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(xiu)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)動軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)由主機(ji)(ji)、前臺和后臺等部分組成。主機(ji)(ji)是二輥(gun)不可逆(ni)縱軋(ya)(ya)機(ji)(ji)，在工作(zuo)輥(gun)后裝有一對高(gao)速(su)(su)反(fan)向旋轉(zhuan)的(de)(de)回(hui)送輥(gun)，為實現(xian)對荒管(guan)(guan)進(jin)行2~3個道次軋(ya)(ya)制(zhi)的(de)(de)目的(de)(de)，上(shang)工作(zuo)輥(gun)和下(xia)回(hui)送輥(gun)可以(yi)快速(su)(su)升(sheng)降，以(yi)保證荒管(guan)(guan)能迅速(su)(su)返回(hui)前臺進(jin)行2~3道次的(de)(de)軋(ya)(ya)制(zhi)。如(ru)圖4-22所示為自(zi)動軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)工作(zuo)示意圖。
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(yi)、自動軋管機(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(cun)精度低(di)
由于(yu)自動軋管機組傳統上(shang)是采用二(er)輥定(ding)（減）徑機，成品管的外徑偏差只能達到一般標準要求(qiu)的±1.25%,壁厚(hou)偏差只達到±（10%~12.5%）。
2. 表面質量差
自動軋管機的(de)頂頭內劃傷、均(jun)整機的(de)內、外螺旋道，特別是一輥定（減）徑機的(de)“青線(xian)”、“錯位”等都(dou)影響成品管的(de)內外表(biao)面質量；
3. 成品管供(gong)貨長度短(duan)且齊（定）尺率很低(di)
由于受軋(ya)管(guan)、均(jun)整軋(ya)制長度的限制，加上(shang)定徑(jing)的延(yan)伸(shen)系數很(hen)小(xiao)，成品管(guan)長度在(zai)ф100mm機(ji)組上(shang)很(hen)難(nan)達到(dao)8m以(yi)上(shang)，在(zai)ф140mm 機(ji)組上(shang)可達13m以(yi)上(shang)；
4. 力學(xue)性(xing)能(neng)、工(gong)藝性(xing)能(neng)差
對(dui)于(yu)S≤4.5mm的薄壁管(guan)(guan)，鋼管(guan)(guan)均整后(hou)(hou)如未進行再加熱，定(ding)徑(jing)機后(hou)(hou)的鋼管(guan)(guan)終(zhong)軋溫(wen)度大(da)多在700℃以下，即使(shi)較厚(hou)的管(guan)(guan)子，在前面軋制過程中也經常出現(xian)低溫(wen)鋼，因此成品管(guan)(guan)的力學性能很(hen)不(bu)穩定(ding)，塑性指標常常低于(yu)標準，特別是(shi)擴口、壓扁等(deng)工藝性能的不(bu)合格率是(shi)非(fei)常高(gao)的；
5. 生產率和成材率低
由于荒管(guan)的長度較(jiao)短(duan)，故單重(zhong)較(jiao)低，大(da)部(bu)分成品(pin)只能是單倍尺管(guan)，相對連續(xu)軋管(guan)機組而言，造(zao)成鋼管(guan)的頭尾(wei)所占比(bi)重(zhong)較(jiao)大(da)，導致生(sheng)產(chan)率和成材率都較(jiao)低。
目前新(xin)建熱軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)時(shi)，由于自(zi)動(dong)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)的單(dan)位(wei)（1t鋼(gang)管(guan)(guan)）投資明顯(xian)高于三輥(gun)(gun)和二輥(gun)(gun)斜軋(ya)機(ji)(ji)組(zu)，因此再選用(yong)自(zi)動(dong)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)是很(hen)不明智的。國(guo)外(wai)在20世紀70~80年(nian)代曾有較多(duo)投入來改造(zao)自(zi)動(dong)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)，如(ru)采用(yong)錐形輥(gun)(gun)穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)、單(dan)孔(kong)型(xing)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)架(jia)和串列式雙機(ji)(ji)架(jia)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)、三輥(gun)(gun)式均(jun)整機(ji)(ji)及張力減徑機(ji)(ji)等，現看來大(da)多(duo)效果不盡如(ru)人(ren)意(yi)。近(jin)幾年(nian)，國(guo)內一些企業(ye)將原(yuan)有Φ100自(zi)動(dong)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)拆(chai)除，改造(zao)成三輥(gun)(gun)或二輥(gun)(gun)延伸(shen)斜軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)。
對于現有(you)的(de)(de)自動軋(ya)管機組來講，強化均整工藝采用微(wei)張力減徑機以(yi)及(ji)其他提(ti)高壁厚(hou)精度措施(shi)，即(ji)可(ke)克服上述的(de)(de)大部分不足；同(tong)時又(you)保留了自動軋(ya)管機組的(de)(de)加(jia)工費用低的(de)(de)突出特點。這樣(yang)，仍會具(ju)有(you)較強的(de)(de)市場競爭力。
二、自動(dong)軋管機(ji)工具
