三輥限動芯棒連續軋管機PQF(Premium Quality Finishing)是意大利 INNSE公司為克服二輥連續軋管機的固有局限性而研制開發的。如圖4-6所示，PQF軋管機由4~7架三輥可調式機架組成，采用限動芯棒方式操作，其中ф168mm PQF機組由于采用了獨特的芯棒運行方式，使其軋制節奏達到24s/支。代表性機組為我國天津不銹鋼管廠的ф168mm機組。
從軋(ya)(ya)(ya)鋼(gang)工藝(yi)(yi)上講三(san)輥連(lian)續(xu)軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)比二輥連(lian)續(xu)軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)有明(ming)顯(xian)的(de)(de)優點，但多(duo)了(le)一(yi)(yi)個(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥使(shi)得軋(ya)(ya)(ya)機(ji)結構(gou)有了(le)明(ming)顯(xian)的(de)(de)差異，用什么樣的(de)(de)結構(gou)形(xing)式才能滿足(zu)新機(ji)型的(de)(de)要求(qiu)，使(shi)其(qi)發(fa)揮優勢，實現高效生產(chan)(chan)，達(da)到理想(xiang)的(de)(de)效果，一(yi)(yi)直是人們探(tan)索的(de)(de)目標(biao)，多(duo)年來全世(shi)(shi)界一(yi)(yi)直沒(mei)有哪家企業(ye)開發(fa)采用這項技術。進入21世(shi)(shi)紀，天(tian)津(jin)不銹鋼(gang)管廠和(he)米爾／因西(xi)公司共(gong)同成功開發(fa)了(le)Φ168mm PQF限動(dong)芯棒連(lian)續(xu)軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)，于2003年8月在天(tian)津(jin)不銹鋼(gang)管廠建成投產(chan)(chan)，并在當年12月就達(da)到了(le)設計產(chan)(chan)量。PQF一(yi)(yi)經問世(shi)(shi)，就引起了(le)國內外同行的(de)(de)高度重視，現對其(qi)工藝(yi)(yi)、結構(gou)和(he)傳動(dong)等(deng)特點作一(yi)(yi)簡要介紹。
一、工藝特點
三輥連續軋管機簡稱PQF,是由因西公司開發推出的。軋管時芯棒是限動的、速度是可控的，芯棒的速度應高于第一架的咬入速度，屬于限動芯棒連續軋管機，每個機架由三個軋輥組成孔型，采用三輥設計的孔型比傳統的兩輥設計的孔型圓度好，且孔型的半徑差小，有利于軋件的均勻變形，也使軋輥的磨損均勻。軋槽底部和軋槽頂部之間的圓周速度差較小，從而能在穩定的條件下使軋制的金屬變形更加均勻，使所軋制的荒管徑壁比達到45以上。凸緣面積（不與軋輥或芯棒接觸的管子面積，也就是輥縫處壁厚／外徑的凸起面積，見圖4-2)有所減小，即流向凸緣的金屬量減少了，這一優點在軋制不受外端及其他機架約束的鋼管尾端時尤為重要。事實上鋼管尾端在三輥式軋管機上軋制時受控是由于凸緣面積較小（比二輥式的小30%左右）以及軋槽底部與軋槽頂部間的圓周速度差較小的緣故，因此可以避免或大大減少管端折疊和飛翅的形成。由于圓周壓應力較高，從而能在軋制時使輥縫處產生的縱向拉應力的危險性大大降低。孔型中芯棒的穩定性較高，PQF機組可以生產高強度（P110以上）特殊鋼級油井用管、高壓鍋爐管及13Cr、304L等不銹鋼管。POF最大的優勢是，由于三輥孔型的半徑差小于兩輥，軋件變形更加均勻、平穩，使產品的壁厚精度和表面質量高于MPM,軋制的荒管直徑越大，優勢越明顯。
二、結構特點
工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)是由三(san)個軋(ya)(ya)輥(gun)組成一體相對(dui)獨立的軋(ya)(ya)制單元(yuan)。天津鋼管公司的PQF連續軋(ya)(ya)管機(ji)由6個工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)（包(bao)括第(di)1架(jia)(jia)空減(jian)機(ji)架(jia)(jia)即VRS)組成。工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)不承(cheng)(cheng)受(shou)軋(ya)(ya)制力(li)，只承(cheng)(cheng)受(shou)限動力(li)。工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)內的三(san)個軋(ya)(ya)輥(gun)在壓(ya)下機(ji)構(gou)和(he)平衡裝(zhuang)置(zhi)的控制下構(gou)成一個孔型，并(bing)可對(dui)孔型進行(xing)調整。每個軋(ya)(ya)輥(gun)（包(bao)括軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)座(zuo)）安裝(zhuang)在一個杠桿(gan)臂(bei)上，杠桿(gan)臂(bei)通(tong)過(guo)銷(xiao)軸(zhou)(zhou)(zhou)安裝(zhuang)在工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)上，孔型調整時杠桿(gan)以銷(xiao)軸(zhou)(zhou)(zhou)為支點擺動。每個軋(ya)(ya)輥(gun)軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)座(zuo)的兩側(ce)，工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)上都(dou)有導向滑(hua)板，用(yong)來保持(chi)軋(ya)(ya)輥(gun)調整時的位置(zhi)，并(bing)承(cheng)(cheng)受(shou)限動力(li)。工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)上有一套軋(ya)(ya)輥(gun)軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)甘油潤滑(hua)管線系統和(he)一套軋(ya)(ya)輥(gun)冷卻水系統，由液壓(ya)缸操作(zuo)(zuo)(zuo)的快速接頭將這兩個系統連接到外管網上。PQF機(ji)架(jia)(jia)示意圖參(can)見圖4-7。
