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(xiu)鋼管廠的ф168mm機組。
從(cong)軋鋼(gang)工藝(yi)(yi)上(shang)講(jiang)三輥(gun)連(lian)續軋管(guan)機(ji)比二輥(gun)連(lian)續軋管(guan)機(ji)有(you)明顯的優(you)點，但多了(le)一(yi)個軋輥(gun)使得軋機(ji)結(jie)構有(you)了(le)明顯的差異，用什么(me)樣的結(jie)構形(xing)式(shi)才能滿足新機(ji)型的要(yao)求，使其(qi)發(fa)(fa)揮優(you)勢，實現(xian)高(gao)效(xiao)生(sheng)產(chan)，達(da)到理想的效(xiao)果，一(yi)直是(shi)人們(men)探索的目標，多年(nian)來(lai)全世界一(yi)直沒有(you)哪家(jia)企業開發(fa)(fa)采用這項技術。進入21世紀，天津(jin)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)廠和米爾(er)／因(yin)西(xi)公司共同成功開發(fa)(fa)了(le)Φ168mm PQF限動芯(xin)棒連(lian)續軋管(guan)機(ji)，于2003年(nian)8月(yue)在天津(jin)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)廠建成投產(chan)，并在當年(nian)12月(yue)就達(da)到了(le)設(she)計產(chan)量(liang)。PQF一(yi)經問世，就引起了(le)國內外同行的高(gao)度(du)重視(shi)，現(xian)對(dui)其(qi)工藝(yi)(yi)、結(jie)構和傳動等特點作一(yi)簡(jian)要(yao)介紹。
一(yi)、工(gong)藝(yi)特(te)點(dian)
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(xiu)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(gou)特點(dian)
工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)是由三個(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)組成(cheng)一體(ti)相對(dui)獨立的(de)(de)軋(ya)(ya)制單(dan)元(yuan)。天津(jin)鋼管(guan)公司(si)的(de)(de)PQF連(lian)續軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)由6個(ge)(ge)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)（包(bao)(bao)括(kuo)第1架(jia)(jia)(jia)空(kong)減(jian)機(ji)架(jia)(jia)(jia)即VRS)組成(cheng)。工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)不承(cheng)受軋(ya)(ya)制力(li)(li)，只承(cheng)受限動(dong)力(li)(li)。工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)內的(de)(de)三個(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)在(zai)壓(ya)下機(ji)構和平衡(heng)裝(zhuang)置的(de)(de)控制下構成(cheng)一個(ge)(ge)孔(kong)型，并(bing)可(ke)對(dui)孔(kong)型進行調整。每個(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)（包(bao)(bao)括(kuo)軸(zhou)(zhou)承(cheng)座）安(an)裝(zhuang)在(zai)一個(ge)(ge)杠(gang)桿臂上，杠(gang)桿臂通過銷軸(zhou)(zhou)安(an)裝(zhuang)在(zai)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)上，孔(kong)型調整時杠(gang)桿以銷軸(zhou)(zhou)為(wei)支(zhi)點擺動(dong)。每個(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)軸(zhou)(zhou)承(cheng)座的(de)(de)兩側，工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)上都有導向滑板，用來(lai)保持軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)調整時的(de)(de)位(wei)置，并(bing)承(cheng)受限動(dong)力(li)(li)。工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)上有一套軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)軸(zhou)(zhou)承(cheng)甘油潤滑管(guan)線系(xi)統(tong)(tong)和一套軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)冷卻水系(xi)統(tong)(tong)，由液壓(ya)缸操作(zuo)(zuo)的(de)(de)快速(su)接頭將(jiang)這兩個(ge)(ge)系(xi)統(tong)(tong)連(lian)接到外管(guan)網上。PQF機(ji)架(jia)(jia)(jia)示意(yi)圖(tu)參(can)見圖(tu)4-7。
承受軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)是隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)，即(ji)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)有(you)液(ye)壓(ya)壓(ya)下缸的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)強(qiang)度(du)、高(gao)剛度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接結構(gou)框架(jia)(jia)，它起到(dao)(dao)了通常軋(ya)(ya)(ya)鋼機(ji)(ji)牌坊的(de)(de)(de)(de)(de)作用，這個焊(han)接結構(gou)框架(jia)(jia)就稱之(zhi)為“隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)”，其示意(yi)圖(tu)參見圖(tu)4-8。PQF連續軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji)所有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)和(he)芯棒(bang)支撐架(jia)(jia)都(dou)(dou)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)內，它們通過液(ye)壓(ya)缸從垂方向和(he)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)線(xian)方向被(bei)固定在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)內，與(yu)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)線(xian)相吻合(he)。