CN101947551A

CN101947551A - 一种大孔型系列中厚壁毛管顶头

Info

Publication number: CN101947551A
Application number: CN2010102603151A
Authority: CN
Inventors: 王芳波; 肖松良; 石明哲; 姜海涛
Original assignee: Hengyang Valin Steel Tube Co Ltd
Current assignee: Hengyang Valin Steel Tube Co Ltd
Priority date: 2010-08-18
Filing date: 2010-08-18
Publication date: 2011-01-19

Abstract

本发明涉及钢管生产领域，具体涉及到大孔型系列中厚壁毛管在穿孔时所使用的顶头。顶头的外廓由穿孔段、扩径段、辗轧段、归圆段和反锥段组成。顶头前端面采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔；顶头的前端面与穿孔段的连接采用圆弧过渡，圆弧半径为R2，穿孔段外廓的圆弧半径为R3；扩径段和辗轧段为锥体，扩径段的锥度为a2，辗轧段的锥度为a1；反锥段的外廓为一段圆弧，其圆弧半径为R1；归圆段为圆柱体。

Description

一种大孔型系列中厚壁毛管顶头

技术领域

本发明涉及钢管生产领域，具体涉及到大孔型系列中厚壁毛管在穿孔时所使用的顶头。

背景技术

目前，生产热轧无缝钢管的340机组热轧生产线采用锥形辊穿孔+5机架连轧管+3机架脱管+12机架定径的生产工艺，管坯穿孔选用锥形辊穿孔机，可穿制高合金钢及管壁较薄的毛管。

顶头是穿孔工序重要的内变形工具，对毛管内表质量和壁厚起重要作用。锥形辊穿孔机上穿孔使用的顶头如附图1所示，顶头的外廓由穿孔段1、扩径一段2、扩径二段3、辗轧段4、归圆段5和反锥段6组成。顶头前端面8采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔7。顶头穿孔段1的长度L1较大，使穿孔减壁的过程缓和，减小变形过程中的顶头阻力，降低顶头的磨损；辗轧段4的长度L4大于一个管坯螺距，使毛管任一截面都在变形区辗轧段轧制一次以上(有的是两次以上)，保证了毛管的均壁和平整；反锥段6的作用是轧制完成后抽取顶杆时防止划伤毛管内表面。现有的340机组热轧生产线在生产大孔型系列中厚壁毛管时，主要存在在以下几个方面的问题：

(1)钢管内折多；

(2)连轧荒管轧凹、拉凹、内划伤、拉丝；

(3)钢管端部壁厚尺寸严重超标，造成钢管切头、切尾严重，返切率高。

由于存在上述问题，从而容易造成大孔型系列中厚壁毛管不规整、弯曲、椭圆度大、不利于插棒，影响了钢管内表质量的控制，不能满足成品管对壁厚高精度要求。

上述问题一个很大的原因是由于穿孔过程的不稳定性所致，而穿孔过程的不稳定性关键是原顶头的设计方案已经完全不能满足生产大孔型系列中厚壁毛管的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种新型的用于340机组热轧生产线锥形辊穿孔机上管坯穿孔用的顶头。

本发明的技术方案是：一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，顶头的外廓由穿孔段、扩径段、辗轧段、归圆段和反锥段组成。顶头前端面采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔；顶头的前端面与穿孔段的连接采用圆弧过渡，圆弧半径为R2，穿孔段外廓的圆弧半径为R3；扩径段和辗轧段为锥体，扩径段的锥度为a2，辗轧段的锥度为a1；反锥段的外廓为一段圆弧，其圆弧半径为R1；归圆段为圆柱体。

本发明提供的技术方案相对原有的顶头在顶头总长LD保持不变的情况下做了下述改进：

1、取消扩径一段，延长扩径段和辗轧段；

2、改变扩径段和辗轧段锥角，使之与轧辊的实际出口锥角更相符；

3、改变归圆段长度；

4、改变顶头顶头前端平头直径；

5、各锥段直径、反锥段长度及反锥段圆弧半径、穿孔段圆弧半径由上述各参数变化后自动生成。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

1、本发明提供的大孔型系列中厚壁毛管顶头对各段长度及角度进行了改进，保证了合理的辗轧系数，提高了毛管壁厚精度，保证了成品管的壁厚，提高了毛管的直度，减少了毛管的椭圆度。

2、本发明提供的大孔型系列中厚壁毛管顶头有效的解决了340机组热轧生产线在生产大孔型系列中厚壁毛管时存在的问题，该设计适合类似孔型相近规格顶头设计，适合薄壁毛管质量控制。

3、本发明提供的大孔型系列中厚壁毛管顶头适合穿棒，保证内表不划伤，保证了成品管内表质量，提高了穿孔的稳定性，降低了金属消耗。下表为本发明提供的大孔型系列中厚壁毛管顶头与原顶头在节约成本，创造效益方面的比较：

