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(bu)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縫不銹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(cai)用(yong)浮(fu)動(dong)芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)連續式軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機軋(ya)(ya)(ya)制不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)時,軋(ya)(ya)(ya)制過(guo)程的(de)(de)(de)不穩(wen)定性及這種不穩(wen)定性對管(guan)(guan)(guan)子質量(liang)的(de)(de)(de)不良影(ying)響,以(yi)及連續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機的(de)(de)(de)經(jing)濟性問題(ti)和采(cai)用(yong)浮(fu)動(dong)芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)連續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機的(de)(de)(de)實(shi)(shi)際生產(chan)經(jing)驗,使得Contubind公司(si)認為(wei)有必要和有可能根據最新的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制原(yuan)理(li),對1889年(nian)就(jiu)已經(jing)在(zai)浙江(jiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)廠家生產(chan)車間內應用(yong)過(guo)的(de)(de)(de)、在(zai)多機架(jia)二輥式軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機上(shang)使用(yong)限(xian)動(dong)芯(xin)棒(bang)生產(chan)無縫不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)方法重新進行科學實(shi)(shi)驗,提出這種軋(ya)(ya)(ya)制過(guo)程的(de)(de)(de)相應理(li)論,并通過(guo)大規(gui)模實(shi)(shi)際試驗證實(shi)(shi)這種理(li)論。


  直(zhi)到1964年(nian),在(zai)(zai)意大(da)利Dalmine公(gong)司(si)的(de)(de)(de)(de)帶固定芯(xin)棒的(de)(de)(de)(de)連續(xu)(xu)式軋(ya)機(ji)上(shang)(shang)(shang)進(jin)行(xing)(xing)了(le)(le)(le)軋(ya)制(zhi)(zhi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan),后來(lai)又在(zai)(zai)法(fa)國的(de)(de)(de)(de) Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)的(de)(de)(de)(de)法(fa)塞爾軋(ya)機(ji)上(shang)(shang)(shang)進(jin)行(xing)(xing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。其中在(zai)(zai)Dalmine公(gong)司(si)生產(chan)出了(le)(le)(le)厚(hou)壁管,而Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)根(gen)(gen)(gen)據 A.Tostivint 的(de)(de)(de)(de)第1322304 號(hao)專利,在(zai)(zai)Besse'ger的(de)(de)(de)(de)第二號(hao)法(fa)塞爾軋(ya)機(ji)上(shang)(shang)(shang)采用(yong)限動(dong)芯(xin)棒進(jin)行(xing)(xing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan),取得了(le)(le)(le)相應的(de)(de)(de)(de)效果。根(gen)(gen)(gen)據上(shang)(shang)(shang)述情況 Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)和(he) Contu-bind 公(gong)司(si)決(jue)定共同發展(zhan)限動(dong)芯(xin)棒的(de)(de)(de)(de)軋(ya)制(zhi)(zhi)方法(fa)。從(cong)1965年(nian)到1967年(nian)間,在(zai)(zai)Besse'ges的(de)(de)(de)(de)具有(you)40年(nian)歷史的(de)(de)(de)(de)7機(ji)架法(fa)塞爾軋(ya)機(ji)(如圖13-9所示的(de)(de)(de)(de))上(shang)(shang)(shang)進(jin)行(xing)(xing)了(le)(le)(le)8次(ci)大(da)規模試(shi)(shi)驗(yan)(yan),每次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)持續(xu)(xu)5~25個(ge)班次(ci)。這(zhe)臺(tai)(tai)法(fa)塞爾軋(ya)機(ji)是(shi)由一(yi)(yi)臺(tai)(tai)1000kW的(de)(de)(de)(de)交流電(dian)動(dong)機(ji)傳動(dong)的(de)(de)(de)(de),對(dui)軋(ya)輥(gun)軸承和(he)軋(ya)輥(gun)調整的(de)(de)(de)(de)條件(jian)極其不(bu)利,但(dan)其結果卻(que)一(yi)(yi)次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)比一(yi)(yi)次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)好,共計生產(chan)了(le)(le)(le)直(zhi)徑為(wei)92mm、壁厚(hou)為(wei)3.5mm和(he)長度為(wei)12m的(de)(de)(de)(de)管子(zi)12000根(gen)(gen)(gen),其中有(you)5450根(gen)(gen)(gen)是(shi)在(zai)(zai)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)末期(qi)只用(yong)了(le)(le)(le)一(yi)(yi)根(gen)(gen)(gen)由2343號(hao)鋼(含(han)5%鉻)制(zhi)(zhi)作(zuo)的(de)(de)(de)(de)空心水冷芯(xin)棒生產(chan)的(de)(de)(de)(de),這(zhe)根(gen)(gen)(gen)芯(xin)棒,經(jing)過了(le)(le)(le)鍍鉻處(chu)理(原始鍍層厚(hou)度為(wei)0.05mm),它的(de)(de)(de)(de)滑(hua)動(dong)特(te)性好。連續(xu)(xu)使用(yong)這(zhe)根(gen)(gen)(gen)芯(xin)棒時,雖然(ran)芯(xin)棒在(zai)(zai)軋(ya)制(zhi)(zhi)過程(cheng)中承受著熱負(fu)荷,但(dan)仍然(ran)具有(you)原來(lai)的(de)(de)(de)(de)滑(hua)動(dong)性和(he)剛性。


