CN203437410U

CN203437410U - 一种穿孔钼顶头结构件

Info

Publication number: CN203437410U
Application number: CN201320379685.6U
Authority: CN
Inventors: 王信斐; 陈凤保; 李民; 李顶升; 金瞧童
Original assignee: Xinyu Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Xinyu Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2023-06-28

Abstract

本实用新型涉及无缝钢管制造设备，公开了一种穿孔钼顶头结构件，它包括顶头和连接接头，所述顶头由穿孔区、碾轧区和规圆区构成，碾轧区长度为穿孔区长度的75%～90%；连接接头为空心状，一端为盲孔，中段设有台阶，且台阶处径向设有冷却水出水孔；连接接头盲孔端与顶头内螺纹连接，另一端与顶杆内螺纹连接，且内孔设置冷却水管。采用本实用新型的一种穿孔钼顶头结构件，毛管内表面质量优良，减少了全钼顶头产生表面龟裂和表面粘铁，提高使用寿命4倍，大幅度减少了人工修磨、更换的工作量及辅料消耗。

Description

一种穿孔钼顶头结构件

技术领域

本实用新型涉及无缝钢管制造设备，特别涉及一种穿孔钼顶头结构件。

背景技术

随着发电行业的迅猛发展，锅炉行业对所用无缝钢管用材提出了更高要求，由于中国石化出版社出版发行的2010版《ASME锅炉及压力容器规范》第Ⅱ卷材料 A篇铁基材料中标准ASME SA-213/SA-213M《锅炉、过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管子》 T91牌号及ASME SA-335/SA-335M《高温用无缝铁素体合金钢公称管》P91牌号高强度无缝钢管具有良好的工艺性能与机械性能，在锅炉行业得到了广泛的应用，开发 T91及 P91牌号无缝钢管成为国内外无缝钢管制造商的一种趋势。

目前市面上穿孔顶头的种类有很多，主要为传统的氧化膜顶头（20CrNiSiW钢）、H13钢（镶钼、焊钼、复合）顶头、全钼顶头，现有顶头1′形状为无鼻部球形，如图1所示。氧化膜顶头及H13钢顶头应用在碳素钢、低合金钢无缝管坯生产领域，而全钼顶头则使用在合金钢及不锈钢的无缝管坯生产领域。

由于T91和P91牌号钢属合金钢，钢种强度高、变形温度区间窄，传统的氧化膜顶头（20CrNiSiW钢）与H13钢（镶钼、焊钼、复合）顶头不能有效满足管坯穿孔轧制的工艺要求。其中：传统的氧化膜顶头在穿孔过程中，每个顶头只能穿一根毛管，如果穿二支以上，现有顶头穿孔区L₁′头部就会出现表层金属堆积、塌陷、开裂，并造成轧卡、包顶杆等事故；H13钢顶头系列在穿孔过程中，均出现现有顶头穿孔区L₁′头部复合焊接的钼柱脱落，造成顶头失效，严重的则包顶头；而目前的一个全钼顶头在穿孔过程中虽然平均能轧制80支，但仍存在以下几个问题：（1）由于现有顶头碾轧区L₂′过短，呈圆锥状，因碾轧不完全而造成毛管内表面质量缺陷，判废，成材率低；（2）冷却水直接接触全钼顶头，急冷（穿孔前后）急热（穿孔时）工况下全钼顶头易产生表面龟裂，需要经常更换；（3）由于冷却水直接接触全钼顶头，在急冷急热穿孔过程中现有顶头1′表面粘铁严重，在出现表面粘铁后要逐步修磨干净才能再次穿孔轧制，不仅员工劳动强度增加，而且现有顶头1′表面温度降低后需要重新预热处理，辅料消耗增加。

上述存在的问题，造成氧化膜、H13钢、全钼这三种顶头使用寿命降低，人工更换的频次增多，不仅顶头的消耗高，而且由于碾轧不完全而造成毛管内表面质量缺陷，判废很高，一次成材率低。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型所要解决的技术问题是，通过改进全钼顶头的结构，有效提高全钼顶头的使用寿命，减少产品制造缺陷，提高成材率。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案，一种穿孔钼顶头结构件，它包括顶头和连接接头，所述顶头由穿孔区、碾轧区和规圆区构成，其特征在于，碾轧区长度为穿孔区长度的75%～90%；连接接头为空心状，一端为盲孔，中段设有台阶，且台阶处径向设有冷却水出水孔；连接接头盲孔端与顶头内螺纹连接，另一端与顶杆内螺纹连接，且内孔设置冷却水管。

