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(xiu)鋼管的辦法,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不銹鋼管仍然是最適合的。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(yong)(yong)浮動芯棒(bang)的(de)(de)連續(xu)式軋(ya)管(guan)機軋(ya)制不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)時,軋(ya)制過程的(de)(de)不(bu)穩定性及這(zhe)種不(bu)穩定性對(dui)管(guan)子質量的(de)(de)不(bu)良(liang)影響(xiang),以及連續(xu)軋(ya)管(guan)機的(de)(de)經(jing)(jing)濟性問(wen)題(ti)和采用(yong)(yong)浮動芯棒(bang)的(de)(de)連續(xu)軋(ya)管(guan)機的(de)(de)實(shi)(shi)際(ji)生產(chan)經(jing)(jing)驗,使得(de)Contubind公司認為有(you)必要和有(you)可能(neng)根據最新的(de)(de)軋(ya)制原理(li),對(dui)1889年就已(yi)經(jing)(jing)在浙江不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)廠家生產(chan)車間內應(ying)(ying)用(yong)(yong)過的(de)(de)、在多機架二輥式軋(ya)管(guan)機上使用(yong)(yong)限動芯棒(bang)生產(chan)無縫不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)的(de)(de)方法重(zhong)新進行科學實(shi)(shi)驗,提出這(zhe)種軋(ya)制過程的(de)(de)相應(ying)(ying)理(li)論,并通過大(da)規(gui)模實(shi)(shi)際(ji)試驗證實(shi)(shi)這(zhe)種理(li)論。


  直(zhi)到1964年(nian),在意大(da)利(li)(li)Dalmine公(gong)司(si)的(de)(de)(de)帶固定芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)連(lian)續(xu)式軋機上進行了(le)(le)(le)(le)軋制試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan),后來又在法(fa)(fa)國(guo)的(de)(de)(de) Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)的(de)(de)(de)法(fa)(fa)塞爾軋機上進行試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。其(qi)(qi)中(zhong)在Dalmine公(gong)司(si)生產出了(le)(le)(le)(le)厚壁(bi)管(guan),而(er)Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)根(gen)(gen)據 A.Tostivint 的(de)(de)(de)第1322304 號(hao)專(zhuan)利(li)(li),在Besse'ger的(de)(de)(de)第二號(hao)法(fa)(fa)塞爾軋機上采(cai)用限動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)進行試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan),取(qu)得了(le)(le)(le)(le)相應的(de)(de)(de)效果。根(gen)(gen)據上述情(qing)況 Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)和(he)(he) Contu-bind 公(gong)司(si)決定共同發展限動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)軋制方(fang)法(fa)(fa)。從1965年(nian)到1967年(nian)間(jian),在Besse'ges的(de)(de)(de)具有(you)(you)40年(nian)歷史(shi)的(de)(de)(de)7機架法(fa)(fa)塞爾軋機(如圖13-9所示的(de)(de)(de))上進行了(le)(le)(le)(le)8次(ci)大(da)規模試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan),每次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)持續(xu)5~25個班次(ci)。這臺法(fa)(fa)塞爾軋機是由一臺1000kW的(de)(de)(de)交流電動(dong)(dong)機傳動(dong)(dong)的(de)(de)(de),對軋輥(gun)軸承和(he)(he)軋輥(gun)調整的(de)(de)(de)條(tiao)件極其(qi)(qi)不利(li)(li),但其(qi)(qi)結(jie)果卻一次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)比一次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)好,共計生產了(le)(le)(le)(le)直(zhi)徑為(wei)92mm、壁(bi)厚為(wei)3.5mm和(he)(he)長度(du)為(wei)12m的(de)(de)(de)管(guan)子12000根(gen)(gen),其(qi)(qi)中(zhong)有(you)(you)5450根(gen)(gen)是在試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)末期只用了(le)(le)(le)(le)一根(gen)(gen)由2343號(hao)鋼(gang)(含5%鉻)制作的(de)(de)(de)空心水冷芯(xin)棒(bang)生產的(de)(de)(de),這根(gen)(gen)芯(xin)棒(bang),經過了(le)(le)(le)(le)鍍(du)鉻處(chu)理(原(yuan)始鍍(du)層(ceng)厚度(du)為(wei)0.05mm),它(ta)的(de)(de)(de)滑動(dong)(dong)特性(xing)好。連(lian)續(xu)使(shi)用這根(gen)(gen)芯(xin)棒(bang)時,雖然芯(xin)棒(bang)在軋制過程中(zhong)承受著(zhu)熱負荷,但仍(reng)然具有(you)(you)原(yuan)來的(de)(de)(de)滑動(dong)(dong)性(xing)和(he)(he)剛性(xing)。


