專利名稱：穿孔機頂頭裝置、穿孔機以及無縫鋼管生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無縫鋼管制造領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種無縫鋼管生產(chǎn)設(shè)備中的穿孔機頂頭裝置、穿孔機以及采用包括本發(fā)明的穿孔機頂頭裝置、穿孔機的設(shè)備進行無縫鋼管生產(chǎn)的方法。
背景技術(shù)：
斜軋穿孔時，主要利用斜軋時的應力-應變特點，使管坯中心在遇到頂頭前先形成有利于穿孔的疏松現(xiàn)象，使遇到頂頭的變形抗力大大減小，頂頭乘虛而入，實現(xiàn)穿孔。但是如果穿孔機工藝參數(shù)不合理或原管坯存在著較嚴重的中心縮孔或裂紋時，有可能使中心組織在遇到頂頭前過度疏松，并發(fā)展為孔腔，即產(chǎn)生中心撕裂空洞，該空洞與空氣接觸后發(fā)生表面氧化，遇到頂頭后裂紋不能焊合，被壓成內(nèi)表面缺陷，成為廢品或次品。目前，全世界相關(guān)工程技術(shù)人員均從提高管坯心部質(zhì)量及調(diào)整斜軋穿孔機工藝參數(shù)入手，來解決斜軋穿孔過程中所形成的內(nèi)表面缺陷問題。經(jīng)過多年的努力，對于多數(shù)壁厚較薄、外徑較小的碳鋼、低合金鋼管，其內(nèi)表面缺陷率已控制在5%以內(nèi)。但外徑較大、厚壁的碳鋼、低合金鋼管及高合金鋼管的內(nèi)表面缺陷率卻始終無法控制到一個較低的水平
發(fā)明內(nèi)容
·針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或多個問題。本發(fā)明的目的在于提供一種可提高斜軋穿孔后毛管的內(nèi)表面質(zhì)量的穿孔機頂頭裝置、穿孔機以及無縫鋼管生產(chǎn)方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種穿孔機頂頭裝置。所述穿孔機頂頭裝置包括頂頭和頂桿，所述頂頭和頂桿內(nèi)部形成有輸氣管道，并且在所述頂頭的鼻部設(shè)置有與輸氣管道連通的一個或多個出氣孔道。根據(jù)本發(fā)明一方面的穿孔機頂頭裝置的一個實施例，所述多個出氣孔道沿頂頭鼻部的周向均勻布置，且其數(shù)量為2至5個。根據(jù)本發(fā)明一方面的穿孔機頂頭裝置的一個實施例，所述出氣孔道的中心線與頂頭的中心線之間的夾角為30 60°。本發(fā)明的另一方面提供了一種穿孔機。所述穿孔機包括如上所述結(jié)構(gòu)的穿孔機頂頭裝置。本發(fā)明的再一方面提供了一種無縫鋼管生產(chǎn)方法。所述無縫鋼管生產(chǎn)方法包括管坯穿孔步驟，在所述管坯穿孔步驟中，采用上所述的穿孔機進行穿孔，并向所述輸氣管道內(nèi)通入氮氣或惰性氣體，以使穿孔時頂頭與管坯之間充滿氮氣或惰性氣體。在一個實施例中，所述輸氣管道內(nèi)的壓強大于5atm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括:⑴、現(xiàn)有技術(shù)中，均從提高管坯心部質(zhì)量及調(diào)整斜軋穿孔機工藝參數(shù)入手，來解決斜軋穿孔過程中所形成的內(nèi)表面缺陷問題。而本發(fā)明則從控制中心撕裂空洞的氧化出發(fā)來提高管坯斜軋穿孔后毛管的內(nèi)表面質(zhì)量問題，應用效果更好。(2)、本發(fā)明僅對現(xiàn)有各類穿孔機頂頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了局部改動，而現(xiàn)有各類穿孔機的其他設(shè)備均保持不變。因此，本專利技術(shù)投資小，設(shè)備改造難度低。⑶、采用本發(fā)明技術(shù)后，現(xiàn)有各類斜軋穿孔機可保持原有的斜軋穿孔工藝參數(shù)和工藝技術(shù)優(yōu)勢不變，因此，實施難度小。⑷、在保持原有的斜軋穿孔工藝參數(shù)和工藝技術(shù)優(yōu)勢不變的前提下，采用本發(fā)明技術(shù)后，現(xiàn)有各類斜軋穿孔機軋制毛管的內(nèi)表面質(zhì)量將得到大幅度提高，從理論上推斷，內(nèi)表面合格率可達到100%，從而顯著提高無縫鋼管的成材率，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。


通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中:圖1是本發(fā)明示例性實施例的穿孔機頂頭裝置的頂頭的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明:1、輸氣管道2、出氣孔道。
