1937年,Wooster軋機重新進行設計,他就是以其名字命名的斜軋管機,這是一種斜軋(ya)管工藝,在芯棒上使空心坯減壁。Assel的軋管機其獨特之處在于使用3個軋輥,而大多數斜軋工藝采用的是2個軋輥的斜軋管機。和自動軋管機相比,Assel軋管機所生產的管子壁厚比較均勻,內表面比較光潔。
1939年9月爆發的第二次世界大戰對軍工生產起到了刺激作用,軍艦、飛機、坦克、槍械和其他軍事項目需要大量的管材。雖然無縫鋼管被視作制造炮管的原材料,但在美國卻忽略了無縫不銹鋼管的這一用途,其部隊所使用炮管仍由鍛造后的實心體經鏜孔或鉆孔制作。在第二次世界大戰期間,在Henry Timken 領導下顯示了無縫鋼管是制作炮管的上乘材料這一優勢,隨后成立的Timken武器裝備公司采用無縫鋼管生產了數萬支炮管。
Timken 隨后著手將 Canten軋機改造成為采用三輥軋(ya)管工藝原理的軋管機,這項計劃在1952年完成。
1. 三輥(gun)軋管(guan)工藝概述
由于(yu)這種(zhong)斜軋管(guan)(guan)機(ji)采用3個軋輥(gun)(gun)(gun),因(yin)此一般稱(cheng)之為(wei)三輥(gun)(gun)(gun)軋管(guan)(guan)機(ji),而歐美(mei)各國則(ze)習慣于(yu)稱(cheng)它為(wei)阿塞爾軋管(guan)(guan)機(ji)(Assel Mill).三輥(gun)(gun)(gun)軋管(guan)(guan)機(ji)采用長芯(xin)棒(bang)軋管(guan)(guan),軋輥(gun)(gun)(gun)的中間有突棱(leng)(有些資(zi)料也稱(cheng)之為(wei)“肩(jian)”),高度(du)為(wei)5.5~16mm,在(zai)軋制時實現(xian)主要(yao)的壓下,并可以實現(xian)較大的壓下量。在(zai)長芯(xin)棒(bang)上軋管(guan)(guan)可以獲得(de)表面光滑的成品管(guan)(guan),并且(qie)直徑和壁厚(hou)準(zhun)確(que)。
軋(ya)(ya)輥(gun)中(zhong)心線傾斜于軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)中(zhong)心線,并(bing)傾斜于通過(guo)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)中(zhong)心線和軋(ya)(ya)輥(gun)中(zhong)央所形成(cheng)的平面,當(dang)(dang)改變(bian)傾斜角(jiao)(jiao)(jiao)時,軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)角(jiao)(jiao)(jiao)和送進(jin)(jin)角(jiao)(jiao)(jiao)均隨之(zhi)改變(bian),軋(ya)(ya)輥(gun)的直徑(jing)根據(ju)所軋(ya)(ya)鋼管(guan)(guan)的直徑(jing)選定。在蘇聯國立冶金工廠設計(ji)院設計(ji)的三輥(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)上,軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)Φ40~75mm的鋼管(guan)(guan)時,選擇的軋(ya)(ya)輥(gun)直徑(jing)為240mm;軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)Φ76~160mm的鋼管(guan)(guan)時,選擇的軋(ya)(ya)輥(gun)直徑(jing)為470mm;當(dang)(dang)延伸(shen)系數為1.7~3.3時,軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)允許鋼管(guan)(guan)以0.14~0.34m/s前進(jin)(jin)速度軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)。
三輥軋(ya)管機(ji)主要用于生產厚壁(bi)(bi)的軸承管和其(qi)他壁(bi)(bi)厚為5~25mm或壁(bi)(bi)厚更大一些(xie)的鋼(gang)管。1939年5月,德國(guo)鋼(gang)管公司的技術人員參觀 Wooster 鋼(gang)管廠時,軋(ya)管工藝參數(shu)為:外徑38~76mm,平均壁(bi)(bi)厚6.3mm,延伸(shen)系數(shu)2,壁(bi)(bi)厚公差(cha)5%,小(xiao)時產量3噸。
三輥(gun)軋管(guan)機上(shang)也可以軋制管(guan)壁(bi)(bi)較薄(2.5mm以下)的(de)鋼管(guan),如法國 Vallourec 鋼管(guan)廠(chang)用它軋制φ56x2.4mm,長(chang)11m的(de)鋼管(guan)。當Assel于(yu)1954年參觀德國 Hilden 鋼管(guan)廠(chang)時,就三輥(gun)軋管(guan)機生(sheng)產較薄壁(bi)(bi)鋼管(guan)的(de)問題座談時指出,Vallourec廠(chang)是(shi)通過調(diao)整軋輥(gun)各段長(chang)度來(lai)實現軋制D/S=24的(de)鋼管(guan)的(de)。
2. Transval 軋機
三輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機原僅用(yong)(yong)于厚壁(bi)管(guan)(guan)(guan)生(sheng)產,應(ying)用(yong)(yong)這(zhe)種軋(ya)管(guan)(guan)(guan)工藝受到(dao)軋(ya)件(jian)三角形(xing)形(xing)成的(de)(de)限制,而這(zhe)一傾向(xiang)在(zai)(zai)軋(ya)制薄壁(bi)管(guan)(guan)(guan)時(shi)尤為(wei)明顯,三角形(xing)的(de)(de)形(xing)成使軋(ya)件(jian)承受交(jiao)替的(de)(de)彎曲(qu)應(ying)力,以(yi)致產生(sheng)裂紋,并在(zai)(zai)軋(ya)出(chu)端形(xing)成“尾(wei)三角”,有時(shi)造(zao)成后卡,這(zhe)種傾向(xiang)在(zai)(zai)D/S值大(da)時(shi)特別(bie)嚴重(zhong),故在(zai)(zai)經典的(de)(de)普通的(de)(de)三輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機上軋(ya)制管(guan)(guan)(guan)子的(de)(de)D/S值以(yi)12為(wei)限,三輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機60余年的(de)(de)發展(zhan)就是一部(bu)采取改進措施軋(ya)制薄壁(bi)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)發展(zhan)史。