承受軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)，即(ji)安(an)裝有(you)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)下缸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)強度、高(gao)剛度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊接結構框(kuang)架(jia)(jia)(jia)，它起(qi)到(dao)(dao)了(le)(le)通(tong)(tong)常軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)鋼機(ji)(ji)(ji)牌(pai)(pai)坊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，這個焊接結構框(kuang)架(jia)(jia)(jia)就(jiu)稱之為“隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)”，其示(shi)意圖參(can)見圖4-8。PQF連續軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji)(ji)所有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)(he)芯棒(bang)(bang)支撐架(jia)(jia)(jia)都安(an)裝在隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)內(nei)，它們通(tong)(tong)過液(ye)壓(ya)(ya)(ya)缸從垂方向(xiang)和(he)(he)(he)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)線(xian)方向(xiang)被固定(ding)在隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)內(nei)，與(yu)(yu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)線(xian)相吻合。PQF的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)力(li)和(he)(he)(he)限動(dong)力(li)都是(shi)由(you)隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)來承受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)內(nei)有(you)用(yong)于裝、拆卸(xie)工作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)(he)芯棒(bang)(bang)支撐架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)，軌(gui)道(dao)保證換(huan)輥(gun)(gun)(gun)時工作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)(he)芯棒(bang)(bang)支撐架(jia)(jia)(jia)達到(dao)(dao)正確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)。隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)出(chu)口(kou)有(you)一個鎖緊(jin)門(men)，用(yong)隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)缸沿軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)線(xian)方向(xiang)將工作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)(he)芯棒(bang)(bang)支撐架(jia)(jia)(jia)固定(ding)在隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)內(nei)，換(huan)輥(gun)(gun)(gun)時鎖緊(jin)門(men)隨工作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)一起(qi)被移(yi)出(chu)隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)到(dao)(dao)換(huan)輥(gun)(gun)(gun)位(wei)置(zhi)。驅動(dong)每個軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳動(dong)軸（共計18根）從各自的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)由(you)外面(mian)伸入隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)與(yu)(yu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)連接。PQF軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)設計非常緊(jin)湊，在隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)上安(an)裝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設備很密集(ji)，其中包括(kuo)有(you)100個液(ye)壓(ya)(ya)(ya)缸、液(ye)壓(ya)(ya)(ya)管、潤(run)滑管、冷卻水管、沖渣水管和(he)(he)(he)各種(zhong)電器(qi)控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)管線(xian)等輔助設備，只有(you)通(tong)(tong)過統(tong)籌合理地安(an)排才能安(an)裝恰(qia)當(dang)。