1. 二輥穿孔機(ji)的(de)發展
熱軋(ya)無縫鋼管(guan)生產中管(guan)坯的穿(chuan)孔(kong)主要是在斜軋(ya)穿(chuan)孔(kong)機上進行的,直至1970年,在斜軋(ya)穿(chuan)孔(kong)機中設有導(dao)板的Stiefel穿(chuan)孔(kong)機最為(wei)普(pu)遍(bian),見圖6-31所示。它(ta)也被(bei)(bei)稱作具有桶(tong)形(xing)軋(ya)輥的穿(chuan)孔(kong)機。由于它(ta)的性能好(hao),延伸(shen)率可達4、穿(chuan)孔(kong)后(hou)空心坯長度(du)可長達8m,所以,它(ta)被(bei)(bei)普(pu)遍(bian)用于自動軋(ya)管(guan)機組(zu)(zu)、連軋(ya)管(guan)機組(zu)(zu)和三(san)輥軋(ya)管(guan)機組(zu)(zu)中。
Stiefel 斜軋穿孔機的主要(yao)特征是:
(1)軋輥水平布置,導板垂直布置;
(2)兩(liang)個軋輥由1臺(tai)交流(liu)電機通過減(jian)速(su)箱進(jin)行傳動(dong);
(3)采用止推小車使頂桿從毛管中抽(chou)出。
在1972年誕生了(le)Diescher穿(chuan)孔機(ji),見圖6-32。對于(yu)穿(chuan)孔操作運行性能而言(yan),這種穿(chuan)孔機(ji)樹立了(le)新的樣(yang)板。
Diescher穿孔機的(de)主要(yao)特征是:
(1)軋輥上下布(bu)置,導盤則水平布(bu)置;
(2)每(mei)一(yi)個(ge)軋輥由1臺水平安裝的(de)直流電機傳動;
(3)在(zai)軋出端設有新(xin)穎的(de)頂桿更換(huan)系統,穿(chuan)孔過程結束后帶(dai)有頂頭(tou)和套有毛管(guan)的(de)頂桿橫移,離(li)開軋制中心(xin)線,然后離(li)線脫出毛管(guan)。
由于(yu)軋(ya)輥(gun)上下配置,導(dao)(dao)盤(pan)間(jian)距容易調整(zheng),具(ju)有(you)傳(chuan)動(dong)(dong)導(dao)(dao)盤(pan)的穿孔(kong)機(ji)其前進效率(lv)可達到約90%,且導(dao)(dao)盤(pan)磨(mo)損(sun)小,使導(dao)(dao)盤(pan)重車周期大(da)(da)大(da)(da)延長。因此(ci),更(geng)換工(gong)具(ju)而停產的時(shi)間(jian)大(da)(da)大(da)(da)減少。軋(ya)輥(gun)采(cai)用單獨電機(ji)傳(chuan)動(dong)(dong),傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)和軋(ya)輥(gun)軸(zhou)(zhou)夾角小,傳(chuan)動(dong)(dong)裝置的運行(xing)可靠(kao)性很高(gao)。由于(yu)采(cai)用直流電機(ji)傳(chuan)動(dong)(dong),穿孔(kong)機(ji)運行(xing)速(su)度可調,軋(ya)制開始時(shi)可采(cai)用軋(ya)輥(gun)低轉速(su),待管坯被(bei)咬入(ru)后提(ti)高(gao)軋(ya)輥(gun)速(su)度,這種操作方式,可使軋(ya)輥(gun)線速(su)度高(gao)達9m/s,因此(ci)軋(ya)制時(shi)間(jian)縮短(duan)。
新穎的頂桿(gan)線外(wai)更換系(xi)統使(shi)(shi)穿(chuan)孔機的節奏(zou)達到3~4p/min(即(ji)每分鐘穿(chuan)3~4支管坯(pi)),采用6~8根(gen)頂桿(gan)循環使(shi)(shi)用即(ji)可(ke)(ke)滿(man)足生(sheng)產(chan)(chan)要求,穿(chuan)孔頂頭得以(yi)充分冷卻(que),穿(chuan)孔頂頭的檢查更換則(ze)可(ke)(ke)在(zai)線外(wai)進行。在(zai)1990年左右,全(quan)世(shi)界有10余臺Diescher穿(chuan)孔機在(zai)生(sheng)產(chan)(chan),這說明(ming)在(zai)產(chan)(chan)品質量、生(sheng)產(chan)(chan)能力和工具壽命等方(fang)面(mian)優于其他穿(chuan)孔機,可(ke)(ke)以(yi)應用在(zai)各種(zhong)無縫(feng)管機組中。
雖然Diescher穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)得到普(pu)遍認可(ke),但在(zai)20世紀70年(nian)代末,仍然開始(shi)了(le)旨在(zai)進(jin)一步(bu)增大斜軋(ya)(ya)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)延(yan)伸(shen)率的(de)(de)(de)研(yan)究。借助于(yu)穿(chuan)(chuan)孔(kong)時的(de)(de)(de)擴徑作用,進(jin)行了(le)生產薄壁(bi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)毛管(D/S約30)的(de)(de)(de)研(yan)究。