自從19世紀末葉以來,浙江不銹鋼管廠家即想用類似于棒材連軋的辦法來生產無縫鋼管。當時研究的目標是采用固定推桿以及隨著鋼管運動的長芯棒將空心坯軋成不銹鋼管(guan)的辦法,終于在1920年形成了Fassel軋管法(即連續軋管法),這種連續軋管工藝的特征是工作芯棒跟隨管子一起運動。迄今為止,這種軋管工藝對于生產外徑小于159mm的碳素鋼和低合金鋼的無縫(feng)不銹鋼(gang)管仍然是最適合的。其延伸系數比較小一輩為 λ=4.3~4.5,為此必須在斜軋機上以較大的延長率(最大達 λ=3.0)將經過表面處理的圓管坯穿孔成為較薄的空心坯。1962年K.Neuhoff 和Pfeiffer 曾對這種連續軋管工藝的變形過程發表過專題論文,文中指出:對于八機架連續軋管機來說,由于空心坯的進入和離開機架,金屬流動的非連續性將達16次之多,這是由于工作芯棒與空心坯之間的速度變化的緣故。由于軋制過程的這種不均勻性產生壁厚與外徑的變異,容易形成所謂“竹節”(Bauchbil-dung)。此外,這種軋管工藝的單位軋制壓力相當大,因此必須采用具有開口的、橢圓度較大的孔型,而這種開口孔型導致變形的不均勻性,由此帶來的缺點是:在管子內部容易產生裂紋和所需單位變形功太大。關于壁厚和直徑的變異可采取有效措施使之處于允許的限度之內,精確地控制軋輥的圓周速度,使之與工作芯棒的速度變化相適應,從而達到保持軋件速度恒定的目的。但開口孔型的缺點則無法消除。此外,由于軋制力較大所限,必須采用較大的輥徑,這樣就使得軋件與軋輥之間的接觸弧相當大,因此,對工作芯棒造成巨大的局部壓應力、摩擦力和較高的熱負荷。采用連續軋管法生產的無縫不銹鋼管的壁厚直徑比(S/D)不能超過0.12。


  采用浮動(dong)芯(xin)棒的(de)(de)連(lian)續式軋管(guan)(guan)機(ji)軋制(zhi)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)時,軋制(zhi)過程的(de)(de)不(bu)穩定(ding)性(xing)及這種(zhong)不(bu)穩定(ding)性(xing)對管(guan)(guan)子質量的(de)(de)不(bu)良影響,以(yi)及連(lian)續軋管(guan)(guan)機(ji)的(de)(de)經(jing)濟性(xing)問題和(he)采用浮動(dong)芯(xin)棒的(de)(de)連(lian)續軋管(guan)(guan)機(ji)的(de)(de)實際生(sheng)產(chan)經(jing)驗,使得Contubind公司認為有必要和(he)有可能(neng)根據最新的(de)(de)軋制(zhi)原理,對1889年就已經(jing)在(zai)浙江不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)廠(chang)家生(sheng)產(chan)車(che)間內應(ying)用過的(de)(de)、在(zai)多(duo)機(ji)架二輥式軋管(guan)(guan)機(ji)上使用限(xian)動(dong)芯(xin)棒生(sheng)產(chan)無縫不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)方法重新進行(xing)科學實驗,提出這種(zhong)軋制(zhi)過程的(de)(de)相應(ying)理論(lun),并通過大規模實際試驗證實這種(zhong)理論(lun)。


  直到1964年(nian)(nian),在(zai)(zai)意大利Dalmine公(gong)(gong)司(si)(si)(si)的(de)(de)(de)帶(dai)固(gu)定芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)的(de)(de)(de)連續式軋(ya)(ya)(ya)機(ji)上進行(xing)(xing)了(le)(le)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan),后來又(you)在(zai)(zai)法(fa)國的(de)(de)(de) Lorraine-Escaut 公(gong)(gong)司(si)(si)(si)的(de)(de)(de)法(fa)塞(sai)(sai)爾(er)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)上進行(xing)(xing)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)。其中在(zai)(zai)Dalmine公(gong)(gong)司(si)(si)(si)生(sheng)產出了(le)(le)厚壁管,而Lorraine-Escaut 公(gong)(gong)司(si)(si)(si)根據 A.Tostivint 的(de)(de)(de)第1322304 號專利,在(zai)(zai)Besse'ger的(de)(de)(de)第二(er)號法(fa)塞(sai)(sai)爾(er)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)上采用(yong)(yong)限(xian)(xian)動(dong)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)進行(xing)(xing)試(shi)(shi)(shi)驗(yan),取得了(le)(le)相應的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)。根據上述情況(kuang) Lorraine-Escaut 公(gong)(gong)司(si)(si)(si)和 Contu-bind 公(gong)(gong)司(si)(si)(si)決定共同發展(zhan)限(xian)(xian)動(dong)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)方法(fa)。從1965年(nian)(nian)到1967年(nian)(nian)間,在(zai)(zai)Besse'ges的(de)(de)(de)具有(you)40年(nian)(nian)歷史的(de)(de)(de)7機(ji)架(jia)法(fa)塞(sai)(sai)爾(er)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(如圖13-9所示的(de)(de)(de))上進行(xing)(xing)了(le)(le)8次(ci)大規模試(shi)(shi)(shi)驗(yan),每次(ci)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)持續5~25個班次(ci)。這(zhe)(zhe)臺(tai)法(fa)塞(sai)(sai)爾(er)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)是(shi)由(you)一(yi)臺(tai)1000kW的(de)(de)(de)交流電動(dong)機(ji)傳動(dong)的(de)(de)(de),對軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸承和軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)調整的(de)(de)(de)條件極(ji)其不利,但其結果(guo)卻一(yi)次(ci)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)比一(yi)次(ci)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)好,共計生(sheng)產了(le)(le)直徑為(wei)92mm、壁厚為(wei)3.5mm和長度為(wei)12m的(de)(de)(de)管子12000根,其中有(you)5450根是(shi)在(zai)(zai)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)末期只用(yong)(yong)了(le)(le)一(yi)根由(you)2343號鋼(含5%鉻)制(zhi)作的(de)(de)(de)空(kong)心水冷芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)生(sheng)產的(de)(de)(de),這(zhe)(zhe)根芯(xin)(xin)棒(bang)(bang),經過(guo)了(le)(le)鍍(du)鉻處理(原始鍍(du)層厚度為(wei)0.05mm),它的(de)(de)(de)滑動(dong)特性(xing)(xing)好。連續使用(yong)(yong)這(zhe)(zhe)根芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)時,雖然芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)在(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)過(guo)程(cheng)中承受著熱負荷(he),但仍(reng)然具有(you)原來的(de)(de)(de)滑動(dong)性(xing)(xing)和剛性(xing)(xing)。