	切头尾	返切/判废	成材率
				原顶头	1200mm	6.46％	87.5％
新顶头	≤900mm	3.24％	90.1％

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

附图1为原顶头的结构示意图；

附图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

实施例一：一种型号为303的大孔型中厚壁毛管顶头，顶头的外廓由穿孔段10、扩径段11、辗轧段12、归圆段13和反锥段14组成。顶头前端面9采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔15；顶头的前端面9与穿孔段10的连接采用圆弧过渡，圆弧半径为R2，穿孔段10外廓的圆弧半径为R3；扩径段11和辗轧段12为锥体，扩径段11的锥度为a2，辗轧段12的锥度为a1；反锥段14的外廓为一段圆弧，其圆弧半径为R1；归圆段13为圆柱体。其具体尺寸如下：

顶头的总长度L＝685mm；穿孔段10的长度L1＝227mm，前端面9的直径D3＝53.11mm，圆弧半径R2＝12mm，圆弧半径R3＝563.79mm；扩径段11的长度L2＝228mm，小端直径D4＝175.18mm，大端直径D5＝213.37mm，锥度a2＝7.85°；辗轧段12的长度L3＝170mm，大端直径D1＝303mm，锥度a1＝4.5°；归圆段13的长度L4＝30mm；反锥段14的长度L5＝30mm，小端直径D2＝299mm，圆弧半径R1＝226mm。

实施例二：一种型号为309的大孔型中厚壁毛管顶头，顶头的外廓由穿孔段10、扩径段11、辗轧段12、归圆段13和反锥段14组成。顶头前端面9采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔15；顶头的前端面9与穿孔段10的连接采用圆弧过渡，圆弧半径为R2，穿孔段10外廓的圆弧半径为R3；扩径段11和辗轧段12为锥体，扩径段11的锥度为a2，辗轧段12的锥度为a1；反锥段14的外廓为一段圆弧，其圆弧半径为R1；归圆段13为圆柱体。其具体尺寸如下：

顶头的总长度L＝685mm；穿孔段10的长度L1＝238mm，前端面9的直径D3＝56.36mm，圆弧半径R2＝14mm，圆弧半径R3＝587.73mm；扩径段11的长度L2＝227mm，小端直径D4＝222.13mm，大端直径D5＝283.03mm，锥度a2＝7.64°；辗轧段12的长度L3＝165mm，大端直径D1＝309mm，锥度a1＝4.5°；归圆段13的长度L4＝25mm；反锥段14的长度L5＝30mm，小端直径D2＝299mm，圆弧半径R1＝92.5mm。

实施例三：一种型号为323的大孔型中厚壁毛管顶头，顶头的外廓由穿孔段10、扩径段11、辗轧段12、归圆段13和反锥段14组成。顶头前端面9采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔15；顶头的前端面9与穿孔段10的连接采用圆弧过渡，圆弧半径为R2，穿孔段10外廓的圆弧半径为R3；扩径段11和辗轧段12为锥体，扩径段11的锥度为a2，辗轧段12的锥度为a1；反锥段14的外廓为一段圆弧，其圆弧半径为R1；归圆段13为圆柱体。其具体尺寸如下：

顶头的总长度L＝685mm；穿孔段10的长度L1＝280.04mm，前端面9的直径D3＝61.14mm，圆弧半径R2＝12mm，圆弧半径R3＝628mm；扩径段11的长度L2＝166.58mm，小端直径D4＝258mm，大端直径D5＝297.14mm，锥度a2＝6.7°；辗轧段12的长度L3＝174mm，大端直径D1＝323mm，锥度a1＝4.25°；归圆段13的长度L4＝20mm；反锥段14的长度L5＝44.38mm，小端直径D2＝299mm，圆弧半径R1＝88.07mm。

实施例四：一种型号为287的大孔型中厚壁毛管顶头，顶头的外廓由穿孔段10、扩径段11、辗轧段12、归圆段13和反锥段14组成。顶头前端面9采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔15；顶头的前端面9与穿孔段10的连接采用圆弧过渡，圆弧半径为R2，穿孔段10外廓的圆弧半径为R3；扩径段11和辗轧段12为锥体，扩径段11的锥度为a2，辗轧段12的锥度为a1；反锥段14的外廓为一段圆弧，其圆弧半径为R1；归圆段13为圆柱体。其具体尺寸如下：

顶头的总长度L＝685mm；穿孔段10的长度L1＝245.64mm，前端面9的直径D3＝40.8mm，圆弧半径R2＝8mm，圆弧半径R3＝474.5mm；扩径段11的长度L2＝165mm，小端直径D4＝219.12mm，大端直径D5＝257.71mm，锥度a2＝6.67°；辗轧段12的长度L3＝174.39mm，大端直径D1＝287mm，锥度a1＝4.8°；归圆段13的长度L4＝60mm；反锥段14的长度L5＝39.97mm，小端直径D2＝271.75mm，圆弧半径R1＝108.57mm。

