壓力穿孔原理基礎(chǔ)

根據(jù)蠟?zāi)嗄M穿孔機(jī)和小型熱軋模擬穿孔機(jī)上的研究成果，設(shè)計(jì)并制作了1:3規(guī)模的工業(yè)試驗(yàn)用壓力穿孔機(jī)，用以進(jìn)行了基礎(chǔ)研究。試驗(yàn)證明在壓力穿孔過程中連鑄坯的中心疏松，在頂頭前端的壓縮應(yīng)力作用下被完全壓實(shí)。而后又將此坯料繼續(xù)在1:4規(guī)模的工業(yè)試驗(yàn)用斜軋延伸機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)其金屬流動(dòng)性、缺陷的變化、形狀尺寸的變化進(jìn)行了分析，其結(jié)果表明連鑄坯料經(jīng)壓力穿孔后可以得到內(nèi)壁質(zhì)量良好的毛管還，這些毛管坯也十分適用于斜軋延伸等通常制管過程的要求。

另外對(duì)工業(yè)試驗(yàn)用壓力穿孔機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，利用方向余弦的三維變形解析理論進(jìn)行分析，得出了軋制負(fù)荷計(jì)算公式，為工業(yè)生產(chǎn)用的壓力穿孔機(jī)的制造設(shè)計(jì)提供了可靠的數(shù)據(jù)。

此種方法最早的起源可見于1897年豪林古斯的專利。1963年卡爾梅斯在西德對(duì)壓力穿孔技術(shù)提出了專利申請(qǐng)，卡爾梅斯壓力穿孔法技術(shù)原理是使方坯在后推力和軋輥曳入力作用下經(jīng)頂頭穿孔，同時(shí)經(jīng)圓型孔形成圓管坯的方法，此法被稱為PPM法。和先前的豪林古斯專利技術(shù)相比較，差別在于前者是用頂頭完成穿孔后再在孔型中軋制，而卡爾梅斯專利技術(shù)是使穿孔和軋制同時(shí)進(jìn)行 。

從1885年曼乃斯曼兄弟發(fā)明了斜軋穿孔法作為無縫鋼管生產(chǎn)方法以后，近一個(gè)世紀(jì)以來，一直被當(dāng)作用以大量生產(chǎn)無縫鋼管的主要方法，在此期間經(jīng)歷多次改進(jìn)，已被作為一種成熟方法為世界多數(shù)無縫鋼管工廠所采用。曼乃斯曼穿孔法是軋輥軸線與軋制線相交叉成一定角度，使管坯在穿軋過程中獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，造成其中心部位容易產(chǎn)生孔腔的狀態(tài)下用頂頭進(jìn)行穿孔。因此，為了使管坯能經(jīng)受得住這種極苛酷的加工條件，而對(duì)管坯的質(zhì)量要求很嚴(yán)，一般要求具有一定的鍛壓比，有的甚至必須剝皮。

用連鑄管坯在二輥斜軋機(jī)上穿孔，在頂頭前容易產(chǎn)生孔腔，這種現(xiàn)象也是形成鋼管內(nèi)表面折疊和其它缺陷的原因，并且在斜軋穿孔中由于伴隨著很大的剪切應(yīng)力，進(jìn)而惡化了內(nèi)表面缺陷。而且在二輥斜軋機(jī)上直接使用連鑄坯也受到品種及大尺寸的限制。所以對(duì)一種全部采用連鑄方坯生產(chǎn)中等口徑無縫鋼管的新技術(shù)研究，就顯得非常必要。另外，中等口徑無縫鋼管的尺寸精度，特別是壁厚精度比同規(guī)格的電焊管差得多，在這方面也期待著采用新技術(shù)，使之大幅度改善。

壓力穿孔技術(shù)的發(fā)展概況如下:

(1)1972年-1974年的三年中，對(duì)使用連鑄方坯的壓力穿孔法在工業(yè)上的應(yīng)用進(jìn)行了研究。依據(jù)新日鐵方式，經(jīng)過多次技術(shù)改進(jìn)，這種壓力穿孔法在工業(yè)上實(shí)用獲得成功。

(2)進(jìn)一步對(duì)其在工業(yè)實(shí)用方面進(jìn)行了研究，象斜軋穿孔法工藝那樣把壓力穿孔法和自動(dòng)軋管法相結(jié)合應(yīng)用到了無縫鋼管的生產(chǎn)過程中。

這項(xiàng)新工藝技術(shù)是由新日鐵生產(chǎn)技術(shù)研究所，東京制造廠通過工業(yè)性試驗(yàn)共同完成的。1977年10月以后，在無縫鋼管廠采用，幾乎100%的使用連鑄方坯生產(chǎn)無縫鋼管，迄今已逾100萬噸。在中等口徑無縫鋼管生產(chǎn)中曾被認(rèn)為質(zhì)量難點(diǎn)的尺寸精度，特別是壁厚不均率都有了明顯改善。壁厚不均率平均值為3-4 %,最大可保持在10%以下，這可謂極優(yōu)良的質(zhì)量水準(zhǔn) 。

