限動芯棒連(lian)軋(ya)(ya)管(guan)工藝(yi)被稱作“Retained mandrel mill”或(huo)“Multi-stand pipe mill”(簡(jian)稱MPM),前者(zhe)是(shi)從芯棒運動受(shou)控這(zhe)(zhe)一特點出發的(de),故稱為“限動芯棒連(lian)軋(ya)(ya)管(guan)工藝(yi)”,后(hou)者(zhe)是(shi)從Calmes 取名的(de)“Multi-stand pilger mill”中“Pilger”變以“Pipe”演變而來(lai)的(de)。由于這(zhe)(zhe)一歷史原因,這(zhe)(zhe)種軋(ya)(ya)機簡(jian)稱為 MPM軋(ya)(ya)機,而不是(shi)RMM.
采用這種工藝軋管,連軋不銹鋼管外徑最大可達406mm(16英寸),最佳尺寸為339.3mm(13 3/8英寸)。該工藝的實質是:在整個軋制過程中,控制芯棒運動速度,使其保持恒定;借助于脫管機,在軋制過程結束時,將芯棒從荒管中抽出,使其與芯棒裝置一起返回。
1. MPM工(gong)藝(yi)設(she)備特征
a. MPM軋機(ji)的特征(zheng)
MPM軋機采用機械限(xian)動(dong)(dong)式芯(xin)棒(bang)(bang)速(su)度(du)控制裝置(zhi),芯(xin)棒(bang)(bang)的(de)快(kuai)速(su)動(dong)(dong)作(穿(chuan)心棒(bang)(bang)、抽芯(xin)棒(bang)(bang))及(ji)限(xian)動(dong)(dong)動(dong)(dong)作(軋制時控制芯(xin)棒(bang)(bang)速(su)度(du))靠36m長的(de)大(da)齒(chi)(chi)條來實現(xian)。快(kuai)速(su)動(dong)(dong)作由兩(liang)臺(tai)(tai)500kW直流電機分(fen)別驅(qu)動(dong)(dong)兩(liang)個(ge)齒(chi)(chi)輪(lun),從(cong)齒(chi)(chi)條的(de)上下(xia)(xia)側(ce)帶動(dong)(dong)齒(chi)(chi)條運(yun)動(dong)(dong)。限(xian)動(dong)(dong)動(dong)(dong)作時,由8個(ge)齒(chi)(chi)輪(lun)(上下(xia)(xia)各4個(ge))從(cong)齒(chi)(chi)條的(de)上下(xia)(xia)側(ce)帶動(dong)(dong)齒(chi)(chi)條運(yun)動(dong)(dong),每個(ge)齒(chi)(chi)輪(lun)均由1臺(tai)(tai)110kW直流電機單(dan)獨傳動(dong)(dong)。芯(xin)棒(bang)(bang)運(yun)動(dong)(dong)方式的(de)改(gai)變依靠氣動(dong)(dong)離合(he)器分(fen)別接通或脫開相應的(de)齒(chi)(chi)輪(lun)來實現(xian)。芯(xin)棒(bang)(bang)的(de)快(kuai)速(su)行(xing)程速(su)度(du)為6m/s,限(xian)動(dong)(dong)速(su)度(du)為0.2~0.5m/s,限(xian)動(dong)(dong)工作行(xing)程為5.0~5.2m.
