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(bu)銹鋼管廠的ф168mm機組。
從軋(ya)(ya)鋼工(gong)藝上講三輥(gun)連(lian)續軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)比二(er)輥(gun)連(lian)續軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)有(you)(you)明顯(xian)的(de)(de)優點，但多了一個軋(ya)(ya)輥(gun)使(shi)得(de)軋(ya)(ya)機(ji)(ji)結構有(you)(you)了明顯(xian)的(de)(de)差(cha)異，用什么樣的(de)(de)結構形式才(cai)能滿足新機(ji)(ji)型的(de)(de)要(yao)求，使(shi)其(qi)發(fa)揮(hui)優勢，實(shi)現高效(xiao)生產，達(da)到理想的(de)(de)效(xiao)果，一直(zhi)是人們探索的(de)(de)目標(biao)，多年來全(quan)世(shi)界一直(zhi)沒有(you)(you)哪家企業(ye)開發(fa)采用這項技術(shu)。進入(ru)21世(shi)紀，天(tian)津(jin)不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)廠和米爾／因西公司共同成功開發(fa)了Φ168mm PQF限(xian)動芯棒連(lian)續軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)，于2003年8月在天(tian)津(jin)不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)廠建成投產，并在當(dang)年12月就達(da)到了設計產量。PQF一經問世(shi)，就引起了國內外同行的(de)(de)高度重視，現對其(qi)工(gong)藝、結構和傳動等特點作一簡要(yao)介紹。
一、工(gong)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(guan)。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(er)、結構特點
工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)是由三(san)個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)組成一(yi)(yi)體(ti)相對(dui)獨立(li)的(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)單元。天津鋼管(guan)公(gong)司的(de)(de)PQF連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)由6個(ge)(ge)工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)（包括第1架(jia)(jia)(jia)空減機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)即VRS)組成。工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)不承受(shou)(shou)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)力，只承受(shou)(shou)限動(dong)力。工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)內(nei)的(de)(de)三(san)個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)在壓下機(ji)(ji)構(gou)和平(ping)衡裝(zhuang)(zhuang)置的(de)(de)控制(zhi)下構(gou)成一(yi)(yi)個(ge)(ge)孔型(xing)，并(bing)可(ke)對(dui)孔型(xing)進行調(diao)整。每(mei)個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)（包括軸承座）安裝(zhuang)(zhuang)在一(yi)(yi)個(ge)(ge)杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)臂(bei)上，杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)臂(bei)通過銷(xiao)軸安裝(zhuang)(zhuang)在工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)上，孔型(xing)調(diao)整時杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)以銷(xiao)軸為(wei)支點擺動(dong)。每(mei)個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸承座的(de)(de)兩側，工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)上都(dou)有(you)導向滑板(ban)，用來(lai)保持軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)調(diao)整時的(de)(de)位置，并(bing)承受(shou)(shou)限動(dong)力。工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)上有(you)一(yi)(yi)套(tao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸承甘油潤滑管(guan)線系統(tong)(tong)和一(yi)(yi)套(tao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)冷卻水系統(tong)(tong)，由液壓缸操(cao)作的(de)(de)快速接頭將這(zhe)兩個(ge)(ge)系統(tong)(tong)連(lian)接到(dao)外管(guan)網(wang)上。PQF機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)示意圖參見(jian)圖4-7。
承(cheng)受軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)力的(de)(de)(de)是(shi)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)，即安(an)(an)(an)裝(zhuang)有(you)液(ye)壓(ya)壓(ya)下缸的(de)(de)(de)高(gao)強度、高(gao)剛度的(de)(de)(de)焊接(jie)結(jie)構框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)(jia)，它(ta)起到了(le)通(tong)常軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)鋼機牌坊(fang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用，這個焊接(jie)結(jie)構框(kuang)(kuang)架(jia)(jia)(jia)就稱之為“隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)”，其示意圖參見圖4-8。PQF連(lian)續(xu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)機所(suo)有(you)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)支撐(cheng)架(jia)(jia)(jia)都安(an)(an)(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)內，它(ta)們(men)通(tong)過液(ye)壓(ya)缸從垂方向(xiang)(xiang)和(he)(he)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)線(xian)(xian)方向(xiang)(xiang)被固定在(zai)(zai)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)內，與(yu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)線(xian)(xian)相吻(wen)合(he)。PQF的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)力和(he)(he)限動(dong)力都是(shi)由隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)來承(cheng)受的(de)(de)(de)。隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)內有(you)用于裝(zhuang)、拆卸工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)支撐(cheng)架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)，軌道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)保證換輥(gun)(gun)時(shi)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)支撐(cheng)架(jia)(jia)(jia)達到正確(que)的(de)(de)(de)位置(zhi)(zhi)。隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)出口(kou)有(you)一(yi)個鎖緊門，用隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)上的(de)(de)(de)液(ye)壓(ya)缸沿(yan)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)線(xian)(xian)方向(xiang)(xiang)將工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)支撐(cheng)架(jia)(jia)(jia)固定在(zai)(zai)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)內，換輥(gun)(gun)時(shi)鎖緊門隨工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機架(jia)(jia)(jia)一(yi)起被移出隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)到換輥(gun)(gun)位置(zhi)(zhi)。驅動(dong)每個軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)(de)傳(chuan)動(dong)軸（共計18根）從各自的(de)(de)(de)位置(zhi)(zhi)由外面伸(shen)入隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)與(yu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)連(lian)接(jie)。PQF軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機設(she)計非常緊湊，在(zai)(zai)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)上安(an)(an)(an)裝(zhuang)的(de)(de)(de)設(she)備很(hen)密集，其中(zhong)包括(kuo)有(you)100個液(ye)壓(ya)缸、液(ye)壓(ya)管(guan)、潤滑管(guan)、冷卻水管(guan)、沖渣(zha)水管(guan)和(he)(he)各種電器控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)管(guan)線(xian)(xian)等輔(fu)助設(she)備，只有(you)通(tong)過統籌合(he)理地安(an)(an)(an)排才能安(an)(an)(an)裝(zhuang)恰當。與(yu)傳(chuan)統的(de)(de)(de)兩(liang)輥(gun)(gun)式連(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機組交叉排列(lie)的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機機架(jia)(jia)(jia)布置(zhi)(zhi)方式比(bi)較(jiao)，使用圓形隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)式的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機牌坊(fang)的(de)(de)(de)機架(jia)(jia)(jia)間距(ju)縮(suo)短(duan)了(le)，減少了(le)在(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)過程中(zhong)因(yin)機架(jia)(jia)(jia)間距(ju)大而(er)使軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)件運行不穩定等因(yin)素。
三(san)、傳(chuan)動系統(tong)
PQF每(mei)個(ge)(ge)工(gong)(gong)作(zuo)機架(jia)(jia)上的(de)(de)三(san)個(ge)(ge)軋(ya)輥互成120°,驅動(dong)(dong)(dong)(dong)這三(san)個(ge)(ge)軋(ya)輥的(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)統在(zai)隧(sui)道外(wai)也要分(fen)布在(zai)互呈120°的(de)(de)位置(zhi)上。同一(yi)(yi)工(gong)(gong)作(zuo)機架(jia)(jia)上的(de)(de)三(san)個(ge)(ge)軋(ya)輥的(de)(de)轉速(su)(su)和(he)加速(su)(su)度必須完全一(yi)(yi)致，因(yin)此，三(san)個(ge)(ge)減(jian)速(su)(su)箱的(de)(de)速(su)(su)比必須完全相(xiang)同，減(jian)速(su)(su)箱和(he)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸(zhou)的(de)(de)轉動(dong)(dong)(dong)(dong)慣(guan)量必須基本一(yi)(yi)致，電動(dong)(dong)(dong)(dong)機的(de)(de)特性(xing)和(he)控制變(bian)形(xing)保持一(yi)(yi)致。相(xiang)鄰POF連(lian)續軋(ya)管(guan)機工(gong)(gong)作(zuo)機架(jia)(jia)之間(jian)布置(zhi)非常(chang)緊湊，間(jian)距(ju)很小，相(xiang)鄰的(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)統的(de)(de)間(jian)距(ju)因(yin)此同樣(yang)也很小，給設計減(jian)速(su)(su)機和(he)選(xuan)擇電動(dong)(dong)(dong)(dong)機提(ti)出了苛刻的(de)(de)要求。傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸(zhou)是(shi)可伸(shen)縮的(de)(de)，在(zai)換輥時傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸(zhou)回縮脫離和(he)軋(ya)輥的(de)(de)連(lian)接，新工(gong)(gong)作(zuo)機架(jia)(jia)換入(ru)后(hou)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸(zhou)伸(shen)出并(bing)和(he)軋(ya)輥連(lian)接，伸(shen)縮的(de)(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)作(zuo)由液壓缸來執行。
四(si)、軋輥更(geng)換系統
已(yi)經投產的最(zui)初兩套PQF連續軋管(guan)機(ji)，在設計時(shi)三(san)個互(hu)呈120°的傳(chuan)動系統占據了軋機(ji)四周的空間(jian)、傳(chuan)統（MPM式(shi)）的換輥(gun)，即從側向換輥(gun)方(fang)式(shi)已(yi)不可能，只(zhi)有采用從軸向，即軋制線方(fang)向來換輥(gun)。在PQF 連續軋管(guan)機(ji)和脫(tuo)管(guan)機(ji)之間(jian)布置一個換輥(gun)區(qu)(qu)，這個換輥(gun)區(qu)(qu)應(ying)滿(man)足以下要(yao)求：
1. 軋(ya)機出口到脫管(guan)機的(de)輸(shu)(shu)送輥道在(zai)換輥時(shi)要能(neng)移開，換輥結束后(hou)，輸(shu)(shu)送輥道要及時(shi)復(fu)位并(bing)可靠地和軋(ya)制線(xian)對中(zhong)；
2. 換(huan)輥(gun)區(qu)要布置兩(liang)列換(huan)輥(gun)小車(che)，分別放(fang)置待換(huan)人的(de)(de)工作(zuo)機(ji)(ji)架和承接從(cong)隧道中拉(la)出(chu)的(de)(de)需要換(huan)掉(diao)的(de)(de)工作(zuo)機(ji)(ji)架；
