自動軋管機由瑞士人斯蒂芬爾（R.C.Stiefel)于1903年發明，1906年建立第一套機組。實質上這種命名欠科學，“自動”一詞是相對于當時周期式的人工喂料而言的，因我國第一條熱軋無縫不銹鋼管生產線－鞍鋼無縫工程使用了前蘇聯的這一技術術語，致使這一名稱沿用至今，而英美技術文獻稱其為“Plug mill”。
自(zi)(zi)動軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)由主機(ji)(ji)、前(qian)臺和后(hou)臺等部分(fen)組成。主機(ji)(ji)是(shi)二輥不(bu)可逆縱(zong)軋(ya)(ya)機(ji)(ji)，在工(gong)作輥后(hou)裝有一(yi)對高(gao)速反向(xiang)旋轉的回(hui)送輥，為實現對荒管(guan)進行2~3個道(dao)次軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的目的，上工(gong)作輥和下回(hui)送輥可以快(kuai)速升降，以保證荒管(guan)能(neng)迅速返回(hui)前(qian)臺進行2~3道(dao)次的軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)。如圖(tu)4-22所示為自(zi)(zi)動軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)工(gong)作示意(yi)圖(tu)。
自動軋管機的軋制過程是將前臺的毛管先推入主軋機，通過由軋輥孔型和頂頭組成的變形區進行減徑、減壁的延伸軋制，不銹鋼管軋后停留在后臺，然后由二輥式回送輥將不銹鋼管返送回前臺，即完成一道軋制。返回的不銹鋼管在前臺翻轉90°,再如上述過程進行下一道軋制，一般要進行2~3道軋制。軋件在帶開口的圓或橢圓孔型中，往復縱向軋制。基本工藝流程如圖4-23 所示。
一、自(zi)動軋管機(ji)特(te)點
自動軋管機組曾是生產無縫不銹鋼管的重要機組，直到20世紀70年代末，仍為全世界熱軋無縫管生產的主導機組，目前仍占無縫不銹鋼管總生產能力的一定比例。其主要特點是，可生產的產品的品種、規格范圍大，對市場的適應性強，技術成熟易掌握，加工費低等。傳統的自動軋管機組也存在以下致命的缺陷：
1. 尺寸精度低
由于(yu)自動軋管機組(zu)傳統上是采用二(er)輥定（減）徑(jing)機，成品管的外徑(jing)偏差只(zhi)能達到一般標準要求的±1.25%,壁厚偏差只(zhi)達到±（10%~12.5%）。
2. 表面質量差
自(zi)動軋(ya)管(guan)機(ji)的(de)(de)頂頭內(nei)劃傷、均整(zheng)機(ji)的(de)(de)內(nei)、外螺旋道，特(te)別(bie)是一輥定（減）徑機(ji)的(de)(de)“青線”、“錯位”等(deng)都影(ying)響成(cheng)品(pin)管(guan)的(de)(de)內(nei)外表面質量(liang)；
3. 成(cheng)品管供貨長度短(duan)且齊（定）尺率很低
由于(yu)受軋(ya)管(guan)、均(jun)整軋(ya)制(zhi)長度的限制(zhi)，加上定(ding)徑(jing)的延伸系(xi)數很小(xiao)，成(cheng)品(pin)管(guan)長度在ф100mm機組上很難達到8m以(yi)上，在ф140mm 機組上可達13m以(yi)上；
4. 力學(xue)性(xing)能、工(gong)藝性(xing)能差(cha)
對(dui)于(yu)(yu)S≤4.5mm的(de)(de)薄(bo)壁管(guan)(guan)，鋼管(guan)(guan)均整后如未進行再(zai)加熱，定徑機(ji)后的(de)(de)鋼管(guan)(guan)終(zhong)軋(ya)溫度大多(duo)在700℃以(yi)下，即(ji)使較厚的(de)(de)管(guan)(guan)子(zi)，在前面(mian)軋(ya)制過(guo)程中也經常(chang)出現低(di)溫鋼，因(yin)此成品管(guan)(guan)的(de)(de)力(li)學性(xing)能很(hen)不(bu)穩定，塑性(xing)指(zhi)標常(chang)常(chang)低(di)于(yu)(yu)標準(zhun)，特別是擴口(kou)、壓(ya)扁(bian)等工藝性(xing)能的(de)(de)不(bu)合格率是非常(chang)高的(de)(de)；
5. 生產(chan)率和(he)成材率低
由(you)于(yu)荒管(guan)的長度較短，故單重(zhong)較低(di)，大部分(fen)成(cheng)品只能是單倍尺(chi)管(guan)，相對(dui)連續(xu)軋管(guan)機組而言，造(zao)成(cheng)鋼(gang)管(guan)的頭尾所占(zhan)比重(zhong)較大，導(dao)致生產率和成(cheng)材率都較低(di)。
