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(wu)縫不銹(xiu)鋼管仍然是最適合的。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。


  采用浮動(dong)芯(xin)棒的(de)連(lian)續式軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)制不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)時,軋(ya)(ya)(ya)制過(guo)(guo)(guo)程(cheng)的(de)不(bu)(bu)穩定性及這種不(bu)(bu)穩定性對(dui)管(guan)(guan)子質量的(de)不(bu)(bu)良影(ying)響,以及連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)的(de)經濟(ji)性問題(ti)和采用浮動(dong)芯(xin)棒的(de)連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)的(de)實(shi)際(ji)(ji)生(sheng)產經驗,使(shi)(shi)得Contubind公司認為有必要和有可能根據最新的(de)軋(ya)(ya)(ya)制原理,對(dui)1889年(nian)就已經在(zai)浙江不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)廠家生(sheng)產車間內(nei)應(ying)用過(guo)(guo)(guo)的(de)、在(zai)多機(ji)(ji)(ji)架(jia)二輥式軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)上使(shi)(shi)用限(xian)動(dong)芯(xin)棒生(sheng)產無縫不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)方法重新進(jin)行科學實(shi)驗,提出(chu)這種軋(ya)(ya)(ya)制過(guo)(guo)(guo)程(cheng)的(de)相(xiang)應(ying)理論,并(bing)通過(guo)(guo)(guo)大規模實(shi)際(ji)(ji)試(shi)驗證實(shi)這種理論。


  直到1964年,在(zai)意大利(li)Dalmine公(gong)(gong)(gong)司的(de)(de)帶(dai)固定(ding)(ding)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)的(de)(de)連續(xu)式軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)上(shang)(shang)進(jin)行(xing)了(le)(le)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan),后來又在(zai)法國的(de)(de) Lorraine-Escaut 公(gong)(gong)(gong)司的(de)(de)法塞(sai)爾軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)上(shang)(shang)進(jin)行(xing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。其(qi)中在(zai)Dalmine公(gong)(gong)(gong)司生(sheng)產(chan)出了(le)(le)厚(hou)壁管,而Lorraine-Escaut 公(gong)(gong)(gong)司根(gen)據 A.Tostivint 的(de)(de)第1322304 號(hao)專利(li),在(zai)Besse'ger的(de)(de)第二號(hao)法塞(sai)爾軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)上(shang)(shang)采用限動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)進(jin)行(xing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan),取得了(le)(le)相應的(de)(de)效(xiao)果(guo)。根(gen)據上(shang)(shang)述情況 Lorraine-Escaut 公(gong)(gong)(gong)司和 Contu-bind 公(gong)(gong)(gong)司決定(ding)(ding)共同發展限動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)的(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)方法。從(cong)1965年到1967年間,在(zai)Besse'ges的(de)(de)具(ju)有(you)40年歷史的(de)(de)7機(ji)架法塞(sai)爾軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(如(ru)圖(tu)13-9所(suo)示的(de)(de))上(shang)(shang)進(jin)行(xing)了(le)(le)8次大規(gui)模試(shi)(shi)驗(yan)(yan),每次試(shi)(shi)驗(yan)(yan)持續(xu)5~25個班次。這臺法塞(sai)爾軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)是由一(yi)(yi)臺1000kW的(de)(de)交(jiao)流(liu)電動(dong)(dong)機(ji)傳動(dong)(dong)的(de)(de),對軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸承和軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)調整的(de)(de)條(tiao)件(jian)極(ji)其(qi)不利(li),但其(qi)結果(guo)卻(que)一(yi)(yi)次試(shi)(shi)驗(yan)(yan)比一(yi)(yi)次試(shi)(shi)驗(yan)(yan)好,共計生(sheng)產(chan)了(le)(le)直徑為(wei)92mm、壁厚(hou)為(wei)3.5mm和長度(du)為(wei)12m的(de)(de)管子12000根(gen),其(qi)中有(you)5450根(gen)是在(zai)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)末期只用了(le)(le)一(yi)(yi)根(gen)由2343號(hao)鋼(gang)(含5%鉻)制(zhi)作的(de)(de)空(kong)心水冷芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)生(sheng)產(chan)的(de)(de),這根(gen)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang),經過(guo)了(le)(le)鍍鉻處理(li)(原始(shi)鍍層厚(hou)度(du)為(wei)0.05mm),它的(de)(de)滑(hua)動(dong)(dong)特性好。連續(xu)使用這根(gen)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)時,雖然(ran)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)在(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)過(guo)程(cheng)中承受(shou)著(zhu)熱負荷(he),但仍然(ran)具(ju)有(you)原來的(de)(de)滑(hua)動(dong)(dong)性和剛(gang)性。


