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無縫鋼管穿孔過程簡述

傳統(tǒng)的桶形輥(或曼式)穿孔機(jī)廣泛地運(yùn)用于熱軋無縫鋼管的生產(chǎn)。但自1980年出現(xiàn)雙支撐的錐形穿孔機(jī)后,錐形穿孔機(jī)得到更快的發(fā)展。相比桶式輥穿孔機(jī),錐形穿孔機(jī)組有以下特點(diǎn)。 

(1)錐形輥的輥徑由入口到出口逐漸增大,使軋輥圓周速度從入口到出口隨輥徑增加而逐步增大,有利于金屬軸向變形,同時減少了無縫鋼管毛管的扭轉(zhuǎn)及附加變形,有延緩產(chǎn)生“橫鍛效應(yīng)”(曼氏效應(yīng))的作用,可改善無縫鋼管毛管的內(nèi)表面質(zhì)量。因而對穿孔連鑄坯及合金鋼更為有利。 

(2)出口軸向速度高,穿孔效率高。 

(3)延伸系數(shù)較大,可達(dá)6。 

(4)擴(kuò)徑量較大可達(dá)30%~40%。 

(5)設(shè)備重量及裝機(jī)容量都較大,投資較高。 

桶式輥與錐形輥穿孔機(jī)穿孔的變形過程是相同的。 

穿孔機(jī)由軋輥、導(dǎo)盤(導(dǎo)板)及頂頭組成變形孔型。 

穿孔變形分為咬入段(Ⅰ區(qū))、穿孔段(Ⅱ區(qū))、均整段(Ⅲ區(qū))、規(guī)圓段(Ⅳ區(qū))4個階段。 

(l)咬入段(Ⅰ區(qū)) 

咬入段的主要作用是實(shí)現(xiàn)無縫鋼管管坯的一次咬入,為無縫鋼管管坯接觸頂頭順利實(shí)現(xiàn)二次咬入,進(jìn)行穿孔做準(zhǔn)備。 

無縫鋼管圓管坯被咬入后,由于軋輥入口錐表面有錐度,沿穿孔方向(縱向)邊旋轉(zhuǎn)邊前進(jìn)時,逐漸在直徑上受到壓縮。被壓縮部分的金屬一部分向橫向流動,使坯料截面由圓變橢圓,一部分金屬(主要是表層金屬)向縱向延伸,在坯料前端面形成“喇叭口”狀的凹陷。這凹陷和定心孔(有必要時)使頂頭與坯料實(shí)現(xiàn)對中。 

(2)穿孔段(Ⅱ區(qū)) 

穿孔段的主要作用是將實(shí)心坯料變成空心無縫鋼管毛管,這段長度從頂頭鼻部到頂頭圓錐帶為止。 

這個區(qū)段的變形特點(diǎn)是軋輥表面與頂頭表面的間距逐漸減小,無縫鋼管毛管一邊旋轉(zhuǎn)前進(jìn),壁厚一邊受到壓縮,是一個螺旋連軋過程。壁厚被壓下的金屬,可向橫向流動(擴(kuò)徑)和縱向流動(延伸)。但橫向流動變形受到導(dǎo)盤的限制,縱向延伸變形是主要的。由于導(dǎo)盤的主動旋轉(zhuǎn),施以金屬縱向摩擦力,加強(qiáng)了金屬的縱向延伸,延伸系數(shù)可達(dá)6以上。 

(3)均整段(Ⅲ區(qū)) 

均整段的主要作用是均整管壁,改善壁厚尺寸精度和內(nèi)外表面質(zhì)量。這段長度從頂頭圓錐帶開始,到無縫鋼管毛管內(nèi)壁離開頂頭為止。 

由于頂頭母線和軋輥母線近似平行,壁厚壓下量很小,主要起均整作用。無縫鋼管毛管橫截面在此區(qū)段中也呈橢圓形。 

(4)規(guī)圓段(Ⅳ區(qū)) 

規(guī)圓段的主要作用是把橢圓形的無縫鋼管毛管規(guī)圓。這段長度從無縫鋼管毛管內(nèi)壁離開頂頭開始,到無縫鋼管毛管離開軋輥為止。 

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這個區(qū)段的變形,實(shí)質(zhì)上是無頂頭空心毛管塑性彎曲變形,軋輥逐漸減小對毛管直徑上的壓下量,直至為0。


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