mm；所述第一锥型倾斜轧辊和第二锥型倾斜轧辊对管坯的下压量S为≥13％；所述气体的气压P为≥3MPa，气流量V为≥600m3/h。
进一步的是：所述L1与L2的范围为790mm≤L1≤850mm，790mm≤L2≤850mm；所述下压量S的范围为13％≤S≤18％。
进一步的是：所述气体为惰性气体或氮气。
本发明的有益效果是：采用上述工艺，由于省去了减径轧制过程和喷吹处理过程，使得无缝钢管的生产效率明显增加，同时，对氧化皮的清除比较彻底，达到使用质量标准，且不需要增加额外的设备，只需对现有设备进行调整即可实现本方法，在增加生产效率的同时，还有助于降低生产成本。
附图说明
图1为管坯内部氧化皮的清除方法的示意图；
图2为顶头的喷气孔示意图。
图中标记为：1-第一锥型倾斜轧辊，2-第二锥型倾斜轧辊，7-管坯，10-顶头，11-喷气孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
由图1所示，对加热后的管坯7直接进行旋扩轧制，在旋扩轧制过程中通过对称设置在管坯7两侧的第一锥型倾斜轧辊1和第二锥型倾斜轧辊2对管坯7进行轧制，使管坯7内表面附着的氧化皮在与顶头10接触前剥落，同时，通过顶头10前端的喷气孔11向管坯7内部喷吹气体，将管坯7内部剥落的氧化皮从管坯7内部吹出至管坯外部；所述第一锥型倾斜轧辊1的底面中心点距顶端锥点的长度L1与第二锥型倾斜轧辊2的底面中心点距顶端锥点的长度L2相等，且L1与L2的范围为L1≥790mm，L2≥790mm；所述第一锥型倾斜轧辊1和第二锥型倾斜轧辊2对管坯7的下压量S的范围为S≥13％；所述气体的气压P的范围为P≥3MPa，气流量V的范围为V≥600m3/h。
由于省去了减径轧制过程和喷吹处理过程，使得无缝钢管的生产效率明显增加。此外，与目前本领域的旋扩机的锥型斜轧辊比较，所述第一锥型倾斜轧辊1的底面中心点距顶端锥点的长度L1和第二锥型倾斜轧辊2的底面中心点距顶端锥点的长度L2在以上所述范围时，管坯7与以上两个锥型倾斜轧辊的接触距离较长，可以获得足够的被轧制时间，同时下压量S使得管坯7可以获得足够的变形量，这两方面因素使得管坯7内表面附着的氧化皮在与顶头10接触前可以全部剥落，再通过喷吹气体，将剥落的氧化皮吹出管坯7，使得管坯7内表面附着的氧化皮不会被顶头10压实并嵌入管坯7的内表面，所以采用上述方法去除氧化皮可以将管坯7内部的氧化皮去除干净，且管坯内表面无氧化皮造成的凹坑、结疤等缺陷，可以达到使用质量标准。此外，本发明无缝钢管的管坯内部氧化皮的清除方法还克服了技术偏见，即目前本领域普遍认为在旋扩轧制前必须经过减径轧制过程和喷吹处理过程，否则加热后的管坯直接进行旋扩轧制是无法将氧化皮去除干净，即直接进行旋扩轧制会使管坯内表面因氧化皮造成凹坑、结疤等缺陷，无法达到使用质量标准。另外，与减径轧制过程和喷吹处理过程所用的总时间相比，以上所述由于第一锥型倾斜轧辊1和第二锥型倾斜轧辊2的长度的变化引起的旋扩轧制时间的延长非常短，所以无缝钢管的生产效率明显增加。
以上所述第一锥型倾斜轧辊1的底面中心点距顶端锥点的长度L1是指第一锥型倾斜轧辊1的底面中心点距第一锥型倾斜轧辊1的顶端的锥点的长度，以下简称为第一锥型倾斜轧辊1的长度L1；所述第二锥型倾斜轧辊2的底面中心点距顶端锥点的长度L2是指第二锥型倾斜轧辊2的底面中心点距第二锥型倾斜轧辊2的顶端的锥点的长度，以下简称为第二锥型倾斜轧辊2的长度L2；所述下压量S的计算公式为：
S＝(D-d)/D (1)
以上公式1中S代表下压量，D代表管坯7加热后未经旋扩轧制前的外径，单位为毫米，d代表管坯7经第一锥型倾斜轧辊1和第二锥型倾斜轧辊2轧制过程中外径的最小值，单位为毫米。下压量S越大，说明d值越小，即管坯7的变形量越大，越有利于氧化皮的剥落。
