限動(dong)芯棒(bang)連(lian)軋管工(gong)藝被(bei)稱(cheng)作“Retained mandrel mill”或“Multi-stand pipe mill”(簡稱(cheng)MPM),前者(zhe)是從芯棒(bang)運動(dong)受控這一特點出發的(de),故稱(cheng)為(wei)“限動(dong)芯棒(bang)連(lian)軋管工(gong)藝”,后(hou)者(zhe)是從Calmes 取(qu)名的(de)“Multi-stand pilger mill”中“Pilger”變以“Pipe”演變而來的(de)。由(you)于這一歷史(shi)原因,這種軋機(ji)簡稱(cheng)為(wei) MPM軋機(ji),而不是RMM.
采用這種工藝軋管,連軋不銹鋼(gang)管外徑最大可達406mm(16英寸),最佳尺寸為339.3mm(13 3/8英寸)。該工藝的實質是:在整個軋制過程中,控制芯棒運動速度,使其保持恒定;借助于脫管機,在軋制過程結束時,將芯棒從荒管中抽出,使其與芯棒裝置一起返回。
1. MPM工藝設備特征
a. MPM軋機的特征(zheng)
MPM軋機(ji)采用機(ji)械限動(dong)(dong)(dong)式(shi)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)速(su)度(du)控制裝置,芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)的快速(su)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)(穿心棒(bang)(bang)(bang)、抽(chou)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang))及限動(dong)(dong)(dong)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)(軋制時控制芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)速(su)度(du))靠36m長的大齒(chi)(chi)條(tiao)來實現。快速(su)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)由(you)兩臺(tai)500kW直流電機(ji)分別驅動(dong)(dong)(dong)兩個(ge)齒(chi)(chi)輪,從(cong)齒(chi)(chi)條(tiao)的上(shang)下(xia)側(ce)帶動(dong)(dong)(dong)齒(chi)(chi)條(tiao)運(yun)動(dong)(dong)(dong)。限動(dong)(dong)(dong)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)時,由(you)8個(ge)齒(chi)(chi)輪(上(shang)下(xia)各(ge)4個(ge))從(cong)齒(chi)(chi)條(tiao)的上(shang)下(xia)側(ce)帶動(dong)(dong)(dong)齒(chi)(chi)條(tiao)運(yun)動(dong)(dong)(dong),每個(ge)齒(chi)(chi)輪均由(you)1臺(tai)110kW直流電機(ji)單獨傳動(dong)(dong)(dong)。芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)運(yun)動(dong)(dong)(dong)方式(shi)的改變依靠氣動(dong)(dong)(dong)離合器分別接通(tong)或脫開(kai)相應的齒(chi)(chi)輪來實現。芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)的快速(su)行程(cheng)速(su)度(du)為6m/s,限動(dong)(dong)(dong)速(su)度(du)為0.2~0.5m/s,限動(dong)(dong)(dong)工作(zuo)(zuo)(zuo)行程(cheng)為5.0~5.2m.
在Dalmine公司進行(xing)試驗時,芯(xin)棒的運動(dong)速度(du)采用液壓(ya)控制(zhi)。但因液壓(ya)系統控制(zhi)芯(xin)棒速度(du)不(bu)夠穩(wen)定,有芯(xin)棒斷續(xu)運動(dong)的情況,隨后改為齒輪齒條(tiao)傳動(dong)的機械系統。
MPM的(de)軋(ya)輥孔型采用(yong)比(bi)普通連(lian)軋(ya)機開口角(jiao)稍小的(de)封閉式圓孔(帶弧形(xing)開口),可(ke)以采用(yong)較大的(de)伸長率。
b. 脫管機的特征
MPM的(de)(de)脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)與二(er)(er)輥(gun)式定徑機(ji)(ji)(ji)(ji)相同(tong),由于MPM主軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)第(di)七、八(ba)(ba)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)的(de)(de)壓下量很小,僅靠第(di)七、八(ba)(ba)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)軋(ya)輥(gun)的(de)(de)作用無法推送管(guan)(guan)子前(qian)進和使管(guan)(guan)子從芯棒前(qian)端(duan)脫(tuo)出(chu),故在MPM工(gong)藝(yi)中設置幾架(jia)脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji),起脫(tuo)管(guan)(guan)和定徑的(de)(de)作用。脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)軋(ya)輥(gun)直(zhi)徑為720~850mm,輥(gun)身長(chang)420mm,第(di)一、三架(jia)由1臺450kW的(de)(de)直(zhi)流(liu)電機(ji)(ji)(ji)(ji)驅(qu)動,而第(di)二(er)(er)架(jia)則單獨由1臺同(tong)型(xing)號電機(ji)(ji)(ji)(ji)驅(qu)動。脫(tuo)管(guan)(guan)速度必須按(an)連軋(ya)原則確(que)定,并與MPM軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)第(di)八(ba)(ba)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)保(bao)持電氣連鎖。脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)減(jian)徑率為3.5%~4.6%,孔型(xing)與一般二(er)(er)輥(gun)式定徑直(zhi)機(ji)(ji)(ji)(ji)相同(tong)。
c. MPM工(gong)藝的(de)芯棒運動特征(zheng)
軋(ya)制(zhi)過程(cheng)中,要控制(zhi)芯(xin)棒(bang)的(de)速度(du)(du),使其(qi)處于恒(heng)定狀態。雖然芯(xin)棒(bang)也隨管子前進,但其(qi)前進速度(du)(du)應遠(yuan)小于管子的(de)速度(du)(du),軋(ya)制(zhi)結束后被抽出返(fan)回。軋(ya)制(zhi)28m長的(de)管子時,芯(xin)棒(bang)長度(du)(du)為(wei)12m.芯(xin)棒(bang)為(wei)中空水冷芯(xin)棒(bang),軋(ya)制(zhi)結束后,芯(xin)棒(bang)溫度(du)(du)為(wei)400℃,需要采(cai)用內外(wai)噴水使之均勻冷卻。
2. 限動芯棒(bang)連軋管工(gong)藝技術發展的4個階段
不銹鋼(gang)管限(xian)動(dong)芯棒連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管工藝(yi)的(de)(de)(de)技(ji)術發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)史應溯自(zi)1890年,Pfeiffer在(zai)(zai)一篇文章中寫(xie)道:“1890年發(fa)(fa)明家Heckert 申請了(le)(le)(le)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)技(ji)術專利,該技(ji)術采用(yong)十架兩輥高速(su)軋(ya)(ya)(ya)機固定芯棒軋(ya)(ya)(ya)制空心管坯。可見在(zai)(zai)Calmes 多機架軋(ya)(ya)(ya)管機問世前80年,就(jiu)已(yi)有(you)了(le)(le)(le)雛形。”1968年A.H.Calmes 取(qu)得了(le)(le)(le)MPM連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管工藝(yi)的(de)(de)(de)權利,10年后,第一套MPM連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管機在(zai)(zai)Dalmine Bergamo 鋼(gang)管廠投產,到2003年12月(yue)天津無(wu)縫不銹鋼(gang)管廠三輥式限(xian)動(dong)芯棒連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管機投產,已(yi)經(jing)歷了(le)(le)(le)整整25年的(de)(de)(de)時間(jian),和全浮動(dong)芯棒連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管技(ji)術的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)相(xiang)比(bi),這種(zhong)工藝(yi)技(ji)術的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)顯(xian)得快(kuai)多了(le)(le)(le)。這25年的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)歷程可劃分(fen)為四個階段(duan),如表22-3所示。