无缝钢管专利

1、专利US20120210761A1 汇报人：汇报人： 郝云晓郝云晓 a 时间：2013 10 20 a 背景背景 创新点创新点 相关实验相关实验 总结总结 曼内斯曼穿孔过程 加热到一定温度的型材，通过穿孔机穿孔，在延伸机 上将毛管轧薄，延伸成为接近成壁厚的荒管，最后由定径 机确定无缝钢管最后的直径。 无缝钢管内部的缺陷形成原因 穿孔过程中的转矩将会使型材内部与冲头接触的中心位置 产生曼内斯曼破损，它将会在轧辊和冲头接触的型材周围形成 剪应力，进而形成无缝钢管的内部缺陷。 a 减少无缝钢管内部缺陷的方法 减少顶头的摩擦系数不仅可以减少无缝钢管内部缺陷还可 以减少冲头的的损耗和熔炼损耗。 a 若使

2、用玻璃基的润滑油，由于105a直 接与型材接触，温度很高，则会造成 润滑油中水分的蒸发，并产生玻璃化 合物。当穿孔完成冲头冷却时容易造 成105a的堵塞 该专利以前减少顶头摩擦系数的方法 方案1. 通过使用高压润滑 油来减小摩擦系数。 注入预定流量的润 滑油可以保证注油孔105 不被堵塞 a 减少顶头的摩擦系数不仅减少顶头的摩擦系数不仅 可以减少无缝钢管内部缺可以减少无缝钢管内部缺 陷还可以减少冲头的的损陷还可以减少冲头的的损 耗和熔炼损耗。耗和熔炼损耗。 方案2. 跟方案1比较，方案 2唯一的不同在于注油 孔的位置位于顶头前部 和树干之间。 前 部 树干 方案2注油孔不与 型材直接接触，可以

3、防 止熔炼损耗和注油孔的 堵塞。 该方案中润滑油 大部分流向树干部分， 则前部的磨损和熔炼 损失将不可避免，因 此冲头寿命不高。 a 方案1、2中的技术问题 顶头需要在9001000环境下工作几个小时甚至十几 个小时，因此表面会形成氧化层。在方案2中随着氧化层的 进一步形成可能会堵塞注油孔。 顶头表面的氧化层需通过喷丸技术予以去除，但是在这 过程中可能会使注油孔变形。 因此在方案2中的顶头前部表面需要有一层膜来提高冲 头的寿命。 a a 本专利要解决的问题 1.防止无缝钢管内部在轧制过程中产生内部缺陷。 2.提高顶头寿命。 3.简化顶头制作工艺，缩短制造时间。 专利创新 本专利大致有两种顶头一

4、种有注油孔，一种没有注油孔。 两种冲头的表面都附着一层由中炭铁丝通过电弧喷射形成的 Fe和氧化物的混合物。膜表面氧化物比例为55%80%，基础 金属附近的比例不超过40%。 12 3 a 本专利的冲头本专利的冲头 a 电弧喷涂 冲头在电弧 喷涂之前需进行 喷丸处理，以此 改善膜的粘着性。 通过X射线做 的一个关于喷涂 距离和膜中各成 分含量的图。 图中可以看出 随着喷涂距离的 增加Fe含量减少 而Fe3O4和FeO 的数量增加。 a 膜的粘着性和磨损性 氧化率 粘着性kgf/mm 当氧化概率不低于80%时， 膜的粘着性显著下降，变得很 容易脱落。 氧化率 磨损量mg/1600c 当氧化概率不低

5、于80%时， 膜的磨损性显著上升，变得极易 磨损。 a 图中所示为 顶头连续穿孔的 轧制数与氧化率 之间的关系。 从图中可以 看出等离子喷涂 的氧化率为 100%，通过次 数为1。 连续轧制次数与氧化率的关系 a 表中NO.1的膜的 氧化率大约为80%； NO.2与基层金属接触 的氧化率大约为25%， 膜表面的氧化率大约 为80%；NO.3与基层 金属接触的氧化率为 40%；NO.4与基层金 属接触的氧化率为 50%。 分析可知当与基层金属接触膜的氧化率比膜表 面的氧化率低时，顶头的寿命比较长。 镀膜厚度一样，电弧喷涂距离不一样。 喷涂距离 连续轧制次数 a 表2中试验的顶头膜与基层金属接触的氧化率比膜表面的氧化 率低。 由表可以看出随着顶头前部膜厚度的增加，顶头的寿命增加。 随着树干部分膜厚度的增加，顶头的寿命减少。 a 总结总结 顶头进行电弧喷涂，电弧喷涂喷丝为铁丝，电弧喷涂顶头进行电弧喷涂，电弧喷涂喷丝为铁丝，电弧喷涂 距离为距离为200mm-1000mm时，顶头连续穿孔次数好。时，顶头连续穿孔次数好。 顶头表面接触膜的氧化率比膜表面的氧化率低时，膜顶头表面接触膜的氧化率比膜表面的氧化率低时，膜 的