1937年,Wooster軋機重新進行設計,他就是以其名字命名的斜軋管機,這是一種斜軋管(guan)工(gong)藝,在芯棒上使空心坯減壁。Assel的軋管機其獨特之處在于使用3個軋輥,而大多數斜軋工藝采用的是2個軋輥的斜軋管機。和自動軋管機相比,Assel軋管機所生產的管子壁厚比較均勻,內表面比較光潔。


  1939年9月爆發的第二次世界大戰對軍工生產起到了刺激作用,軍艦、飛機、坦克、槍械和其他軍事項目需要大量的管材。雖然無縫鋼管被視作制造炮管的原材料,但在美國卻忽略了無縫不銹鋼(gang)管的這一用途,其部隊所使用炮管仍由鍛造后的實心體經鏜孔或鉆孔制作。在第二次世界大戰期間,在Henry Timken 領導下顯示了無縫鋼管是制作炮管的上乘材料這一優勢,隨后成立的Timken武器裝備公司采用無縫鋼管生產了數萬支炮管。


 Timken 隨后著手將 Canten軋機改造成為采用三輥(gun)軋管工藝原理的軋管機,這項計劃在1952年完成。



1. 三輥軋管工藝概述


  由于(yu)這種(zhong)斜軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機采用3個軋(ya)(ya)輥,因此一般稱(cheng)之為(wei)三輥軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機,而歐(ou)美各國則習慣于(yu)稱(cheng)它為(wei)阿塞爾軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(Assel Mill).三輥軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機采用長(chang)芯棒軋(ya)(ya)管(guan)(guan),軋(ya)(ya)輥的中間有(you)突棱(有(you)些資料也稱(cheng)之為(wei)“肩”),高度(du)為(wei)5.5~16mm,在軋(ya)(ya)制(zhi)時實現主要(yao)的壓下(xia),并可以實現較大的壓下(xia)量。在長(chang)芯棒上軋(ya)(ya)管(guan)(guan)可以獲(huo)得表面光滑的成(cheng)品管(guan)(guan),并且直徑和壁厚準確。


  軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥中心線傾(qing)斜于(yu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制中心線,并傾(qing)斜于(yu)通過軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制中心線和(he)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥中央所形成的平(ping)面(mian),當(dang)改(gai)變傾(qing)斜角(jiao)時,軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制角(jiao)和(he)送進(jin)角(jiao)均隨之改(gai)變,軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥的直徑根(gen)據所軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)鋼管(guan)的直徑選定。在蘇聯國(guo)立冶(ye)金(jin)工廠設(she)計院設(she)計的三輥軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)機上,軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制Φ40~75mm的鋼管(guan)時,選擇的軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥直徑為240mm;軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制Φ76~160mm的鋼管(guan)時,選擇的軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥直徑為470mm;當(dang)延伸系數(shu)為1.7~3.3時,軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)機允許(xu)鋼管(guan)以0.14~0.34m/s前(qian)進(jin)速度(du)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制。


  三輥軋管(guan)(guan)機主要用于生產(chan)(chan)厚壁(bi)的(de)軸承(cheng)管(guan)(guan)和其(qi)他壁(bi)厚為5~25mm或壁(bi)厚更大一些的(de)鋼管(guan)(guan)。1939年5月,德(de)國鋼管(guan)(guan)公司的(de)技術人員參觀(guan) Wooster 鋼管(guan)(guan)廠時(shi),軋管(guan)(guan)工藝(yi)參數為:外徑38~76mm,平均壁(bi)厚6.3mm,延伸系(xi)數2,壁(bi)厚公差5%,小時(shi)產(chan)(chan)量3噸。


  三(san)輥(gun)軋(ya)管機上也可以軋(ya)制管壁較薄(bo)(2.5mm以下)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)管,如法國(guo) Vallourec 鋼(gang)(gang)(gang)管廠用(yong)它軋(ya)制φ56x2.4mm,長11m的(de)鋼(gang)(gang)(gang)管。當Assel于1954年參觀德(de)國(guo) Hilden 鋼(gang)(gang)(gang)管廠時(shi),就三(san)輥(gun)軋(ya)管機生產較薄(bo)壁鋼(gang)(gang)(gang)管的(de)問題座談時(shi)指(zhi)出,Vallourec廠是通過調(diao)整軋(ya)輥(gun)各段(duan)長度來實現軋(ya)制D/S=24的(de)鋼(gang)(gang)(gang)管的(de)。