所述冷却水管伸进连接接头的端头为斜面。

本实用新型使用时，首先对顶头进行表面的预热处理，当无缝圆管坯从炉中经输送辊道传输到穿孔前台受料槽内时，对预热好的顶头表面均匀的涂抹抗氧化剂玻璃粉，并打开内部冷却水对穿孔机轧辊表面集中进水分散喷淋冷却，这时顶头进入穿孔机开始管坯的穿孔轧制变形，从而实现无缝圆管坯从实心到空心毛管的这一过程。

本实用新型与现有技术相比，其优点是：

（1）改变碾轧区长度与穿孔区长度构成比例，由现有的不到40%扩展到75%～90%，碾轧充分，提高了毛管内表面质量，成材率高；

（2）连接接头一端盲孔设计，避免了冷却水直接接触全钼顶头，本身耐高温的全钼顶头避免了因冷却水接触在穿孔过程急冷急热后产生的表面龟裂；连接接头中段台阶处径向设置冷却水出水孔，加快了前端冷却，避免高温损坏连接接头的螺纹，提高了钼顶头结构件的使用寿命；

（3）由于避免了冷却水直接接触全钼顶头，穿孔过程中，顶头表面粘铁减少，相应减少了人工修磨、更换的工作量，并且相应减少了全钼顶头预热的辅料消耗。

附图说明

图1是现有全钼顶头的几何形状结构示意图。

图2是本实用新型改进后穿孔钼顶头结构件结构示意图。

图中：1、顶头， 2、连接接头，3、冷却水管，4、冷却水出水孔，5、顶杆，L₁、穿孔区，L₂、碾轧区，L₃、规圆区，1′、现有顶头，L₁′、现有顶头穿孔区，L₂′、现有顶头碾轧区，R₁、穿孔区圆弧半径，R₂、规圆区倒角半径。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，参见图2，一种穿孔钼顶头结构件，它包括顶头1和连接接头2，所述顶头1由穿孔区L₁、碾轧区L₂和规圆区L₃构成，其特征在于，碾轧区L₂长度为穿孔区L₁长度的75%～90%；连接接头2为空心状，一端为盲孔，中段设有台阶，且台阶处径向设有冷却水出水孔4；连接接头2盲孔端与顶头1内螺纹连接，另一端与顶杆5内螺纹连接，且内孔设置冷却水管3。

所述冷却水管3伸进连接接头2的端头为斜面。

实施例1：生产直径Φ78mm、壁厚7.25mm的毛管，对应穿孔钼顶头结构件制作如下：

1）顶头1为全钼材料制作：直径Φ59mm，长度为160mm，比现有顶头的长度加长10mm；

2）顶头1的穿孔区L₁长度定为80mm，碾轧区L₂长度定为70mm，碾轧区L₂长度/穿孔区L₁长度比例为87.5%，规圆区L₃长度为10mm。穿孔区L₁的外形为锥状，碾轧区L₂的外形为圆柱状。对比图1，顶头1穿孔区L₁长度明显缩短，“肚形”增大了，无形之中增加了顶头1表层的磨损厚度，顶头1的使用寿命无疑也得到了增加。碾轧区L₂长度增加，长度的加长有利于穿孔轧制变形过程中毛管内表碾轧过程时间的延长，对提高毛管内表面质量与壁厚的均匀性起到了较好的作用。顶头1几何形状的大改进取得了意想不到的满意效果；