與(yu)(yu)傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩輥(gun)(gun)(gun)式(shi)連軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)組交叉排列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)布(bu)置(zhi)方式(shi)比較，使(shi)用(yong)圓形隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)牌(pai)(pai)坊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)間(jian)距縮短了(le)(le)，減少(shao)了(le)(le)在軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)過程中因(yin)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)間(jian)距大而使(shi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)件運行(xing)不穩定(ding)等因(yin)素。
三、傳(chuan)動系統(tong)
PQF每個(ge)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)上的(de)(de)三(san)個(ge)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)互成120°,驅動(dong)這(zhe)三(san)個(ge)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)的(de)(de)傳(chuan)動(dong)系統在(zai)隧道外也要分(fen)布在(zai)互呈120°的(de)(de)位置上。同(tong)一(yi)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)上的(de)(de)三(san)個(ge)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)的(de)(de)轉速和加速度必(bi)(bi)須完全一(yi)致，因此，三(san)個(ge)減(jian)(jian)速箱的(de)(de)速比必(bi)(bi)須完全相同(tong)，減(jian)(jian)速箱和傳(chuan)動(dong)軸的(de)(de)轉動(dong)慣量(liang)必(bi)(bi)須基本一(yi)致，電(dian)動(dong)機(ji)的(de)(de)特性和控制變形保持一(yi)致。相鄰(lin)POF連續(xu)軋(ya)管(guan)機(ji)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)之(zhi)間(jian)布置非常(chang)緊湊，間(jian)距很(hen)小(xiao)，相鄰(lin)的(de)(de)傳(chuan)動(dong)系統的(de)(de)間(jian)距因此同(tong)樣(yang)也很(hen)小(xiao)，給設計減(jian)(jian)速機(ji)和選擇電(dian)動(dong)機(ji)提出(chu)了苛刻(ke)的(de)(de)要求。傳(chuan)動(dong)軸是可伸(shen)縮(suo)的(de)(de)，在(zai)換(huan)輥(gun)(gun)(gun)時傳(chuan)動(dong)軸回縮(suo)脫離和軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)的(de)(de)連接(jie)，新工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)換(huan)入后傳(chuan)動(dong)軸伸(shen)出(chu)并和軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)連接(jie)，伸(shen)縮(suo)的(de)(de)動(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)由液壓缸來(lai)執行(xing)。
四、軋輥更(geng)換系統(tong)
已經投(tou)產的(de)最初兩套PQF連續軋(ya)(ya)管機(ji)，在(zai)設計(ji)時三個互呈120°的(de)傳動系(xi)統(tong)(tong)占據了軋(ya)(ya)機(ji)四周(zhou)的(de)空間(jian)、傳統(tong)(tong)（MPM式(shi)(shi)）的(de)換(huan)(huan)輥(gun)，即(ji)從(cong)側向換(huan)(huan)輥(gun)方式(shi)(shi)已不(bu)可能，只有采用(yong)從(cong)軸向，即(ji)軋(ya)(ya)制線方向來(lai)換(huan)(huan)輥(gun)。在(zai)PQF 連續軋(ya)(ya)管機(ji)和(he)脫管機(ji)之間(jian)布置一個換(huan)(huan)輥(gun)區(qu)，這個換(huan)(huan)輥(gun)區(qu)應滿(man)足以下(xia)要求：
1. 軋機出口到脫管(guan)機的輸(shu)送輥(gun)道在換(huan)輥(gun)時(shi)要(yao)能移開，換(huan)輥(gun)結(jie)束后，輸(shu)送輥(gun)道要(yao)及時(shi)復位并可靠地和軋制線對中；
2. 換(huan)輥(gun)區(qu)要布置(zhi)兩列換(huan)輥(gun)小(xiao)車，分別放置(zhi)待換(huan)人的(de)工作機(ji)架(jia)和(he)承接從(cong)隧(sui)道中拉出的(de)需(xu)要換(huan)掉的(de)工作機(ji)架(jia)；
3. 每列換輥小(xiao)(xiao)車由可單獨橫移(yi)(yi)的換輥單元(yuan)組(zu)成，其(qi)數(shu)量與工作機架(jia)和(he)芯棒支(zhi)撐架(jia)的數(shu)量相一致，兩(liang)列換輥小(xiao)(xiao)車也(ye)可整(zheng)列橫移(yi)(yi)，并能和(he)軋制線正確對中以達(da)到整(zheng)列更(geng)換和(he)個別任意一架(jia)單獨更(geng)換的目的。
