在(zai)PQF出現以前(qian),三(san)輥軋(ya)管機(ji)專指阿(a)塞爾(er)(ASSEL).軋(ya)機(ji)或(huo)其改進(jin)型特朗(lang)斯(si)瓦(wa)爾(er)(Trans-val)軋(ya)機(ji)。1937年(nian),美國蒂姆肯公司工程師.W.J.Assel在(zai)俄亥俄州 Wooster 市Wayne公司不銹鋼管(guan)廠對伍斯特爾軋機(Wooster Mill)重新進行了改造設計,他將這種改造設計后的斜軋管機以其名字命名為阿塞爾軋管機(ASSEL Mill).發明三輥軋管機的目的在于用一種帶芯棒軋制的斜軋機取代自動軋管機和均整機,主要用來生產管壁較厚的軸承管等高精度不銹鋼厚(hou)壁管。由于這種斜軋管機采用了三個軋輥,因此一般稱之為三輥軋管機,而歐美各國則習慣于稱它為阿塞爾軋管機(ASSEL Mill)。


  阿塞爾軋管機不適宜軋制薄(bo)壁不銹(xiu)鋼管,經改進增加軋輥快開功能后,一般產品D/S<20。這種軋管機將三個帶輥肩的軋輥布置在以軋制線為中心的等邊三角形的頂點(三個軋輥互呈120°配置),軋輥軸線與軋制線成兩個傾斜角度。以上輥為例,軋輥軸線與軋制線在包含軋制線的水平面上的投影之間的夾角被稱為喂入角,它是用來實現螺旋軋制的;軋輥軸線與軋制線在垂直平面的投影之間的夾角被稱為輾軋角。在三個軋輥和一根芯棒所包圍的空間(即孔型,如圖4-9所示)內,由穿孔送來的毛管套在長芯棒上,用喂管器送人軋管機中軋制;毛管在變形區(圖4-10)中經咬入、減壁(同時減徑)、平整和歸圓而成為荒管。斜軋螺旋軋制時金屬在變形區內受到軋輥與芯棒的周期連續作用而產生形狀和尺寸的變化。


圖 10.jpg


1. 特朗(lang)斯瓦爾型軋(ya)機


   特朗斯瓦爾型軋機是由法國瓦盧勒克公司和英國投資鋼管公司在20世紀60年代共同研制成功的一種新型三輥軋管機,主要是為了解決隨著軋件壁厚的減薄,尾端出現開裂和形成“尾三角”,并導致軋卡問題。D/S越大,越容易產生尾三角。減小喂入角和降低軋制速度又會使管尾溫度下降,塑性降低。特朗斯瓦爾軋機是在阿塞爾軋機的基礎上發展起來的,本質上還是阿塞爾軋機,只是將軋管機機架的兩個牌坊中的一個設計成可旋轉的活動牌坊,即機架由固定牌坊A和回轉牌坊B組成,回轉牌坊在鋼管的入口側,牌坊回轉角為0°~30°,所得的喂入角為3°~10°,可連續變化。與阿塞爾所不同的是正常軋制時,可以采用允許的最大喂入角,可在軋制過程將結束時,快速準確地旋轉活動牌坊的轉角,使喂人角迅速減小、擴大孔喉,使在軋制荒管尾端時只略微減壁而不至于使不銹鋼(gang)管形成“尾三角”,同時采用小變形量和低轉速,可消除或減輕尾三角現象。實現變喂人角、變軋制速度軋制,即根據需要能在每根管子軋制過程中迅速按要求改變喂入角和軋輥轉速,這就可以使軋管機在不影響生產能力的前提下,順利地軋制薄壁管,特朗斯瓦爾軋機能軋制D/S>20甚至更大的荒管。繼法國之后,從1968年到1980年間,世界各國相繼建成10余套特朗斯瓦爾型軋管機;1985年我國江西洪都不銹鋼管廠從英國引進了一臺ф80mm特朗斯瓦爾軋機及相應的配套設備。