3）连接接头2内部结构的改进：连接接头2盲孔端与顶头1内螺纹连接，另一端与顶杆5内螺纹连接，且内孔设置冷却水管3。连接接头2为一端带盲孔的直管接头，即连接接头2与顶头1接触端预留3mm不钻通，盲端，其余均为通孔。这种设计避免了冷却水直接接触全钼顶头1，防止急冷急热穿孔过程产生全钼顶头表面的龟裂，同时改善顶头表面粘铁。考虑到连接接头2为大小头，既要保证断面强度，也要保证自身的冷却，其内孔分两段做成不同内径的通孔，并且中段台阶处径向设有冷却水出水孔4，加快前端高温冷却强度，避免高温损坏连接接头2的螺纹。冷却水管3伸进连接接头2内孔的距离为40mm，先冷却前端，后冷却顶杆5，伸进的最前端面必须锯切成斜面，既要保证有足够的进水量，又要保证有一定数量的回水量，增强流动性。

实施例2：生产直径Φ102mm、壁厚7.5mm的毛管，对应穿孔钼顶头结构件制作如下：

1）顶头1为全钼材料制作：直径Φ80mm，长度为190mm，比现有顶头的长度加长10mm；

2）顶头1的穿孔区L₁长度定为100mm，碾轧区L₂长度定为75mm，碾轧区L₂长度/穿孔区L₁长度比例为75%，规圆区L₃长度为15mm。穿孔区L₁的外形为锥状，碾轧区L₂的外形为圆柱状；

3）连接接头2的内部结构：连接接头2为一端带盲孔的直管接头，即连接接头2与顶头1接触端预留4mm不钻通，盲端，其余均为通孔。由于连接接头2为大小头，其内孔分两段做成不同内径的通孔，并且中段台阶处径向设有冷却水出水孔4，加快前端高温水快速流出，带走热量，降低连接接头2的螺纹连接处温度。冷却水管3伸进连接接头2内孔的距离为40mm。伸进的最前端面为斜面，保证了既有足够的进水量，又保证了有一定数量的回水量，以冷却顶杆5。

实施例3：生产直径Φ170mm、壁厚8mm的毛管，对应穿孔钼顶头结构件制作如下：

1）顶头1为全钼材料制作：直径Φ130mm，长度为270mm，比现有顶头的长度加长20mm；

2）顶头1的穿孔区L₁长度定为131.5mm，碾轧区L₂长度定为118.5mm，碾轧区L₂长度/穿孔区L₁长度比例为90%，规圆区L₃长度为20mm。穿孔区L₁的外形为锥状，碾轧区L₂的外形为圆柱状；

3）连接接头2的内部结构：连接接头2为一端带盲孔的直管接头，即连接接头2与顶头1接触端预留5mm不钻通，盲端，其余均为通孔。由于连接接头2为大小头，其内孔分两段做成不同内径的通孔，并且中段台阶处径向设有冷却水出水孔4，加快前端高温水快速流出，带走热量，降低连接接头2的螺纹连接处温度。冷却水管3伸进连接接头2内孔的距离为40mm。伸进的最前端面为斜面，保证了既有足够的进水量，又保证了有一定数量的回水量，以冷却顶杆5。

本实用新型实际使用案例，用Φ59mm的穿孔钼顶头结构件在Φ89机组生产Φ78×7.25的T91或 P1牌号毛管，由于全钼顶头结构件的结构改进，减少了全钼顶头产生表面龟裂和表面粘铁，一个全钼顶头在穿孔过程中平均能轧制320支，提高使用寿命4倍，毛管内表面质量优良，一次成材率提高40%，生产效率大大提高。每班生产620支毛管，全钼顶头消耗由原来的6个降低到1.5个，大幅度减少了人工修磨、更换的工作量，并且相应大幅度减少了顶头1用氧气、乙炔加热的辅料消耗。

本实用新型是通过改进穿孔钼顶头结构件顶头1的外形结构以及连接接头结构，使无缝钢管制造的成本大幅度降低，内表面质量稳定优良，不仅降低员工的劳动强度，而且极大的提高了顶头1 的性价比。

Claims

1.一种穿孔钼顶头结构件，它包括顶头和连接接头，所述顶头由穿孔区、碾轧区和规圆区构成，其特征在于，碾轧区长度为穿孔区长度的75%～90%；连接接头为空心状，一端为盲孔，中段设有台阶，且台阶处径向设有冷却水出水孔；连接接头盲孔端与顶头内螺纹连接，另一端与顶杆内螺纹连接，且内孔设置冷却水管。

2.根据权利要求1所述的一种穿孔钼顶头结构件，其特征在于，所述冷却水管伸进连接接头的端头为斜面。