1. 二(er)輥穿孔機的發展

  熱軋(ya)無縫鋼管(guan)生產中管(guan)坯的(de)穿孔主要是在(zai)斜軋(ya)穿孔機(ji)上(shang)進行的(de)，直至1970年，在(zai)斜軋(ya)穿孔機(ji)中設有導板的(de)Stiefel穿孔機(ji)最(zui)為普遍(bian)，見(jian)圖6-31所示。它(ta)也被稱作具有桶形軋(ya)輥(gun)的(de)穿孔機(ji)。由(you)于(yu)它(ta)的(de)性(xing)能(neng)好(hao)，延伸率可達4、穿孔后空心坯長度可長達8m，所以，它(ta)被普遍(bian)用于(yu)自(zi)動軋(ya)管(guan)機(ji)組(zu)(zu)、連軋(ya)管(guan)機(ji)組(zu)(zu)和三輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji)組(zu)(zu)中。

Stiefel 斜軋(ya)穿孔機的主要(yao)特征是：

（1）軋輥水平布置(zhi)，導板垂直布置(zhi)；

（2）兩個(ge)軋輥由1臺交流電機通過減(jian)速箱進(jin)行傳動；

（3）采用止推小車使頂桿從毛管中抽出。

在1972年誕生了Diescher穿孔機(ji)，見圖6-32。對(dui)于穿孔操(cao)作運行性能而言，這(zhe)種(zhong)穿孔機(ji)樹立了新的樣板。

Diescher穿孔機的主要特征是：

（1）軋輥上下(xia)布置，導盤(pan)則(ze)水平(ping)布置；

（2）每一個軋輥(gun)由1臺水平安裝的(de)直流電機傳動；

（3）在軋出(chu)端設有(you)(you)新(xin)穎的(de)(de)頂桿更換系統，穿孔過程(cheng)結束后帶有(you)(you)頂頭和套(tao)有(you)(you)毛管的(de)(de)頂桿橫移，離開(kai)軋制中(zhong)心線，然(ran)后離線脫出(chu)毛管。

  由于軋(ya)輥上下配(pei)置，導(dao)(dao)盤(pan)間(jian)距容易調整，具有(you)傳(chuan)(chuan)動導(dao)(dao)盤(pan)的穿孔機其(qi)前進(jin)效率可(ke)達到約90％，且導(dao)(dao)盤(pan)磨損小(xiao)，使導(dao)(dao)盤(pan)重(zhong)車周期大(da)大(da)延長。因此(ci)，更(geng)換工具而停產的時間(jian)大(da)大(da)減(jian)少。軋(ya)輥采(cai)用單獨電機傳(chuan)(chuan)動，傳(chuan)(chuan)動軸(zhou)和軋(ya)輥軸(zhou)夾角小(xiao)，傳(chuan)(chuan)動裝(zhuang)置的運行可(ke)靠性很高。由于采(cai)用直流電機傳(chuan)(chuan)動，穿孔機運行速度可(ke)調，軋(ya)制開始時可(ke)采(cai)用軋(ya)輥低轉(zhuan)速，待管坯被咬(yao)入后提(ti)高軋(ya)輥速度，這種操作(zuo)方式(shi)，可(ke)使軋(ya)輥線(xian)速度高達9m/s，因此(ci)軋(ya)制時間(jian)縮短。

  新穎的頂(ding)(ding)桿線外(wai)更(geng)換系統使穿(chuan)孔(kong)機(ji)的節奏(zou)達到3～4p／min（即(ji)每分鐘穿(chuan)3～4支管坯），采用6～8根頂(ding)(ding)桿循環使用即(ji)可滿足生產要求，穿(chuan)孔(kong)頂(ding)(ding)頭(tou)得以充分冷卻，穿(chuan)孔(kong)頂(ding)(ding)頭(tou)的檢查更(geng)換則可在(zai)線外(wai)進行。在(zai)1990年左右，全世(shi)界(jie)有10余(yu)臺Diescher穿(chuan)孔(kong)機(ji)在(zai)生產，這(zhe)說明在(zai)產品質(zhi)量(liang)、生產能(neng)力和工具壽命等方面優(you)于其他穿(chuan)孔(kong)機(ji)，可以應用在(zai)各(ge)種無縫管機(ji)組中。