圖 13-9.jpg


軋制(zhi)參數如下:


空心坯(35號鋼)                外徑125mm,壁厚18mm

管子                                   外徑92mm,壁厚3.5mm,長度12m

芯(xin)棒                                   外(wai)徑(jing)86/85mm,內徑(jing)40mm

芯棒工(gong)作長度                       3200mm

管子出口速(su)度                       2.2m/s

延長(chang)率                                1:6.22

電動機功(gong)率                          750~1000kW

單(dan)位功率消(xiao)耗                      14.2~18.3(平均16)kW·h/t


  多(duo)機架軋(ya)管機(MPM)軋(ya)出來(lai)的(de)(de)管子(zi)通過二機架脫管機從芯棒上(shang)拉出來(lai),并定徑(jing)(jing)成(cheng)熱(re)尺寸(cun)88mm的(de)(de)不銹鋼管。沿管子(zi)長(chang)度(du)的(de)(de)平均(jun)終軋(ya)溫度(du)波動于920~980℃之(zhi)間(jian)。看(kan)來(lai),具有這種溫度(du)的(de)(de)管子(zi)不必經(jing)過中(zhong)間(jian)加(jia)熱(re)就可直(zhi)接在張力減(jian)徑(jing)(jing)機上(shang)減(jian)徑(jing)(jing)成(cheng)3/8英寸(cun)的(de)(de)煤氣管。由(you)測量4點的(de)(de)壁厚數據算出的(de)(de)平均(jun)壁厚值(zhi)。


  MPM軋(ya)機軋(ya)出(chu)來的管(guan)(guan)子內表(biao)面非(fei)常光滑(hua),它可以(yi)與(yu)冷拔(ba)管(guan)(guan)相比。連續軋(ya)管(guan)(guan)機和自動軋(ya)管(guan)(guan)機所軋(ya)制(zhi)的樣品管(guan)(guan)與(yu)MPM軋(ya)機所軋(ya)制(zhi)的管(guan)(guan)子進(jin)行比較時(shi),德國專業人員(yuan)毫(hao)不含糊地認為(wei) Besse'ges的MPM軋(ya)機所軋(ya)制(zhi)的管(guan)(guan)子最(zui)好。


 1967年11月,浙江不銹鋼管廠家的MPM試(shi)驗(yan)軋機拆除(chu)了,但其試(shi)驗(yan)過程(cheng)都攝(she)制成了電影,這(zhe)些影片(pian)保存在瑞士洛桑鋼管工業顧問工程(cheng)師J.P.Calmes那里(li)。


 內(nei)部用高壓水冷卻的(de)(de)插入毛管的(de)(de)芯棒(bang)在咬入第(di)一(yi)機架時由油(you)壓缸來(lai)限制(zhi)移(yi)動(dong),油(you)壓缸的(de)(de)前(qian)進運動(dong)由變量(liang)泵(beng)固定地調節為某一(yi)恒定速度(du)。


 拔出的芯棒(bang)送回原始(shi)位置,噴水(shui)使(shi)之從120~150℃降到外表為50℃的溫度。在這種軋制和冷卻(que)條件下,軋制一根管子的平均(jun)周(zhou)期時間為40秒。


 芯棒(bang)外表面通常采(cai)用重油-石墨混合劑進行潤滑(hua)(hua),此(ci)外空心(xin)毛管內表面還要添加潤滑(hua)(hua)和隔熱(re)材料,這種材料是通過(guo)空心(xin)芯棒(bang)卡頭注入毛管的(de)。芯棒(bang)表面要特別保持光滑(hua)(hua),以至于隨著軋制道次的(de)增加而更加光滑(hua)(hua)。