用于薄壁无缝管生产的芯棒制造技术

本发明专利技术提供一种用于薄壁无缝管生产的芯棒，所述芯棒包括锥形段、工作段和支撑段，其中，所述锥形段为锥台结构，所述工作段和所述支撑段均为圆柱体结构，所述锥形段的大端与所述工作段的一端连接，所述工作段的另一端与所述支撑段的一端连接。利用该芯棒进行薄壁无缝管的生产能够明显改善甚至消除钢管端部形成的喇叭形扩口，有效改善了毛管端部的尺寸精度，减少成品管端部的切头长度，降低料损。

Mandrel for thin wall seamless tube production

【技术实现步骤摘要】
用于薄壁无缝管生产的芯棒
本专利技术涉及钢管生产领域，特别涉及一种用于薄壁无缝管生产的芯棒。
技术介绍
钢管厂用于生产碳钢、低合金钢、中合金钢及高合金等中、厚壁无缝钢管的轧制机组所采用的轧管设备是德国MEER公司的Assel轧管机。钢管轧管前需要在穿孔后的毛管内孔插入芯棒，以便带动毛管喂入轧管机并在轧管机的孔型中完成轧制变形，最终完成定壁过程。芯棒是用来带动毛管喂入轧管机以及与轧管机的三个轧辊(三个轧辊互成120°配置)一起配合包围形成轧管定壁所需的孔型的。目前，轧管用芯棒是具有多种规格直径(共90组，φ76mm～φ442mm)、长度为19.75m(其中支撑段15.55m，工作段4m，端部锥形段0.2m)的直线型空心棒(棒内部设置内水冷)。在生产薄壁(D/S≥16，D指生产钢管的外径值，S指壁厚值)钢管时，毛管前端经轧管机轧制后端部易产生喇叭形扩口，由于喇叭形扩口部分的外径值比正常情况下荒管的外径平均值大，因此喇叭形扩口部分会影响后续减径工序的咬入，造成增加额外的调整时间(约10秒/支)，同时还会导致钢管尺寸超差等缺陷，甚至直接造成废品；另外喇叭形扩口部分存在壁厚减薄段(平均壁厚较轧后荒管正常平均壁厚值小)，由于同等公差要求下薄壁管公差带较小，壁厚减薄段的壁厚值超公差下限时需切头(正常钢管切头长度约200～250mm，存在壁厚减薄段钢管切头长度约350～450mm)，造成成品钢管料损。对于上述问题可以选择改动Assel轧管机或对芯棒进行重新设计进行解决，Assel轧管机结构复杂，属设备供应商的专有技术，不具备改进技术能力。相比而言对芯棒进行重新设计可满足使用，但主要有以下几个限制：1)芯棒原有的支撑段不能直接焊接连接改后的芯棒工作段，若直接焊接会造成焊接处台阶影响轧后钢管内表质量，且影响焊接处稳定，降低强度；2)其它参数不变的情况下，芯棒直径变化会造成整支钢管壁厚尺寸发生变化；3)毛管轧制时又需要加大轧辊台肩与芯棒表面的间距，以减小毛管端部的变形量，以改善或消除喇叭形扩口。经过上述分析，可以确定解决该芯棒使用问题必须从芯棒重新设计着手，因此，寻求一种既满足技术要求，又能改善轧后端部喇叭形扩口的新型芯棒用于Assel轧管机的薄壁管轧制具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于薄壁无缝管生产的芯棒。利用该芯棒进行薄壁无缝管的生产能够明显改善甚至消除钢管端部形成的喇叭形扩口，有效改善了毛管端部的尺寸精度，减少成品管端部的切头长度，降低料损。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于薄壁无缝管生产的芯棒，所述芯棒包括锥形段、工作段和支撑段，其中，所述锥形段为锥台结构，所述工作段和所述支撑段均为圆柱体结构，所述锥形段的大端与所述工作段的一端连接，所述工作段的另一端与所述支撑段的一端连接。进一步地，在上述的芯棒中，所述工作段包括细段和粗段，所述细段的外径小于所述粗段的外径，所述细段的一端与所述锥形段的大端连接，所述细段的另一端与所述粗段的一端连接，所述粗段的另一端与所述支撑段的一端连接。进一步地，在上述的芯棒中，所述细段的另一端与所述粗段的一端通过圆角连接，优选地，所述圆角的半径R为80mm～135mm，优选地，所述圆角的圆心在所述芯棒的外侧。进一步地，在上述的芯棒中，所述粗段的外径与所述支撑段的外径D1相等，所述细段的外径与所述锥形段的大端的外径D2相等。进一步地，在上述的芯棒中，所述细段的外径比所述粗段的外径小1.5mm～6mm。进一步地，在上述的芯棒中，所述工作段的长度L为4000mm，所述粗段的长度L1为2000mm～2600mm，所述细段的长度L2为4000mm-L1。进一步地，在上述的芯棒中，所述锥形段小端的直径与锥形段大端的比例范围为≥1:2.5，所述锥形段的长度L3为200mm。