  雖然Diescher穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)得到普遍(bian)認可，但在20世紀70年代(dai)末(mo)，仍(reng)然開始了(le)(le)旨(zhi)在進一(yi)步增(zeng)大斜軋(ya)(ya)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)延伸率(lv)的(de)研究。借助于穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)時(shi)的(de)擴(kuo)徑作用，進行了(le)(le)生產薄壁穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)毛管(guan)(guan)(guan)（D／S約30）的(de)研究。此外，還進一(yi)步考察了(le)(le)新(xin)型(xing)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)穿(chuan)軋(ya)(ya)合金鋼的(de)能力，由此產生了(le)(le)兩臺錐輥式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)的(de)制造和安(an)裝(zhuang)。1981年曼內斯曼鋼管(guan)(guan)(guan)公司在原Φ340mm自動軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)前(qian)安(an)裝(zhuang)了(le)(le)錐輥式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)以取代(dai)串列式(shi)布置的(de)兩臺Stiefel穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)，1982年日本住友(you)海南鋼管(guan)(guan)(guan)廠(chang)ф114mm連軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組的(de)錐輥式(shi)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)投(tou)產。

  曼(man)內斯(si)曼(man)鋼管公司和(he)(he)住友公司的(de)(de)(de)(de)(de)錐(zhui)輥式穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)任務是滿足工藝要求，這兩(liang)臺(tai)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)均配(pei)置(zhi)了(le)狄塞爾導盤，設有軋(ya)輥喂進(jin)角(jiao)調(diao)整(zheng)裝置(zhi)和(he)(he)適(shi)當的(de)(de)(de)(de)(de)傳動裝置(zhi)，若(ruo)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)軋(ya)輥是水平布(bu)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)，所需要的(de)(de)(de)(de)(de)廠(chang)房面積較大，這對一(yi)次性投資是不(bu)利的(de)(de)(de)(de)(de)。由(you)此對錐(zhui)輥式穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)又進(jin)行了(le)研究，其(qi)結果是軋(ya)輥垂直(zhi)布(bu)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)錐(zhui)輥式穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)問世，如圖(tu)6-33所示，這是從Diescher 穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)移植而來的(de)(de)(de)(de)(de)，其(qi)機(ji)架和(he)(he)Diescher穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機(ji)類似，導盤是水平布(bu)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)，軋(ya)輥采取兩(liang)臺(tai)電機(ji)傳動，但布(bu)置(zhi)在軋(ya)出端(duan)，其(qi)傾斜角(jiao)度（輾軋(ya)角(jiao)）和(he)(he)軋(ya)輥的(de)(de)(de)(de)(de)錐(zhui)角(jiao)相(xiang)適(shi)應，其(qi)傳動軸(zhou)和(he)(he)軋(ya)輥軸(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)夾角(jiao)最小(xiao)。軋(ya)出端(duan)可以配(pei)置(zhi)頂桿止推小(xiao)車或頂桿更換系統。

  圖(tu)6-34示出機(ji)(ji)架的一種特殊設(she)計，它既(ji)可采用導盤亦可采用導板。新的軋(ya)輥垂(chui)直布置的錐輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)提供了將錐輥式穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)的工(gong)藝優越性(xing)和Diescher穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)設(she)計結構上(shang)的優越性(xing)相結合的最佳設(she)計。