此外,還進(jin)一步(bu)考察了(le)新型穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)穿(chuan)(chuan)軋(ya)(ya)合金鋼的(de)(de)(de)能力,由(you)此產生了(le)兩臺(tai)錐(zhui)輥式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)的(de)(de)(de)制造和安裝。1981年(nian)曼內斯曼鋼管公司在(zai)原Φ340mm自動軋(ya)(ya)管機(ji)前安裝了(le)錐(zhui)輥式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)以(yi)取代串列式(shi)布置(zhi)的(de)(de)(de)兩臺(tai)Stiefel穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji),1982年(nian)日本住友海南鋼管廠(chang)ф114mm連軋(ya)(ya)管機(ji)組(zu)的(de)(de)(de)錐(zhui)輥式(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)投產。
曼內(nei)斯曼鋼管公(gong)司(si)和(he)住友(you)公(gong)司(si)的(de)(de)錐(zhui)輥(gun)(gun)式(shi)(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)的(de)(de)設計任務是(shi)(shi)(shi)滿足工(gong)藝要求,這兩臺(tai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)均配置(zhi)了狄塞爾導(dao)盤(pan),設有軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)喂進角調(diao)整裝(zhuang)置(zhi)和(he)適當的(de)(de)傳動(dong)裝(zhuang)置(zhi),若(ruo)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)是(shi)(shi)(shi)水平布置(zhi)的(de)(de),所(suo)需要的(de)(de)廠房面(mian)積較大,這對一次性(xing)投(tou)資(zi)是(shi)(shi)(shi)不利的(de)(de)。由此對錐(zhui)輥(gun)(gun)式(shi)(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)的(de)(de)設計又進行了研究,其結果是(shi)(shi)(shi)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)垂直布置(zhi)的(de)(de)錐(zhui)輥(gun)(gun)式(shi)(shi)穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)的(de)(de)問(wen)世,如圖6-33所(suo)示,這是(shi)(shi)(shi)從Diescher 穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)移植(zhi)而來的(de)(de),其機(ji)架和(he)Diescher穿(chuan)(chuan)孔(kong)機(ji)類似(si),導(dao)盤(pan)是(shi)(shi)(shi)水平布置(zhi)的(de)(de),軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)采取兩臺(tai)電機(ji)傳動(dong),但布置(zhi)在(zai)軋(ya)(ya)出端,其傾斜(xie)角度(輾軋(ya)(ya)角)和(he)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)錐(zhui)角相(xiang)適應,其傳動(dong)軸和(he)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)軸的(de)(de)夾角最(zui)小。軋(ya)(ya)出端可(ke)以配置(zhi)頂(ding)桿止推小車或頂(ding)桿更換系統。
圖(tu)6-34示出(chu)機(ji)(ji)架的一種特殊(shu)設(she)計,它既可(ke)采(cai)用導(dao)盤(pan)亦可(ke)采(cai)用導(dao)板(ban)。新的軋(ya)輥垂直布置的錐輥式穿孔(kong)(kong)機(ji)(ji)提供了將錐輥式穿孔(kong)(kong)機(ji)(ji)的工藝優越(yue)性(xing)和Diescher穿孔(kong)(kong)機(ji)(ji)設(she)計結構(gou)上的優越(yue)性(xing)相結合的最(zui)佳設(she)計。
