Calmes 是在(zai)改進方(fang)坯(pi)(pi)連鑄技術(shu)和水壓穿(chuan)孔技術(shu)兩個方(fang)面技術(shu)的(de)基礎上而發(fa)展起PPM技術(shu)的(de),在(zai)PPM發(fa)明之(zhi)前解決(jue)連鑄坯(pi)(pi)穿(chuan)孔問(wen)題的(de)幾個途(tu)徑主要是:
1. 將連(lian)鑄方(fang)坯軋成圓(yuan)坯后,再用(yong)斜軋穿孔(kong);
2. 采用三輥式(shi)穿(chuan)孔機對低碳鋼的(de)連鑄坯穿(chuan)孔,至于其他(ta)鋼種(zhong),則用經過軋(ya)制的(de)連鑄坯進行穿(chuan)孔;
3. 在水壓沖孔機上對連(lian)鑄坯進(jin)行沖孔。
而PPM可以直接對(dui)連鑄方(fang)坯穿孔,這在技術發(fa)展史上不能不說是一大進步(bu)。
A.H.Calmes 為發展壓力穿孔工藝而做的大量試驗始自20世紀50年代末,于60年代末制成試驗軋機,接著,在Dalmine 不銹鋼管廠進行了工業性試驗。
1971年意(yi)大(da)利 Dalmine 廠建立(li)了一(yi)(yi)個由加熱到壓(ya)力穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)的(de)完(wan)整工(gong)業性試驗車間,試驗證明,壓(ya)力穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)工(gong)藝可以實現連鑄方(fang)(fang)坯(pi)的(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)。所以,1978年8月在(zai)意(yi)大(da)利Bergamo投產的(de)世界上第一(yi)(yi)個MPM軋(ya)管(guan)廠采用(yong)了PPM,這臺(tai)壓(ya)力穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)軋(ya)輥(gun)輥(gun)徑為(wei)1280mm,電機(ji)(ji)功率(lv)為(wei)500kW,推料機(ji)(ji)的(de)最(zui)大(da)推力為(wei)2300kN.壓(ya)力穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)前(qian)設有兩個導向(xiang)(xiang)(xiang)裝置(zhi)(zhi),一(yi)(yi)個是輥(gun)式導向(xiang)(xiang)(xiang)裝置(zhi)(zhi),另(ling)一(yi)(yi)個是板(ban)式導向(xiang)(xiang)(xiang)裝置(zhi)(zhi)。后(hou)者是日本八幡廠滾動式導板(ban)裝置(zhi)(zhi)的(de)一(yi)(yi)個改進,四(si)(si)塊導板(ban)各由液壓(ya)缸(gang)壓(ya)向(xiang)(xiang)(xiang)鋼坯(pi),使方(fang)(fang)坯(pi)保持在(zai)中心線上,壓(ya)力穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)的(de)推桿是一(yi)(yi)根圓(yuan)棒,前(qian)端(duan)有一(yi)(yi)個方(fang)(fang)形推頭(tou),在(zai)推桿的(de)中部(bu)有一(yi)(yi)個一(yi)(yi)段1m左右的(de)方(fang)(fang)形截面的(de)導向(xiang)(xiang)(xiang)段,在(zai)其四(si)(si)面鑲有可以更換的(de)耐磨襯板(ban)。在(zai)推鋼時,這一(yi)(yi)段方(fang)(fang)形導向(xiang)(xiang)(xiang)段不通(tong)過(guo)軋(ya)輥(gun),而只是在(zai)輥(gun)式導向(xiang)(xiang)(xiang)裝置(zhi)(zhi)中起導向(xiang)(xiang)(xiang)作用(yong)。
壓力(li)穿(chuan)孔(kong)頂(ding)(ding)頭和頂(ding)(ding)桿(gan)(gan)擰在(zai)(zai)一(yi)(yi)起(qi),穿(chuan)孔(kong)結束后,頂(ding)(ding)桿(gan)(gan)連同空(kong)心坯一(yi)(yi)起(qi)橫向移出到一(yi)(yi)條輥(gun)道上,在(zai)(zai)此擋住穿(chuan)孔(kong)坯而將頂(ding)(ding)桿(gan)(gan)(及頂(ding)(ding)頭)抽出,穿(chuan)孔(kong)后空(kong)心坯的(de)壁厚(hou)不(bu)均(jun)(jun)平均(jun)(jun)為15%,經(jing)過一(yi)(yi)次(ci)延(yan)伸(shen)以后,空(kong)心坯的(de)壁厚(hou)不(bu)均(jun)(jun)可減去70%.因此荒管的(de)壁厚(hou)不(bu)均(jun)(jun)約為±5%,具體數據是(shi):
對于壁厚為(wei)5.5~6.35mm的鋼管ΔS=±7%;
對于壁厚為(wei)15~18mm的鋼管ΔS=3.5%.
穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)后(hou)的(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)要在(zai)(zai)(zai)延(yan)伸(shen)機(ji)(ji)(ji)上延(yan)伸(shen),減(jian)小管壁(bi)厚度,消除(chu)(chu)壁(bi)厚不均。在(zai)(zai)(zai)1961年(nian)進行旨在(zai)(zai)(zai)消除(chu)(chu)壁(bi)厚不均的(de)(de)(de)試驗,采(cai)用了(le)如(ru)上所(suo)(suo)述(shu)的(de)(de)(de)結(jie)構方(fang)(fang)(fang)式。后(hou)的(de)(de)(de)1964~1965年(nian)在(zai)(zai)(zai)一臺(tai)16英(ying)寸(cun)周期(qi)軋管機(ji)(ji)(ji)上進行軋管試驗,其(qi)(qi)簡況如(ru)下:管坯(pi)(pi)為(wei)(wei)包(bao)括不銹鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)內的(de)(de)(de)各種(zhong)鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)6~5/8英(ying)寸(cun)方(fang)(fang)(fang)鋼(gang)錠,穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)后(hou)空(kong)(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)外徑(jing)為(wei)(wei)8 1/4英(ying)寸(cun),壁(bi)厚為(wei)(wei)2英(ying)寸(cun),當L/I·D為(wei)(wei)12.5時,仍然可獲得壁(bi)厚均勻的(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)。在(zai)(zai)(zai)1966年(nian)開始設計、制造工藝性試驗的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji),在(zai)(zai)(zai)1969年(nian)制成試驗用的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji),所(suo)(suo)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)外徑(jing)為(wei)(wei)10~16 1/2英(ying)寸(cun)。鑒于采(cai)用連(lian)(lian)鑄(zhu)方(fang)(fang)(fang)坯(pi)(pi)生產無縫鋼(gang)管的(de)(de)(de)重要意(yi)義,將1968年(nian)試驗計劃的(de)(de)(de)重點放在(zai)(zai)(zai)連(lian)(lian)鑄(zhu)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)上,接著采(cai)用各種(zhong)鋼(gang)種(zhong),特別是(shi)在(zai)(zai)(zai)斜軋穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)上難以穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong),進行了(le)大量(liang)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)試驗,其(qi)(qi)結(jie)果如(ru)下:9 1/2英(ying)寸(cun)連(lian)(lian)鑄(zhu)方(fang)(fang)(fang)坯(pi)(pi),經過加熱、定心(xin)(xin)、定型和(he)清除(chu)(chu)氧化(hua)鐵(tie)皮后(hou),在(zai)(zai)(zai)壓(ya)(ya)力(li)(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)穿(chuan)成空(kong)(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi),其(qi)(qi)外徑(jing)為(wei)(wei)11 3/4英(ying)寸(cun),內徑(jing)為(wei)(wei)6英(ying)寸(cun),方(fang)(fang)(fang)坯(pi)(pi)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)時的(de)(de)(de)延(yan)伸(shen)系(xi)數(shu)為(wei)(wei)1.08~1.18,通過軋輥孔(kong)(kong)(kong)(kong)型以及出口(kou)導套的(de)(de)(de)變換,可以改變空(kong)(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)的(de)(de)(de)外徑(jing)和(he)延(yan)伸(shen)系(xi)數(shu)。當延(yan)伸(shen)系(xi)數(shu)為(wei)(wei)1.10時所(suo)(suo)得的(de)(de)(de)結(jie)果為(wei)(wei)最(zui)好,截面(mian)也較(jiao)圓。但應(ying)指出,壓(ya)(ya)力(li)(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)法的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)并不在(zai)(zai)(zai)于獲得完全圓的(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)和(he)較(jiao)巨(ju)大的(de)(de)(de)延(yan)長(chang)率,而是(shi)在(zai)(zai)(zai)不使金屬結(jie)構受到不利的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)狀態下,將方(fang)(fang)(fang)形鑄(zhu)坯(pi)(pi)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)成為(wei)(wei)內表面(mian)質量(liang)良好的(de)(de)(de)圓形空(kong)(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi),最(zui)大的(de)(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)比(bi)L/I·D可達24,而在(zai)(zai)(zai)水壓(ya)(ya)沖孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)上,穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)比(bi)僅為(wei)(wei)6,若其(qi)(qi)后(hou)設置延(yan)伸(shen)機(ji)(ji)(ji),也只能達到9,在(zai)(zai)(zai)壓(ya)(ya)力(li)(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)上,雖然L/I·D值很高(gao),但其(qi)(qi)壁(bi)厚的(de)(de)(de)偏差仍在(zai)(zai)(zai)允(yun)許范圍內。
除了加(jia)熱均勻與否(fou)以外,影響壁厚不均程度的(de)主要因(yin)素是(shi):
1. 設計方(fang)面的因素 入口(kou)導(dao)套(tao)、出口(kou)導(dao)套(tao)、軋輥孔型、頂桿的中心(xin)要(yao)在一條直線上(shang);
2. 工具(ju)方面(mian)的(de)因素 要將穿(chuan)孔工具(ju)的(de)公差值減至(zhi)最小;
3. 定心問題 在方(fang)坯的(de)前端(duan)要有一個準確(que)的(de)中(zhong)心孔;
4. 穿(chuan)孔(kong)頂頭和頂桿(gan)的(de)強度問題 當方坯(pi)加熱(re)溫度為2300~2360 ℉時,頂桿(gan)的(de)單位載(zai)荷不應(ying)超過65kg/m㎡.