圖 13-9.jpg


軋制參數如下:


空心坯(pi)(35號(hao)鋼)                外徑125mm,壁厚18mm

管子(zi)                                   外徑92mm,壁(bi)厚3.5mm,長度12m

芯棒                                   外徑86/85mm,內徑40mm

芯棒工作(zuo)長度                       3200mm

管子出口速度                       2.2m/s

延長率                                1:6.22

電(dian)動機功率                          750~1000kW

單位功率消耗                      14.2~18.3(平均16)kW·h/t


  多機架(jia)軋管(guan)(guan)機(MPM)軋出(chu)(chu)來(lai)的(de)管(guan)(guan)子(zi)通過二機架(jia)脫管(guan)(guan)機從(cong)芯棒上拉出(chu)(chu)來(lai),并定(ding)徑成熱尺寸88mm的(de)不銹鋼管(guan)(guan)。沿管(guan)(guan)子(zi)長度的(de)平均(jun)終(zhong)軋溫度波(bo)動于920~980℃之間(jian)。看來(lai),具有這(zhe)種溫度的(de)管(guan)(guan)子(zi)不必經過中間(jian)加熱就可直接(jie)在張力(li)減徑機上減徑成3/8英寸的(de)煤氣(qi)管(guan)(guan)。由測量4點的(de)壁厚數(shu)據算出(chu)(chu)的(de)平均(jun)壁厚值。


  MPM軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)軋(ya)(ya)(ya)(ya)出(chu)來(lai)的(de)(de)管(guan)子內(nei)表面非(fei)常光(guang)滑,它(ta)可以與(yu)冷拔管(guan)相(xiang)比。連續軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)和自動(dong)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)所(suo)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)(de)樣(yang)品(pin)管(guan)與(yu)MPM軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)所(suo)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)(de)管(guan)子進行比較(jiao)時,德國專(zhuan)業人(ren)員毫不含糊地認為 Besse'ges的(de)(de)MPM軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)所(suo)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)(de)管(guan)子最好。


 1967年11月,浙江不(bu)銹鋼(gang)管廠家的MPM試(shi)驗軋(ya)機(ji)拆除了,但其試(shi)驗過程都(dou)攝制成(cheng)了電影,這些影片保存在瑞士洛桑鋼(gang)管工(gong)業(ye)顧問(wen)工(gong)程師J.P.Calmes那里。


 內部用高壓水冷卻(que)的(de)(de)插(cha)入毛(mao)管的(de)(de)芯棒在咬入第一(yi)機架時(shi)由油壓缸來(lai)限制移(yi)動,油壓缸的(de)(de)前進運動由變(bian)量泵(beng)固(gu)定地(di)調節為某一(yi)恒定速度。


 拔出的(de)芯棒送(song)回原始位置,噴水(shui)使之(zhi)從120~150℃降到外(wai)表(biao)為50℃的(de)溫度。在這種軋制(zhi)和(he)冷卻條件下,軋制(zhi)一根(gen)管子的(de)平均周期時間為40秒。


 芯(xin)棒(bang)外表(biao)面通常采用重油-石墨混合(he)劑進行潤(run)滑(hua),此(ci)外空心毛(mao)管內表(biao)面還(huan)要添加(jia)潤(run)滑(hua)和隔熱(re)材料,這種材料是通過(guo)空心芯(xin)棒(bang)卡頭注(zhu)入毛(mao)管的。芯(xin)棒(bang)表(biao)面要特別保持光(guang)滑(hua),以至(zhi)于隨著軋制道次的增加(jia)而更(geng)加(jia)光(guang)滑(hua)。