Calmes 是(shi)在改進方(fang)坯(pi)連(lian)(lian)鑄(zhu)技(ji)(ji)術和水(shui)壓穿(chuan)孔(kong)技(ji)(ji)術兩(liang)個方(fang)面技(ji)(ji)術的(de)基礎上而發展起PPM技(ji)(ji)術的(de),在PPM發明之前解決(jue)連(lian)(lian)鑄(zhu)坯(pi)穿(chuan)孔(kong)問題的(de)幾個途(tu)徑主(zhu)要是(shi):
1. 將連(lian)鑄方(fang)坯軋(ya)成圓坯后,再用(yong)斜(xie)軋(ya)穿孔;
2. 采用三(san)輥式(shi)穿孔機對(dui)低碳鋼(gang)的連鑄(zhu)坯穿孔,至于其他鋼(gang)種,則用經過軋制的連鑄(zhu)坯進行穿孔;
3. 在水壓沖(chong)孔(kong)機上對連鑄坯進行沖(chong)孔(kong)。
而PPM可以(yi)直接對連(lian)鑄方坯穿孔,這在技術發展史上不(bu)能不(bu)說是一大進(jin)步。
A.H.Calmes 為發展壓力穿孔工藝而做的大量試驗始自20世紀50年代末,于60年代末制成試驗軋機,接著,在Dalmine 不銹鋼管廠進行了工業性試驗。
1971年意大利(li) Dalmine 廠建立了一個(ge)(ge)由加熱到壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)穿孔(kong)(kong)(kong)的(de)完(wan)整工業性試驗(yan)車間(jian),試驗(yan)證明,壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)穿孔(kong)(kong)(kong)工藝可以(yi)(yi)(yi)實現連鑄方(fang)(fang)坯(pi)的(de)穿孔(kong)(kong)(kong)。所(suo)以(yi)(yi)(yi),1978年8月在意大利(li)Bergamo投產的(de)世界上第一個(ge)(ge)MPM軋(ya)管廠采用了PPM,這臺壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)穿孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)軋(ya)輥輥徑(jing)為1280mm,電機(ji)(ji)功率為500kW,推料機(ji)(ji)的(de)最大推力(li)(li)為2300kN.壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)穿孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)前設有(you)(you)兩個(ge)(ge)導向(xiang)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),一個(ge)(ge)是(shi)輥式(shi)導向(xiang)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),另一個(ge)(ge)是(shi)板(ban)(ban)式(shi)導向(xiang)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)。后(hou)者是(shi)日本八(ba)幡廠滾動式(shi)導板(ban)(ban)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)一個(ge)(ge)改進(jin),四(si)塊導板(ban)(ban)各由液(ye)壓(ya)(ya)(ya)缸(gang)壓(ya)(ya)(ya)向(xiang)鋼坯(pi),使方(fang)(fang)坯(pi)保(bao)持(chi)在中(zhong)(zhong)心線上,壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)穿孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)的(de)推桿(gan)是(shi)一根(gen)圓棒(bang),前端有(you)(you)一個(ge)(ge)方(fang)(fang)形(xing)(xing)推頭,在推桿(gan)的(de)中(zhong)(zhong)部有(you)(you)一個(ge)(ge)一段1m左右(you)的(de)方(fang)(fang)形(xing)(xing)截(jie)面的(de)導向(xiang)段,在其四(si)面鑲(xiang)有(you)(you)可以(yi)(yi)(yi)更(geng)換的(de)耐(nai)磨襯板(ban)(ban)。在推鋼時,這一段方(fang)(fang)形(xing)(xing)導向(xiang)段不通過(guo)軋(ya)輥,而只是(shi)在輥式(shi)導向(xiang)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)中(zhong)(zhong)起導向(xiang)作用。
壓(ya)力穿(chuan)(chuan)孔(kong)頂(ding)頭和頂(ding)桿(gan)(gan)擰在一起,穿(chuan)(chuan)孔(kong)結束后(hou),頂(ding)桿(gan)(gan)連同(tong)空心(xin)坯(pi)一起橫(heng)向移出到一條輥(gun)道上,在此(ci)擋住穿(chuan)(chuan)孔(kong)坯(pi)而將頂(ding)桿(gan)(gan)(及頂(ding)頭)抽出,穿(chuan)(chuan)孔(kong)后(hou)空心(xin)坯(pi)的(de)壁(bi)厚不(bu)均(jun)平(ping)均(jun)為(wei)(wei)15%,經過一次延伸以后(hou),空心(xin)坯(pi)的(de)壁(bi)厚不(bu)均(jun)可減去70%.因此(ci)荒管(guan)的(de)壁(bi)厚不(bu)均(jun)約為(wei)(wei)±5%,具體數(shu)據是:
對(dui)于(yu)壁厚為5.5~6.35mm的鋼管ΔS=±7%;
對于壁(bi)厚為15~18mm的鋼(gang)管ΔS=3.5%.
穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)(pi)(pi)要(yao)在(zai)(zai)(zai)延(yan)(yan)伸(shen)機(ji)(ji)上(shang)(shang)延(yan)(yan)伸(shen),減(jian)小管(guan)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)度,消(xiao)除壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)不(bu)(bu)均(jun)。在(zai)(zai)(zai)1961年(nian)進行旨在(zai)(zai)(zai)消(xiao)除壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)不(bu)(bu)均(jun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)驗,采(cai)用(yong)了(le)如(ru)(ru)上(shang)(shang)所述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構方(fang)式(shi)。后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1964~1965年(nian)在(zai)(zai)(zai)一臺(tai)16英(ying)(ying)寸(cun)(cun)(cun)周期軋管(guan)機(ji)(ji)上(shang)(shang)進行軋管(guan)試(shi)驗,其(qi)(qi)(qi)(qi)簡況如(ru)(ru)下:管(guan)坯(pi)(pi)(pi)(pi)為(wei)包括不(bu)(bu)銹鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)各種鋼(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)6~5/8英(ying)(ying)寸(cun)(cun)(cun)方(fang)鋼(gang)錠,穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)后(hou)空(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)徑(jing)(jing)為(wei)8 1/4英(ying)(ying)寸(cun)(cun)(cun),壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)為(wei)2英(ying)(ying)寸(cun)(cun)(cun),當L/I·D為(wei)12.5時(shi),仍然可(ke)獲(huo)(huo)得(de)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)均(jun)勻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)(pi)(pi)。在(zai)(zai)(zai)1966年(nian)開(kai)始設計、制造工(gong)藝性(xing)試(shi)驗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji),在(zai)(zai)(zai)1969年(nian)制成(cheng)(cheng)試(shi)驗用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji),所穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)(pi)(pi)外(wai)徑(jing)(jing)為(wei)10~16 1/2英(ying)(ying)寸(cun)(cun)(cun)。鑒于采(cai)用(yong)連鑄(zhu)方(fang)坯(pi)(pi)(pi)(pi)生(sheng)產無縫(feng)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)意義,將1968年(nian)試(shi)驗計劃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重點放(fang)在(zai)(zai)(zai)連鑄(zhu)坯(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)上(shang)(shang),接著采(cai)用(yong)各種鋼(gang)種,特(te)別(bie)是在(zai)(zai)(zai)斜軋穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)上(shang)(shang)難(nan)以穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種,進行了(le)大量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)試(shi)驗,其(qi)(qi)(qi)(qi)結果如(ru)(ru)下:9 1/2英(ying)(ying)寸(cun)(cun)(cun)連鑄(zhu)方(fang)坯(pi)(pi)(pi)(pi),經過加熱、定心(xin)(xin)、定型(xing)和清除氧化鐵皮(pi)后(hou),在(zai)(zai)(zai)壓(ya)(ya)(ya)力(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)穿(chuan)成(cheng)(cheng)空(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)(pi)(pi),其(qi)(qi)(qi)(qi)外(wai)徑(jing)(jing)為(wei)11 3/4英(ying)(ying)寸(cun)(cun)(cun),內徑(jing)(jing)為(wei)6英(ying)(ying)寸(cun)(cun)(cun),方(fang)坯(pi)(pi)(pi)(pi)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)(yan)伸(shen)系(xi)數(shu)為(wei)1.08~1.18,通過軋輥孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)型(xing)以及出口(kou)導套的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變換(huan),可(ke)以改變空(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)徑(jing)(jing)和延(yan)(yan)伸(shen)系(xi)數(shu)。當延(yan)(yan)伸(shen)系(xi)數(shu)為(wei)1.10時(shi)所得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果為(wei)最(zui)好,截面(mian)也較圓。但(dan)(dan)應(ying)(ying)指出,壓(ya)(ya)(ya)力(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)并不(bu)(bu)在(zai)(zai)(zai)于獲(huo)(huo)得(de)完全(quan)圓的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)(pi)(pi)和較巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)(yan)長(chang)率,而是在(zai)(zai)(zai)不(bu)(bu)使金屬(shu)結構受到不(bu)(bu)利(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)狀態下,將方(fang)形(xing)鑄(zhu)坯(pi)(pi)(pi)(pi)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)成(cheng)(cheng)為(wei)內表(biao)面(mian)質(zhi)量良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓形(xing)空(kong)(kong)心(xin)(xin)坯(pi)(pi)(pi)(pi),最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)比L/I·D可(ke)達24,而在(zai)(zai)(zai)水壓(ya)(ya)(ya)沖孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)上(shang)(shang),穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)比僅為(wei)6,若其(qi)(qi)(qi)(qi)后(hou)設置(zhi)延(yan)(yan)伸(shen)機(ji)(ji),也只能達到9,在(zai)(zai)(zai)壓(ya)(ya)(ya)力(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)上(shang)(shang),雖然L/I·D值很高,但(dan)(dan)其(qi)(qi)(qi)(qi)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏差(cha)仍在(zai)(zai)(zai)允(yun)許范圍內。
除了加熱均勻與(yu)否以外(wai),影響壁厚不均程(cheng)度的主要(yao)因素是:
1. 設計(ji)方面的(de)因(yin)素(su) 入口(kou)導套、出(chu)口(kou)導套、軋輥孔(kong)型、頂桿的(de)中心要(yao)在一條(tiao)直(zhi)線上;
2. 工(gong)具方面的因素 要將穿孔工(gong)具的公差值減(jian)至最小;
3. 定心(xin)問題 在方坯的前(qian)端(duan)要有一個準確的中心(xin)孔;
4. 穿孔頂(ding)頭和頂(ding)桿的強度問題(ti) 當方坯加熱(re)溫度為(wei)2300~2360 ℉時(shi),頂(ding)桿的單位載荷不應超過65kg/m㎡.