3. 每(mei)列(lie)換(huan)輥小(xiao)車由可(ke)單獨橫移的(de)換(huan)輥單元組(zu)成，其數(shu)量與工作(zuo)機架(jia)和芯棒支撐架(jia)的(de)數(shu)量相一(yi)(yi)致，兩列(lie)換(huan)輥小(xiao)車也可(ke)整列(lie)橫移，并能和軋(ya)制線正(zheng)確對(dui)中以達(da)到整列(lie)更換(huan)和個別任意一(yi)(yi)架(jia)單獨更換(huan)的(de)目的(de)。
五、芯(xin)棒(bang)的運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)
限(xian)動(dong)(dong)芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)連續軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機的(de)(de)芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)有(you)(you)兩(liang)種(zhong)(zhong)方(fang)式(shi)(shi)(shi)：1. 軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)結(jie)束(shu)時(shi)(shi)，芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)停止(zhi)運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)，待(dai)荒(huang)管(guan)(guan)(guan)(guan)從芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)中(zhong)脫(tuo)(tuo)出(chu)(chu)(chu)后(hou)(hou)(hou)(hou)，芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)快(kuai)(kuai)速返回，移(yi)(yi)出(chu)(chu)(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)線(xian)，冷(leng)卻、潤(run)滑后(hou)(hou)(hou)(hou)循(xun)環使(shi)用(yong)(yong)，傳統的(de)(de)MPM均采(cai)用(yong)(yong)此(ci)種(zhong)(zhong)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)方(fang)式(shi)(shi)(shi)；2. 軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)結(jie)束(shu)時(shi)(shi)，芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)停止(zhi)運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)，待(dai)荒(huang)管(guan)(guan)(guan)(guan)由脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機從芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)中(zhong)脫(tuo)(tuo)出(chu)(chu)(chu)后(hou)(hou)(hou)(hou)，芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)不是(shi)回送(song)(song)，而是(shi)向(xiang)前快(kuai)(kuai)速運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)跟隨荒(huang)管(guan)(guan)(guan)(guan)之后(hou)(hou)(hou)(hou)依次通(tong)過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機，芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)穿(chuan)過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機后(hou)(hou)(hou)(hou)，移(yi)(yi)出(chu)(chu)(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)線(xian)再回送(song)(song)、冷(leng)卻、潤(run)滑循(xun)環使(shi)用(yong)(yong)，該(gai)方(fang)法(fa)減少(shao)了芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)(de)在線(xian)待(dai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)間(jian)，從而有(you)(you)效地(di)縮(suo)短了軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)周(zhou)期(qi)，加(jia)快(kuai)(kuai)了軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)節奏(zou)，Φ168mm的(de)(de)PQF機組采(cai)用(yong)(yong)此(ci)種(zhong)(zhong)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)方(fang)式(shi)(shi)(shi)。兩(liang)種(zhong)(zhong)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)方(fang)式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)主(zhu)要(yao)區(qu)別是(shi)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)完成后(hou)(hou)(hou)(hou)，芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)是(shi)與荒(huang)管(guan)(guan)(guan)(guan)反向(xiang)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)回退(tui)，離開軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機后(hou)(hou)(hou)(hou)移(yi)(yi)出(chu)(chu)(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)線(xian)冷(leng)卻、潤(run)滑、循(xun)環使(shi)用(yong)(yong)；還是(shi)同向(xiang)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)前行(xing)(xing)離開軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機后(hou)(hou)(hou)(hou)、穿(chuan)過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機后(hou)(hou)(hou)(hou)撥出(chu)(chu)(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)線(xian)冷(leng)卻、潤(run)滑、循(xun)環使(shi)用(yong)(yong)。第二種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)因芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)要(yao)通(tong)過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機，在軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)薄壁管(guan)(guan)(guan)(guan)（脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機的(de)(de)減徑量大于等(deng)于2倍的(de)(de)荒(huang)管(guan)(guan)(guan)(guan)壁厚）時(shi)(shi)要(yao)求脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)必須具備快(kuai)(kuai)開快(kuai)(kuai)合功能(neng)，以免芯棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)撞損脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)。