PQF的(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)力(li)和(he)限動力(li)都(dou)(dou)是由隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)來承受的(de)(de)(de)(de)(de)。隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)內有(you)用于裝(zhuang)(zhuang)、拆卸工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)和(he)芯棒(bang)支撐架(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)，軌(gui)道(dao)(dao)保證換輥時工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)和(he)芯棒(bang)支撐架(jia)(jia)達到(dao)(dao)正確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)位置。隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)出(chu)口有(you)一(yi)(yi)個鎖(suo)緊門，用隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)壓(ya)缸沿軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)線(xian)方向將(jiang)工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)和(he)芯棒(bang)支撐架(jia)(jia)固定在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)內，換輥時鎖(suo)緊門隨工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)(jia)一(yi)(yi)起被(bei)移出(chu)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)到(dao)(dao)換輥位置。驅動每(mei)個軋(ya)(ya)(ya)輥的(de)(de)(de)(de)(de)傳動軸（共計(ji)18根）從各自的(de)(de)(de)(de)(de)位置由外(wai)面伸入(ru)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)與(yu)軋(ya)(ya)(ya)輥連接。PQF軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)設(she)(she)計(ji)非常緊湊，在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)上(shang)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備很密集(ji)，其中(zhong)包括有(you)100個液(ye)壓(ya)缸、液(ye)壓(ya)管、潤滑(hua)管、冷卻水管、沖渣水管和(he)各種電器(qi)控制(zhi)管線(xian)等(deng)輔助設(she)(she)備，只有(you)通過統籌合(he)理地安(an)(an)排(pai)才能安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)恰當。與(yu)傳統的(de)(de)(de)(de)(de)兩輥式(shi)連軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)組交(jiao)叉排(pai)列的(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)機(ji)(ji)架(jia)(jia)布置方式(shi)比較，使用圓形隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)牌坊的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)架(jia)(jia)間距縮(suo)短了，減(jian)少了在軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)過程中(zhong)因(yin)機(ji)(ji)架(jia)(jia)間距大而使軋(ya)(ya)(ya)件運(yun)行不穩定等(deng)因(yin)素。
三、傳動系(xi)統
PQF每個(ge)工(gong)作(zuo)機(ji)架上的(de)(de)(de)(de)三(san)個(ge)軋輥互(hu)成120°,驅(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)這三(san)個(ge)軋輥的(de)(de)(de)(de)傳動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)統在(zai)隧(sui)道外也(ye)要分布在(zai)互(hu)呈(cheng)120°的(de)(de)(de)(de)位置上。同(tong)(tong)一(yi)工(gong)作(zuo)機(ji)架上的(de)(de)(de)(de)三(san)個(ge)軋輥的(de)(de)(de)(de)轉速和(he)加(jia)速度必須完全(quan)一(yi)致，因此，三(san)個(ge)減(jian)(jian)速箱的(de)(de)(de)(de)速比(bi)必須完全(quan)相同(tong)(tong)，減(jian)(jian)速箱和(he)傳動(dong)(dong)(dong)(dong)軸的(de)(de)(de)(de)轉動(dong)(dong)(dong)(dong)慣量必須基本一(yi)致，電動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)(de)特性和(he)控制變形保持一(yi)致。相鄰POF連續軋管機(ji)工(gong)作(zuo)機(ji)架之(zhi)間布置非常緊湊，間距(ju)很小，相鄰的(de)(de)(de)(de)傳動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)間距(ju)因此同(tong)(tong)樣也(ye)很小，給設計減(jian)(jian)速機(ji)和(he)選擇電動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)提(ti)出(chu)了苛(ke)刻的(de)(de)(de)(de)要求。傳動(dong)(dong)(dong)(dong)軸是可伸縮(suo)的(de)(de)(de)(de)，在(zai)換輥時傳動(dong)(dong)(dong)(dong)軸回縮(suo)脫離和(he)軋輥的(de)(de)(de)(de)連接，新工(gong)作(zuo)機(ji)架換入后傳動(dong)(dong)(dong)(dong)軸伸出(chu)并和(he)軋輥連接，伸縮(suo)的(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)作(zuo)由液壓(ya)缸(gang)來執(zhi)行(xing)。
四、軋輥(gun)更換(huan)系(xi)統
已(yi)經投產(chan)的(de)(de)最初(chu)兩套PQF連(lian)續軋管(guan)機，在設計時三(san)個互呈120°的(de)(de)傳(chuan)動系統占(zhan)據(ju)了(le)軋機四(si)周的(de)(de)空間(jian)、傳(chuan)統（MPM式）的(de)(de)換(huan)(huan)輥(gun)，即(ji)從側向(xiang)換(huan)(huan)輥(gun)方(fang)式已(yi)不(bu)可能，只有采用從軸(zhou)向(xiang)，即(ji)軋制線(xian)方(fang)向(xiang)來換(huan)(huan)輥(gun)。在PQF 連(lian)續軋管(guan)機和脫(tuo)管(guan)機之間(jian)布置一個換(huan)(huan)輥(gun)區，這(zhe)個換(huan)(huan)輥(gun)區應滿足以下要求：