  在(zai)生(sheng)產薄壁穿孔(kong)毛管(guan)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中也可(ke)發現，只(zhi)要孔(kong)型設計得當，錐形(xing)穿孔(kong)機(ji)的(de)(de)(de)擴徑量可(ke)達40％。在(zai)無縫軋管(guan)機(ji)組中，錐輥式穿孔(kong)機(ji)的(de)(de)(de)高變形(xing)能力可(ke)以用較(jiao)少幾(ji)種尺寸的(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)(pi)（甚至(zhi)有可(ke)能只(zhi)采(cai)用一種尺寸的(de)(de)(de)管(guan)坯(pi)(pi)）軋制(zhi)出(chu)多種尺寸的(de)(de)(de)毛管(guan)，若機(ji)組中配置(zhi)有張(zhang)減(jian)機(ji)就可(ke)生(sheng)產小直(zhi)徑管(guan)。減(jian)少管(guan)坯(pi)(pi)尺寸的(de)(de)(de)種類對降(jiang)低原料成本，提高鋼管(guan)生(sheng)產的(de)(de)(de)靈活性是很有好處的(de)(de)(de)。

2. 三輥穿孔機(ji)的(de)發展

  由于兩輥(gun)(gun)錐形(xing)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機日趨成熟(shu)且(qie)廣泛應用，三輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機相對發展緩慢(man)。三輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)除了具備兩輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)同樣的(de)效(xiao)率(lv)高(gao)、生產(chan)靈(ling)活的(de)優點外，其最大(da)特(te)點是變(bian)形(xing)區金(jin)屬(shu)處(chu)于三向壓應力(li)(li)狀態。三向壓應力(li)(li)不會(hui)產(chan)生中心(xin)破裂，見圖6-35在(zai)提高(gao)生產(chan)能力(li)(li)和改善(shan)毛管(guan)質(zhi)量方面(mian)，比兩輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)具有更大(da)潛(qian)力(li)(li)。三輥(gun)(gun)穿(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機穿(chuan)(chuan)出的(de)毛管(guan)尺寸精(jing)度比兩輥(gun)(gun)高(gao)，可穿(chuan)(chuan)軋(ya)的(de)合金(jin)鋼管(guan)的(de)范圍比兩輥(gun)(gun)大(da)，因此是一(yi)種值(zhi)得(de)推廣的(de)很有發展潛(qian)力(li)(li)的(de)機型。

  三(san)輥(gun)(gun)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)的(de)結構形(xing)(xing)式(shi)和(he)(he)變形(xing)(xing)特(te)點(dian)，更(geng)(geng)有利于(yu)金屬(shu)塑性變形(xing)(xing)，所以(yi)(yi)大大減(jian)少了穿(chuan)孔(kong)(kong)時引起(qi)的(de)毛管內外表面(mian)缺(que)陷，更(geng)(geng)適(shi)于(yu)穿(chuan)軋低塑性難變形(xing)(xing)材料；三(san)輥(gun)(gun)穿(chuan)孔(kong)(kong)結構和(he)(he)操作(zuo)均相對簡單，擴大了可穿(chuan)鋼(gang)種的(de)范圍，且更(geng)(geng)換毛管規(gui)格方(fang)便；可以(yi)(yi)充分利用(yong)(yong)三(san)輥(gun)(gun)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)的(de)優勢，避開軋制(zhi)薄壁毛管出現尾(wei)三(san)角的(de)缺(que)點(dian)。三(san)輥(gun)(gun)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)不僅可以(yi)(yi)減(jian)少表面(mian)缺(que)陷，而且可以(yi)(yi)降(jiang)低工具消耗和(he)(he)能耗，并有效地控制(zhi)投(tou)資和(he)(he)生產成本。特(te)別(bie)是，三(san)輥(gun)(gun)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)是CPE頂管機(ji)(ji)(ji)組的(de)一個不錯，甚(shen)至更(geng)(geng)適(shi)合的(de)一個選擇(ze)。據報(bao)道2017年6月Mannesmann 拉(la)特(te)廠新投(tou)產了一臺用(yong)(yong)于(yu)穿(chuan)孔(kong)(kong)高(gao)合金管坯的(de)三(san)輥(gun)(gun)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)。見(jian)圖6-36所示。