2. 快開法


  快開(kai)法是(shi)在特朗斯瓦爾型軋管(guan)機之后(hou)發展起來(lai)的,在軋制過(guo)程即將結束時(shi)迅速(su)抬輥使鋼管(guan)尾(wei)(wei)端(duan)留下一小段不(bu)減壁的毛(mao)管(guan),形成(cheng)“后(hou)剛端(duan)”以消“尾(wei)(wei)三角”。快開(kai)法有平(ping)抬法和(he)斜抬法兩種。


  平抬法(fa)(fa)要利用特朗(lang)斯瓦(wa)爾型軋(ya)管機(ji)上每個(ge)軋(ya)輥原有的兩個(ge)快速(su)開啟(qi)的液(ye)壓(ya)缸(gang)和四個(ge)平衡(heng)液(ye)壓(ya)缸(gang),在(zai)軋(ya)管過(guo)程(cheng)將(jiang)結束時,開啟(qi)缸(gang)迅速(su)泄(xie)壓(ya),平衡(heng)缸(gang)立即抬起軋(ya)輥,孔型打開,使鋼管尾端順利通過(guo)軋(ya)管機(ji),西班牙杜巴賽斯廠(chang)(已(yi)搬到我(wo)國(guo)無錫的西姆來斯)既采用此(ci)種方法(fa)(fa)。


  斜抬法又(you)可分為三輥快開和上(shang)輥單輥快開。


  三輥快(kuai)開(kai)(kai)需要在機架(jia)牌(pai)坊出口一側軋(ya)(ya)輥軸承(cheng)座(zuo)上(shang)的壓下(xia)螺絲(si)之下(xia)安裝一個(ge)快(kuai)速開(kai)(kai)啟(qi)液壓缸(gang)(gang),在鋼管(guan)軋(ya)(ya)到(dao)尾端時,開(kai)(kai)啟(qi)液壓缸(gang)(gang)迅速泄壓,軋(ya)(ya)輥出口側軸承(cheng)座(zuo)在原有的兩個(ge)平衡(heng)缸(gang)(gang)的作用下(xia)迅速抬(tai)(tai)起,軋(ya)(ya)輥即繞入口側支撐(cheng)中心(xin)旋轉一定角度并(bing)傾斜地上(shang)抬(tai)(tai),孔型打開(kai)(kai),使鋼管(guan)尾端形成“后剛端”,毛(mao)管(guan)便(bian)順利(li)地通(tong)過(guo)軋(ya)(ya)管(guan)機。


  單輥(gun)快(kuai)開在(zai)上(shang)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)調整(zheng)裝(zhuang)(zhuang)置和軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸承座(zuo)之(zhi)間,安裝(zhuang)(zhuang)了一個(ge)液壓快(kuai)開裝(zhuang)(zhuang)置,它(ta)的作用是在(zai)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)快(kuai)結束時投入(ru)工作,瞬時快(kuai)速(su)打開軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)的孔喉,使鋼管(guan)(guan)尾端(duan)不經過軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(保持原始毛管(guan)(guan)壁(bi)(bi)厚),而消除尾三角現(xian)象來軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)薄壁(bi)(bi)管(guan)(guan)。它(ta)用一個(ge)連(lian)接環限制(zhi)行(xing)程并滿足運行(xing)要求,當活塞(sai)向內運動時,上(shang)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)提(ti)起,以實現(xian)對(dui)毛管(guan)(guan)尾部的無壓下軋(ya)(ya)(ya)制(zhi),以此(ci)防止毛管(guan)(guan)尾端(duan)形成(cheng)三角形喇叭口。


  在軋(ya)制(zhi)過程中為使工作輥(gun)準確、快速打(da)開,毛管(guan)管(guan)端的(de)軋(ya)制(zhi)速度是由紅(hong)外信號接收時間和計算來確定的(de),從而形(xing)成(cheng)打(da)開工作輥(gun)所需的(de)延時信號。


  當工作輥出口(kou)端(duan)打(da)開,就實現了毛管尾端(duan)無壓下軋制,避(bi)免(mian)毛管尾端(duan)形成三角形喇叭(ba)口(kou)。


