自從19世紀末葉以來,浙江不銹鋼管廠家即想用類似于棒材連軋的辦法來生產無縫鋼管。當時研究的目標是采用固定推桿以及隨著鋼管運動的長芯棒將空心坯軋成不銹(xiu)鋼管的辦法,終于在1920年形成了Fassel軋管法(即連續軋管法),這種連續軋管工藝的特征是工作芯棒跟隨管子一起運動。迄今為止,這種軋管工藝對于生產外徑小于159mm的碳素鋼和低合金鋼的無縫不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)仍然是最適合的。其延伸系數比較小一輩為 λ=4.3~4.5,為此必須在斜軋機上以較大的延長率(最大達 λ=3.0)將經過表面處理的圓管坯穿孔成為較薄的空心坯。1962年K.Neuhoff 和Pfeiffer 曾對這種連續軋管工藝的變形過程發表過專題論文,文中指出:對于八機架連續軋管機來說,由于空心坯的進入和離開機架,金屬流動的非連續性將達16次之多,這是由于工作芯棒與空心坯之間的速度變化的緣故。由于軋制過程的這種不均勻性產生壁厚與外徑的變異,容易形成所謂“竹節”(Bauchbil-dung)。此外,這種軋管工藝的單位軋制壓力相當大,因此必須采用具有開口的、橢圓度較大的孔型,而這種開口孔型導致變形的不均勻性,由此帶來的缺點是:在管子內部容易產生裂紋和所需單位變形功太大。關于壁厚和直徑的變異可采取有效措施使之處于允許的限度之內,精確地控制軋輥的圓周速度,使之與工作芯棒的速度變化相適應,從而達到保持軋件速度恒定的目的。但開口孔型的缺點則無法消除。此外,由于軋制力較大所限,必須采用較大的輥徑,這樣就使得軋件與軋輥之間的接觸弧相當大,因此,對工作芯棒造成巨大的局部壓應力、摩擦力和較高的熱負荷。采用連續軋管法生產的無縫不銹鋼管的壁厚直徑比(S/D)不能超過0.12。


  采用(yong)(yong)浮動(dong)(dong)芯(xin)棒的(de)(de)(de)連續式(shi)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)制(zhi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)時,軋(ya)(ya)制(zhi)過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)穩定性及這種不(bu)(bu)穩定性對(dui)管(guan)子質量的(de)(de)(de)不(bu)(bu)良影(ying)響,以及連續軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)經(jing)濟性問題和(he)采用(yong)(yong)浮動(dong)(dong)芯(xin)棒的(de)(de)(de)連續軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)實(shi)際生(sheng)產(chan)經(jing)驗(yan)(yan),使得Contubind公司認為有必要和(he)有可能根據最新的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)制(zhi)原理,對(dui)1889年就已經(jing)在浙(zhe)江不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)廠(chang)家(jia)生(sheng)產(chan)車間內應用(yong)(yong)過(guo)的(de)(de)(de)、在多機(ji)(ji)(ji)(ji)架二輥(gun)式(shi)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)上使用(yong)(yong)限(xian)動(dong)(dong)芯(xin)棒生(sheng)產(chan)無縫不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)方法重(zhong)新進(jin)行科學實(shi)驗(yan)(yan),提出這種軋(ya)(ya)制(zhi)過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)相(xiang)應理論,并通過(guo)大規模實(shi)際試驗(yan)(yan)證實(shi)這種理論。


  直到1964年(nian)(nian),在(zai)意大利(li)Dalmine公司的(de)(de)(de)帶固定芯(xin)(xin)棒的(de)(de)(de)連(lian)續(xu)式軋(ya)(ya)機(ji)上進(jin)(jin)行了軋(ya)(ya)制(zhi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan),后來又在(zai)法(fa)(fa)國的(de)(de)(de) Lorraine-Escaut 公司的(de)(de)(de)法(fa)(fa)塞(sai)爾(er)軋(ya)(ya)機(ji)上進(jin)(jin)行試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)。其中(zhong)在(zai)Dalmine公司生產(chan)出了厚壁管,而Lorraine-Escaut 公司根(gen)(gen)(gen)據 A.Tostivint 的(de)(de)(de)第(di)1322304 號專(zhuan)利(li),在(zai)Besse'ger的(de)(de)(de)第(di)二號法(fa)(fa)塞(sai)爾(er)軋(ya)(ya)機(ji)上采用限動(dong)(dong)(dong)芯(xin)(xin)棒進(jin)(jin)行試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan),取得了相應(ying)的(de)(de)(de)效果(guo)。根(gen)(gen)(gen)據上述情況 Lorraine-Escaut 公司和 Contu-bind 公司決(jue)定共同發展限動(dong)(dong)(dong)芯(xin)(xin)棒的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)制(zhi)方法(fa)(fa)。從1965年(nian)(nian)到1967年(nian)(nian)間,在(zai)Besse'ges的(de)(de)(de)具有40年(nian)(nian)歷史的(de)(de)(de)7機(ji)架法(fa)(fa)塞(sai)爾(er)軋(ya)(ya)機(ji)(如圖13-9所示的(de)(de)(de))上進(jin)(jin)行了8次(ci)(ci)大規模(mo)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan),每次(ci)(ci)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)持(chi)續(xu)5~25個班次(ci)(ci)。這臺法(fa)(fa)塞(sai)爾(er)軋(ya)(ya)機(ji)是由一(yi)臺1000kW的(de)(de)(de)交流電(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)傳動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de),對軋(ya)(ya)輥軸承和軋(ya)(ya)輥調整(zheng)的(de)(de)(de)條件極其不利(li),但(dan)其結(jie)果(guo)卻一(yi)次(ci)(ci)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)比一(yi)次(ci)(ci)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)好,共計(ji)生產(chan)了直徑(jing)為(wei)92mm、壁厚為(wei)3.5mm和長(chang)度(du)為(wei)12m的(de)(de)(de)管子12000根(gen)(gen)(gen),其中(zhong)有5450根(gen)(gen)(gen)是在(zai)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)末期(qi)只用了一(yi)根(gen)(gen)(gen)由2343號鋼(含5%鉻)制(zhi)作的(de)(de)(de)空心水冷芯(xin)(xin)棒生產(chan)的(de)(de)(de),這根(gen)(gen)(gen)芯(xin)(xin)棒,經過了鍍(du)鉻處理(原(yuan)始鍍(du)層(ceng)厚度(du)為(wei)0.05mm),它的(de)(de)(de)滑(hua)動(dong)(dong)(dong)特性好。連(lian)續(xu)使用這根(gen)(gen)(gen)芯(xin)(xin)棒時,雖然(ran)芯(xin)(xin)棒在(zai)軋(ya)(ya)制(zhi)過程中(zhong)承受(shou)著熱負荷,但(dan)仍然(ran)具有原(yuan)來的(de)(de)(de)滑(hua)動(dong)(dong)(dong)性和剛性。


