在PQF出現以前,三輥軋(ya)(ya)管機專(zhuan)指阿(a)塞爾(ASSEL).軋(ya)(ya)機或其(qi)改進型(xing)特朗(lang)斯瓦爾(Trans-val)軋(ya)(ya)機。1937年,美(mei)國(guo)蒂(di)姆肯公司工程師(shi).W.J.Assel在俄(e)亥俄(e)州 Wooster 市Wayne公司不銹鋼管廠對伍斯特爾軋機(Wooster Mill)重新進行了改造設計,他將這種改造設計后的斜軋管機以其名字命名為阿塞爾軋管機(ASSEL Mill).發明三輥軋管機的目的在于用一種帶芯棒軋制的斜軋機取代自動軋管機和均整機,主要用來生產管壁較厚的軸承管等高精度不銹鋼厚(hou)壁管(guan)。由于這種斜軋管機采用了三個軋輥,因此一般稱之為三輥軋管機,而歐美各國則習慣于稱它為阿塞爾軋管機(ASSEL Mill)。


  阿塞爾軋管機不適宜軋制薄壁(bi)不銹鋼管,經改進增加軋輥快開功能后,一般產品D/S<20。這種軋管機將三個帶輥肩的軋輥布置在以軋制線為中心的等邊三角形的頂點(三個軋輥互呈120°配置),軋輥軸線與軋制線成兩個傾斜角度。以上輥為例,軋輥軸線與軋制線在包含軋制線的水平面上的投影之間的夾角被稱為喂入角,它是用來實現螺旋軋制的;軋輥軸線與軋制線在垂直平面的投影之間的夾角被稱為輾軋角。在三個軋輥和一根芯棒所包圍的空間(即孔型,如圖4-9所示)內,由穿孔送來的毛管套在長芯棒上,用喂管器送人軋管機中軋制;毛管在變形區(圖4-10)中經咬入、減壁(同時減徑)、平整和歸圓而成為荒管。斜軋螺旋軋制時金屬在變形區內受到軋輥與芯棒的周期連續作用而產生形狀和尺寸的變化。


圖 10.jpg


1. 特朗斯(si)瓦爾型軋機


   特朗斯瓦爾型軋機是由法國瓦盧勒克公司和英國投資鋼管公司在20世紀60年代共同研制成功的一種新型三輥軋管機,主要是為了解決隨著軋件壁厚的減薄,尾端出現開裂和形成“尾三角”,并導致軋卡問題。D/S越大,越容易產生尾三角。減小喂入角和降低軋制速度又會使管尾溫度下降,塑性降低。特朗斯瓦爾軋機是在阿塞爾軋機的基礎上發展起來的,本質上還是阿塞爾軋機,只是將軋管機機架的兩個牌坊中的一個設計成可旋轉的活動牌坊,即機架由固定牌坊A和回轉牌坊B組成,回轉牌坊在鋼管的入口側,牌坊回轉角為0°~30°,所得的喂入角為3°~10°,可連續變化。與阿塞爾所不同的是正常軋制時,可以采用允許的最大喂入角,可在軋制過程將結束時,快速準確地旋轉活動牌坊的轉角,使喂人角迅速減小、擴大孔喉,使在軋制荒管尾端時只略微減壁而不至于使不銹鋼管形成“尾三角”,同時采用小變形量和低轉速,可消除或減輕尾三角現象。實現變喂人角、變軋制速度軋制,即根據需要能在每根管子軋制過程中迅速按要求改變喂入角和軋輥轉速,這就可以使軋管機在不影響生產能力的前提下,順利地軋制薄壁管,特朗斯瓦爾軋機能軋制D/S>20甚至更大的荒管。繼法國之后,從1968年到1980年間,世界各國相繼建成10余套特朗斯瓦爾型軋管機;1985年我國江西洪都不銹鋼管廠從英國引進了一臺ф80mm特朗斯瓦爾軋機及相應的配套設備。