圖 13-9.jpg


軋制(zhi)參數如(ru)下:


空(kong)心坯(pi)(35號鋼(gang))                外(wai)徑125mm,壁厚18mm

管子                                   外徑(jing)92mm,壁厚3.5mm,長度(du)12m

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

芯(xin)棒工作(zuo)長度                       3200mm

管子出口速度(du)                       2.2m/s

延長率                                1:6.22

電動機功率                          750~1000kW

單(dan)位功(gong)率(lv)消耗(hao)                      14.2~18.3(平均(jun)16)kW·h/t


  多機架(jia)軋管機(MPM)軋出(chu)來的(de)(de)(de)管子(zi)通過(guo)二機架(jia)脫管機從芯棒上拉出(chu)來,并定徑(jing)成熱尺寸(cun)88mm的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼管。沿(yan)管子(zi)長度(du)的(de)(de)(de)平(ping)均終軋溫度(du)波動于920~980℃之間。看來,具有這種溫度(du)的(de)(de)(de)管子(zi)不(bu)(bu)必經過(guo)中間加熱就(jiu)可直接在張力減(jian)徑(jing)機上減(jian)徑(jing)成3/8英寸(cun)的(de)(de)(de)煤氣管。由(you)測量4點的(de)(de)(de)壁厚(hou)(hou)數據算出(chu)的(de)(de)(de)平(ping)均壁厚(hou)(hou)值(zhi)。


  MPM軋(ya)(ya)(ya)機(ji)軋(ya)(ya)(ya)出(chu)來的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)子內表面非(fei)常光(guang)滑(hua),它可(ke)以與冷拔(ba)管(guan)(guan)(guan)(guan)相比。連續(xu)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)和自動(dong)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)所軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)(de)樣(yang)品管(guan)(guan)(guan)(guan)與MPM軋(ya)(ya)(ya)機(ji)所軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)子進行比較時,德國(guo)專業人員毫不含糊地認為(wei) Besse'ges的(de)(de)MPM軋(ya)(ya)(ya)機(ji)所軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)子最好(hao)。


 1967年(nian)11月,浙江不(bu)銹鋼管廠(chang)家(jia)的MPM試驗軋機拆(chai)除了,但其試驗過(guo)程(cheng)(cheng)都(dou)攝制成(cheng)了電影,這些(xie)影片保存(cun)在瑞士(shi)洛桑鋼管工業顧問(wen)工程(cheng)(cheng)師J.P.Calmes那里。


 內部用高壓(ya)水冷卻(que)的插入(ru)(ru)毛管的芯棒在(zai)咬入(ru)(ru)第(di)一機架時由(you)油壓(ya)缸來限制移動(dong),油壓(ya)缸的前進(jin)運動(dong)由(you)變量泵(beng)固(gu)定地調(diao)節為某(mou)一恒定速(su)度(du)。


 拔出(chu)的芯棒送回原始位置(zhi),噴水使之從120~150℃降(jiang)到(dao)外表為(wei)50℃的溫(wen)度。在這種軋制(zhi)和冷卻(que)條件(jian)下,軋制(zhi)一(yi)根管子的平(ping)均周期時間為(wei)40秒。


 芯棒(bang)外(wai)(wai)表面(mian)通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)重(zhong)油-石(shi)墨(mo)混合劑進(jin)行潤(run)滑(hua)(hua),此外(wai)(wai)空心(xin)毛管(guan)內表面(mian)還要添加潤(run)滑(hua)(hua)和(he)隔(ge)熱材(cai)料,這種材(cai)料是(shi)通(tong)過(guo)空心(xin)芯棒(bang)卡頭注入毛管(guan)的。芯棒(bang)表面(mian)要特別保持光滑(hua)(hua),以(yi)至于隨著軋(ya)制道(dao)次的增加而更加光滑(hua)(hua)。