自從19世紀末葉以來,浙江不銹鋼管廠家即想用類似于棒材連軋的辦法來生產無縫鋼管。當時研究的目標是采用固定推桿以及隨著鋼管運動的長芯棒將空心坯軋成不銹鋼管的辦法,終于在1920年形成了Fassel軋管法(即連續軋管法),這種連續軋管工藝的特征是工作芯棒跟隨管子一起運動。迄今為止,這種軋管工藝對于生產外徑小于159mm的碳素鋼和低合金鋼的無縫不銹鋼(gang)管(guan)仍然是最適合的。其延伸系數比較小一輩為 λ=4.3~4.5,為此必須在斜軋機上以較大的延長率(最大達 λ=3.0)將經過表面處理的圓管坯穿孔成為較薄的空心坯。1962年K.Neuhoff 和Pfeiffer 曾對這種連續軋管工藝的變形過程發表過專題論文,文中指出:對于八機架連續軋管機來說,由于空心坯的進入和離開機架,金屬流動的非連續性將達16次之多,這是由于工作芯棒與空心坯之間的速度變化的緣故。由于軋制過程的這種不均勻性產生壁厚與外徑的變異,容易形成所謂“竹節”(Bauchbil-dung)。此外,這種軋管工藝的單位軋制壓力相當大,因此必須采用具有開口的、橢圓度較大的孔型,而這種開口孔型導致變形的不均勻性,由此帶來的缺點是:在管子內部容易產生裂紋和所需單位變形功太大。關于壁厚和直徑的變異可采取有效措施使之處于允許的限度之內,精確地控制軋輥的圓周速度,使之與工作芯棒的速度變化相適應,從而達到保持軋件速度恒定的目的。但開口孔型的缺點則無法消除。此外,由于軋制力較大所限,必須采用較大的輥徑,這樣就使得軋件與軋輥之間的接觸弧相當大,因此,對工作芯棒造成巨大的局部壓應力、摩擦力和較高的熱負荷。采用連續軋管法生產的無縫不銹鋼管的壁厚直徑比(S/D)不能超過0.12。


  采(cai)用(yong)浮動(dong)芯棒的(de)(de)(de)連(lian)(lian)續式(shi)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)時,軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)穩定性(xing)及這種(zhong)不(bu)(bu)(bu)穩定性(xing)對(dui)管(guan)(guan)子(zi)質量的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)良影響,以及連(lian)(lian)續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)經(jing)濟性(xing)問題(ti)和采(cai)用(yong)浮動(dong)芯棒的(de)(de)(de)連(lian)(lian)續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)實(shi)(shi)際生(sheng)產經(jing)驗,使得(de)Contubind公司認為有必要和有可能根(gen)據最新的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)原理,對(dui)1889年(nian)就已經(jing)在(zai)浙江(jiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)廠家生(sheng)產車(che)間內應用(yong)過的(de)(de)(de)、在(zai)多機(ji)(ji)架二(er)輥式(shi)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)上使用(yong)限動(dong)芯棒生(sheng)產無縫不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)方法重新進(jin)行科學實(shi)(shi)驗,提出這種(zhong)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)相應理論(lun)(lun),并通過大規模實(shi)(shi)際試驗證(zheng)實(shi)(shi)這種(zhong)理論(lun)(lun)。


  直(zhi)到1964年,在(zai)(zai)意大利Dalmine公(gong)司(si)(si)(si)的(de)(de)(de)(de)(de)帶固定芯(xin)棒(bang)(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)連(lian)(lian)續式軋(ya)機(ji)上(shang)(shang)(shang)進(jin)(jin)行(xing)了(le)(le)軋(ya)制(zhi)試(shi)驗(yan)(yan),后來(lai)又在(zai)(zai)法(fa)國的(de)(de)(de)(de)(de) Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)(si)(si)的(de)(de)(de)(de)(de)法(fa)塞(sai)爾軋(ya)機(ji)上(shang)(shang)(shang)進(jin)(jin)行(xing)試(shi)驗(yan)(yan)。其(qi)中(zhong)在(zai)(zai)Dalmine公(gong)司(si)(si)(si)生(sheng)產(chan)出(chu)了(le)(le)厚(hou)壁管(guan),而Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)(si)(si)根(gen)據 A.Tostivint 的(de)(de)(de)(de)(de)第1322304 號(hao)(hao)專(zhuan)利,在(zai)(zai)Besse'ger的(de)(de)(de)(de)(de)第二號(hao)(hao)法(fa)塞(sai)爾軋(ya)機(ji)上(shang)(shang)(shang)采(cai)用限動芯(xin)棒(bang)(bang)進(jin)(jin)行(xing)試(shi)驗(yan)(yan),取得了(le)(le)相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)。根(gen)據上(shang)(shang)(shang)述情況 Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)(si)(si)和(he)(he) Contu-bind 公(gong)司(si)(si)(si)決(jue)定共(gong)同發(fa)展限動芯(xin)棒(bang)(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)制(zhi)方法(fa)。從1965年到1967年間,在(zai)(zai)Besse'ges的(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)有(you)40年歷史(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)7機(ji)架(jia)法(fa)塞(sai)爾軋(ya)機(ji)(如圖13-9所示的(de)(de)(de)(de)(de))上(shang)(shang)(shang)進(jin)(jin)行(xing)了(le)(le)8次大規(gui)模試(shi)驗(yan)(yan),每次試(shi)驗(yan)(yan)持續5~25個班次。這(zhe)臺法(fa)塞(sai)爾軋(ya)機(ji)是由(you)一(yi)臺1000kW的(de)(de)(de)(de)(de)交流電(dian)動機(ji)傳動的(de)(de)(de)(de)(de),對軋(ya)輥軸承(cheng)和(he)(he)軋(ya)輥調整的(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件極其(qi)不利,但其(qi)結果(guo)卻一(yi)次試(shi)驗(yan)(yan)比(bi)一(yi)次試(shi)驗(yan)(yan)好,共(gong)計生(sheng)產(chan)了(le)(le)直(zhi)徑為(wei)(wei)92mm、壁厚(hou)為(wei)(wei)3.5mm和(he)(he)長度(du)為(wei)(wei)12m的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)子(zi)12000根(gen),其(qi)中(zhong)有(you)5450根(gen)是在(zai)(zai)試(shi)驗(yan)(yan)末(mo)期只用了(le)(le)一(yi)根(gen)由(you)2343號(hao)(hao)鋼(含5%鉻)制(zhi)作的(de)(de)(de)(de)(de)空心(xin)水冷(leng)芯(xin)棒(bang)(bang)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de),這(zhe)根(gen)芯(xin)棒(bang)(bang),經過(guo)了(le)(le)鍍鉻處(chu)理(原(yuan)始鍍層厚(hou)度(du)為(wei)(wei)0.05mm),它的(de)(de)(de)(de)(de)滑動特性(xing)好。連(lian)(lian)續使用這(zhe)根(gen)芯(xin)棒(bang)(bang)時,雖(sui)然芯(xin)棒(bang)(bang)在(zai)(zai)軋(ya)制(zhi)過(guo)程中(zhong)承(cheng)受著熱(re)負(fu)荷,但仍然具(ju)有(you)原(yuan)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)滑動性(xing)和(he)(he)剛性(xing)。