2. 快開(kai)法


  快開(kai)法是(shi)在(zai)特朗斯瓦爾型軋管(guan)機之(zhi)后(hou)發(fa)展起來(lai)的,在(zai)軋制過程即將結束時(shi)迅速抬(tai)輥使鋼管(guan)尾端留(liu)下一小段不減(jian)壁的毛管(guan),形成“后(hou)剛端”以消“尾三角”。快開(kai)法有平(ping)抬(tai)法和斜抬(tai)法兩(liang)種。


  平(ping)抬(tai)(tai)法(fa)要利(li)用特(te)朗(lang)斯瓦(wa)爾型軋管(guan)機上每(mei)個軋輥(gun)原有的(de)(de)兩個快速開(kai)啟(qi)的(de)(de)液(ye)壓(ya)缸和四個平(ping)衡液(ye)壓(ya)缸,在軋管(guan)過(guo)程將(jiang)結束(shu)時,開(kai)啟(qi)缸迅(xun)速泄壓(ya),平(ping)衡缸立即抬(tai)(tai)起軋輥(gun),孔型打開(kai),使鋼管(guan)尾端順利(li)通過(guo)軋管(guan)機,西班牙杜(du)巴賽(sai)斯廠(已搬(ban)到我(wo)國無錫的(de)(de)西姆來(lai)斯)既采用此種(zhong)方法(fa)。


  斜(xie)抬法又可分為三輥(gun)快開(kai)和(he)上輥(gun)單(dan)輥(gun)快開(kai)。


  三輥(gun)快(kuai)開(kai)(kai)需要在機架牌坊出(chu)口(kou)(kou)一側(ce)軋輥(gun)軸承座上的(de)壓(ya)(ya)下(xia)螺絲之下(xia)安裝一個快(kuai)速(su)開(kai)(kai)啟(qi)液(ye)壓(ya)(ya)缸,在鋼(gang)(gang)管軋到尾(wei)端(duan)時,開(kai)(kai)啟(qi)液(ye)壓(ya)(ya)缸迅速(su)泄壓(ya)(ya),軋輥(gun)出(chu)口(kou)(kou)側(ce)軸承座在原有的(de)兩個平衡缸的(de)作用(yong)下(xia)迅速(su)抬(tai)起,軋輥(gun)即繞入口(kou)(kou)側(ce)支撐中心(xin)旋轉(zhuan)一定角度并傾(qing)斜地上抬(tai),孔型打開(kai)(kai),使鋼(gang)(gang)管尾(wei)端(duan)形成“后剛端(duan)”,毛管便順利地通過軋管機。


  單輥(gun)快(kuai)開在上軋(ya)輥(gun)調整裝(zhuang)置和(he)軋(ya)輥(gun)軸承座(zuo)之間,安裝(zhuang)了一個液壓(ya)快(kuai)開裝(zhuang)置,它的(de)作用是在軋(ya)制(zhi)(zhi)快(kuai)結束時投(tou)入(ru)工(gong)作,瞬時快(kuai)速打開軋(ya)輥(gun)的(de)孔(kong)喉,使鋼(gang)管尾(wei)端不經過軋(ya)制(zhi)(zhi)(保持(chi)原始毛管壁(bi)厚(hou)),而消(xiao)除尾(wei)三角現象來(lai)軋(ya)制(zhi)(zhi)薄壁(bi)管。它用一個連接環(huan)限制(zhi)(zhi)行(xing)程并滿足運行(xing)要求,當活塞向內運動時,上軋(ya)輥(gun)提起,以實現對毛管尾(wei)部(bu)的(de)無(wu)壓(ya)下軋(ya)制(zhi)(zhi),以此防止毛管尾(wei)端形(xing)成三角形(xing)喇叭口。


  在軋制(zhi)過程中(zhong)為使工作輥(gun)準確(que)、快速(su)打(da)開,毛管管端的軋制(zhi)速(su)度是由紅外信號(hao)接收時(shi)間和計算來確(que)定的,從(cong)而形成打(da)開工作輥(gun)所需的延時(shi)信號(hao)。


