在PQF出現以前,三輥軋(ya)管機專指阿塞爾(er)(ASSEL).軋(ya)機或其改進型特朗斯瓦爾(er)(Trans-val)軋(ya)機。1937年,美國蒂姆肯(ken)公司工(gong)程(cheng)師.W.J.Assel在俄(e)亥俄(e)州 Wooster 市Wayne公司不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)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壁管。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不(bu)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. 特朗斯瓦爾型(xing)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(xiu)鋼(gang)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. 快開法


  快開法(fa)(fa)是(shi)在特朗斯瓦爾型軋管機之(zhi)后發展起來的,在軋制(zhi)過(guo)程即將結束時迅速抬(tai)(tai)輥(gun)使鋼管尾(wei)端留下一小段不減壁的毛管,形成“后剛(gang)端”以消“尾(wei)三角”。快開法(fa)(fa)有(you)平抬(tai)(tai)法(fa)(fa)和斜(xie)抬(tai)(tai)法(fa)(fa)兩種。


  平(ping)抬法(fa)要(yao)利(li)用特(te)朗斯瓦(wa)爾(er)型軋(ya)管(guan)機(ji)上每(mei)個(ge)軋(ya)輥原有的兩個(ge)快(kuai)速開(kai)啟的液(ye)壓缸和四個(ge)平(ping)衡液(ye)壓缸,在軋(ya)管(guan)過(guo)程將結束時,開(kai)啟缸迅速泄壓,平(ping)衡缸立即抬起(qi)軋(ya)輥,孔(kong)型打(da)開(kai),使鋼管(guan)尾(wei)端順利(li)通(tong)過(guo)軋(ya)管(guan)機(ji),西班牙杜(du)巴賽(sai)斯廠(chang)(已搬到(dao)我國無錫的西姆(mu)來斯)既采用此種方法(fa)。


  斜抬法又可分為三輥(gun)快開(kai)(kai)和上輥(gun)單輥(gun)快開(kai)(kai)。


  三輥(gun)快(kuai)開需要(yao)在(zai)機架(jia)牌坊(fang)出口一側軋輥(gun)軸承座上的(de)壓(ya)下螺絲之下安裝一個(ge)快(kuai)速開啟液壓(ya)缸(gang),在(zai)鋼(gang)(gang)管軋到尾端時,開啟液壓(ya)缸(gang)迅速泄壓(ya),軋輥(gun)出口側軸承座在(zai)原有的(de)兩個(ge)平衡缸(gang)的(de)作用下迅速抬(tai)起,軋輥(gun)即繞入(ru)口側支撐中心旋轉一定角度并(bing)傾(qing)斜(xie)地(di)上抬(tai),孔型打開,使鋼(gang)(gang)管尾端形成“后剛端”,毛管便順利地(di)通過軋管機。


  單(dan)輥(gun)(gun)(gun)快開在上軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)調整裝置(zhi)和軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)軸承座(zuo)之間,安(an)裝了一個液壓快開裝置(zhi),它的(de)作(zuo)用(yong)是在軋(ya)制快結束時投(tou)入工(gong)作(zuo),瞬(shun)時快速打開軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)的(de)孔喉(hou),使鋼管(guan)(guan)尾(wei)端不經過軋(ya)制(保(bao)持原始毛(mao)(mao)管(guan)(guan)壁厚),而消除尾(wei)三(san)角現(xian)象來軋(ya)制薄壁管(guan)(guan)。它用(yong)一個連接環限制行(xing)程并滿足運行(xing)要求,當活塞向內運動時,上軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)提(ti)起,以實現(xian)對毛(mao)(mao)管(guan)(guan)尾(wei)部的(de)無壓下(xia)軋(ya)制,以此防止毛(mao)(mao)管(guan)(guan)尾(wei)端形(xing)(xing)成三(san)角形(xing)(xing)喇(la)叭口。


  在軋制過程中為(wei)使工作輥(gun)準確、快(kuai)速打(da)開(kai),毛管管端的軋制速度是由紅外信號接收時(shi)間(jian)和計算來確定的,從而形成打(da)開(kai)工作輥(gun)所(suo)需的延(yan)時(shi)信號。