圖 13-9.jpg


軋制參數如下:


空心坯(35號鋼)                外徑125mm,壁厚18mm

管(guan)子                                   外(wai)徑92mm,壁(bi)厚3.5mm,長度12m

芯棒                                   外徑(jing)86/85mm,內徑(jing)40mm

芯棒工作長度                       3200mm

管子(zi)出口速度                       2.2m/s

延長(chang)率                                1:6.22

電動機功率                          750~1000kW

單位功率消耗(hao)                      14.2~18.3(平均(jun)16)kW·h/t


  多(duo)機(ji)架軋管(guan)機(ji)(MPM)軋出來的(de)管(guan)子(zi)(zi)(zi)通過二機(ji)架脫管(guan)機(ji)從芯棒(bang)上(shang)拉出來,并(bing)定(ding)徑(jing)成熱尺寸(cun)88mm的(de)不銹鋼管(guan)。沿管(guan)子(zi)(zi)(zi)長度的(de)平均終軋溫度波動于920~980℃之間(jian)。看來,具(ju)有這(zhe)種溫度的(de)管(guan)子(zi)(zi)(zi)不必經過中間(jian)加熱就可直接在張(zhang)力減(jian)徑(jing)機(ji)上(shang)減(jian)徑(jing)成3/8英寸(cun)的(de)煤氣(qi)管(guan)。由測量(liang)4點的(de)壁厚(hou)數(shu)據算出的(de)平均壁厚(hou)值(zhi)。


  MPM軋(ya)機(ji)軋(ya)出來的(de)管(guan)(guan)子內表面非常光滑,它可(ke)以(yi)與冷拔管(guan)(guan)相比(bi)。連續軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)和(he)自動軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)所軋(ya)制(zhi)的(de)樣(yang)品管(guan)(guan)與MPM軋(ya)機(ji)所軋(ya)制(zhi)的(de)管(guan)(guan)子進行比(bi)較時,德國專業人員毫不(bu)含糊地認為 Besse'ges的(de)MPM軋(ya)機(ji)所軋(ya)制(zhi)的(de)管(guan)(guan)子最好。


 1967年(nian)11月,浙江不銹鋼管廠家的MPM試驗軋機拆除(chu)了,但其試驗過程(cheng)都攝制成了電影(ying),這些影(ying)片保存在瑞士洛(luo)桑鋼管工(gong)業顧問工(gong)程(cheng)師(shi)J.P.Calmes那(nei)里。


 內部用(yong)高(gao)壓水冷卻(que)的(de)(de)插(cha)入毛管的(de)(de)芯棒在咬入第(di)一機架(jia)時由油壓缸來限制移動(dong),油壓缸的(de)(de)前(qian)進運動(dong)由變(bian)量泵固定地調(diao)節為某一恒定速(su)度。


 拔出的(de)芯棒(bang)送(song)回原始位置,噴水使之從120~150℃降到外表為(wei)50℃的(de)溫(wen)度。在這種軋(ya)制和冷卻條件(jian)下,軋(ya)制一根管子的(de)平(ping)均周期時間為(wei)40秒(miao)。


 芯棒(bang)外(wai)表面(mian)通(tong)常采用(yong)重油-石墨混合劑(ji)進(jin)行潤滑,此外(wai)空心(xin)毛管(guan)內表面(mian)還要添加潤滑和隔熱材料,這(zhe)種材料是(shi)通(tong)過空心(xin)芯棒(bang)卡頭注入毛管(guan)的(de)。芯棒(bang)表面(mian)要特別保持(chi)光(guang)滑,以至于隨著(zhu)軋(ya)制道次的(de)增加而更加光(guang)滑。