  當工作輥出(chu)口(kou)端打開(kai),就實(shi)現了毛(mao)管尾端無壓下軋制,避免毛(mao)管尾端形(xing)成三角形(xing)喇叭口(kou)。


  德國米爾(er)(er)公司生產的(de)阿(a)塞(sai)爾(er)(er)軋管(guan)(guan)機(ji)(ji)分別使用(yong)了(le)以上(shang)(shang)兩種(zhong)斜抬(tai)法。新建(jian)的(de)阿(a)塞(sai)爾(er)(er)機(ji)(ji)組大多使用(yong)上(shang)(shang)輥單(dan)輥快開(斜抬(tai)法)技術(shu)。單(dan)輥快開液壓(ya)缸(gang)的(de)行程(cheng)(cheng)比三(san)輥快開的(de)要長一些,一般是三(san)輥快開液壓(ya)缸(gang)行程(cheng)(cheng)的(de)2倍(bei)以上(shang)(shang),具(ju)體行程(cheng)(cheng)大小根據軋管(guan)(guan)機(ji)(ji)產品大綱中鋼(gang)管(guan)(guan)壁厚范圍而定。


3. NEL 裝置


  NEL(No End Loss)是(shi)由(you)瑞典SKF的(de)(Ovako公(gong)司)Hofors廠于1986年試(shi)驗完成的(de)。它(ta)是(shi)在(zai)(zai)阿(a)塞爾軋管(guan)機(ji)(ji)的(de)人口端安裝了(le)無尾(wei)損(sun)失裝置(NEL),既達(da)到了(le)消除尾(wei)三(san)角的(de)目的(de),又沒有增(zeng)大切(qie)尾(wei)損(sun)失。實際(ji)上(shang),這套(tao)裝置就是(shi)一(yi)種預(yu)軋機(ji)(ji),作(zuo)為(wei)阿(a)塞爾軋機(ji)(ji)上(shang)的(de)一(yi)個(ge)附(fu)加裝置。在(zai)(zai)軋制薄壁管(guan)時(shi),毛管(guan)尾(wei)端進(jin)入(ru)阿(a)塞爾軋管(guan)機(ji)(ji)軋輥前進(jin)行預(yu)減(jian)壁,以(yi)減(jian)小(xiao)軋管(guan)時(shi)的(de)減(jian)壁量,從而(er)避免(mian)出現尾(wei)三(san)角,而(er)且(qie)沒有須切(qie)除的(de)末軋制段。


  瑞典(dian)人(ren)發明使用(yong)4個(ge)預(yu)(yu)軋(ya)小軋(ya)輥(gun),當更換軋(ya)制鋼管規格時要調(diao)整(zheng)軋(ya)制中心線的高度,但是這種(zhong)4個(ge)預(yu)(yu)軋(ya)小軋(ya)輥(gun)要實現(xian)無級調(diao)整(zheng)是很困難(nan)的。因此(ci)聯邦德(de)國(guo)米爾廠(chang)1988年(nian)購(gou)買了此(ci)項技術并改進為3個(ge)預(yu)(yu)軋(ya)小軋(ya)輥(gun)后,將(jiang)預(yu)(yu)軋(ya)裝置取(qu)名為NEL裝置。


  改進后(hou)的(de)裝置如圖4-17所示,由3個(ge)氣囊浮動支撐(cheng),以(yi)便(bian)與軋(ya)(ya)(ya)制中心線始終保持(chi)一(yi)致(zhi)。軋(ya)(ya)(ya)機(ji)內有3個(ge)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun),小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)沒有驅動裝置,按需要的(de)方向(xiang)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)各傾斜3°~4°,由一(yi)套液(ye)壓缸杠(gang)桿系統使(shi)其(qi)開閉(bi)。在軋(ya)(ya)(ya)制到尾(wei)端以(yi)前,3個(ge)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)處(chu)(chu)于(yu)(yu)(yu)打(da)開位(wei),喉徑大(da)于(yu)(yu)(yu)毛管(guan)外徑,處(chu)(chu)于(yu)(yu)(yu)待工(gong)作狀態;當軋(ya)(ya)(ya)制到尾(wei)端250mm左右時(shi),液(ye)壓缸動作,3個(ge)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)合攏,對毛管(guan)尾(wei)部予(yu)以(yi)減壁(bi),會在鋼(gang)(gang)管(guan)外表面軋(ya)(ya)(ya)出(chu)多頭相互連(lian)接的(de)螺旋線,這有助于(yu)(yu)(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)尾(wei)部外表面光滑、壁(bi)厚均勻(yun),使(shi)隨后(hou)進入阿塞爾主軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)制的(de)鋼(gang)(gang)管(guan)尾(wei)部避免(mian)出(chu)現(xian)尾(wei)三(san)角。軋(ya)(ya)(ya)制過(guo)程結束,液(ye)壓缸反向(xiang)動作,3個(ge)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)再次放開處(chu)(chu)于(yu)(yu)(yu)待工(gong)作位(wei)置。