进一步地，在上述的芯棒中，所述细段一端的内壁设置有第一环形凹槽，所述锥形段的大端设置有第一环形凸起，所述第一环形凸起能够插入所述第一环形凹槽内；所述粗段另一端的内壁设置有第二环形凹槽，所述支撑段的一端设置有第二环形凸起，所述第二环形凸起能够插入所述第二环形凹槽内。进一步地，在上述的芯棒中，所述支撑段的长度L4为14000mm～16000mm。进一步地，在上述的芯棒中，所述锥形段的大端、所述工作段和所述支撑段的内部均设置有空腔，所述锥形段的大端、所述工作段和所述支撑段内部的空腔依次连通；优选地，所述空腔的壁厚为35～45mm。分析可知，本专利技术公开一种用于薄壁无缝管生产的芯棒，该芯棒包括锥形段、工作段和支撑段。本专利技术的技术方案采用“两段式”结构，在不改变原有芯棒工作段与支撑段焊接部分的外形及尺寸的情况下，只减小一部分区域芯棒工作段的直径，既将工作段分为细段和粗段，并且使细段的外径小于粗段的外径，工作段原外径尺寸段(粗段)与外径尺寸减小段(细段)间采用机加工方式圆滑过渡。在顶管轧制过程中，由于靠近锥形段的细段的外径小于靠近支撑段的粗段的外径，使轧辊台肩与细段表面的间距加大，进而使毛管端部的轧制变形量减小、壁厚减薄段的平均壁厚值增大，轧制变形量的减小能够明显的改善喇叭形扩口，部分规格甚至可以消除喇叭形扩口，壁厚减薄段平均壁厚值的增大能够有效改善了毛管端部的尺寸精度，减少了成品管端部的切头长度，降低了料损。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：图1为本专利技术一实施例的结构示意图。图2为本专利技术一实施例的工作段的结构示意图。附图标记说明：1锥形段；11第一环形凸起；2工作段；21细段；22第一环形凹槽；23粗段；24第二环形凹槽；3支撑段；31第二环形凸起；4空腔；R圆角的半径；D1支撑段的外径；D2锥形段的大端的外径；L工作段的长度；L1粗段的长度；L2细段的长度；L3锥形段的长度；L4支撑段的长度。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。各个示例通过本专利技术的解释的方式提供而非限制本专利技术。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可在本专利技术中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本专利技术包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。在本专利技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于薄壁无缝管生产的芯棒，其特征在于，所述芯棒包括锥形段、工作段和支撑段，其中，/n所述锥形段为锥台结构，所述工作段和所述支撑段均为圆柱体结构，/n所述锥形段的大端与所述工作段的一端连接，所述工作段的另一端与所述支撑段的一端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于薄壁无缝管生产的芯棒，其特征在于，所述芯棒包括锥形段、工作段和支撑段，其中，
所述锥形段为锥台结构，所述工作段和所述支撑段均为圆柱体结构，
所述锥形段的大端与所述工作段的一端连接，所述工作段的另一端与所述支撑段的一端连接。


2.根据权利要求1所述的芯棒，其特征在于，
所述工作段包括细段和粗段，所述细段的外径小于所述粗段的外径，所述细段的一端与所述锥形段的大端连接，所述细段的另一端与所述粗段的一端连接，所述粗段的另一端与所述支撑段的一端连接。


3.根据权利要求2所述的芯棒，其特征在于，
所述细段的另一端与所述粗段的一端通过圆角连接，
优选地，所述圆角的半径R为80mm～135mm，
优选地，所述圆角的圆心在所述芯棒的外侧。


4.根据权利要求2所述的芯棒，其特征在于，
所述粗段的外径与所述支撑段的外径D1相等，所述细段的外径与所述锥形段的大端的外径D2相等。


5.根据权利要求2所述的芯棒，其特征在于，
所述细段的外径比所述粗段的外径小1.5mm～6mm。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张红军，马金辉，蔡亮，刘元松，许景龙，滕云辉，王剑，孙乐民，魏立新，
申请(专利权)人：大冶特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42