在生產(chan)薄壁穿(chuan)孔(kong)(kong)毛(mao)管(guan)(guan)的(de)過程(cheng)中(zhong)也可發現(xian),只(zhi)(zhi)要孔(kong)(kong)型設計得(de)當,錐形穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)的(de)擴徑量可達40%。在無縫軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組中(zhong),錐輥(gun)式穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)的(de)高(gao)變(bian)形能力可以用較少幾種(zhong)尺(chi)(chi)寸的(de)管(guan)(guan)坯(甚至有(you)可能只(zhi)(zhi)采(cai)用一種(zhong)尺(chi)(chi)寸的(de)管(guan)(guan)坯)軋(ya)制出多種(zhong)尺(chi)(chi)寸的(de)毛(mao)管(guan)(guan),若機(ji)(ji)(ji)組中(zhong)配(pei)置有(you)張減(jian)機(ji)(ji)(ji)就可生產(chan)小(xiao)直徑管(guan)(guan)。減(jian)少管(guan)(guan)坯尺(chi)(chi)寸的(de)種(zhong)類對降低原料(liao)成本,提(ti)高(gao)鋼管(guan)(guan)生產(chan)的(de)靈活性是很有(you)好(hao)處的(de)。
2. 三輥穿孔機的發展
由于兩(liang)輥(gun)(gun)錐(zhui)形穿(chuan)(chuan)孔機日趨成熟且(qie)廣泛應用(yong),三(san)輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)孔機相對發展緩慢。三(san)輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)孔除了具(ju)(ju)備兩(liang)輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)孔同樣(yang)的(de)(de)(de)效(xiao)率高、生(sheng)產(chan)靈活的(de)(de)(de)優點(dian)外,其最大特點(dian)是變形區金屬處于三(san)向壓應力(li)(li)(li)狀(zhuang)態(tai)。三(san)向壓應力(li)(li)(li)不會(hui)產(chan)生(sheng)中心破裂,見(jian)圖6-35在提高生(sheng)產(chan)能力(li)(li)(li)和改善毛管質(zhi)量(liang)方面,比兩(liang)輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)孔具(ju)(ju)有更大潛力(li)(li)(li)。三(san)輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)孔機穿(chuan)(chuan)出的(de)(de)(de)毛管尺寸精(jing)度(du)比兩(liang)輥(gun)(gun)高,可穿(chuan)(chuan)軋的(de)(de)(de)合金鋼管的(de)(de)(de)范圍比兩(liang)輥(gun)(gun)大,因此是一(yi)種值得(de)推(tui)廣的(de)(de)(de)很有發展潛力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)機型。
三輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)的(de)(de)結(jie)(jie)構形式(shi)和變(bian)形特(te)(te)點,更有利于金(jin)屬塑性變(bian)形,所以(yi)大(da)大(da)減(jian)少了(le)(le)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)時引起的(de)(de)毛(mao)(mao)管(guan)(guan)(guan)內外(wai)表面缺(que)陷(xian),更適于穿(chuan)(chuan)(chuan)軋低(di)塑性難(nan)變(bian)形材料;三輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)結(jie)(jie)構和操作均相對(dui)簡單,擴大(da)了(le)(le)可穿(chuan)(chuan)(chuan)鋼種的(de)(de)范圍,且更換毛(mao)(mao)管(guan)(guan)(guan)規格方(fang)便(bian);可以(yi)充分利用三輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)的(de)(de)優勢,避開軋制薄壁(bi)毛(mao)(mao)管(guan)(guan)(guan)出現尾三角的(de)(de)缺(que)點。三輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)不僅可以(yi)減(jian)少表面缺(que)陷(xian),而且可以(yi)降(jiang)低(di)工具消耗(hao)和能耗(hao),并有效地(di)控制投資和生產成本。特(te)(te)別是,三輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)是CPE頂管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)的(de)(de)一個不錯(cuo),甚至更適合的(de)(de)一個選擇。據報道2017年(nian)6月Mannesmann 拉特(te)(te)廠新(xin)投產了(le)(le)一臺用于穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)高合金(jin)管(guan)(guan)(guan)坯(pi)的(de)(de)三輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)。見圖6-36所示。