从现场生产经验可知,在相同的扩径量和坯料管条件下,顶推式扩管工艺扩制的荒管壁厚不均匀程度比拉拔式扩管小一些。其主要原因:一是顶推式扩管时,扩制速度较慢,扩制过程比较稳定,拉杆不易发生抖动和歪斜;二是顶推式扩管时坯料管是局部加热的,未经加热的坯料管会对扩制变形区的金属起到刚端作用,使得金属变形的协调性增强。
拉拔式扩管或顶推式扩管时,由丁坯料管的外径和壁厚处于自由变形状态,因此整个扩制过程对坯料管壁厚变化的控制能力很弱,如果坯料管的壁厚选择不合理,那么也会造成扩制后的荒管因壁厚不合(超正差或超负差)而判废。
顶推式扩管时,在一定的D/S值范围内,可以按以下经验公式来选择坯料管的平均壁厚:
在一定的范围内,k值还与坯料管的扩制温度、钢种等因数有关,可按表5-1选取。
拉拔式扩管时,坯料管的平均壁厚计算公式为:
式中S1—扩制后荒管的平均壁厚,mm;
D0—坯料管的平均直径,mm;
D1—扩制后荒管的平均直径,mm;
C—烧损系数,根据加热次数而定,C = 0.98~0.96,一火加热时取0.98,多火加热时取0.96。
在上式中,因D0是未知数,一般可以先行假设坯料管的一个平均壁厚S0ˈ,得到一个相应的平均外径D0ˈ。根据D0ˈ,再求出S0",然后进一步得到D0"。这样以渐近计算法,一次或数次就可以计算得出较为准确的S0。
另外,纵轧扩管时的稳定性也会影响荒管的壁厚不均。若顶头发生抖动和轧制线歪斜,则荒管的壁厚不均会明显增大。
因此,为了减小纵轧法扩制的荒管壁厚不均,应控制扩径量,选择壁厚适中且精度较高的坯料管并保证对其加热均匀;调整好轧制中心线,提高无缝钢管扩管过程的稳定性。