自動軋管機由瑞士人斯蒂芬爾（R.C.Stiefel)于1903年發明，1906年建立第一套機組。實質上這種命名欠科學，“自動”一詞是相對于當時周期式的人工喂料而言的，因我國第一條熱軋無縫不銹鋼管生產線－鞍鋼無縫工程使用了前蘇聯的這一技術術語，致使這一名稱沿用至今，而英美技術文獻稱其為“Plug mill”。
自動軋(ya)管(guan)機由主機、前(qian)臺(tai)和后臺(tai)等部分組成。主機是二(er)輥(gun)不可逆縱軋(ya)機，在工作輥(gun)后裝有(you)一(yi)對(dui)(dui)高速(su)反向旋(xuan)轉(zhuan)的(de)回(hui)(hui)送輥(gun)，為(wei)實現對(dui)(dui)荒(huang)管(guan)進(jin)(jin)行2~3個(ge)道(dao)次軋(ya)制的(de)目的(de)，上工作輥(gun)和下回(hui)(hui)送輥(gun)可以快速(su)升降，以保證(zheng)荒(huang)管(guan)能迅速(su)返回(hui)(hui)前(qian)臺(tai)進(jin)(jin)行2~3道(dao)次的(de)軋(ya)制。如圖4-22所示為(wei)自動軋(ya)管(guan)機工作示意圖。
自動軋管機的軋制過程是將前臺的毛管先推入主軋機，通過由軋輥孔型和頂頭組成的變形區進行減徑、減壁的延伸軋制，不銹鋼管軋后停留在后臺，然后由二輥式回送輥將不銹鋼管返送回前臺，即完成一道軋制。返回的不銹鋼管在前臺翻轉90°,再如上述過程進行下一道軋制，一般要進行2~3道軋制。軋件在帶開口的圓或橢圓孔型中，往復縱向軋制。基本工藝流程如圖4-23 所示。
一、自動軋管機特點
自動軋管機組曾是生產無縫不銹鋼管的重要機組，直到20世紀70年代末，仍為全世界熱軋無縫管生產的主導機組，目前仍占無縫不(bu)銹(xiu)鋼管總生產能力的一定比例。其主要特點是，可生產的產品的品種、規格范圍大，對市場的適應性強，技術成熟易掌握，加工費低等。傳統的自動軋管機組也存在以下致命的缺陷：
1. 尺寸精度低(di)
由(you)于自(zi)動軋(ya)管(guan)機組傳統上是采用二輥(gun)定（減）徑機，成品管(guan)的外徑偏差只(zhi)能達到(dao)(dao)一般標(biao)準要(yao)求的±1.25%,壁(bi)厚偏差只(zhi)達到(dao)(dao)±（10%~12.5%）。
2. 表(biao)面質量(liang)差
自動軋管(guan)機(ji)的頂頭內(nei)劃傷、均整機(ji)的內(nei)、外(wai)螺旋道，特別是一輥定（減）徑機(ji)的“青線”、“錯位”等都影響成品(pin)管(guan)的內(nei)外(wai)表面質(zhi)量；
3. 成品管供貨(huo)長(chang)度短(duan)且齊（定(ding)）尺率很低
由于(yu)受軋管(guan)、均整軋制(zhi)長(chang)度的(de)限制(zhi)，加上(shang)定徑的(de)延伸系數很小，成品管(guan)長(chang)度在ф100mm機組(zu)上(shang)很難達(da)到8m以(yi)(yi)上(shang)，在ф140mm 機組(zu)上(shang)可達(da)13m以(yi)(yi)上(shang)；
4. 力(li)學性能、工藝性能差
對于S≤4.5mm的(de)(de)薄壁(bi)管(guan)，鋼(gang)管(guan)均整后如未進行再(zai)加(jia)熱，定徑機(ji)后的(de)(de)鋼(gang)管(guan)終軋溫度大多在700℃以下，即使(shi)較厚(hou)的(de)(de)管(guan)子，在前(qian)面軋制過程(cheng)中也(ye)經常(chang)出現(xian)低(di)溫鋼(gang)，因此(ci)成品管(guan)的(de)(de)力學性(xing)(xing)能很不穩定，塑(su)性(xing)(xing)指標常(chang)常(chang)低(di)于標準，特別(bie)是擴(kuo)口、壓扁等工藝(yi)性(xing)(xing)能的(de)(de)不合格率是非常(chang)高的(de)(de)；
5. 生產率和成材率低
由于荒(huang)管(guan)的長(chang)度較短，故(gu)單重較低，大部(bu)分成(cheng)品(pin)只能(neng)是(shi)單倍尺管(guan)，相對連續(xu)軋管(guan)機組而言，造成(cheng)鋼管(guan)的頭尾所(suo)占比重較大，導致生產率(lv)和成(cheng)材(cai)率(lv)都較低。