自動軋(ya)管(guan)(guan)機傳統上采(cai)用錐(zhui)(zhui)形(xing)(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)或半球(qiu)形(xing)(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)，其實(shi)質(zhi)均屬錐(zhui)(zhui)形(xing)(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)，都是由(you)圓(yuan)柱段（軋(ya)制帶）和“錐(zhui)(zhui)形(xing)(xing)”段組成，只不(bu)過半球(qiu)形(xing)(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)的“錐(zhui)(zhui)形(xing)(xing)”段由(you)一(yi)個大(da)圓(yuan)孤替代。球(qiu)形(xing)(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)就是一(yi)個完(wan)整圓(yuan)球(qiu)，于20世紀60年代末青島鋼廠ф76mm無縫軋(ya)管(guan)(guan)機組上首(shou)先采(cai)用，隨后在ф76mm和ф100mm 自動軋(ya)管(guan)(guan)機組得到全(quan)面推廣。
采(cai)用球形(xing)(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)有(you)許多好處，首先(xian)較簡便地解決了(le)自(zi)動(dong)軋(ya)(ya)管機(ji)組的(de)“自(zi)動(dong)”更換頂(ding)頭(tou)(tou)的(de)難(nan)題；其次由于(yu)球形(xing)(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)沒有(you)固定的(de)“軋(ya)(ya)制(zhi)帶”（任(ren)意一個“圓”都是軋(ya)(ya)制(zhi)帶），因此頂(ding)頭(tou)(tou)的(de)壽命較錐(zhui)形(xing)(xing)頂(ding)頭(tou)(tou)提高(gao)五倍(bei)以上，相應地不銹(xiu)鋼管的(de)內(nei)(nei)表面質量(liang)顯著(zhu)改善（內(nei)(nei)劃(hua)道減輕）；同時軋(ya)(ya)制(zhi)的(de)電機(ji)負荷也有(you)明顯降低(di)。
由(you)于球(qiu)形頂(ding)(ding)頭在不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)咬(yao)入(ru)時接觸(chu)點(dian)對應(ying)的(de)(de)(de)咬(yao)入(ru)角不(bu)是固定(ding)的(de)(de)(de)－隨著減壁(bi)量增大(da)、“接觸(chu)點(dian)”前(qian)移，相應(ying)的(de)(de)(de)咬(yao)入(ru)角即(ji)非線性(xing)增大(da)，因此極(ji)大(da)地限制了軋(ya)管(guan)的(de)(de)(de)減壁(bi)變(bian)形量。采用球(qiu)形頂(ding)(ding)頭的(de)(de)(de)減壁(bi)量比錐形頂(ding)(ding)頭約小50%,在ф76mm、ф100mm機(ji)組(zu)的(de)(de)(de)最大(da)道次減壁(bi)量不(bu)大(da)于2.0mm。另外，由(you)于球(qiu)形頂(ding)(ding)頭的(de)(de)(de)軋(ya)制帶理論上就是一條線（沒有寬度），因此要求“頂(ding)(ding)頭位置”的(de)(de)(de)調整(zheng)精度高(gao)，加上上述的(de)(de)(de)咬(yao)入(ru)問(wen)題(ti)，給軋(ya)機(ji)調整(zheng)增加一定(ding)困難。
三(san)、均整機
生產熱軋(ya)(ya)(ya)(ya)成品(pin)管(guan)(guan)的(de)自(zi)動軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)需(xu)要配備均(jun)整機(ji)(ji)，現大多(duo)用的(de)桶形(xing)(xing)輥均(jun)整的(de)變(bian)形(xing)(xing)區如(ru)圖4-24所示，由減徑(jing)(jing)段(duan)、減壁(bi)(bi)(bi)(bi)段(duan)、均(jun)壁(bi)(bi)(bi)(bi)段(duan)和(he)轉圓段(duan)四部分組(zu)成。鋼管(guan)(guan)咬入(ru)后(hou)，首先進(jin)入(ru)減徑(jing)(jing)段(duan)，在錐形(xing)(xing)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥的(de)作用下(xia)(xia)，邊前進(jin)邊減少直(zhi)徑(jing)(jing)；當不銹鋼管(guan)(guan)前進(jin)到內壁(bi)(bi)(bi)(bi)與頂頭(tou)(tou)接觸時(shi)開始進(jin)入(ru)減壁(bi)(bi)(bi)(bi)段(duan)，在軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥與頂頭(tou)(tou)的(de)作用下(xia)(xia)產生減壁(bi)(bi)(bi)(bi)變(bian)形(xing)(xing)；再前進(jin)至軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)中心(xin)線時(shi)，開始進(jin)入(ru)均(jun)壁(bi)(bi)(bi)(bi)段(duan)（雖(sui)然軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥和(he)頂頭(tou)(tou)的(de)母線是(shi)平行的(de)，由于軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥有喂入(ru)角，鋼管(guan)(guan)在軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)中心(xin)線前是(shi)減壁(bi)(bi)(bi)(bi)，在軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)中心(xin)線后(hou)是(shi)“均(jun)壁(bi)(bi)(bi)(bi)”）；到鋼管(guan)(guan)內壁(bi)(bi)(bi)(bi)脫(tuo)(tuo)離頂頭(tou)(tou)時(shi)，進(jin)入(ru)轉圓段(duan)，直(zhi)到脫(tuo)(tuo)離軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥。
