CN103240274A - 穿孔机顶头装置、穿孔机以及无缝钢管生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种穿孔机顶头装置、穿孔机以及无缝钢管生产方法。所述穿孔机顶头装置包括顶头和顶杆，所述顶头和顶杆内部形成有输气管道，并且在所述顶头的鼻部设置有与所述输气管道连通的一个或多个出气孔道。所述穿孔机包括本发明的穿孔机顶头装置。所述无缝钢管生产方法包括管坯穿孔步骤，在所述管坯穿孔步骤中，采用本发明的穿孔机进行穿孔，并向所述输气管道内通入氮气或惰性气体，以使穿孔时顶头与管坯之间充满氮气或惰性气体。采用本发明的技术后，降低了中心撕裂空洞对毛管内表面质量的影响程度，提高斜轧穿孔后毛管的内表面质量。

Description

穿孔机顶头装置、穿孔机以及无缝钢管生产方法

技术领域

本发明涉及无缝钢管制造领域，更具体地讲，涉及一种无缝钢管生产设备中的穿孔机顶头装置、穿孔机以及采用包括本发明的穿孔机顶头装置、穿孔机的设备进行无缝钢管生产的方法。

背景技术

斜轧穿孔时，主要利用斜轧时的应力-应变特点，使管坯中心在遇到顶头前先形成有利于穿孔的疏松现象，使遇到顶头的变形抗力大大减小，顶头乘虚而入，实现穿孔。但是如果穿孔机工艺参数不合理或原管坯存在着较严重的中心缩孔或裂纹时，有可能使中心组织在遇到顶头前过度疏松，并发展为孔腔，即产生中心撕裂空洞，该空洞与空气接触后发生表面氧化，遇到顶头后裂纹不能焊合，被压成内表面缺陷，成为废品或次品。

目前，全世界相关工程技术人员均从提高管坯心部质量及调整斜轧穿孔机工艺参数入手，来解决斜轧穿孔过程中所形成的内表面缺陷问题。经过多年的努力，对于多数壁厚较薄、外径较小的碳钢、低合金钢管，其内表面缺陷率已控制在5%以内。但外径较大、厚壁的碳钢、低合金钢管及高合金钢管的内表面缺陷率却始终无法控制到一个较低的水平。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

本发明的目的在于提供一种可提高斜轧穿孔后毛管的内表面质量的穿孔机顶头装置、穿孔机以及无缝钢管生产方法。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种穿孔机顶头装置。所述穿孔机顶头装置包括顶头和顶杆，所述顶头和顶杆内部形成有输气管道，并且在所述顶头的鼻部设置有与输气管道连通的一个或多个出气孔道。

根据本发明一方面的穿孔机顶头装置的一个实施例，所述多个出气孔道沿顶头鼻部的周向均匀布置，且其数量为2至5个。

根据本发明一方面的穿孔机顶头装置的一个实施例，所述出气孔道的中心线与顶头的中心线之间的夹角为30～60°。

本发明的另一方面提供了一种穿孔机。所述穿孔机包括如上所述结构的穿孔机顶头装置。

本发明的再一方面提供了一种无缝钢管生产方法。所述无缝钢管生产方法包括管坯穿孔步骤，在所述管坯穿孔步骤中，采用上所述的穿孔机进行穿孔，并向所述输气管道内通入氮气或惰性气体，以使穿孔时顶头与管坯之间充满氮气或惰性气体。在一个实施例中，所述输气管道内的压强大于5atm。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

⑴、现有技术中，均从提高管坯心部质量及调整斜轧穿孔机工艺参数入手，来解决斜轧穿孔过程中所形成的内表面缺陷问题。而本发明则从控制中心撕裂空洞的氧化出发来提高管坯斜轧穿孔后毛管的内表面质量问题，应用效果更好。

⑵、本发明仅对现有各类穿孔机顶头的内部结构进行了局部改动，而现有各类穿孔机的其他设备均保持不变。因此，本专利技术投资小，设备改造难度低。

⑶、采用本发明技术后，现有各类斜轧穿孔机可保持原有的斜轧穿孔工艺参数和工艺技术优势不变，因此，实施难度小。

⑷、在保持原有的斜轧穿孔工艺参数和工艺技术优势不变的前提下，采用本发明技术后，现有各类斜轧穿孔机轧制毛管的内表面质量将得到大幅度提高，从理论上推断，内表面合格率可达到100%，从而显著提高无缝钢管的成材率，创造可观的经济效益。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是本发明示例性实施例的穿孔机顶头装置的顶头的结构示意图。

