在PQF出現以(yi)前,三輥軋(ya)(ya)管機(ji)專指阿(a)塞(sai)爾(ASSEL).軋(ya)(ya)機(ji)或其改進型特朗斯瓦(wa)爾(Trans-val)軋(ya)(ya)機(ji)。1937年,美(mei)國蒂姆肯(ken)公司(si)工程師(shi).W.J.Assel在俄(e)亥俄(e)州 Wooster 市(shi)Wayne公司(si)不銹鋼管廠(chang)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(xiu)鋼厚壁管(guan)。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壁不銹鋼管,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。


1. 特朗斯瓦爾(er)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(kai)法
快開法是在特朗斯瓦爾型軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)之后發展起來的(de)(de),在軋(ya)制過程即將結束時迅速抬輥使鋼管(guan)(guan)尾端(duan)留下一小段不減壁的(de)(de)毛(mao)管(guan)(guan),形成(cheng)“后剛端(duan)”以消“尾三角”。快開法有(you)平抬法和(he)斜抬法兩(liang)種。
平(ping)抬(tai)法要利(li)用特(te)朗斯瓦爾型(xing)軋管機上每個(ge)軋輥(gun)原有的(de)(de)兩個(ge)快速(su)開(kai)啟的(de)(de)液壓缸(gang)(gang)和四個(ge)平(ping)衡液壓缸(gang)(gang),在(zai)軋管過程(cheng)將結(jie)束時(shi),開(kai)啟缸(gang)(gang)迅速(su)泄壓,平(ping)衡缸(gang)(gang)立即抬(tai)起(qi)軋輥(gun),孔型(xing)打(da)開(kai),使鋼管尾端順利(li)通(tong)過軋管機,西班牙杜巴賽斯廠(已搬到我國(guo)無錫的(de)(de)西姆來斯)既(ji)采用此種方法。
斜抬法又可分為三輥快開(kai)和上(shang)輥單輥快開(kai)。
三輥快開需(xu)要在機架牌坊出口一(yi)側軋(ya)(ya)(ya)輥軸(zhou)承(cheng)座上(shang)的(de)(de)(de)壓下(xia)(xia)螺(luo)絲之下(xia)(xia)安裝(zhuang)一(yi)個(ge)快速(su)開啟液(ye)壓缸,在鋼(gang)管(guan)軋(ya)(ya)(ya)到尾端(duan)時,開啟液(ye)壓缸迅速(su)泄壓,軋(ya)(ya)(ya)輥出口側軸(zhou)承(cheng)座在原有的(de)(de)(de)兩個(ge)平衡(heng)缸的(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)(xia)迅速(su)抬(tai)起,軋(ya)(ya)(ya)輥即繞入(ru)口側支撐(cheng)中心旋(xuan)轉一(yi)定角度并(bing)傾斜(xie)地(di)上(shang)抬(tai),孔型打(da)開,使(shi)鋼(gang)管(guan)尾端(duan)形成“后(hou)剛端(duan)”,毛(mao)管(guan)便順利地(di)通過軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機。
單輥快(kuai)開(kai)在(zai)上軋(ya)輥調整裝(zhuang)(zhuang)置和軋(ya)輥軸承座之間(jian),安(an)裝(zhuang)(zhuang)了一(yi)個液壓(ya)快(kuai)開(kai)裝(zhuang)(zhuang)置,它(ta)的(de)作用是在(zai)軋(ya)制(zhi)快(kuai)結束時(shi)投入工作,瞬時(shi)快(kuai)速打開(kai)軋(ya)輥的(de)孔(kong)喉,使鋼管(guan)(guan)尾(wei)端(duan)不經過軋(ya)制(zhi)(保(bao)持原(yuan)始毛(mao)管(guan)(guan)壁厚),而消除尾(wei)三角(jiao)(jiao)現象來軋(ya)制(zhi)薄壁管(guan)(guan)。它(ta)用一(yi)個連接環限制(zhi)行程并滿足運行要求,當活塞(sai)向內運動時(shi),上軋(ya)輥提起,以(yi)實現對毛(mao)管(guan)(guan)尾(wei)部的(de)無壓(ya)下軋(ya)制(zhi),以(yi)此防(fang)止毛(mao)管(guan)(guan)尾(wei)端(duan)形成三角(jiao)(jiao)形喇叭口。