目前新建熱(re)軋(ya)無縫鋼(gang)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)時(shi)，由于自(zi)動軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)的單位(wei)（1t鋼(gang)管(guan)）投資(zi)明(ming)顯(xian)高于三輥和(he)二(er)輥斜軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)，因此再選(xuan)用自(zi)動軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)是很不(bu)明(ming)智的。國外(wai)在20世紀70~80年(nian)代曾有較多投入來(lai)改造自(zi)動軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)，如(ru)采用錐(zhui)形輥穿孔機(ji)(ji)(ji)(ji)、單孔型(xing)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)架和(he)串列式(shi)雙(shuang)機(ji)(ji)(ji)(ji)架軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)、三輥式(shi)均整機(ji)(ji)(ji)(ji)及張(zhang)力(li)減(jian)徑機(ji)(ji)(ji)(ji)等，現看來(lai)大多效(xiao)果(guo)不(bu)盡如(ru)人(ren)意。近幾年(nian)，國內一些企業將(jiang)原有Φ100自(zi)動軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)拆除，改造成三輥或二(er)輥延伸斜軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)。
對(dui)于現(xian)有的自動(dong)(dong)軋(ya)管機(ji)組來講，強化均(jun)整工藝采用(yong)微張力減(jian)徑機(ji)以及其(qi)他提高壁厚精度措施(shi)，即可克服上述的大部(bu)分(fen)不足；同時(shi)又保留了自動(dong)(dong)軋(ya)管機(ji)組的加工費用(yong)低(di)的突出(chu)特點。這(zhe)樣，仍會具有較(jiao)強的市場競(jing)爭力。
二、自(zi)動(dong)軋(ya)管機工具
自(zi)動軋(ya)(ya)管機(ji)傳統上采用(yong)(yong)錐形(xing)(xing)頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)或半球(qiu)形(xing)(xing)頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)，其實質均屬錐形(xing)(xing)頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)，都是由圓柱段（軋(ya)(ya)制帶）和(he)“錐形(xing)(xing)”段組成，只不過半球(qiu)形(xing)(xing)頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)的“錐形(xing)(xing)”段由一(yi)個(ge)大圓孤替代(dai)。球(qiu)形(xing)(xing)頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)(tou)就是一(yi)個(ge)完(wan)整圓球(qiu)，于20世紀60年代(dai)末青島鋼廠(chang)ф76mm無縫軋(ya)(ya)管機(ji)組上首先采用(yong)(yong)，隨后在(zai)ф76mm和(he)ф100mm 自(zi)動軋(ya)(ya)管機(ji)組得到全面(mian)推廣。
采用球形(xing)頂頭有(you)(you)(you)許多好處，首先(xian)較簡(jian)便地解決了自(zi)動軋管(guan)機(ji)(ji)組的“自(zi)動”更換頂頭的難(nan)題；其次由于球形(xing)頂頭沒有(you)(you)(you)固定的“軋制(zhi)帶”（任意一個“圓”都是軋制(zhi)帶），因此頂頭的壽命較錐形(xing)頂頭提高五(wu)倍(bei)以上(shang)，相(xiang)應地不銹(xiu)鋼管(guan)的內(nei)表面質(zhi)量顯(xian)著改善（內(nei)劃(hua)道減輕）；同(tong)時軋制(zhi)的電機(ji)(ji)負荷也有(you)(you)(you)明顯(xian)降低。