具體實施例方式在下文中，將結(jié)合示例 性實施例詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的穿孔機頂頭裝置、穿孔機和無縫鋼管生產(chǎn)方法。根據(jù)本發(fā)明一方面示例性實施例的穿孔機頂頭裝置，包括頂頭和頂桿。所述頂頭和頂桿內(nèi)部形成有輸氣管道，并且在所述頂頭的鼻部設(shè)置有與輸氣管道連通的一個或多個出氣孔道。優(yōu)選地，所述多個出氣孔道沿頂頭鼻部的周向均勻布置，且其數(shù)量為2至5個。進一步地，所述出氣孔道的中心線與頂頭的中心線之間的夾角為30 60°。根據(jù)本發(fā)明另一方面示例性實施例的穿孔機，所述穿孔機包括上述結(jié)構(gòu)的穿孔機頂頭裝置。根據(jù)本發(fā)明再一方面示例性實施例的無縫鋼管生產(chǎn)方法，包括管坯穿孔步驟。在所述管坯穿孔步驟中，采用如上所述的穿孔機進行穿孔，并向所述輸氣管道內(nèi)通入氮氣或惰性氣體，以使穿孔時頂頭與管坯之間充滿氮氣或惰性氣體。優(yōu)選地，所述輸氣管道內(nèi)的壓強大于5atm。下面將參照附圖來詳細說明本發(fā)明的穿孔機頂頭裝置、穿孔機和無縫鋼管生產(chǎn)方法。圖1是本發(fā)明示例性實施例的穿孔機頂頭裝置的頂頭的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，與現(xiàn)有技術(shù)的穿孔機頂頭裝置相比，本申請在頂頭的鼻部設(shè)計了 3個圓孔型出氣孔道1，并在頂頭和頂桿的內(nèi)部設(shè)置了一條輸氣管道2，該輸氣管道2的出氣端與圓孔型出氣孔道I連通，該輸氣管道2的進氣端與氮氣或惰性氣體的供應裝置連通。無縫鋼管生產(chǎn)過程中，在進行斜軋穿孔時，除采用上述穿孔機頂頭裝置外，原斜軋穿孔機的其它設(shè)備及斜軋工藝參數(shù)均可以保持不變。在管坯的穿孔過程中，始終保持氮氣或惰性氣體的輸送，氮氣或惰性氣體可通過頂桿與頂頭內(nèi)部的輸氣管道2及頂頭鼻部的三個圓孔型出氣孔道I輸送到穿孔過程中的頂頭與管坯之間，以保證斜軋穿孔時管坯中心可能形成的中心撕裂空洞在遇到頂頭前不與空氣中的氧化性氣體接觸并發(fā)生表面氧化。穿孔結(jié)束后，停止氮氣或氬氣等惰性氣體的輸送。本發(fā)明在保持現(xiàn)有各類斜軋穿孔機的主體設(shè)備不變的前提下，通過改造原有的穿孔機頂頭裝置的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)將氮氣或惰性氣體輸送到穿孔過程中的頂頭與管坯之間，以保證斜軋穿孔時管坯中心所形成的中心撕裂空洞在遇到頂頭前不與空氣中的氧化性氣體接觸并發(fā)生表面氧化。根據(jù)內(nèi)表面缺陷的形成機理，如果中心撕裂空洞在遇到頂頭前不與空氣中的氧化性氣體接觸并發(fā)生表面氧化，那么，該未發(fā)生表面氧化的中心撕裂空洞遇到頂頭后，在頂頭的碾軋壓力下，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較小的內(nèi)表面缺陷，并通過后面的修磨工序可以得到內(nèi)表面質(zhì)量合格的產(chǎn)品，從而降低中心撕裂空洞對毛管內(nèi)表面質(zhì)量的影響程度，提高斜軋穿孔后毛管的內(nèi)表面質(zhì)量。采用本發(fā)明的裝置和方法后生產(chǎn)獲得的鋼管內(nèi)表面光滑、平整、無缺陷，外徑、壁厚滿足標準要求。盡管上面已經(jīng)通過結(jié)合示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應該清楚，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明的示例性實施例進行各種修改和改變 。
權(quán)利要求
1.一種穿孔機頂頭裝置，包括頂頭和頂桿，其特征在于，所述頂頭和頂桿內(nèi)部形成有輸氣管道，并且在所述頂頭的鼻部設(shè)置有與所述輸氣管道連通的一個或多個出氣孔道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿孔機頂頭裝置，其特征在于，所述多個出氣孔道沿頂頭鼻部的周向均勻布置，且其數(shù)量為2至5個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿孔機頂頭裝置，其特征在于，所述出氣孔道的中心線與頂頭的中心線之間的夾角為30 60°。
4.一種穿孔機，其特征在于，所述穿孔機包括如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的穿孔機頂頭裝置。
5.一種無縫鋼管生產(chǎn)方法，包括管坯穿孔步驟，其特征在于，在所述管坯穿孔步驟中，采用如權(quán)利要求4所述的穿孔機進行穿孔，并向所述輸氣管道內(nèi)通入氮氣或惰性氣體，以使穿孔時頂頭與管坯之間充滿氮氣或惰性氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無縫鋼管生產(chǎn)方法，其特征在于，所述輸氣管道內(nèi)的壓強大于 5a tm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種穿孔機頂頭裝置、穿孔機以及無縫鋼管生產(chǎn)方法。所述穿孔機頂頭裝置包括頂頭和頂桿，所述頂頭和頂桿內(nèi)部形成有輸氣管道，并且在所述頂頭的鼻部設(shè)置有與所述輸氣管道連通的一個或多個出氣孔道。所述穿孔機包括本發(fā)明的穿孔機頂頭裝置。所述無縫鋼管生產(chǎn)方法包括管坯穿孔步驟，在所述管坯穿孔步驟中，采用本發(fā)明的穿孔機進行穿孔，并向所述輸氣管道內(nèi)通入氮氣或惰性氣體，以使穿孔時頂頭與管坯之間充滿氮氣或惰性氣體。采用本發(fā)明的技術(shù)后，降低了中心撕裂空洞對毛管內(nèi)表面質(zhì)量的影響程度，提高斜軋穿孔后毛管的內(nèi)表面質(zhì)量。
文檔編號B21B25/00GK103240274SQ201310172548
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者陳雨, 郭元蓉, 楊其光, 鄒友富, 江健 申請人:攀鋼集團成都鋼釩有限公司