在Dalmine公司進行(xing)試驗時,芯棒的運動(dong)速度采用液壓(ya)控制。但因液壓(ya)系統控制芯棒速度不夠穩(wen)定(ding),有芯棒斷續運動(dong)的情況,隨后改為齒輪齒條傳動(dong)的機械系統。
MPM的軋輥(gun)孔(kong)型采(cai)用比(bi)普通連(lian)軋機(ji)開(kai)口(kou)(kou)角稍小的封閉式圓孔(kong)(帶弧形開(kai)口(kou)(kou)),可以采(cai)用較大的伸長率。
b. 脫管機的特征
MPM的(de)(de)脫管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)與(yu)二輥(gun)式定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)(ji)相同,由(you)于(yu)MPM主軋機(ji)(ji)的(de)(de)第七、八機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)壓(ya)下量很小,僅靠第七、八機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)軋輥(gun)的(de)(de)作用無法推送管(guan)(guan)(guan)子前進和使管(guan)(guan)(guan)子從芯棒前端脫出,故(gu)在(zai)MPM工藝(yi)中(zhong)設置(zhi)幾架(jia)(jia)(jia)脫管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji),起脫管(guan)(guan)(guan)和定(ding)(ding)徑(jing)的(de)(de)作用。脫管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)軋輥(gun)直徑(jing)為720~850mm,輥(gun)身長420mm,第一(yi)、三(san)架(jia)(jia)(jia)由(you)1臺450kW的(de)(de)直流電機(ji)(ji)驅(qu)動,而第二架(jia)(jia)(jia)則(ze)單獨(du)由(you)1臺同型(xing)(xing)號(hao)電機(ji)(ji)驅(qu)動。脫管(guan)(guan)(guan)速度(du)必須按連軋原則(ze)確定(ding)(ding),并與(yu)MPM軋機(ji)(ji)的(de)(de)第八機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)保持(chi)電氣(qi)連鎖(suo)。脫管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)減徑(jing)率(lv)為3.5%~4.6%,孔(kong)型(xing)(xing)與(yu)一(yi)般二輥(gun)式定(ding)(ding)徑(jing)直機(ji)(ji)相同。
c. MPM工藝的芯棒運動特征
軋(ya)(ya)制過程中(zhong),要(yao)控(kong)制芯(xin)棒的速(su)度(du),使(shi)其(qi)(qi)處(chu)于恒定狀態。雖然芯(xin)棒也(ye)隨管(guan)子前進,但其(qi)(qi)前進速(su)度(du)應遠(yuan)小于管(guan)子的速(su)度(du),軋(ya)(ya)制結(jie)束后(hou)被(bei)抽出返回。軋(ya)(ya)制28m長(chang)的管(guan)子時,芯(xin)棒長(chang)度(du)為(wei)12m.芯(xin)棒為(wei)中(zhong)空(kong)水(shui)冷芯(xin)棒,軋(ya)(ya)制結(jie)束后(hou),芯(xin)棒溫度(du)為(wei)400℃,需要(yao)采(cai)用(yong)內外(wai)噴(pen)水(shui)使(shi)之均(jun)勻(yun)冷卻。
2. 限(xian)動芯棒(bang)連軋管工藝技術(shu)發展(zhan)的4個階段
不銹鋼管(guan)限動(dong)芯棒連(lian)(lian)(lian)軋(ya)管(guan)工(gong)藝的(de)技(ji)術發(fa)展(zhan)史應(ying)溯自1890年(nian),Pfeiffer在一篇文章(zhang)中(zhong)寫道:“1890年(nian)發(fa)明家Heckert 申(shen)請(qing)了(le)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)技(ji)術專利(li),該技(ji)術采(cai)用(yong)十架兩(liang)輥高速軋(ya)機(ji)固定芯棒軋(ya)制空心管(guan)坯(pi)。可見(jian)在Calmes 多機(ji)架軋(ya)管(guan)機(ji)問世(shi)前80年(nian),就已(yi)有(you)了(le)雛形。”1968年(nian)A.H.Calmes 取得(de)了(le)MPM連(lian)(lian)(lian)軋(ya)管(guan)工(gong)藝的(de)權利(li),10年(nian)后,第一套MPM連(lian)(lian)(lian)軋(ya)管(guan)機(ji)在Dalmine Bergamo 鋼管(guan)廠投(tou)產,到2003年(nian)12月天津(jin)無縫不銹鋼管(guan)廠三(san)輥式限動(dong)芯棒連(lian)(lian)(lian)軋(ya)管(guan)機(ji)投(tou)產,已(yi)經(jing)歷(li)(li)了(le)整(zheng)整(zheng)25年(nian)的(de)時(shi)間(jian),和全浮動(dong)芯棒連(lian)(lian)(lian)軋(ya)管(guan)技(ji)術的(de)發(fa)展(zhan)相比(bi),這種工(gong)藝技(ji)術的(de)發(fa)展(zhan)顯得(de)快(kuai)多了(le)。這25年(nian)的(de)發(fa)展(zhan)歷(li)(li)程可劃分為四個階段,如表22-3所(suo)示。