2. Transval 軋機


  三(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)原僅用于厚壁管(guan)(guan)(guan)生產(chan),應用這(zhe)(zhe)種軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工藝受到軋(ya)(ya)件三(san)角形(xing)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)限制(zhi)(zhi),而這(zhe)(zhe)一(yi)傾向在軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)薄壁管(guan)(guan)(guan)時(shi)尤為(wei)(wei)明顯,三(san)角形(xing)的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)使軋(ya)(ya)件承(cheng)受交替的(de)彎曲應力,以致產(chan)生裂紋,并(bing)在軋(ya)(ya)出端(duan)形(xing)成(cheng)(cheng)“尾三(san)角”,有時(shi)造成(cheng)(cheng)后卡(ka),這(zhe)(zhe)種傾向在D/S值(zhi)(zhi)大時(shi)特(te)別嚴重,故在經典的(de)普通的(de)三(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)上(shang)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)管(guan)(guan)(guan)子的(de)D/S值(zhi)(zhi)以12為(wei)(wei)限,三(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)60余年的(de)發展就是一(yi)部采取改(gai)進(jin)措施軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)薄壁管(guan)(guan)(guan)的(de)發展史。


  Mehren 在(zai)德國 Düsseldorf 市 Lierenfeld 鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)廠工作時(shi)就和該廠的(de)Assel軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)研究小(xiao)組人員一(yi)起研究制(zhi)造了(le)七臺三(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji),為(wei)(wei)(wei)了(le)減輕三(san)角形形成現象,進(jin)(jin)一(yi)步(bu)能軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)薄壁管(guan)(guan)(guan)(guan),在(zai)Mehren先(xian)(xian)生(sheng)(sheng)(sheng)指(zhi)導下進(jin)(jin)行試(shi)驗,措施是在(zai)臨近軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)完成時(shi)改變(bian)喂入(ru)角。二戰后(hou)Mehren 先(xian)(xian)生(sheng)(sheng)(sheng)離德赴法在(zai)Vallourec 公司 Aulnoye 鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)廠繼續進(jin)(jin)行上(shang)述試(shi)驗,直(zhi)到1952年制(zhi)造出機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)可(ke)以(yi)回(hui)轉的(de)三(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji),其(qi)主要技(ji)術(shu)特征是用(yong)液壓(ya)傳動(dong)以(yi)回(hui)轉機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia),但傳動(dong)裝置仍置于輸入(ru)側。當時(shi)這一(yi)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)被稱為(wei)(wei)(wei)Mehren軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji),Mehren先(xian)(xian)生(sheng)(sheng)(sheng)辭世后(hou),這種(zhong)(zhong)三(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)易名為(wei)(wei)(wei)Transval軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)。并成為(wei)(wei)(wei)Vallourec專利,為(wei)(wei)(wei)了(le)同一(yi)個(ge)目的(de)即為(wei)(wei)(wei)了(le)軋(ya)(ya)(ya)薄壁管(guan)(guan)(guan)(guan)后(hou)來(lai)又研究出了(le)三(san)種(zhong)(zhong)辦法即(1)采(cai)用(yong)電(dian)氣或液壓(ya)辦法快(kuai)速(su)調整軋(ya)(ya)(ya)輥(gun);(2)CAM三(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji);(3)采(cai)用(yong)NEL調整系統的(de)三(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)。采(cai)用(yong)這些措施,三(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)所生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)成品管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)D/S值可(ke)達35~40,但有時(shi)會產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)管(guan)(guan)(guan)(guan)子質量劣化的(de)傾向。



3. Assel 和 Mehren


 Assel 和Mehren 分別是經典三輥(gun)軋管機和Transval三輥(gun)軋管機的發明者。


 W.J.Assel是(shi)(shi) Timken Steel & Tube 公司(廠(chang))的(de)(de)工程師(shi),1937年他(ta)(ta)負責對 Wooster 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)廠(chang)的(de)(de)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)進行改造,接著又對Canton鋼(gang)管(guan)廠(chang)的(de)(de)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)進行類似的(de)(de)改造,這(zhe)兩(liang)項技(ji)術改造的(de)(de)結果就是(shi)(shi)世界上第(di)一(yi)臺(tai)和第(di)二臺(tai)三輥軋(ya)(ya)管(guan)機(ji),Assel軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)誕(dan)生,除了(le)三輥軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)的(de)(de)專利(li)以外,他(ta)(ta)還獲得其(qi)他(ta)(ta)4項軋(ya)(ya)管(guan)專利(li),其(qi)內容涉及管(guan)坯(pi)處理、鋼(gang)管(guan)定徑及軋(ya)(ya)管(guan)工藝改進等方面。


 Mehren 是 Düsseldorf 市 Lierenfeld 不銹鋼管廠的工程師,在他的指導下,該廠制造了七臺三輥軋管機,為了將三輥軋管機應用于薄壁不銹鋼管生產領域,Mehren 在該不銹鋼管廠進行了試驗研究,其工藝的特點是在臨近軋制完畢時改變喂進角,二戰結束后Mehren 去法國Vallourec 公司 Aulnoye鋼管廠工作,繼續進行上述試驗,在軋制將結束時,采用液壓傳動以回轉機架,當時這種軋機被稱為Mehren 軋機,Mehren辭世后,Vallourec將傳動裝置改設在軋出端,并申請專利,將這種軋機改稱為Transval軋機。