  當工作輥出口端打開,就實現了毛管(guan)(guan)尾端無壓下軋制,避免毛管(guan)(guan)尾端形(xing)成三角形(xing)喇叭口。


  德國米(mi)爾(er)公(gong)司生產(chan)(chan)的阿(a)塞爾(er)軋(ya)管(guan)機分別使用了以上(shang)兩種斜抬(tai)法(fa)(fa)。新建(jian)的阿(a)塞爾(er)機組大多使用上(shang)輥(gun)(gun)單輥(gun)(gun)快(kuai)開(kai)(斜抬(tai)法(fa)(fa))技(ji)術。單輥(gun)(gun)快(kuai)開(kai)液壓缸的行程比三輥(gun)(gun)快(kuai)開(kai)的要長一些,一般是三輥(gun)(gun)快(kuai)開(kai)液壓缸行程的2倍以上(shang),具體行程大小(xiao)根據(ju)軋(ya)管(guan)機產(chan)(chan)品(pin)大綱中鋼管(guan)壁厚范圍而定。


3. NEL 裝(zhuang)置


  NEL(No End Loss)是(shi)由瑞典SKF的(de)(Ovako公司(si))Hofors廠(chang)于1986年試驗完成的(de)。它是(shi)在阿(a)(a)塞(sai)爾軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)的(de)人口端安裝了(le)無尾損失(shi)裝置(NEL),既達到了(le)消(xiao)除尾三角(jiao)的(de)目(mu)的(de),又沒(mei)有增大(da)切尾損失(shi)。實際上(shang),這(zhe)套裝置就是(shi)一種(zhong)預(yu)軋機(ji)(ji)(ji),作為阿(a)(a)塞(sai)爾軋機(ji)(ji)(ji)上(shang)的(de)一個附加裝置。在軋制(zhi)薄(bo)壁管(guan)(guan)(guan)時(shi),毛管(guan)(guan)(guan)尾端進入阿(a)(a)塞(sai)爾軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)軋輥前進行預(yu)減(jian)壁,以減(jian)小軋管(guan)(guan)(guan)時(shi)的(de)減(jian)壁量,從而(er)避免出現尾三角(jiao),而(er)且沒(mei)有須(xu)切除的(de)末(mo)軋制(zhi)段(duan)。


  瑞典人發明使用(yong)4個預(yu)(yu)軋(ya)(ya)(ya)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun),當(dang)更換軋(ya)(ya)(ya)制鋼管規格(ge)時要調整(zheng)軋(ya)(ya)(ya)制中心線的高(gao)度,但是(shi)(shi)這種4個預(yu)(yu)軋(ya)(ya)(ya)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)要實現無(wu)級調整(zheng)是(shi)(shi)很困難(nan)的。因此聯(lian)邦德國米爾(er)廠1988年(nian)購買了此項(xiang)技術并改進為(wei)3個預(yu)(yu)軋(ya)(ya)(ya)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)后,將預(yu)(yu)軋(ya)(ya)(ya)裝置取名(ming)為(wei)NEL裝置。


  改進后的(de)裝(zhuang)置如圖4-17所示(shi),由(you)3個氣囊浮動(dong)(dong)支撐,以(yi)便與軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)中心線(xian)(xian)始終保持一致。軋(ya)(ya)機內有3個小(xiao)(xiao)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun),小(xiao)(xiao)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)沒有驅動(dong)(dong)裝(zhuang)置,按需要的(de)方向小(xiao)(xiao)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)各傾(qing)斜(xie)3°~4°,由(you)一套液(ye)壓缸杠桿(gan)系(xi)統使其開(kai)(kai)閉。在(zai)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)到尾端以(yi)前,3個小(xiao)(xiao)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)處(chu)(chu)于(yu)(yu)打開(kai)(kai)位(wei),喉徑(jing)大于(yu)(yu)毛管(guan)外(wai)徑(jing),處(chu)(chu)于(yu)(yu)待工作狀態(tai);當軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)到尾端250mm左右(you)時(shi),液(ye)壓缸動(dong)(dong)作,3個小(xiao)(xiao)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)合(he)攏,對(dui)毛管(guan)尾部予以(yi)減壁,會(hui)在(zai)鋼管(guan)外(wai)表面軋(ya)(ya)出多頭相互(hu)連接的(de)螺旋線(xian)(xian),這有助于(yu)(yu)鋼管(guan)尾部外(wai)表面光滑、壁厚均(jun)勻,使隨(sui)后進入(ru)阿塞爾主軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)鋼管(guan)尾部避免出現尾三(san)角。軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)過程(cheng)結束,液(ye)壓缸反向動(dong)(dong)作,3個小(xiao)(xiao)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)再次(ci)放開(kai)(kai)處(chu)(chu)于(yu)(yu)待工作位(wei)置。