目前新(xin)建熱軋(ya)無縫鋼管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)時，由于自(zi)動軋(ya)管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)的(de)單位（1t鋼管）投資明顯高(gao)于三輥(gun)(gun)和(he)二輥(gun)(gun)斜軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)，因此再(zai)選用自(zi)動軋(ya)管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)是(shi)很不(bu)明智的(de)。國外在20世紀70~80年代(dai)曾有(you)較多(duo)投入來改(gai)造(zao)自(zi)動軋(ya)管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)，如采用錐形輥(gun)(gun)穿孔(kong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、單孔(kong)型軋(ya)管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架和(he)串列式雙機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架軋(ya)管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、三輥(gun)(gun)式均(jun)整機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)及張力減徑機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)等，現(xian)看來大多(duo)效果不(bu)盡如人意。近幾年，國內(nei)一(yi)些企業將(jiang)原有(you)Φ100自(zi)動軋(ya)管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)拆除，改(gai)造(zao)成三輥(gun)(gun)或(huo)二輥(gun)(gun)延伸斜軋(ya)管機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)(zu)。
對于現有的自(zi)動軋(ya)管機組來講，強化均整工藝(yi)采用微張力減徑機以及其他(ta)提高壁(bi)厚精度措(cuo)施，即可克(ke)服上述的大(da)部(bu)分不足；同時又保留了(le)自(zi)動軋(ya)管機組的加(jia)工費用低的突出特點。這樣，仍會具有較強的市場競爭力。
二、自動(dong)軋管(guan)機(ji)工(gong)具
自動軋管(guan)(guan)機(ji)傳統上采(cai)用錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)(xing)頂頭或半球(qiu)形(xing)(xing)(xing)(xing)頂頭，其(qi)實(shi)質均屬錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)(xing)頂頭，都是由(you)圓柱段(duan)(duan)（軋制帶）和“錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)(xing)”段(duan)(duan)組成，只不過半球(qiu)形(xing)(xing)(xing)(xing)頂頭的“錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)(xing)”段(duan)(duan)由(you)一(yi)個大圓孤替代。球(qiu)形(xing)(xing)(xing)(xing)頂頭就是一(yi)個完整圓球(qiu)，于20世紀60年代末青島(dao)鋼廠ф76mm無(wu)縫軋管(guan)(guan)機(ji)組上首(shou)先(xian)采(cai)用，隨后在ф76mm和ф100mm 自動軋管(guan)(guan)機(ji)組得到全(quan)面推廣(guang)。
采(cai)用球形(xing)頂(ding)(ding)頭有(you)許(xu)多好(hao)處，首(shou)先較簡(jian)便地解決(jue)了(le)自(zi)動軋(ya)管機組的(de)“自(zi)動”更換(huan)頂(ding)(ding)頭的(de)難題；其次由于(yu)球形(xing)頂(ding)(ding)頭沒(mei)有(you)固定的(de)“軋(ya)制帶”（任意一(yi)個“圓”都是軋(ya)制帶），因此頂(ding)(ding)頭的(de)壽(shou)命較錐形(xing)頂(ding)(ding)頭提高五倍以上，相應地不(bu)銹鋼管的(de)內表面質量顯著改(gai)善（內劃道減輕）；同(tong)時軋(ya)制的(de)電機負荷也有(you)明顯降低(di)。
