[发明专利]生产变厚度钢管的扩管机

说明书

技术领域

本发明涉及大口径无缝钢管生产技术领域，具体涉及一种生产变厚度钢管的扩管机。

背景技术

无缝钢管，是常用的流体输送管道。与实心圆钢相比，在抗弯抗扭强度相同时，其制造材料较少、重量较轻、便于加工成型，被广泛用于制造结构件和机械零件。无缝钢管的生产主要包括在穿孔机上管坯在轧辊和顶头的作用下管坯内部逐渐形成空腔制成空心厚壁毛管的穿孔工序，在自动轧制机上将毛管轧制成接近成品壁厚的荒管的轧制工序，经定径机定径制成所要求的成品管的定减径工序；由于直径大于400mm大口径无缝钢管相对于普通无缝钢管直径规格过大，受限于现有常用的普通无缝钢管生产设备的制造能力，大口径无缝钢管无法采用常用自动轧管机组或者连续轧管机组进行生产，只能采用扩径生产方法进行生产。

常用的扩径生产方法有斜轧扩径生产方法、拉拔扩径生产方法、推顶扩径生产方法。

其中，斜轧扩径生产方法，也称作旋转扩径工艺，是采用具有交叉倾斜设置的两个大口径类盘形轧辊的斜轧扩径机组进行一次性扩径生产。斜轧机组是在辊式斜轧机的基础上研制改进而成，其具有变形速度快、一次扩径量大、生产效率高等优点，但由于其结构复杂、设备投资大、斜轧扩径生产方法复杂，仅适用于大批量大口径无缝钢管生产，且由于旋转扩径的工艺特性，制成产品内部具有螺旋纹，表面质量较差。

拉拔扩径生产方法，是用拉拨式扩管机先将加热后的原料管端部热扩为外翻锥，用以固定管体，再将管体整体加热，用链条拉动己套入原料管并装有内模的芯棒，钢管在变形区周向为拉应力、轴向为拉应力、径向为压应力，在扩径的同时可以达到减小壁厚的目的。拉拨式扩管机具有生产效率高、可加工较长成品、设备可扩径缩径减壁多用等优点，但用拉拨式扩管机拉拔扩径生产大口径无缝钢管，需要专门设备预制喇叭口，而且在拉拔方式变形过程中，因变形区受较大的拉应力作用，扩径变形后钢管继续处于受拉状态，可能会将钢管的原始缺陷扩大，如控制不当可能造成钢管拉断。虽然其能减小壁厚但壁厚不可控，外径精度低，钢管表面不光滑。由于拉拨式扩管机生产效率低、金属消耗大、产品质量不佳，在技术上没有得到进一步发展。

推顶扩径生产方法，是用液压推进式扩管机，用液压推板将套在固定的带扩径锥芯棒外的热原料管推过扩径锥便完成了扩径加工。扩径过程只发生于芯棒，原料管和相关固定连接件之间，钢管在变形区周向为拉应力、轴向为压应力、径向为压应力，为此扩管机刚度结构大为简化。推进式扩管机以中频加热设备，快速均匀可控地对原料管加热，匀速的推进变形，能细化管材微观结构，提高材料机械性能，保证管体性能均匀性。液压推进式扩管机具有投资少、设备简单、建设周期短、产品质量好、几何精度高、成材率高等优点。但在扩径的同时很难通过工艺优化大幅度改变壁厚，其主要用于生产壁厚变化不大的大口径无缝钢管。由于采用液压推进式扩管机进行大口径无缝钢管生产是二次性扩径生产方法，因此生产的大口径无缝钢管的长度较短，单机生产速度慢。

如公开号为CN101468364的中国专利文献，针对因不锈钢具有加热难以控制、散热较快、热胀冷缩变形大、临界点温度时特别脆弱等特点，现有的推进制管设备的加热装置、模具材料等不能用于生产不锈钢大口径无缝钢管的技术问题，公开一种不锈钢管热扩径制管机，包括自后向前依次在机座上排列的支架、支板、后拉板、前拉板、前支板，液压油缸固定在支架和支板上，后推板固定在液压油缸上的柱塞杆的前端上，推杆一端固定在后推板上、另一端固定在前推板上，前支板与芯头模具支架之间有中频感应加热线圈装置，中频感应加热线圈装置的中频加热线圈由感应加热线圈段和保温线圈段组成，芯头模具自后向前由导向段、变径段、定径段、锥形段及校直段构成，保温线圈段位于芯头模具的定径段和锥形段的外面。该不锈钢管热扩径制管机适应了不锈钢管的热扩管要求，能使不锈钢管的主径随意地，得到扩大并被整形，且使扩径后的不锈钢管材质不扁、壁厚不变。也即该不锈钢管热扩径制管机只能用于生产壁厚变化不大的大口径无缝不锈钢管钢管。