在鋼管工業(yè)中開發(fā)采用壓力穿孔制造無縫鋼管的新技術(shù)，是為了在中等口徑無縫鋼管生產(chǎn)中，能夠直接采用連鑄方坯，以達(dá)到降底成本，并大幅度地提高產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量的目的 。

開發(fā)新制管工藝的目的主要是以大幅度改善所謂生產(chǎn)中等口徑無縫鋼管難點(diǎn)的壁厚精度為目標(biāo)。

壓力穿孔法和自動(dòng)軋管法相結(jié)合的必要性

對(duì)中等口徑無縫鋼管新制造法所使用的主機(jī)，根據(jù)對(duì)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量的要求，選擇“壓力穿孔機(jī)”、“斜軋延伸機(jī)”。

“自動(dòng)軋管機(jī)”為基本工藝流程。壓力穿孔后的毛坯管為壁厚/外徑=25%的超厚峽管，如前所述，毛坯壁厚不均率平均在18%以下，最大不超過25%。由于一臺(tái)自動(dòng)軋管機(jī)對(duì)坯料的壓縮量比較小，也不可能得到所期待的壁厚不均的矯正效果。所以用斜軋延伸機(jī)將壓力穿孔機(jī)和自動(dòng)軋管機(jī)連結(jié)起來。斜軋延伸機(jī)最大壓縮比可達(dá)到5，另外，為了成品管壁厚不均率達(dá)到理想質(zhì)量指標(biāo)(平均值3-4%以下，最大不超過10%)，必須在延伸機(jī)軋制過程中對(duì)壁厚不均具有大幅度的矯正效果才可以。

延伸機(jī)對(duì)壁厚不均的矯正效果

以前，有關(guān)斜軋延伸機(jī)矯正壁厚不均效果的資料發(fā)表很少，技術(shù)上的未知點(diǎn)較多。因此在工業(yè)性試驗(yàn)斜軋延伸機(jī)上對(duì)這個(gè)課題進(jìn)行了試驗(yàn)研究。假如選定條件適當(dāng)(如軋制規(guī)程，毛坯管條件，軋機(jī)調(diào)整條件等)，在斜軋延伸機(jī)上對(duì)矯正壁厚不均能得到顯著的效果。

① 壓縮比

斜軋延伸機(jī)的壓縮比為2-3時(shí)，即使毛管坯壁厚不均率達(dá)40%的情況下，經(jīng)軋延后壁厚不均率也可達(dá)到10%以下，顯然壁厚不均可以得到大幅度的改善。然而當(dāng)斜軋延伸機(jī)的壓縮比達(dá)到5這樣大的程度時(shí)，則效果并不理想，壁厚不均并不能得到大幅度改善。

② 壞管條件

毛管的壁厚/外徑，程度越大，則壁厚不均的矯正效果越顯著。壓力穿孔后的毛坯管壁厚/外徑≈25%時(shí)，對(duì)壁厚不均的矯正效果最有利。

③ 機(jī)的調(diào)整條件

對(duì)軋輥壓下裝置，軋輥傾斜角，導(dǎo)衛(wèi)裝置所進(jìn)行的研究表明:減徑程度越大，軋輥傾斜角越小，則對(duì)壁厚不均的矯正效果越佳。

新制管工藝的完成

新制管法工藝流程，其特點(diǎn)是有兩臺(tái)斜軋延伸機(jī)(1號(hào)和2號(hào))，每臺(tái)延伸機(jī)的壓縮比錄大為2-3左右，顯然可以期待取得大幅度的矯正效果。而達(dá)到所耍求的質(zhì)量指標(biāo)。在工業(yè)試驗(yàn)壓力穿孔機(jī)上和小型鋼管廠所進(jìn)行的制管試驗(yàn)，確系沒有發(fā)生軋材尺寸等其它方面的問題。

無縫鋼管廠采用這種新制管法生產(chǎn)的鋼管壁厚不均率的實(shí)測(cè)值平均為3%-4%，最大為7%-8%。與迄今采用的其它各種制管法相比，鋼管的壁厚不均得到了大幅度的改善。

此外，對(duì)連鑄方坯的使用率幾乎達(dá)到100%，因而在節(jié)省能量，節(jié)省資源等方面也取得了顯著效果 。2100433B

他用鉛筆在紙上穿孔。

用鉆孔或打孔工具鑿[洞或圖樣]能穿孔打出成千上萬種不同花樣的工具。

穿透表面有時(shí)潰瘍穿孔…恰好在它似乎得到良好控制的時(shí)候。

打洞鉆孔,打眼。

在大理石板上穿孔。

一種人體藝術(shù)，在肚臍、耳朵、脖頸等位置穿上裝飾品。