由(you)于(yu)球形頂(ding)頭在不銹鋼管(guan)咬(yao)(yao)(yao)入時接觸(chu)點(dian)對應的(de)(de)咬(yao)(yao)(yao)入角不是固定(ding)的(de)(de)－隨(sui)著(zhu)減壁(bi)量(liang)增(zeng)大(da)(da)、“接觸(chu)點(dian)”前(qian)移(yi)，相應的(de)(de)咬(yao)(yao)(yao)入角即非(fei)線(xian)性增(zeng)大(da)(da)，因此(ci)極大(da)(da)地(di)限(xian)制了軋(ya)管(guan)的(de)(de)減壁(bi)變形量(liang)。采用球形頂(ding)頭的(de)(de)減壁(bi)量(liang)比錐形頂(ding)頭約(yue)小50%,在ф76mm、ф100mm機(ji)組的(de)(de)最大(da)(da)道(dao)次減壁(bi)量(liang)不大(da)(da)于(yu)2.0mm。另(ling)外，由(you)于(yu)球形頂(ding)頭的(de)(de)軋(ya)制帶理論上就是一條線(xian)（沒有寬度(du)），因此(ci)要求“頂(ding)頭位置(zhi)”的(de)(de)調整精度(du)高(gao)，加(jia)上上述(shu)的(de)(de)咬(yao)(yao)(yao)入問(wen)題，給軋(ya)機(ji)調整增(zeng)加(jia)一定(ding)困難。
三、均整(zheng)機(ji)
生(sheng)產熱軋(ya)(ya)成(cheng)品管(guan)(guan)的(de)自動(dong)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)需要配備(bei)均整機(ji)，現大多用(yong)的(de)桶形輥(gun)(gun)均整的(de)變形區如圖4-24所示，由減(jian)(jian)徑(jing)段(duan)(duan)(duan)(duan)、減(jian)(jian)壁段(duan)(duan)(duan)(duan)、均壁段(duan)(duan)(duan)(duan)和轉(zhuan)圓段(duan)(duan)(duan)(duan)四部分組成(cheng)。鋼(gang)管(guan)(guan)咬入(ru)后，首先(xian)進(jin)入(ru)減(jian)(jian)徑(jing)段(duan)(duan)(duan)(duan)，在(zai)(zai)錐形軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)的(de)作(zuo)用(yong)下，邊前(qian)進(jin)邊減(jian)(jian)少直(zhi)徑(jing)；當不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)前(qian)進(jin)到內壁與頂(ding)頭(tou)接觸(chu)時(shi)(shi)開(kai)始進(jin)入(ru)減(jian)(jian)壁段(duan)(duan)(duan)(duan)，在(zai)(zai)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)與頂(ding)頭(tou)的(de)作(zuo)用(yong)下產生(sheng)減(jian)(jian)壁變形；再前(qian)進(jin)至軋(ya)(ya)機(ji)中心(xin)線時(shi)(shi)，開(kai)始進(jin)入(ru)均壁段(duan)(duan)(duan)(duan)（雖然軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)和頂(ding)頭(tou)的(de)母(mu)線是平行的(de)，由于軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)有喂(wei)入(ru)角，鋼(gang)管(guan)(guan)在(zai)(zai)軋(ya)(ya)機(ji)中心(xin)線前(qian)是減(jian)(jian)壁，在(zai)(zai)軋(ya)(ya)機(ji)中心(xin)線后是“均壁”）；到鋼(gang)管(guan)(guan)內壁脫(tuo)離頂(ding)頭(tou)時(shi)(shi)，進(jin)入(ru)轉(zhuan)圓段(duan)(duan)(duan)(duan)，直(zhi)到脫(tuo)離軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)。
