限(xian)動芯棒連軋(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝被稱作“Retained mandrel mill”或“Multi-stand pipe mill”(簡稱MPM),前(qian)者是從芯棒運動受(shou)控(kong)這一(yi)特點出發的(de),故稱為“限(xian)動芯棒連軋(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝”,后(hou)者是從Calmes 取名的(de)“Multi-stand pilger mill”中“Pilger”變(bian)以“Pipe”演變(bian)而來(lai)的(de)。由于這一(yi)歷史原(yuan)因,這種軋(ya)(ya)機(ji)簡稱為 MPM軋(ya)(ya)機(ji),而不是RMM.
采用這種工藝軋管,連軋不銹鋼管外徑最大可達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(gong)藝設(she)備特征
a. MPM軋機的特征
MPM軋(ya)機采用(yong)機械(xie)限動(dong)(dong)(dong)式(shi)芯(xin)(xin)棒(bang)速(su)度(du)控制裝置,芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)快(kuai)速(su)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)(穿(chuan)心(xin)棒(bang)、抽芯(xin)(xin)棒(bang))及(ji)限動(dong)(dong)(dong)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)(軋(ya)制時(shi)控制芯(xin)(xin)棒(bang)速(su)度(du))靠(kao)36m長的(de)(de)(de)大(da)齒(chi)條(tiao)(tiao)來(lai)實現(xian)。快(kuai)速(su)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)由兩臺500kW直(zhi)流(liu)電機分別(bie)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)兩個(ge)(ge)齒(chi)輪,從齒(chi)條(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)上下(xia)側(ce)帶(dai)動(dong)(dong)(dong)齒(chi)條(tiao)(tiao)運動(dong)(dong)(dong)。限動(dong)(dong)(dong)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)時(shi),由8個(ge)(ge)齒(chi)輪(上下(xia)各4個(ge)(ge))從齒(chi)條(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)上下(xia)側(ce)帶(dai)動(dong)(dong)(dong)齒(chi)條(tiao)(tiao)運動(dong)(dong)(dong),每個(ge)(ge)齒(chi)輪均由1臺110kW直(zhi)流(liu)電機單獨(du)傳動(dong)(dong)(dong)。芯(xin)(xin)棒(bang)運動(dong)(dong)(dong)方式(shi)的(de)(de)(de)改變依靠(kao)氣動(dong)(dong)(dong)離(li)合(he)器(qi)分別(bie)接(jie)通或(huo)脫(tuo)開(kai)相應的(de)(de)(de)齒(chi)輪來(lai)實現(xian)。芯(xin)(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)快(kuai)速(su)行程速(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)行程為5.0~5.2m.
在Dalmine公司(si)進行試驗時,芯(xin)棒(bang)的(de)運(yun)動速度采(cai)用液(ye)壓控(kong)制(zhi)。但因液(ye)壓系(xi)統控(kong)制(zhi)芯(xin)棒(bang)速度不夠穩定,有芯(xin)棒(bang)斷續運(yun)動的(de)情況,隨(sui)后改為齒(chi)輪齒(chi)條傳動的(de)機械系(xi)統。
MPM的(de)軋輥孔型(xing)采用比普(pu)通連(lian)軋機開(kai)口角稍小的(de)封閉(bi)式圓孔(帶弧形開(kai)口),可以采用較大的(de)伸長率(lv)。
b. 脫(tuo)管機的(de)特征
MPM的(de)(de)脫管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)與二輥(gun)(gun)式定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)相同,由于MPM主(zhu)軋機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)第(di)(di)七(qi)、八機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)的(de)(de)壓下(xia)量很小,僅靠第(di)(di)七(qi)、八機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)軋輥(gun)(gun)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)無(wu)法推送管子前(qian)進(jin)和使管子從芯棒前(qian)端脫出,故在MPM工藝(yi)中設(she)置幾架(jia)脫管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji),起脫管和定(ding)徑(jing)(jing)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)。脫管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)軋輥(gun)(gun)直徑(jing)(jing)為(wei)720~850mm,輥(gun)(gun)身長420mm,第(di)(di)一(yi)、三架(jia)由1臺(tai)450kW的(de)(de)直流電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)驅(qu)動,而第(di)(di)二架(jia)則單獨由1臺(tai)同型號電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)驅(qu)動。脫管速度必須按連(lian)軋原(yuan)則確定(ding),并與MPM軋機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)第(di)(di)八機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)保持電氣連(lian)鎖。脫管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)減(jian)徑(jing)(jing)率為(wei)3.5%~4.6%,孔型與一(yi)般二輥(gun)(gun)式定(ding)徑(jing)(jing)直機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)相同。
c. MPM工藝(yi)的芯棒運動特征(zheng)
軋(ya)制(zhi)(zhi)過(guo)程中(zhong),要控制(zhi)(zhi)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)的速(su)(su)度(du),使其處于恒(heng)定狀態(tai)。雖然芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)也隨管子前進(jin),但其前進(jin)速(su)(su)度(du)應遠(yuan)小于管子的速(su)(su)度(du),軋(ya)制(zhi)(zhi)結束(shu)后(hou)被抽出返(fan)回。軋(ya)制(zhi)(zhi)28m長(chang)的管子時(shi),芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)長(chang)度(du)為(wei)(wei)(wei)12m.芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)為(wei)(wei)(wei)中(zhong)空(kong)水(shui)(shui)冷(leng)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang),軋(ya)制(zhi)(zhi)結束(shu)后(hou),芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)溫度(du)為(wei)(wei)(wei)400℃,需(xu)要采用(yong)內外噴(pen)水(shui)(shui)使之均勻(yun)冷(leng)卻(que)。
2. 限動芯棒連軋管工(gong)藝技術發(fa)展的4個階(jie)段(duan)
不銹鋼管(guan)(guan)限動芯棒連軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)工(gong)藝(yi)的(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)發(fa)展史應溯自1890年(nian),Pfeiffer在(zai)一(yi)篇文章中寫道:“1890年(nian)發(fa)明家Heckert 申請了連軋(ya)(ya)(ya)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)專(zhuan)利,該技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)采用十架兩輥高速軋(ya)(ya)(ya)機固定芯棒軋(ya)(ya)(ya)制空心管(guan)(guan)坯。可見在(zai)Calmes 多(duo)機架軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機問世(shi)前80年(nian),就已(yi)(yi)有了雛形。”1968年(nian)A.H.Calmes 取(qu)得(de)了MPM連軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)工(gong)藝(yi)的(de)權利,10年(nian)后,第一(yi)套(tao)MPM連軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機在(zai)Dalmine Bergamo 鋼管(guan)(guan)廠(chang)投產(chan),到2003年(nian)12月天津無(wu)縫(feng)不銹鋼管(guan)(guan)廠(chang)三輥式限動芯棒連軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機投產(chan),已(yi)(yi)經歷了整整25年(nian)的(de)時間,和全(quan)浮動芯棒連軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)發(fa)展相比,這(zhe)種工(gong)藝(yi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)發(fa)展顯得(de)快多(duo)了。這(zhe)25年(nian)的(de)發(fa)展歷程可劃(hua)分為四個階段(duan),如表22-3所示。