圖 13-9.jpg


軋制參數如下(xia):


空心坯(35號鋼)                外徑125mm,壁(bi)厚18mm

管(guan)子                                   外徑92mm,壁厚3.5mm,長度12m

芯棒                                   外徑(jing)86/85mm,內徑(jing)40mm

芯棒工作長度                       3200mm

管子(zi)出(chu)口(kou)速度(du)                       2.2m/s

延長率                                1:6.22

電動機功(gong)率                          750~1000kW

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


  多機(ji)架軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(MPM)軋(ya)出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)子通(tong)過二(er)機(ji)架脫管(guan)(guan)(guan)機(ji)從(cong)芯棒上拉出(chu)來(lai),并定(ding)徑(jing)成(cheng)熱尺(chi)寸88mm的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)。沿管(guan)(guan)(guan)子長度(du)(du)的(de)(de)(de)平均終軋(ya)溫(wen)(wen)度(du)(du)波動于920~980℃之間(jian)。看來(lai),具有這種溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)子不(bu)必經過中間(jian)加熱就可(ke)直(zhi)接在(zai)張(zhang)力減(jian)徑(jing)機(ji)上減(jian)徑(jing)成(cheng)3/8英(ying)寸的(de)(de)(de)煤氣管(guan)(guan)(guan)。由測量4點的(de)(de)(de)壁(bi)厚數據算出(chu)的(de)(de)(de)平均壁(bi)厚值。


  MPM軋(ya)(ya)機(ji)(ji)軋(ya)(ya)出來的(de)(de)管(guan)子內(nei)表面(mian)非常光滑,它可以(yi)與(yu)冷拔管(guan)相比(bi)。連續軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)和自動軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)所(suo)軋(ya)(ya)制(zhi)的(de)(de)樣品管(guan)與(yu)MPM軋(ya)(ya)機(ji)(ji)所(suo)軋(ya)(ya)制(zhi)的(de)(de)管(guan)子進行比(bi)較時,德國專(zhuan)業人員毫不(bu)含糊(hu)地認(ren)為(wei) Besse'ges的(de)(de)MPM軋(ya)(ya)機(ji)(ji)所(suo)軋(ya)(ya)制(zhi)的(de)(de)管(guan)子最好。


 1967年11月,浙江(jiang)不銹(xiu)鋼管(guan)廠家的MPM試驗軋機拆除了,但(dan)其(qi)試驗過程都(dou)攝制(zhi)成了電影(ying),這些影(ying)片保(bao)存在瑞士洛桑(sang)鋼管(guan)工(gong)業顧問工(gong)程師J.P.Calmes那里。


 內部(bu)用(yong)高壓水冷卻的(de)插入毛管的(de)芯棒在咬入第一機(ji)架時由(you)油壓缸來限制移動,油壓缸的(de)前進運動由(you)變量泵固定(ding)(ding)地調節(jie)為某一恒(heng)定(ding)(ding)速度。


 拔(ba)出的芯棒送回(hui)原始位置,噴水使之從120~150℃降到外(wai)表為50℃的溫(wen)度。在(zai)這種軋制和冷卻條件下,軋制一根管子的平均周期時間(jian)為40秒(miao)。


 芯(xin)棒(bang)外表面(mian)通(tong)常采(cai)用重油(you)-石墨混合劑進行潤滑(hua)(hua)(hua),此(ci)外空(kong)心毛管(guan)內表面(mian)還要添加(jia)潤滑(hua)(hua)(hua)和隔熱材料,這種材料是通(tong)過空(kong)心芯(xin)棒(bang)卡頭注入毛管(guan)的。芯(xin)棒(bang)表面(mian)要特別(bie)保持光(guang)滑(hua)(hua)(hua),以至(zhi)于隨著軋制道次的增加(jia)而更加(jia)光(guang)滑(hua)(hua)(hua)。