作为一种易于实施的优选方式，所述L1与L2的范围为790mm≤L1≤850mm，790mm≤L2≤850mm；所述下压量S的范围为13％≤S≤18％。虽然所述第一锥型倾斜轧辊1的长度L1和第二锥型倾斜轧辊2的长度L2越长以及相应下压量S越大，管坯7的变形量就越大，越有利于使氧化皮剥落，但相应的第一锥型倾斜轧辊1和第二锥型倾斜轧辊2的尺寸也要增加，这样，一方面不利于生产空间的节省，增加了设备制造成本，另一方面，驱动第一锥型倾斜轧辊1和第二锥型倾斜轧辊2转动所需的能源消耗也相应的增加，即增加了生产成本，而使第一斜扎辊1的长度L1、第二锥型倾斜轧辊2的长度L2和下压量S控制在以上所述范围时，不但可以将氧化皮去除干净，使管坯7内表面不会因氧化皮形成凹坑、结疤等缺陷，从而达到使用质量标准，还可以有效节省生产空间，以及节省相应的能源消耗，使生产成本较低。
以上所述气体可以为氮气或氖气、氦气等其它惰性气体，所述气体既可以将管坯7内部剥落得氧化皮从管坯内部吹出至管坯外部，也可以对管坯7起到相应的保护作用，即在管坯7内部形成气体保护层，阻止管坯7内部在旋扩过程中继续氧化。优选方式为氮气，因为与其它气体比较，氮气不但储存和使用很方便，且使用成本低。
实施例一
管坯7加热后直接进行旋扩轧制，第一锥型倾斜轧辊1的长度L1和第二锥型倾斜轧辊2的长度L2都为800mm，下压量S为14％，使用氮气作为所述喷吹气体，气压P控制在3MPa，气流量V控制在600m3/h。采用上述工艺，管坯7内表面氧化皮被清除干净，达到使用质量标准，无氧化皮造成的凹坑、结疤等缺陷。
实施例二
管坯7加热后直接进行选扩处理，第一锥型倾斜轧辊1的长度L1和第二锥型倾斜轧辊2的长度L2都为820mm，下压量S为15％，使用氮气作为所述喷吹气体，气压P控制在3MPa，气流量V控制在650m3/h。采用上述工艺，管坯7内表面氧化皮被清除干净，达到使用质量标准，无氧化皮造成的凹坑、结疤等缺陷。
实施例三
管坯7加热后直接进行选扩处理，第一锥型倾斜轧辊1的长度L1和第二锥型倾斜轧辊2的长度L2都为840mm，下压量S为17％，使用氮气作为所述喷吹气体，气压P控制在4MPa，气流量V控制在650m3/h。采用上述工艺，管坯7内表面氧化皮被清除干净，达到使用质量标准，无氧化皮造成的凹坑、结疤等缺陷。
实施例四
管坯7加热后直接进行选扩处理，第一锥型倾斜轧辊1的长度L1和第二锥型倾斜轧辊2的长度L2都为900mm，下压量S为20％，使用氮气作为所述喷吹气体，气压P控制在4MPa，气流量V控制在720m3/h。采用上述工艺，管坯7内表面氧化皮被清除干净，达到使用质量标准，无氧化皮造成的凹坑、结疤等缺陷。
实施例五
管坯7加热后直接进行选扩处理，第一锥型倾斜轧辊1的长度L1和第二锥型倾斜轧辊2的长度L2都为900mm，下压量S为20％，使用氦气作为所述喷吹气体，气压P控制在4MPa，气流量V控制在690m3/h。采用上述工艺，管坯7内表面氧化皮被清除干净，达到使用质量标准，无氧化皮造成的凹坑、结疤等缺陷。
Claims (3)
1.无缝钢管的管坯内部氧化皮的清除方法，其特征是：对加热后的管坯(7)直接进行旋扩轧制，在旋扩轧制过程中通过对称设置在管坯(7)两侧的第一锥型倾斜轧辊(1)和第二锥型倾斜轧辊(2)对管坯(7)进行轧制，使管坯(7)内表面附着的氧化皮在与顶头(10)接触前剥落，同时，通过顶头(10)前端的喷气孔(11)向管坯(7)内部喷吹气体，将管坯(7)内部剥落的氧化皮从管坯(7)内部吹出至管坯外部；所述第一锥型倾斜轧辊(1)的底面中心点距顶端锥点的长度L1与第二锥型倾斜轧辊(2)的底面中心点距顶端锥点的长度L2相等，且L1与L2为≥790mm；所述第一锥型倾斜轧辊(1)和第二锥型倾斜轧辊(2)对管坯(7)的下压量S为≥13％；所述气体的气压P为≥3MPa，气流量V为≥600m3/h；
所述下压量S的计算公式为：S＝(D-d)/D，其中，
S代表下压量；
D代表管坯(7)加热后未经旋扩轧制前的外径，单位为毫米；
d代表管坯(7)经第一锥型倾斜轧辊(1)和第二锥型倾斜轧辊(2)轧制过程中外径的最小值，单位为毫米。
2.如权利要求1所述的无缝钢管的管坯内部氧化皮的清除方法，其特征是：所述L1与L2为790mm≤L1≤850mm，790mm≤L2≤850mm；所述下压量S为13％≤S≤18％。
3.如权利要求1或2所述的无缝钢管的管坯内部氧化皮的清除方法，其特征是：所述气体为惰性气体或氮气。
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