五、芯(xin)棒的運(yun)行方(fang)式
限動(dong)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)連續軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)運(yun)(yun)行(xing)有(you)兩種(zhong)(zhong)方(fang)(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)：1. 軋(ya)(ya)制(zhi)結束(shu)時(shi)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)停(ting)止運(yun)(yun)動(dong)，待荒(huang)(huang)管(guan)(guan)從芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)中脫(tuo)(tuo)出(chu)(chu)后(hou)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)快速返回，移出(chu)(chu)軋(ya)(ya)制(zhi)線(xian)(xian)，冷卻、潤滑(hua)(hua)后(hou)循(xun)(xun)環(huan)使用(yong)，傳統的(de)MPM均采(cai)用(yong)此(ci)種(zhong)(zhong)運(yun)(yun)行(xing)方(fang)(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)；2. 軋(ya)(ya)制(zhi)結束(shu)時(shi)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)停(ting)止運(yun)(yun)動(dong)，待荒(huang)(huang)管(guan)(guan)由(you)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)從芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)中脫(tuo)(tuo)出(chu)(chu)后(hou)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)不(bu)是回送，而(er)是向(xiang)前快速運(yun)(yun)行(xing)跟隨荒(huang)(huang)管(guan)(guan)之(zhi)后(hou)依次通過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)穿過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)后(hou)，移出(chu)(chu)軋(ya)(ya)線(xian)(xian)再回送、冷卻、潤滑(hua)(hua)循(xun)(xun)環(huan)使用(yong)，該方(fang)(fang)(fang)(fang)法減少了(le)(le)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)的(de)在線(xian)(xian)待軋(ya)(ya)時(shi)間，從而(er)有(you)效地(di)縮短了(le)(le)軋(ya)(ya)制(zhi)周期，加(jia)快了(le)(le)軋(ya)(ya)制(zhi)節(jie)奏，Φ168mm的(de)PQF機(ji)(ji)組采(cai)用(yong)此(ci)種(zhong)(zhong)運(yun)(yun)行(xing)方(fang)(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)。兩種(zhong)(zhong)運(yun)(yun)行(xing)方(fang)(fang)(fang)(fang)式(shi)(shi)的(de)主要(yao)區別是脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)完成(cheng)后(hou)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)是與(yu)荒(huang)(huang)管(guan)(guan)反向(xiang)運(yun)(yun)行(xing)回退，離(li)開(kai)軋(ya)(ya)機(ji)(ji)后(hou)移出(chu)(chu)軋(ya)(ya)制(zhi)線(xian)(xian)冷卻、潤滑(hua)(hua)、循(xun)(xun)環(huan)使用(yong)；還是同向(xiang)運(yun)(yun)行(xing)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)前行(xing)離(li)開(kai)軋(ya)(ya)機(ji)(ji)后(hou)、穿過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)后(hou)撥出(chu)(chu)軋(ya)(ya)制(zhi)線(xian)(xian)冷卻、潤滑(hua)(hua)、循(xun)(xun)環(huan)使用(yong)。第二種(zhong)(zhong)方(fang)(fang)(fang)(fang)法因(yin)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)要(yao)通過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)，在軋(ya)(ya)制(zhi)薄壁管(guan)(guan)（脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)減徑量大于等于2倍的(de)荒(huang)(huang)管(guan)(guan)壁厚）時(shi)要(yao)求脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)軋(ya)(ya)輥(gun)必(bi)須具備快開(kai)快合功能，以免芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)撞損(sun)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)軋(ya)(ya)輥(gun)。