圖 17.jpg


  經實踐(jian)檢驗,目前國內阿塞爾機組雖然在設計時(shi)有NEL,但現在大(da)多(duo)(duo)不(bu)再使(shi)用(yong),主要是(shi)不(bu)便(bian)于換輥和(he)軸向調(diao)整(zheng),當生產規格多(duo)(duo)時(shi),小(xiao)軋輥的調(diao)整(zheng)時(shi)間長,預(yu)軋效果不(bu)佳。



4. 階(jie)梯(ti)芯棒(bang)軋制


 為了(le)解決軋(ya)(ya)制(zhi)薄壁管(guan)(guan)時的(de)尾(wei)三角(jiao)問題,有報道(dao)稱原蘇(su)聯曾試驗過(guo)變端(duan)(duan)面(mian)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)(芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)前面(mian)一段(duan)(duan)直徑(jing)較小,后(hou)(hou)面(mian)一段(duan)(duan)直徑(jing)較大(da)),在(zai)(zai)軋(ya)(ya)制(zhi)過(guo)程(cheng)中,芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)可(ke)以前后(hou)(hou)移動。如圖4-18所示,當輾(zhan)軋(ya)(ya)毛管(guan)(guan)的(de)兩(liang)端(duan)(duan)時,使(shi)(shi)用前段(duan)(duan)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang);在(zai)(zai)輾(zhan)軋(ya)(ya)毛管(guan)(guan)中間部分(fen)時,使(shi)(shi)用后(hou)(hou)段(duan)(duan)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang),避(bi)(bi)免了(le)管(guan)(guan)尾(wei)“尾(wei)三角(jiao)”的(de)產(chan)生(sheng)(sheng)。2000年前后(hou)(hou),德國米爾公司針對傳統阿(a)塞爾軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)產(chan)薄壁管(guan)(guan)時,荒管(guan)(guan)的(de)前端(duan)(duan)會產(chan)生(sheng)(sheng)喇叭口(kou)和壁厚(hou)不均現象(xiang),提(ti)出(chu)將芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)工(gong)作段(duan)(duan)前端(duan)(duan)部分(fen)略(lve)減(jian)小,使(shi)(shi)用階梯芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)軋(ya)(ya)制(zhi)的(de)方法來避(bi)(bi)免喇叭口(kou)出(chu)現。在(zai)(zai)管(guan)(guan)端(duan)(duan)被咬入后(hou)(hou),芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)工(gong)作段(duan)(duan)階梯前端(duan)(duan)參與減(jian)壁區軋(ya)(ya)制(zhi),由于管(guan)(guan)端(duan)(duan)減(jian)壁量極(ji)小,這樣就(jiu)減(jian)少了(le)金屬在(zai)(zai)圓周方向的(de)流動,避(bi)(bi)免了(le)荒管(guan)(guan)外(wai)端(duan)(duan)擴口(kou),從而達到減(jian)少不銹鋼(gang)管(guan)(guan)端(duan)(duan)鋸切(qie)量,提(ti)高成材率的(de)目的(de),并進行了(le)某(mou)些規格的(de)試驗。


圖 18.jpg


階梯(ti)芯棒(bang)的應用目前尚(shang)屬于試(shi)驗摸索階段,未(wei)見成功生產的報(bao)道。