均(jun)(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)時（包括所有斜(xie)軋(ya)變形(xing)過(guo)(guo)程中）減(jian)(jian)徑(jing)(jing)變形(xing)也(ye)有顯著的(de)“糾偏”能力，減(jian)(jian)徑(jing)(jing)量(liang)愈(yu)大(da)、“糾偏”作(zuo)用也(ye)愈(yu)大(da)。這一(yi)概念對改(gai)進(jin)(jin)均(jun)(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)工藝有很大(da)的(de)實用價值。應用了此思想在原有的(de)Φ100mm自動軋(ya)管機組的(de)均(jun)(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)機上，通過(guo)(guo)新的(de)輥(gun)形(xing)設(she)計，加大(da)均(jun)(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)的(de)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)量(liang)（甚至可進(jin)(jin)行(xing)等徑(jing)(jing)均(jun)(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)），取得(de)顯著的(de)效果：咬(yao)入(ru)條件(jian)大(da)大(da)改(gai)善，使均(jun)(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)軋(ya)制過(guo)(guo)程更(geng)加可靠；均(jun)(jun)(jun)(jun)壁效果明顯（因主電機功率小，減(jian)(jian)壁量(liang)未能增加）；均(jun)(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)軋(ya)制出口速度提高(gao)了15%左右，均(jun)(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)的(de)延伸系數也(ye)接近1.00，進(jin)(jin)、出口變形(xing)區(qu)的(de)軋(ya)制力分布均(jun)(jun)(jun)(jun)勻(yun)。
國內(nei)小(xiao)型自(zi)動(dong)軋管機組(zu)普遍(bian)有忽視均整工序的傾向，這是不合理的，要改善壁(bi)厚精度(du)，不僅不能忽視均整，而且應強化均整機和工藝。
均(jun)(jun)整機組的(de)(de)變形(xing)特點與二輥斜(xie)軋延伸機是相似的(de)(de)，在(zai)顯著提高成品管的(de)(de)壁(bi)厚(hou)精度上具有(you)(you)非(fei)常大的(de)(de)作(zuo)用(yong)，只(zhi)是受現(xian)有(you)(you)設備（特別是主電機小）限制，變形(xing)量要小一些。均(jun)(jun)整和二輥斜(xie)軋延伸不(bu)僅可以消除在(zai)帶(dai)(dai)開口的(de)(de)圓(yuan)孔(kong)型(xing)(xing)(xing)或橢圓(yuan)孔(kong)型(xing)(xing)(xing)中軋制出現(xian)的(de)(de)“對稱型(xing)(xing)(xing)”壁(bi)厚(hou)不(bu)均(jun)(jun)，而(er)且有(you)(you)很(hen)強的(de)(de)消除由(you)斜(xie)軋穿孔(kong)毛管帶(dai)(dai)來的(de)(de)偏(pian)心(xin)型(xing)(xing)(xing)壁(bi)厚(hou)不(bu)均(jun)(jun)的(de)(de)能(neng)力（糾偏(pian)）。在(zai)減壁(bi)段能(neng)有(you)(you)很(hen)強的(de)(de)“糾偏(pian)”作(zuo)用(yong)，是其他(ta)軋管機所沒(mei)有(you)(you)的(de)(de)。
在(zai)均整(zheng)、兩輥(gun)延(yan)伸(shen)、三輥(gun)軋管及七機(ji)架連(lian)軋上都(dou)做過專門試驗，其結果(guo)是唯有(you)二(er)輥(gun)斜軋的(de)減壁(bi)變(bian)形(xing)有(you)顯著的(de)“糾偏”能(neng)力，三輥(gun)（斜）軋管機(ji)和七機(ji)架連(lian)軋機(ji)（縱(zong)軋）的(de)減壁(bi)變(bian)形(xing)都(dou)沒有(you)觀察(cha)到有(you)“糾偏”能(neng)力。
幾(ji)乎國內外(wai)所有資(zi)料基本(ben)都介紹錐形(xing)輥均(jun)整工(gong)藝是先進的(de)(de)工(gong)藝，某廠于1976年在ф100mm自動軋管(guan)機組上也(ye)進行應用(yong)（時間長達8年以(yi)上）。生產實踐(jian)表明采用(yong)錐形(xing)輥均(jun)整工(gong)藝有較大(da)的(de)(de)減(jian)徑量和減(jian)壁量，咬入條件明顯改善、擴徑量加大(da)、均(jun)壁效果較好。
但是其中最大(da)的(de)問題(ti)是頂(ding)頭(tou)的(de)軸(zhou)向(xiang)力大(da)大(da)增加，造成(cheng)后臺設備振動大(da)、頂(ding)桿小車軸(zhou)承損壞較(jiao)嚴重。同(tong)時，當(dang)均整減(jian)壁量稍大(da)時，易(yi)產生由于頂(ding)頭(tou)軸(zhou)向(xiang)阻(zu)力造成(cheng)金屬“堆(dui)集”形成(cheng)所謂的(de)“內螺紋”。