1. 軋機(ji)出口到脫管(guan)機(ji)的(de)輸送輥(gun)(gun)(gun)道(dao)在換輥(gun)(gun)(gun)時要能移開，換輥(gun)(gun)(gun)結束(shu)后，輸送輥(gun)(gun)(gun)道(dao)要及時復位并可靠地(di)和軋制線對中；
2. 換輥區要(yao)布置兩列換輥小車，分別放置待換人的工(gong)作機(ji)架(jia)和承接從隧(sui)道中拉(la)出的需要(yao)換掉的工(gong)作機(ji)架(jia)；
3. 每(mei)列(lie)換(huan)輥小車由可單獨橫(heng)移(yi)的(de)(de)(de)(de)換(huan)輥單元組成(cheng)，其數(shu)量(liang)(liang)與工(gong)作(zuo)機架(jia)(jia)和(he)芯(xin)棒支撐架(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)數(shu)量(liang)(liang)相(xiang)一致，兩列(lie)換(huan)輥小車也(ye)可整列(lie)橫(heng)移(yi)，并能和(he)軋制線正確對(dui)中以達到(dao)整列(lie)更(geng)換(huan)和(he)個別任意一架(jia)(jia)單獨更(geng)換(huan)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。
五(wu)、芯(xin)棒的運(yun)行方式(shi)
限(xian)動芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)連續軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)的(de)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)運(yun)(yun)行有兩種(zhong)方式(shi)(shi)：1. 軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)結束時(shi)(shi)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)停(ting)(ting)止運(yun)(yun)動，待荒管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)從芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)中脫(tuo)(tuo)(tuo)出(chu)(chu)后(hou)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)快速(su)返回(hui)(hui)，移出(chu)(chu)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線，冷卻、潤滑(hua)后(hou)循(xun)環使(shi)(shi)用，傳統的(de)MPM均采用此(ci)種(zhong)運(yun)(yun)行方式(shi)(shi)；2. 軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)結束時(shi)(shi)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)停(ting)(ting)止運(yun)(yun)動，待荒管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)由脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)從芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)中脫(tuo)(tuo)(tuo)出(chu)(chu)后(hou)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)不是回(hui)(hui)送，而(er)是向前快速(su)運(yun)(yun)行跟隨荒管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)之后(hou)依次通(tong)過(guo)脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)穿過(guo)脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)后(hou)，移出(chu)(chu)軋(ya)(ya)線再回(hui)(hui)送、冷卻、潤滑(hua)循(xun)環使(shi)(shi)用，該方法減少了芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)的(de)在(zai)線待軋(ya)(ya)時(shi)(shi)間，從而(er)有效地縮短了軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)周期，加快了軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)節奏，Φ168mm的(de)PQF機(ji)組采用此(ci)種(zhong)運(yun)(yun)行方式(shi)(shi)。兩種(zhong)運(yun)(yun)行方式(shi)(shi)的(de)主要(yao)區別是脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)完成(cheng)后(hou)，芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)是與荒管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)反向運(yun)(yun)行回(hui)(hui)退，離開(kai)軋(ya)(ya)機(ji)后(hou)移出(chu)(chu)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線冷卻、潤滑(hua)、循(xun)環使(shi)(shi)用；還是同向運(yun)(yun)行芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)前行離開(kai)軋(ya)(ya)機(ji)后(hou)、穿過(guo)脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)后(hou)撥出(chu)(chu)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線冷卻、潤滑(hua)、循(xun)環使(shi)(shi)用。第(di)二種(zhong)方法因(yin)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)要(yao)通(tong)過(guo)脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)，在(zai)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)薄壁管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)（脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)的(de)減徑量大(da)于等于2倍的(de)荒管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)壁厚）時(shi)(shi)要(yao)求脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)軋(ya)(ya)輥必須具(ju)備快開(kai)快合功能，以免(mian)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)撞損脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)軋(ya)(ya)輥。