由于(yu)球形(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)在不(bu)銹鋼管咬(yao)(yao)(yao)入時(shi)接觸(chu)(chu)點對應(ying)的(de)(de)咬(yao)(yao)(yao)入角不(bu)是固定的(de)(de)－隨著減壁(bi)量(liang)增(zeng)大、“接觸(chu)(chu)點”前移，相應(ying)的(de)(de)咬(yao)(yao)(yao)入角即非(fei)線性增(zeng)大，因(yin)此極大地限制了軋管的(de)(de)減壁(bi)變形(xing)量(liang)。采用球形(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)的(de)(de)減壁(bi)量(liang)比錐形(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)約(yue)小50%,在ф76mm、ф100mm機組的(de)(de)最大道次減壁(bi)量(liang)不(bu)大于(yu)2.0mm。另外(wai)，由于(yu)球形(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)的(de)(de)軋制帶(dai)理論上(shang)就是一(yi)(yi)條線（沒(mei)有寬度），因(yin)此要求“頂(ding)頭(tou)(tou)位(wei)置(zhi)”的(de)(de)調(diao)整(zheng)精度高，加(jia)(jia)上(shang)上(shang)述(shu)的(de)(de)咬(yao)(yao)(yao)入問題，給(gei)軋機調(diao)整(zheng)增(zeng)加(jia)(jia)一(yi)(yi)定困難。
三(san)、均整機
生產(chan)熱軋(ya)(ya)(ya)(ya)成品管(guan)的(de)自(zi)動軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)需(xu)要(yao)配備(bei)均(jun)整(zheng)機(ji)，現大多(duo)用(yong)(yong)的(de)桶形輥(gun)均(jun)整(zheng)的(de)變形區如圖4-24所(suo)示，由減(jian)徑段(duan)、減(jian)壁(bi)(bi)段(duan)、均(jun)壁(bi)(bi)段(duan)和轉(zhuan)(zhuan)圓(yuan)段(duan)四部分組成。鋼管(guan)咬入(ru)后，首先(xian)進(jin)(jin)入(ru)減(jian)徑段(duan)，在錐(zhui)形軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)的(de)作用(yong)(yong)下，邊前(qian)進(jin)(jin)邊減(jian)少直徑；當不(bu)銹鋼管(guan)前(qian)進(jin)(jin)到內(nei)壁(bi)(bi)與頂(ding)頭(tou)(tou)接觸時開始(shi)進(jin)(jin)入(ru)減(jian)壁(bi)(bi)段(duan)，在軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)與頂(ding)頭(tou)(tou)的(de)作用(yong)(yong)下產(chan)生減(jian)壁(bi)(bi)變形；再前(qian)進(jin)(jin)至軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)中(zhong)心(xin)(xin)線(xian)時，開始(shi)進(jin)(jin)入(ru)均(jun)壁(bi)(bi)段(duan)（雖(sui)然軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)和頂(ding)頭(tou)(tou)的(de)母線(xian)是平行的(de)，由于軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)有喂入(ru)角，鋼管(guan)在軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)中(zhong)心(xin)(xin)線(xian)前(qian)是減(jian)壁(bi)(bi)，在軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)中(zhong)心(xin)(xin)線(xian)后是“均(jun)壁(bi)(bi)”）；到鋼管(guan)內(nei)壁(bi)(bi)脫離(li)頂(ding)頭(tou)(tou)時，進(jin)(jin)入(ru)轉(zhuan)(zhuan)圓(yuan)段(duan)，直到脫離(li)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)。