附图标记说明：

1、输气管道2、出气孔道。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例详细地描述根据本发明的穿孔机顶头装置、穿孔机和无缝钢管生产方法。

根据本发明一方面示例性实施例的穿孔机顶头装置，包括顶头和顶杆。所述顶头和顶杆内部形成有输气管道，并且在所述顶头的鼻部设置有与输气管道连通的一个或多个出气孔道。优选地，所述多个出气孔道沿顶头鼻部的周向均匀布置，且其数量为2至5个。进一步地，所述出气孔道的中心线与顶头的中心线之间的夹角为30～60°。

根据本发明另一方面示例性实施例的穿孔机，所述穿孔机包括上述结构的穿孔机顶头装置。

根据本发明再一方面示例性实施例的无缝钢管生产方法，包括管坯穿孔步骤。在所述管坯穿孔步骤中，采用如上所述的穿孔机进行穿孔，并向所述输气管道内通入氮气或惰性气体，以使穿孔时顶头与管坯之间充满氮气或惰性气体。优选地，所述输气管道内的压强大于5atm。

下面将参照附图来详细说明本发明的穿孔机顶头装置、穿孔机和无缝钢管生产方法。

图1是本发明示例性实施例的穿孔机顶头装置的顶头的结构示意图。如图1所示，与现有技术的穿孔机顶头装置相比，本申请在顶头的鼻部设计了3个圆孔型出气孔道1，并在顶头和顶杆的内部设置了一条输气管道2，该输气管道2的出气端与圆孔型出气孔道1连通，该输气管道2的进气端与氮气或惰性气体的供应装置连通。

无缝钢管生产过程中，在进行斜轧穿孔时，除采用上述穿孔机顶头装置外，原斜轧穿孔机的其它设备及斜轧工艺参数均可以保持不变。在管坯的穿孔过程中，始终保持氮气或惰性气体的输送，氮气或惰性气体可通过顶杆与顶头内部的输气管道2及顶头鼻部的三个圆孔型出气孔道1输送到穿孔过程中的顶头与管坯之间，以保证斜轧穿孔时管坯中心可能形成的中心撕裂空洞在遇到顶头前不与空气中的氧化性气体接触并发生表面氧化。穿孔结束后，停止氮气或氩气等惰性气体的输送。

本发明在保持现有各类斜轧穿孔机的主体设备不变的前提下，通过改造原有的穿孔机顶头装置的结构，实现将氮气或惰性气体输送到穿孔过程中的顶头与管坯之间，以保证斜轧穿孔时管坯中心所形成的中心撕裂空洞在遇到顶头前不与空气中的氧化性气体接触并发生表面氧化。根据内表面缺陷的形成机理，如果中心撕裂空洞在遇到顶头前不与空气中的氧化性气体接触并发生表面氧化，那么，该未发生表面氧化的中心撕裂空洞遇到顶头后，在顶头的碾轧压力下，小的中心撕裂空洞可以被焊合，大的中心撕裂空洞可以被部分焊合而形成较小的内表面缺陷，并通过后面的修磨工序可以得到内表面质量合格的产品，从而降低中心撕裂空洞对毛管内表面质量的影响程度，提高斜轧穿孔后毛管的内表面质量。采用本发明的装置和方法后生产获得的钢管内表面光滑、平整、无缺陷，外径、壁厚满足标准要求。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (6)

1.一种穿孔机顶头装置，包括顶头和顶杆，其特征在于，所述顶头和顶杆内部形成有输气管道，并且在所述顶头的鼻部设置有与所述输气管道连通的一个或多个出气孔道。

2.根据权利要求1所述的穿孔机顶头装置，其特征在于，所述多个出气孔道沿顶头鼻部的周向均匀布置，且其数量为2至5个。

3.根据权利要求1所述的穿孔机顶头装置，其特征在于，所述出气孔道的中心线与顶头的中心线之间的夹角为30～60°。

4.一种穿孔机，其特征在于，所述穿孔机包括如权利要求1至3中任意一项所述的穿孔机顶头装置。

5.一种无缝钢管生产方法，包括管坯穿孔步骤，其特征在于，在所述管坯穿孔步骤中，采用如权利要求4所述的穿孔机进行穿孔，并向所述输气管道内通入氮气或惰性气体，以使穿孔时顶头与管坯之间充满氮气或惰性气体。

6.根据权利要求5所述的无缝钢管生产方法，其特征在于，所述输气管道内的压强大于5atm。

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