  德國(guo)米爾(er)公(gong)司(si)生產的(de)(de)阿塞爾(er)軋管(guan)機分別(bie)使用了以(yi)上兩種斜抬(tai)法(fa)。新建的(de)(de)阿塞爾(er)機組大多使用上輥(gun)單輥(gun)快開(kai)(斜抬(tai)法(fa))技(ji)術。單輥(gun)快開(kai)液(ye)壓(ya)缸的(de)(de)行(xing)程比三輥(gun)快開(kai)的(de)(de)要長一(yi)(yi)些,一(yi)(yi)般是(shi)三輥(gun)快開(kai)液(ye)壓(ya)缸行(xing)程的(de)(de)2倍以(yi)上,具體行(xing)程大小根據軋管(guan)機產品大綱(gang)中(zhong)鋼管(guan)壁厚范圍而定。


3. NEL 裝置


  NEL(No End Loss)是(shi)由瑞典SKF的(de)(de)(de)(Ovako公司)Hofors廠于1986年試驗完成的(de)(de)(de)。它是(shi)在阿塞(sai)爾軋(ya)(ya)(ya)管機的(de)(de)(de)人(ren)口(kou)端安裝(zhuang)(zhuang)了無尾(wei)(wei)損失裝(zhuang)(zhuang)置(NEL),既(ji)達到了消除尾(wei)(wei)三角的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de),又沒(mei)有增大切尾(wei)(wei)損失。實際上(shang),這套裝(zhuang)(zhuang)置就是(shi)一(yi)種預(yu)軋(ya)(ya)(ya)機,作(zuo)為阿塞(sai)爾軋(ya)(ya)(ya)機上(shang)的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)附加(jia)裝(zhuang)(zhuang)置。在軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)薄壁(bi)(bi)(bi)管時,毛管尾(wei)(wei)端進入阿塞(sai)爾軋(ya)(ya)(ya)管機軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)前(qian)進行預(yu)減壁(bi)(bi)(bi),以減小軋(ya)(ya)(ya)管時的(de)(de)(de)減壁(bi)(bi)(bi)量(liang),從而避免出現尾(wei)(wei)三角,而且沒(mei)有須(xu)切除的(de)(de)(de)末(mo)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)段。


  瑞典人發明使用4個預(yu)軋(ya)(ya)小(xiao)(xiao)軋(ya)(ya)輥,當(dang)更換軋(ya)(ya)制鋼(gang)管規格時要調整軋(ya)(ya)制中心(xin)線(xian)的(de)高(gao)度,但是這種4個預(yu)軋(ya)(ya)小(xiao)(xiao)軋(ya)(ya)輥要實現無(wu)級調整是很困(kun)難(nan)的(de)。因(yin)此(ci)聯邦德(de)國(guo)米(mi)爾廠1988年購買了此(ci)項技(ji)術(shu)并改(gai)進(jin)為3個預(yu)軋(ya)(ya)小(xiao)(xiao)軋(ya)(ya)輥后,將預(yu)軋(ya)(ya)裝置取名為NEL裝置。


  改進后的(de)裝置(zhi)(zhi)如圖4-17所示(shi),由3個(ge)(ge)氣囊浮(fu)動(dong)支撐(cheng),以便與軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)中心線始終(zhong)保(bao)持一致。軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機內(nei)有3個(ge)(ge)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun),小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)沒有驅動(dong)裝置(zhi)(zhi),按需要的(de)方向小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)各傾斜3°~4°,由一套液壓缸杠桿系統使其開閉。在軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)到尾(wei)(wei)端以前(qian),3個(ge)(ge)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)處于(yu)打開位,喉徑(jing)大于(yu)毛管外徑(jing),處于(yu)待工作(zuo)狀態;當(dang)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)到尾(wei)(wei)端250mm左右時,液壓缸動(dong)作(zuo),3個(ge)(ge)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)合(he)攏,對毛管尾(wei)(wei)部予以減壁,會在鋼管外表(biao)面軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)出多頭相互連接的(de)螺旋線,這有助于(yu)鋼管尾(wei)(wei)部外表(biao)面光(guang)滑、壁厚(hou)均(jun)勻,使隨后進入阿塞爾主軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)的(de)鋼管尾(wei)(wei)部避免(mian)出現(xian)尾(wei)(wei)三(san)角。軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)過(guo)程結束(shu),液壓缸反向動(dong)作(zuo),3個(ge)(ge)小(xiao)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)再(zai)次放開處于(yu)待工作(zuo)位置(zhi)(zhi)。