Mehren 在(zai)(zai)德國 Düsseldorf 市 Lierenfeld 鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廠工(gong)作時就和該廠的(de)Assel軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)研究小組(zu)人員(yuan)一起研究制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)了(le)(le)七臺三(san)輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji),為(wei)了(le)(le)減輕三(san)角形形成(cheng)(cheng)(cheng)現象,進一步能軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)薄(bo)壁(bi)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan),在(zai)(zai)Mehren先(xian)生(sheng)(sheng)指(zhi)導下進行試驗(yan),措施是在(zai)(zai)臨近軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)完成(cheng)(cheng)(cheng)時改變喂入(ru)(ru)角。二(er)戰后Mehren 先(xian)生(sheng)(sheng)離德赴法在(zai)(zai)Vallourec 公(gong)司 Aulnoye 鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廠繼續進行上述(shu)試驗(yan),直(zhi)到1952年制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)出機(ji)(ji)(ji)(ji)架可以(yi)回(hui)轉的(de)三(san)輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji),其主要技術特征是用(yong)液壓傳動以(yi)回(hui)轉機(ji)(ji)(ji)(ji)架,但(dan)傳動裝置(zhi)仍置(zhi)于輸入(ru)(ru)側。當時這(zhe)(zhe)一軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)被稱為(wei)Mehren軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji),Mehren先(xian)生(sheng)(sheng)辭世后,這(zhe)(zhe)種三(san)輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)易名為(wei)Transval軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)。并成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)Vallourec專利,為(wei)了(le)(le)同一個目的(de)即為(wei)了(le)(le)軋(ya)薄(bo)壁(bi)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)后來(lai)又研究出了(le)(le)三(san)種辦法即(1)采用(yong)電氣或液壓辦法快速調(diao)整軋(ya)輥(gun);(2)CAM三(san)輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji);(3)采用(yong)NEL調(diao)整系統的(de)三(san)輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)。采用(yong)這(zhe)(zhe)些措施,三(san)輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)所(suo)生(sheng)(sheng)產成(cheng)(cheng)(cheng)品管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)D/S值可達35~40,但(dan)有時會產生(sheng)(sheng)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)子質量劣化的(de)傾向(xiang)。
3. Assel 和 Mehren
Assel 和(he)Mehren 分別是經典三(san)輥軋管(guan)機(ji)和(he)Transval三(san)輥軋管(guan)機的(de)發明者。
W.J.Assel是 Timken Steel & Tube 公司(廠)的(de)(de)工程(cheng)師,1937年他(ta)負責對(dui) Wooster 不銹鋼管(guan)(guan)廠的(de)(de)軋管(guan)(guan)機(ji)進(jin)行改(gai)(gai)造(zao),接著又對(dui)Canton鋼管(guan)(guan)廠的(de)(de)軋管(guan)(guan)機(ji)進(jin)行類似的(de)(de)改(gai)(gai)造(zao),這兩項(xiang)(xiang)技術改(gai)(gai)造(zao)的(de)(de)結果就是世(shi)界(jie)上(shang)第一臺和第二臺三輥軋管(guan)(guan)機(ji),Assel軋管(guan)(guan)機(ji)誕生,除了三輥軋管(guan)(guan)機(ji)的(de)(de)專利以外,他(ta)還獲得其(qi)他(ta)4項(xiang)(xiang)軋管(guan)(guan)專利,其(qi)內容涉及(ji)管(guan)(guan)坯處理、鋼管(guan)(guan)定徑及(ji)軋管(guan)(guan)工藝改(gai)(gai)進(jin)等方面。
Mehren 是 Düsseldorf 市 Lierenfeld 不銹鋼管廠的工程師,在他的指導下,該廠制造了七臺三輥軋管機,為了將三輥軋管機應用于薄壁(bi)不銹(xiu)鋼管(guan)生產領域,Mehren 在該不銹鋼管廠進行了試驗研究,其工藝的特點是在臨近軋制完畢時改變喂進角,二戰結束后Mehren 去法國Vallourec 公司 Aulnoye鋼管廠工作,繼續進行上述試驗,在軋制將結束時,采用液壓傳動以回轉機架,當時這種軋機被稱為Mehren 軋機,Mehren辭世后,Vallourec將傳動裝置改設在軋出端,并申請專利,將這種軋機改稱為Transval軋機。