在軋制過(guo)程(cheng)中為使工(gong)作輥準確(que)、快速(su)(su)打開,毛管管端的軋制速(su)(su)度是(shi)由紅外信號(hao)接收時間和計(ji)算來確(que)定的,從而形成打開工(gong)作輥所需的延時信號(hao)。
當工作輥出口(kou)端打開,就實現(xian)了毛管(guan)尾端無壓(ya)下軋制,避(bi)免毛管(guan)尾端形(xing)成三角(jiao)形(xing)喇(la)叭口(kou)。
德(de)國米爾公司生產的阿(a)塞爾軋管機(ji)(ji)分別使(shi)用(yong)了(le)以上兩(liang)種斜抬法。新建的阿(a)塞爾機(ji)(ji)組大多使(shi)用(yong)上輥(gun)單輥(gun)快(kuai)開(kai)(斜抬法)技術(shu)。單輥(gun)快(kuai)開(kai)液壓缸(gang)的行程比三輥(gun)快(kuai)開(kai)的要長(chang)一些(xie),一般是(shi)三輥(gun)快(kuai)開(kai)液壓缸(gang)行程的2倍以上,具(ju)體行程大小根據軋管機(ji)(ji)產品大綱(gang)中鋼管壁厚范(fan)圍而定。
3. NEL 裝置
NEL(No End Loss)是(shi)由瑞(rui)典SKF的(de)(de)(de)(Ovako公司(si))Hofors廠于1986年(nian)試驗完成的(de)(de)(de)。它是(shi)在阿(a)塞(sai)爾軋(ya)管機的(de)(de)(de)人口(kou)端安裝(zhuang)了無尾(wei)(wei)損(sun)失(shi)裝(zhuang)置(zhi)(NEL),既達到了消除(chu)尾(wei)(wei)三角的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de),又沒有增大切尾(wei)(wei)損(sun)失(shi)。實際(ji)上,這套裝(zhuang)置(zhi)就(jiu)是(shi)一(yi)種預軋(ya)機,作為阿(a)塞(sai)爾軋(ya)機上的(de)(de)(de)一(yi)個附(fu)加裝(zhuang)置(zhi)。在軋(ya)制(zhi)薄壁管時,毛管尾(wei)(wei)端進入阿(a)塞(sai)爾軋(ya)管機軋(ya)輥(gun)前(qian)進行預減(jian)壁,以減(jian)小軋(ya)管時的(de)(de)(de)減(jian)壁量,從而避(bi)免出現尾(wei)(wei)三角,而且沒有須切除(chu)的(de)(de)(de)末(mo)軋(ya)制(zhi)段。
瑞典人發(fa)明使用4個(ge)預(yu)軋小(xiao)軋輥,當更換軋制鋼管規格時要(yao)調(diao)整軋制中心線(xian)的(de)高度(du),但(dan)是這種4個(ge)預(yu)軋小(xiao)軋輥要(yao)實現無級(ji)調(diao)整是很(hen)困難的(de)。因此(ci)聯邦(bang)德國米爾廠1988年購買了此(ci)項(xiang)技術(shu)并改進為3個(ge)預(yu)軋小(xiao)軋輥后,將預(yu)軋裝(zhuang)置(zhi)取名(ming)為NEL裝(zhuang)置(zhi)。
改進后的裝(zhuang)置如圖(tu)4-17所示(shi),由3個(ge)氣囊浮動支撐(cheng),以(yi)便與(yu)軋(ya)制中心線(xian)始終保(bao)持一致。軋(ya)機內有(you)(you)3個(ge)小軋(ya)輥(gun)(gun),小軋(ya)輥(gun)(gun)沒有(you)(you)驅動裝(zhuang)置,按需要(yao)的方向小軋(ya)輥(gun)(gun)各(ge)傾(qing)斜3°~4°,由一套(tao)液壓缸杠桿系(xi)統使(shi)其開閉(bi)。在軋(ya)制到尾(wei)端(duan)以(yi)前,3個(ge)小軋(ya)輥(gun)(gun)處(chu)于(yu)(yu)(yu)打(da)開位,喉徑(jing)大于(yu)(yu)(yu)毛(mao)管(guan)外徑(jing),處(chu)于(yu)(yu)(yu)待工作狀(zhuang)態(tai);當軋(ya)制到尾(wei)端(duan)250mm左右時,液壓缸動作,3個(ge)小軋(ya)輥(gun)(gun)合攏,對毛(mao)管(guan)尾(wei)部予以(yi)減壁,會在鋼管(guan)外表面(mian)軋(ya)出多頭相互連接的螺旋線(xian),這有(you)(you)助于(yu)(yu)(yu)鋼管(guan)尾(wei)部外表面(mian)光(guang)滑、壁厚均勻,使(shi)隨后進入阿塞爾主(zhu)軋(ya)輥(gun)(gun)軋(ya)制的鋼管(guan)尾(wei)部避免(mian)出現尾(wei)三角(jiao)。軋(ya)制過程結(jie)束,液壓缸反向動作,3個(ge)小軋(ya)輥(gun)(gun)再次放開處(chu)于(yu)(yu)(yu)待工作位置。