圖 13-9.jpg


軋制參數如下:


空心坯(35號鋼(gang))                外徑125mm,壁厚(hou)18mm

管子                                   外(wai)徑92mm,壁厚3.5mm,長度12m

芯棒                                   外(wai)徑(jing)86/85mm,內徑(jing)40mm

芯棒工作長度                       3200mm

管子出(chu)口速(su)度                       2.2m/s

延長(chang)率(lv)                                1:6.22

電動機功率                          750~1000kW

單位功率消耗(hao)                      14.2~18.3(平均16)kW·h/t


  多機(ji)架(jia)軋管機(ji)(MPM)軋出(chu)(chu)來(lai)(lai)的管子(zi)通過二機(ji)架(jia)脫(tuo)管機(ji)從芯棒上拉出(chu)(chu)來(lai)(lai),并定徑(jing)成熱尺寸88mm的不銹鋼管。沿管子(zi)長度的平(ping)均終軋溫度波動于920~980℃之間。看(kan)來(lai)(lai),具(ju)有這種溫度的管子(zi)不必(bi)經過中間加熱就可(ke)直接在張力減(jian)(jian)徑(jing)機(ji)上減(jian)(jian)徑(jing)成3/8英寸的煤氣管。由測量4點(dian)的壁厚(hou)數據算出(chu)(chu)的平(ping)均壁厚(hou)值。


  MPM軋(ya)(ya)(ya)機(ji)軋(ya)(ya)(ya)出來的(de)(de)管子(zi)內(nei)表面(mian)非常光滑,它可以(yi)與冷拔管相比。連續軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)和(he)自(zi)動(dong)軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)所(suo)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)(de)樣品管與MPM軋(ya)(ya)(ya)機(ji)所(suo)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)(de)管子(zi)進行比較時,德國(guo)專業人員毫不含糊地認(ren)為(wei) Besse'ges的(de)(de)MPM軋(ya)(ya)(ya)機(ji)所(suo)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)(de)管子(zi)最好(hao)。


 1967年11月,浙江不銹鋼管廠家的MPM試驗(yan)軋機拆除了,但其試驗(yan)過程都攝制成了電影,這些影片保存在瑞(rui)士洛桑鋼管工業顧(gu)問工程師J.P.Calmes那里(li)。


 內部用高壓水冷卻的插入(ru)(ru)毛管的芯棒在咬入(ru)(ru)第一(yi)機架時由(you)(you)油(you)壓缸來限制(zhi)移動,油(you)壓缸的前進運(yun)動由(you)(you)變量(liang)泵固(gu)定(ding)(ding)地調節為某一(yi)恒定(ding)(ding)速度。


 拔出(chu)的芯棒送回原始位置,噴水使(shi)之從120~150℃降(jiang)到外(wai)表(biao)為(wei)50℃的溫(wen)度。在這種軋制和冷卻(que)條件下,軋制一(yi)根管子的平(ping)均周期(qi)時(shi)間為(wei)40秒。


 芯棒外表(biao)面通常(chang)采用(yong)重(zhong)油(you)-石墨混合(he)劑進行(xing)潤滑(hua),此外空心毛管內表(biao)面還要添加(jia)潤滑(hua)和(he)隔熱材(cai)(cai)料,這種(zhong)材(cai)(cai)料是通過空心芯棒卡頭(tou)注入毛管的。芯棒表(biao)面要特別保持光滑(hua),以(yi)至(zhi)于隨著軋制道次的增加(jia)而更加(jia)光滑(hua)。