均(jun)(jun)整(zheng)(zheng)時（包(bao)括所有(you)斜軋變形(xing)過(guo)程(cheng)中）減徑(jing)(jing)變形(xing)也有(you)顯(xian)(xian)著(zhu)(zhu)的(de)“糾(jiu)偏(pian)”能(neng)力，減徑(jing)(jing)量愈大(da)(da)、“糾(jiu)偏(pian)”作用也愈大(da)(da)。這一概(gai)念對改進均(jun)(jun)整(zheng)(zheng)工藝有(you)很大(da)(da)的(de)實用價值。應(ying)用了此思(si)想(xiang)在原有(you)的(de)Φ100mm自(zi)動軋管(guan)機組的(de)均(jun)(jun)整(zheng)(zheng)機上，通過(guo)新的(de)輥形(xing)設(she)計(ji)，加大(da)(da)均(jun)(jun)整(zheng)(zheng)的(de)減徑(jing)(jing)量（甚(shen)至可進行等徑(jing)(jing)均(jun)(jun)整(zheng)(zheng)），取得顯(xian)(xian)著(zhu)(zhu)的(de)效(xiao)果：咬入條件大(da)(da)大(da)(da)改善，使均(jun)(jun)整(zheng)(zheng)軋制(zhi)(zhi)過(guo)程(cheng)更(geng)加可靠(kao)；均(jun)(jun)壁(bi)效(xiao)果明顯(xian)(xian)（因主(zhu)電(dian)機功率(lv)小(xiao)，減壁(bi)量未能(neng)增加）；均(jun)(jun)整(zheng)(zheng)軋制(zhi)(zhi)出口(kou)速度提(ti)高(gao)了15%左右，均(jun)(jun)整(zheng)(zheng)的(de)延伸系(xi)數也接近1.00，進、出口(kou)變形(xing)區的(de)軋制(zhi)(zhi)力分布均(jun)(jun)勻。
國內小型自動軋(ya)管(guan)機(ji)組普遍有忽(hu)視(shi)均整工(gong)序的傾(qing)向，這是不合理的，要改(gai)善壁厚精(jing)度，不僅不能忽(hu)視(shi)均整，而且(qie)應強(qiang)化均整機(ji)和工(gong)藝。
均整機組(zu)的(de)(de)(de)(de)變形特點與(yu)二輥斜軋(ya)延伸機是相(xiang)似的(de)(de)(de)(de)，在(zai)(zai)顯(xian)著提高成品管的(de)(de)(de)(de)壁厚精度上具有非常大的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，只是受現有設備（特別是主電機小）限(xian)制，變形量(liang)要小一些。均整和二輥斜軋(ya)延伸不僅可以消除在(zai)(zai)帶開口(kou)的(de)(de)(de)(de)圓(yuan)孔型(xing)(xing)(xing)或橢圓(yuan)孔型(xing)(xing)(xing)中軋(ya)制出現的(de)(de)(de)(de)“對稱型(xing)(xing)(xing)”壁厚不均，而且有很強的(de)(de)(de)(de)消除由斜軋(ya)穿孔毛管帶來(lai)的(de)(de)(de)(de)偏(pian)(pian)心型(xing)(xing)(xing)壁厚不均的(de)(de)(de)(de)能力（糾(jiu)偏(pian)(pian)）。在(zai)(zai)減壁段(duan)能有很強的(de)(de)(de)(de)“糾(jiu)偏(pian)(pian)”作(zuo)用(yong)，是其(qi)他軋(ya)管機所沒有的(de)(de)(de)(de)。
在均整、兩輥(gun)延伸、三輥(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)及(ji)七(qi)機(ji)(ji)架(jia)連軋(ya)(ya)上(shang)都(dou)做過(guo)專門試驗，其結果是(shi)唯有二輥(gun)斜軋(ya)(ya)的減(jian)壁(bi)變形(xing)(xing)有顯著的“糾(jiu)偏”能(neng)力，三輥(gun)（斜）軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)和(he)七(qi)機(ji)(ji)架(jia)連軋(ya)(ya)機(ji)(ji)（縱軋(ya)(ya)）的減(jian)壁(bi)變形(xing)(xing)都(dou)沒有觀察到有“糾(jiu)偏”能(neng)力。
幾乎(hu)國內外所(suo)有資料基本都介紹錐(zhui)形(xing)輥均(jun)整工藝是先進的工藝，某(mou)廠于(yu)1976年在ф100mm自動軋管機組上(shang)也進行應用（時間長(chang)達8年以上(shang)）。生產實踐表(biao)明(ming)采用錐(zhui)形(xing)輥均(jun)整工藝有較大(da)的減徑量(liang)和(he)減壁(bi)量(liang)，咬入(ru)條件明(ming)顯(xian)改善(shan)、擴徑量(liang)加大(da)、均(jun)壁(bi)效(xiao)果(guo)較好(hao)。
但是其中最(zui)大(da)(da)的問題是頂頭的軸向力大(da)(da)大(da)(da)增加，造成后臺設備振(zhen)動大(da)(da)、頂桿小(xiao)車軸承損壞較嚴重。同時，當均整減壁量(liang)稍大(da)(da)時，易產生由于頂頭軸向阻力造成金屬“堆集”形成所謂的“內螺紋”。