圖 17.jpg


  經(jing)實踐(jian)檢驗,目(mu)前國內(nei)阿塞爾機組雖然在設計時(shi)有NEL,但(dan)現(xian)在大多不再(zai)使用,主(zhu)要是不便于換輥(gun)和(he)軸向(xiang)調(diao)整(zheng)(zheng),當生產規格多時(shi),小軋(ya)輥(gun)的調(diao)整(zheng)(zheng)時(shi)間長(chang),預軋(ya)效(xiao)果不佳。



4. 階梯(ti)芯棒(bang)軋制(zhi)


 為了(le)解決軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)薄壁(bi)(bi)管(guan)時(shi)(shi)(shi)的(de)尾(wei)三(san)角問(wen)題,有報道稱原蘇聯曾試驗過(guo)變端(duan)面(mian)芯棒(bang)(bang)(芯棒(bang)(bang)前面(mian)一段(duan)直徑(jing)較小,后面(mian)一段(duan)直徑(jing)較大),在(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)過(guo)程(cheng)中(zhong),芯棒(bang)(bang)可以前后移(yi)動(dong)。如圖(tu)4-18所(suo)示,當輾軋(ya)(ya)(ya)(ya)毛管(guan)的(de)兩端(duan)時(shi)(shi)(shi),使用(yong)前段(duan)芯棒(bang)(bang);在(zai)(zai)輾軋(ya)(ya)(ya)(ya)毛管(guan)中(zhong)間部分時(shi)(shi)(shi),使用(yong)后段(duan)芯棒(bang)(bang),避免了(le)管(guan)尾(wei)“尾(wei)三(san)角”的(de)產生(sheng)。2000年前后,德國米爾公司針對傳統阿塞爾軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)在(zai)(zai)生(sheng)產薄壁(bi)(bi)管(guan)時(shi)(shi)(shi),荒管(guan)的(de)前端(duan)會產生(sheng)喇叭口和壁(bi)(bi)厚不均現象,提出(chu)將芯棒(bang)(bang)工(gong)(gong)作(zuo)段(duan)前端(duan)部分略減(jian)小,使用(yong)階(jie)梯芯棒(bang)(bang)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)方法來避免喇叭口出(chu)現。在(zai)(zai)管(guan)端(duan)被咬(yao)入后,芯棒(bang)(bang)工(gong)(gong)作(zuo)段(duan)階(jie)梯前端(duan)參與減(jian)壁(bi)(bi)區軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi),由(you)于管(guan)端(duan)減(jian)壁(bi)(bi)量極小,這樣(yang)就減(jian)少(shao)了(le)金屬在(zai)(zai)圓周方向(xiang)的(de)流動(dong),避免了(le)荒管(guan)外(wai)端(duan)擴(kuo)口,從而達到減(jian)少(shao)不銹鋼(gang)管(guan)端(duan)鋸切量,提高成材(cai)率(lv)的(de)目的(de),并進行了(le)某(mou)些(xie)規格的(de)試驗。


圖 18.jpg


階(jie)梯(ti)芯棒(bang)的(de)應用目前尚屬于試驗摸索(suo)階(jie)段,未(wei)見成功生產的(de)報道(dao)。