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(feng)不銹鋼管仍然是最適合的。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。


  采用浮動(dong)芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)連(lian)續式(shi)軋(ya)(ya)(ya)管機軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)不(bu)銹(xiu)鋼管時,軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)穩定性及這(zhe)種(zhong)不(bu)穩定性對管子質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)良影(ying)響,以及連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)管機的(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)濟性問題(ti)和采用浮動(dong)芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)管機的(de)(de)(de)(de)(de)實際(ji)生產經(jing)驗(yan),使得(de)Contubind公司認為(wei)有必要(yao)和有可(ke)能根(gen)據(ju)最新的(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)原(yuan)理(li),對1889年就(jiu)已經(jing)在浙江不(bu)銹(xiu)鋼管廠家生產車間內應用過(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)、在多機架(jia)二輥式(shi)軋(ya)(ya)(ya)管機上(shang)使用限動(dong)芯(xin)棒(bang)生產無縫(feng)不(bu)銹(xiu)鋼管的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法重新進行科學實驗(yan),提(ti)出這(zhe)種(zhong)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)相應理(li)論,并通(tong)過(guo)大規模實際(ji)試驗(yan)證實這(zhe)種(zhong)理(li)論。


  直到1964年(nian),在意大利Dalmine公司的(de)(de)(de)(de)(de)帶固定芯(xin)(xin)(xin)棒的(de)(de)(de)(de)(de)連續式軋機(ji)上進(jin)(jin)行(xing)了(le)(le)軋制試(shi)(shi)驗(yan),后來又(you)在法(fa)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de) Lorraine-Escaut 公司的(de)(de)(de)(de)(de)法(fa)塞(sai)(sai)爾軋機(ji)上進(jin)(jin)行(xing)試(shi)(shi)驗(yan)。其(qi)中(zhong)在Dalmine公司生產出了(le)(le)厚壁(bi)管(guan),而Lorraine-Escaut 公司根(gen)(gen)(gen)據(ju) A.Tostivint 的(de)(de)(de)(de)(de)第1322304 號(hao)(hao)專利,在Besse'ger的(de)(de)(de)(de)(de)第二(er)號(hao)(hao)法(fa)塞(sai)(sai)爾軋機(ji)上采用限動芯(xin)(xin)(xin)棒進(jin)(jin)行(xing)試(shi)(shi)驗(yan),取(qu)得了(le)(le)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)。根(gen)(gen)(gen)據(ju)上述情(qing)況 Lorraine-Escaut 公司和(he) Contu-bind 公司決定共同發展限動芯(xin)(xin)(xin)棒的(de)(de)(de)(de)(de)軋制方法(fa)。從1965年(nian)到1967年(nian)間,在Besse'ges的(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)有40年(nian)歷史(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)7機(ji)架法(fa)塞(sai)(sai)爾軋機(ji)(如圖13-9所示的(de)(de)(de)(de)(de))上進(jin)(jin)行(xing)了(le)(le)8次(ci)大規模試(shi)(shi)驗(yan),每次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)持續5~25個班次(ci)。這(zhe)臺(tai)法(fa)塞(sai)(sai)爾軋機(ji)是由一臺(tai)1000kW的(de)(de)(de)(de)(de)交流電動機(ji)傳動的(de)(de)(de)(de)(de),對(dui)軋輥軸承(cheng)和(he)軋輥調整的(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件極(ji)其(qi)不利,但(dan)(dan)其(qi)結(jie)果(guo)卻一次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)比一次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)好(hao),共計生產了(le)(le)直徑(jing)為(wei)92mm、壁(bi)厚為(wei)3.5mm和(he)長度為(wei)12m的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)子(zi)12000根(gen)(gen)(gen),其(qi)中(zhong)有5450根(gen)(gen)(gen)是在試(shi)(shi)驗(yan)末期只用了(le)(le)一根(gen)(gen)(gen)由2343號(hao)(hao)鋼(含(han)5%鉻(ge))制作的(de)(de)(de)(de)(de)空心水冷芯(xin)(xin)(xin)棒生產的(de)(de)(de)(de)(de),這(zhe)根(gen)(gen)(gen)芯(xin)(xin)(xin)棒,經過(guo)了(le)(le)鍍(du)鉻(ge)處(chu)理(原(yuan)始鍍(du)層(ceng)厚度為(wei)0.05mm),它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)滑動特性好(hao)。連續使用這(zhe)根(gen)(gen)(gen)芯(xin)(xin)(xin)棒時(shi),雖(sui)然芯(xin)(xin)(xin)棒在軋制過(guo)程中(zhong)承(cheng)受(shou)著熱(re)負荷(he),但(dan)(dan)仍(reng)然具(ju)有原(yuan)來的(de)(de)(de)(de)(de)滑動性和(he)剛性。