实施例五：一种型号为299的大孔型中厚壁毛管顶头，顶头的外廓由穿孔段10、扩径段11、辗轧段12、归圆段13和反锥段14组成。顶头前端面9采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔15；顶头的前端面9与穿孔段10的连接采用圆弧过渡，圆弧半径为R2，穿孔段10外廓的圆弧半径为R3；扩径段11和辗轧段12为锥体，扩径段11的锥度为a2，辗轧段12的锥度为a1；反锥段14的外廓为一段圆弧，其圆弧半径为R1；归圆段13为圆柱体。其具体尺寸如下：

顶头的总长度L＝685mm；穿孔段10的长度L1＝229mm，前端面9的直径D3＝52mm，圆弧半径R2＝10mm，圆弧半径R3＝508.39mm；扩径段11的长度L2＝194mm，小端直径D4＝175.18mm，大端直径D5＝265.63mm，锥度a2＝6.8°；辗轧段12的长度L3＝212mm，大端直径D1＝299mm，锥度a1＝4.5°；归圆段13的长度L4＝37mm；反锥段14的长度L5＝13mm，小端直径D2＝273mm，圆弧半径R1＝13mm。

Claims

1.一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是：顶头的外廓由穿孔段(10)、扩径段(11)、辗轧段(12)、归圆段(13)和反锥段(14)组成；顶头前端面(9)采用平头设计，顶头的尾端设有插棒孔(15)；顶头的前端面(9)与穿孔段(10)的连接采用圆弧过渡，圆弧半径为R2，穿孔段(10)外廓的圆弧半径为R3；扩径段(11)和辗轧段(12)为锥体，扩径段(11)的锥度为a2，辗轧段(12)的锥度为a1；反锥段(14)的外廓为一段圆弧，其圆弧半径为R1；归圆段(13)为圆柱体。

2.根据权利要求1所述的一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是：顶头的总长度L＝685mm；穿孔段(10)的长度L1＝227mm，前端面(9)的直径D3＝53.11mm，圆弧半径R2＝12mm，圆弧半径R3＝563.79mm；扩径段(11)的长度L2＝228mm，小端直径D4＝175.18mm，大端直径D5＝213.37mm，锥度a2＝7.85°；辗轧段(12)的长度L3＝170mm，大端直径D1＝303mm，锥度a1＝4.5°；归圆段(13)的长度L4＝30mm；反锥段(14)的长度L5＝30mm，小端直径D2＝299mm，圆弧半径R1＝226mm。

3.根据权利要求1所述的一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是：顶头的总长度L＝685mm；穿孔段(10)的长度L1＝238mm，前端面(9)的直径D3＝56.36mm，圆弧半径R2＝14mm，圆弧半径R3＝587.73mm；扩径段(11)的长度L2＝227mm，小端直径D4＝222.13mm，大端直径D5＝283.03mm，锥度a2＝7.64°；辗轧段(12)的长度L3＝165mm，大端直径D1＝309mm，锥度a1＝4.5°；归圆段(13)的长度L4＝25mm；反锥段(14)的长度L5＝30mm，小端直径D2＝299mm，圆弧半径R1＝92.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是：顶头的总长度L＝685mm；穿孔段(10)的长度L1＝280.04mm，前端面(9)的直径D3＝61.14mm，圆弧半径R2＝12mm，圆弧半径R3＝628mm；扩径段(11)的长度L2＝166.58mm，小端直径D4＝258mm，大端直径D5＝297.14mm，锥度a2＝6.7°；辗轧段(12)的长度L3＝174mm，大端直径D1＝323mm，锥度a1＝4.25°；归圆段(13)的长度L4＝20mm；反锥段(14)的长度L5＝44.38mm，小端直径D2＝299mm，圆弧半径R1＝88.07mm。

5.根据权利要求1所述的一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是：顶头的总长度L＝685mm；穿孔段(10)的长度L1＝245.64mm，前端面(9)的直径D3＝40.8mm，圆弧半径R2＝8mm，圆弧半径R3＝474.5mm；扩径段(11)的长度L2＝165mm，小端直径D4＝219.12mm，大端直径D5＝257.71mm，锥度a2＝6.67°；辗轧段(12)的长度L3＝174.39mm，大端直径D1＝287mm，锥度a1＝4.8°；归圆段(13)的长度L4＝60mm；反锥段(14)的长度L5＝39.97mm，小端直径D2＝271.75mm，圆弧半径R1＝108.57mm。

6.根据权利要求1所述的一种大孔型系列中厚壁毛管顶头，其特征是：顶头的总长度L＝685mm；穿孔段(10)的长度L1＝229mm，前端面(9)的直径D3＝52mm，圆弧半径R2＝10mm，圆弧半径R3＝508.39mm；扩径段(11)的长度L2＝194mm，小端直径D4＝175.18mm，大端直径D5＝265.63mm，锥度a2＝6.8°；辗轧段(12)的长度L3＝212mm，大端直径D1＝299mm，锥度a1＝4.5°；归圆段(13)的长度L4＝37mm；反锥段(14)的长度L5＝13mm，小端直径D2＝273mm，圆弧半径R1＝13mm。