均(jun)(jun)整時（包括(kuo)所有(you)斜軋(ya)(ya)變形(xing)過程中）減(jian)徑變形(xing)也有(you)顯(xian)著的(de)“糾(jiu)偏”能(neng)(neng)力，減(jian)徑量愈大(da)(da)、“糾(jiu)偏”作用(yong)也愈大(da)(da)。這一概念對改(gai)進(jin)(jin)均(jun)(jun)整工藝有(you)很(hen)大(da)(da)的(de)實(shi)用(yong)價值。應(ying)用(yong)了(le)此思想在(zai)原有(you)的(de)Φ100mm自動(dong)軋(ya)(ya)管機(ji)組的(de)均(jun)(jun)整機(ji)上，通過新的(de)輥形(xing)設(she)計，加大(da)(da)均(jun)(jun)整的(de)減(jian)徑量（甚至(zhi)可(ke)進(jin)(jin)行等徑均(jun)(jun)整），取得顯(xian)著的(de)效果：咬入條件大(da)(da)大(da)(da)改(gai)善，使均(jun)(jun)整軋(ya)(ya)制過程更加可(ke)靠；均(jun)(jun)壁(bi)效果明顯(xian)（因主(zhu)電機(ji)功率小，減(jian)壁(bi)量未能(neng)(neng)增加）；均(jun)(jun)整軋(ya)(ya)制出口(kou)速度(du)提高了(le)15%左右，均(jun)(jun)整的(de)延伸(shen)系數也接近1.00，進(jin)(jin)、出口(kou)變形(xing)區的(de)軋(ya)(ya)制力分布均(jun)(jun)勻(yun)。
國內小型自動軋管機組普遍有忽(hu)(hu)視均整工序的傾(qing)向(xiang)，這是不(bu)(bu)合理的，要(yao)改善壁厚精(jing)度，不(bu)(bu)僅(jin)不(bu)(bu)能忽(hu)(hu)視均整，而且應(ying)強化均整機和工藝(yi)。
均(jun)整機(ji)組的(de)(de)(de)變形(xing)特(te)點與二輥(gun)斜軋延伸機(ji)是(shi)(shi)相似的(de)(de)(de)，在顯(xian)著提(ti)高成品管的(de)(de)(de)壁厚(hou)精度上具有(you)(you)非常大的(de)(de)(de)作用(yong)，只(zhi)是(shi)(shi)受現有(you)(you)設(she)備（特(te)別是(shi)(shi)主電機(ji)小）限(xian)制，變形(xing)量要小一些。均(jun)整和二輥(gun)斜軋延伸不僅可以消除在帶開口的(de)(de)(de)圓(yuan)孔型(xing)或橢圓(yuan)孔型(xing)中軋制出現的(de)(de)(de)“對稱型(xing)”壁厚(hou)不均(jun)，而且有(you)(you)很(hen)(hen)強(qiang)的(de)(de)(de)消除由(you)斜軋穿(chuan)孔毛管帶來的(de)(de)(de)偏心(xin)型(xing)壁厚(hou)不均(jun)的(de)(de)(de)能力（糾偏）。在減壁段能有(you)(you)很(hen)(hen)強(qiang)的(de)(de)(de)“糾偏”作用(yong)，是(shi)(shi)其他(ta)軋管機(ji)所沒有(you)(you)的(de)(de)(de)。
在均整、兩輥(gun)延伸、三輥(gun)軋管及七(qi)機(ji)架連軋上(shang)都做過專門試(shi)驗，其結(jie)果(guo)是唯有(you)(you)二輥(gun)斜(xie)軋的(de)減壁變(bian)形(xing)有(you)(you)顯著的(de)“糾偏”能力(li)，三輥(gun)（斜(xie)）軋管機(ji)和(he)七(qi)機(ji)架連軋機(ji)（縱軋）的(de)減壁變(bian)形(xing)都沒有(you)(you)觀察到有(you)(you)“糾偏”能力(li)。
幾乎國內外所有資料基本都介紹錐形輥(gun)均整(zheng)工藝是先進的工藝，某廠于1976年在ф100mm自(zi)動軋管機組上也進行應用（時(shi)間長達8年以上）。生產(chan)實(shi)踐表明采用錐形輥(gun)均整(zheng)工藝有較大的減徑量(liang)和減壁量(liang)，咬入條(tiao)件明顯(xian)改善、擴徑量(liang)加大、均壁效(xiao)果較好。
但是(shi)其中最(zui)大(da)(da)(da)的(de)問題(ti)是(shi)頂頭的(de)軸(zhou)向力大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)增(zeng)加，造(zao)成(cheng)后臺設備振動大(da)(da)(da)、頂桿小車軸(zhou)承損壞較嚴(yan)重。同時，當均整減壁量稍大(da)(da)(da)時，易產生由于頂頭軸(zhou)向阻力造(zao)成(cheng)金屬“堆集”形(xing)成(cheng)所謂的(de)“內(nei)螺(luo)紋”。