圖 13-9.jpg


軋制參數如下(xia):


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

管子                                   外(wai)徑(jing)92mm,壁(bi)厚3.5mm,長度12m

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

芯棒工作長度                       3200mm

管子出(chu)口速(su)度(du)                       2.2m/s

延(yan)長率                                1:6.22

電動機(ji)功(gong)率                          750~1000kW

單位功率消耗                      14.2~18.3(平(ping)均16)kW·h/t


  多機(ji)(ji)架軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(MPM)軋(ya)出(chu)來的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)子通過(guo)二機(ji)(ji)架脫管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)從芯棒上(shang)(shang)拉出(chu)來,并定徑成熱尺寸88mm的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)。沿管(guan)(guan)(guan)子長度(du)的(de)(de)平均終(zhong)軋(ya)溫度(du)波動(dong)于920~980℃之間。看來,具(ju)有這種溫度(du)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)子不(bu)必經過(guo)中間加熱就可直(zhi)接(jie)在(zai)張力減(jian)徑機(ji)(ji)上(shang)(shang)減(jian)徑成3/8英寸的(de)(de)煤(mei)氣管(guan)(guan)(guan)。由測(ce)量4點的(de)(de)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)數據算出(chu)的(de)(de)平均壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)值(zhi)。


  MPM軋(ya)機(ji)(ji)軋(ya)出來的(de)(de)管(guan)子內(nei)表面非常光(guang)滑,它可以與冷(leng)拔管(guan)相(xiang)比(bi)。連續軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)和自動軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)所(suo)軋(ya)制(zhi)的(de)(de)樣品管(guan)與MPM軋(ya)機(ji)(ji)所(suo)軋(ya)制(zhi)的(de)(de)管(guan)子進行比(bi)較時,德國(guo)專業人員毫(hao)不含糊地認為 Besse'ges的(de)(de)MPM軋(ya)機(ji)(ji)所(suo)軋(ya)制(zhi)的(de)(de)管(guan)子最好。


 1967年11月,浙(zhe)江不銹鋼(gang)管廠家的MPM試驗軋機拆除了,但其試驗過程都(dou)攝(she)制成了電影(ying),這些(xie)影(ying)片保(bao)存在瑞(rui)士洛桑(sang)鋼(gang)管工(gong)業顧問(wen)工(gong)程師J.P.Calmes那里。


 內部用高壓水冷卻的插入毛管的芯棒(bang)在咬入第一機架時由油(you)壓缸來限制(zhi)移動,油(you)壓缸的前進運(yun)動由變(bian)量泵固定地調(diao)節為某一恒定速度(du)。


 拔出的(de)芯棒送回原始位(wei)置(zhi),噴(pen)水使之從120~150℃降到外表為(wei)50℃的(de)溫度。在這種軋制和(he)冷(leng)卻條(tiao)件下,軋制一(yi)根管(guan)子的(de)平(ping)均周期時間為(wei)40秒(miao)。


 芯棒外(wai)表(biao)面(mian)(mian)通常采用(yong)重油-石(shi)墨混(hun)合劑進行潤(run)滑(hua)(hua),此外(wai)空(kong)心毛(mao)(mao)管(guan)內表(biao)面(mian)(mian)還要(yao)添(tian)加潤(run)滑(hua)(hua)和隔熱材料,這種材料是(shi)通過空(kong)心芯棒卡頭(tou)注入毛(mao)(mao)管(guan)的。芯棒表(biao)面(mian)(mian)要(yao)特別保持光滑(hua)(hua),以至于隨(sui)著軋制道次的增加而更加光滑(hua)(hua)。