无缝钢管穿孔过程简述

传统的桶形辊（或曼式）穿孔机广泛地运用于热轧无缝钢管的生产。但自1980年出现双支撑的锥形穿孔机后，锥形穿孔机得到更快的发展。相比桶式辊穿孔机，锥形穿孔机组有以下特点。 

（1）锥形辊的辊径由入口到出口逐渐增大，使轧辊圆周速度从入口到出口随辊径增加而逐步增大，有利于金属轴向变形，同时减少了无缝钢管毛管的扭转及附加变形，有延缓产生“横锻效应”（曼氏效应）的作用，可改善无缝钢管毛管的内表面质量。因而对穿孔连铸坯及合金钢更为有利。 

（2）出口轴向速度高，穿孔效率高。 

（3）延伸系数较大，可达6。 

（4）扩径量较大可达30%~40%。 

（5）设备重量及装机容量都较大，投资较高。 

桶式辊与锥形辊穿孔机穿孔的变形过程是相同的。 

穿孔机由轧辊、导盘（导板）及顶头组成变形孔型。 

穿孔变形分为咬入段（Ⅰ区）、穿孔段（Ⅱ区）、均整段（Ⅲ区）、规圆段（Ⅳ区）4个阶段。 

（l）咬入段（Ⅰ区） 

咬入段的主要作用是实现无缝钢管管坯的一次咬入，为无缝钢管管坯接触顶头顺利实现二次咬入，进行穿孔做准备。 

无缝钢管圆管坯被咬入后，由于轧辊入口锥表面有锥度，沿穿孔方向（纵向）边旋转边前进时，逐渐在直径上受到压缩。被压缩部分的金属一部分向横向流动，使坯料截面由圆变椭圆，一部分金属（主要是表层金属）向纵向延伸，在坯料前端面形成“喇叭口”状的凹陷。这凹陷和定心孔（有必要时）使顶头与坯料实现对中。 

（2）穿孔段（Ⅱ区） 

穿孔段的主要作用是将实心坯料变成空心无缝钢管毛管，这段长度从顶头鼻部到顶头圆锥带为止。 

这个区段的变形特点是轧辊表面与顶头表面的间距逐渐减小，无缝钢管毛管一边旋转前进，壁厚一边受到压缩，是一个螺旋连轧过程。壁厚被压下的金属，可向横向流动（扩径）和纵向流动（延伸）。但横向流动变形受到导盘的限制，纵向延伸变形是主要的。由于导盘的主动旋转，施以金属纵向摩擦力，加强了金属的纵向延伸，延伸系数可达6以上。 

（3）均整段（Ⅲ区） 

均整段的主要作用是均整管壁，改善壁厚尺寸精度和内外表面质量。这段长度从顶头圆锥带开始，到无缝钢管毛管内壁离开顶头为止。 

由于顶头母线和轧辊母线近似平行，壁厚压下量很小，主要起均整作用。无缝钢管毛管横截面在此区段中也呈椭圆形。 

（4）规圆段（Ⅳ区） 

规圆段的主要作用是把椭圆形的无缝钢管毛管规圆。这段长度从无缝钢管毛管内壁离开顶头开始，到无缝钢管毛管离开轧辊为止。 

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这个区段的变形，实质上是无顶头空心毛管塑性弯曲变形，轧辊逐渐减小对毛管直径上的压下量，直至为0。