經實(shi)踐檢驗,目(mu)前國內阿塞(sai)爾(er)機組雖然在設計時有NEL,但現在大多不(bu)(bu)再使用(yong),主要是不(bu)(bu)便(bian)于換輥和(he)軸向(xiang)調整(zheng),當生產規格(ge)多時,小軋(ya)輥的(de)調整(zheng)時間長(chang),預軋(ya)效果不(bu)(bu)佳。
4. 階(jie)梯芯棒軋(ya)制
為了解決軋(ya)(ya)制薄(bo)壁(bi)(bi)管(guan)(guan)(guan)(guan)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)尾(wei)三角問題,有報道稱原蘇(su)聯曾試驗過(guo)變端(duan)面芯棒(bang)(芯棒(bang)前(qian)(qian)面一段(duan)(duan)直(zhi)徑較(jiao)小,后(hou)(hou)面一段(duan)(duan)直(zhi)徑較(jiao)大),在(zai)軋(ya)(ya)制過(guo)程中(zhong),芯棒(bang)可以前(qian)(qian)后(hou)(hou)移動(dong)。如圖4-18所示,當輾軋(ya)(ya)毛管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)兩端(duan)時(shi)(shi),使用前(qian)(qian)段(duan)(duan)芯棒(bang);在(zai)輾軋(ya)(ya)毛管(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)間部分時(shi)(shi),使用后(hou)(hou)段(duan)(duan)芯棒(bang),避(bi)免(mian)了管(guan)(guan)(guan)(guan)尾(wei)“尾(wei)三角”的(de)(de)(de)產(chan)(chan)生。2000年前(qian)(qian)后(hou)(hou),德國米爾公(gong)司針對傳統阿塞爾軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機在(zai)生產(chan)(chan)薄(bo)壁(bi)(bi)管(guan)(guan)(guan)(guan)時(shi)(shi),荒管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)前(qian)(qian)端(duan)會產(chan)(chan)生喇叭口(kou)和(he)壁(bi)(bi)厚(hou)不均(jun)現(xian)象,提(ti)出將芯棒(bang)工作段(duan)(duan)前(qian)(qian)端(duan)部分略減(jian)小,使用階(jie)(jie)梯芯棒(bang)軋(ya)(ya)制的(de)(de)(de)方(fang)法來避(bi)免(mian)喇叭口(kou)出現(xian)。在(zai)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)被咬入后(hou)(hou),芯棒(bang)工作段(duan)(duan)階(jie)(jie)梯前(qian)(qian)端(duan)參與減(jian)壁(bi)(bi)區軋(ya)(ya)制,由于(yu)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)減(jian)壁(bi)(bi)量極(ji)小,這樣就(jiu)減(jian)少了金屬在(zai)圓周方(fang)向的(de)(de)(de)流動(dong),避(bi)免(mian)了荒管(guan)(guan)(guan)(guan)外(wai)端(duan)擴口(kou),從(cong)而達(da)到減(jian)少不銹鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)鋸切(qie)量,提(ti)高成材率的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de),并進(jin)行了某些(xie)規格的(de)(de)(de)試驗。

階(jie)梯芯棒的應用目(mu)前尚屬(shu)于試驗摸索階(jie)段(duan),未見成功生產的報道(dao)。