圖 17.jpg


  經(jing)實(shi)踐檢驗,目(mu)前(qian)國內阿(a)塞爾機(ji)組雖(sui)然在設(she)計時有NEL,但現在大(da)多不再使用,主(zhu)要是(shi)不便于換輥和軸向(xiang)調整(zheng),當生產(chan)規格多時,小軋輥的調整(zheng)時間長,預(yu)軋效果(guo)不佳。



4. 階梯芯棒軋制(zhi)


 為(wei)了(le)解決軋(ya)(ya)制(zhi)薄壁管(guan)(guan)(guan)時的(de)(de)(de)尾(wei)(wei)三(san)角問題(ti),有報(bao)道稱(cheng)原(yuan)蘇聯曾試驗過變端(duan)(duan)面(mian)芯(xin)棒(bang)(bang)(芯(xin)棒(bang)(bang)前(qian)(qian)(qian)面(mian)一段(duan)直徑較小(xiao)(xiao),后(hou)(hou)面(mian)一段(duan)直徑較大),在軋(ya)(ya)制(zhi)過程中,芯(xin)棒(bang)(bang)可(ke)以前(qian)(qian)(qian)后(hou)(hou)移動。如圖4-18所示,當(dang)輾軋(ya)(ya)毛(mao)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)兩端(duan)(duan)時,使用前(qian)(qian)(qian)段(duan)芯(xin)棒(bang)(bang);在輾軋(ya)(ya)毛(mao)管(guan)(guan)(guan)中間部分(fen)(fen)時,使用后(hou)(hou)段(duan)芯(xin)棒(bang)(bang),避(bi)(bi)(bi)免了(le)管(guan)(guan)(guan)尾(wei)(wei)“尾(wei)(wei)三(san)角”的(de)(de)(de)產(chan)生。2000年前(qian)(qian)(qian)后(hou)(hou),德國(guo)米(mi)爾公司針對傳統阿(a)塞(sai)爾軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機在生產(chan)薄壁管(guan)(guan)(guan)時,荒管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)前(qian)(qian)(qian)端(duan)(duan)會產(chan)生喇(la)叭口和壁厚不均現象,提(ti)出將芯(xin)棒(bang)(bang)工(gong)作段(duan)前(qian)(qian)(qian)端(duan)(duan)部分(fen)(fen)略減小(xiao)(xiao),使用階梯芯(xin)棒(bang)(bang)軋(ya)(ya)制(zhi)的(de)(de)(de)方(fang)法來(lai)避(bi)(bi)(bi)免喇(la)叭口出現。在管(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)被咬入(ru)后(hou)(hou),芯(xin)棒(bang)(bang)工(gong)作段(duan)階梯前(qian)(qian)(qian)端(duan)(duan)參與減壁區(qu)軋(ya)(ya)制(zhi),由于管(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)減壁量極小(xiao)(xiao),這樣就減少了(le)金屬在圓(yuan)周方(fang)向的(de)(de)(de)流動,避(bi)(bi)(bi)免了(le)荒管(guan)(guan)(guan)外(wai)端(duan)(duan)擴口,從(cong)而(er)達(da)到減少不銹鋼管(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)鋸切量,提(ti)高成材率(lv)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de),并進行了(le)某些規(gui)格(ge)的(de)(de)(de)試驗。


圖 18.jpg


階梯芯棒的(de)應用目前(qian)尚屬于試驗摸索階段(duan),未見成功生產的(de)報(bao)道。