經典三輥軋管機僅用于不銹鋼(gang)厚(hou)壁管的生產，應用這種軋制不銹鋼管工藝受到軋件“三角形”形成的限制，而這一傾向在軋制薄壁不銹鋼管時尤為明顯。“三角形”的形成使軋件承受交替的彎曲應力，以致產生裂紋，并在軋出端形成“三角形”，有時造成“后卡”。這種傾向在D/S值大時特別嚴重，故經典的普通的三輥軋管機軋制管子以D/S=12為限。
新式的(de)三輥軋(ya)(ya)管機(ji)的(de)應用范(fan)圍有所擴大(da)，可以軋(ya)(ya)制薄(bo)壁不銹鋼管。MDM稱這種(zhong)新式的(de)三輥軋(ya)(ya)管機(ji)為高(gao)效(xiao)能三輥軋(ya)(ya)管機(ji)（High Pe-formence Assel Mill),具體(ti)數(shu)據如下：存(cun)在的(de)問題是D/S值太大(da)時管子(zi)質量有劣化傾向。
一、從經(jing)典式三輥(gun)軋管機到(dao)現代化三輥(gun)軋管機的發展(zhan)
三(san)輥(gun)(gun)軋管(guan)(guan)工藝是將空心坯斜軋成(cheng)管(guan)(guan)的軋制過程，它在無縫鋼(gang)管(guan)(guan)廠的應(ying)用是將經穿(chuan)孔(kong)機穿(chuan)孔(kong)的空心坯加以(yi)(yi)延伸，主(zhu)要設置在具有中、小生產能力(li)的鋼(gang)管(guan)(guan)廠。其生產大綱包(bao)括(kuo)外徑(jing)為25~300mm的不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)，甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)(yi)更大一些，三(san)輥(gun)(gun)軋管(guan)(guan)機的優(you)點(dian)有以(yi)(yi)下幾點(dian)：
1. 產品(pin)質量好，軋制精(jing)度(du)高；
2. 對于生產各(ge)種不同管徑和壁厚的管子來說(shuo)，可以很(hen)快更換規格(ge)。
在(zai)三輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)管(guan)過程中(zhong)空(kong)心(xin)坯(pi)的(de)外(wai)表面在(zai)工件中(zhong)心(xin)線對稱布置的(de)互成120°的(de)三個軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)所包容(rong)的(de)區域內變形(xing)，而芯棒則在(zai)其內表面限制了它的(de)成形(xing)面。空(kong)心(xin)坯(pi)被咬人后，在(zai)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)的(de)作用(yong)下邊旋轉邊前進，在(zai)變形(xing)區內作螺旋狀運動，在(zai)連續運動的(de)過程中(zhong)減徑減壁(bi)。
為了(le)能軋(ya)薄壁不銹(xiu)鋼(gang)管在10年時間(jian)內制造了(le)三(san)臺Transval 軋(ya)機，如(ru)表16-1所(suo)示(shi)。
表16-1中三(san)臺軋(ya)機只有Tubacex 廠的三(san)輥軋(ya)管(guan)(guan)機生(sheng)產薄壁(bi)不銹鋼管(guan)(guan)，而厚壁(bi)管(guan)(guan)及軸承(cheng)管(guan)(guan)只是少量(liang)生(sheng)產，熱軋(ya)成品管(guan)(guan)外徑(jing)為90mm,減徑(jing)生(sheng)產ф27~80mm的不銹鋼管(guan)(guan)。
1972年Demag 制造(zao)的專門生(sheng)產(chan)軸(zhou)承管(guan)的三輥(gun)軋管(guan)機(ji)在KrefeldWRG廠投產(chan)，采用(yong)液壓快速調(diao)整正軋輥(gun)的裝置(zhi)，可以(yi)生(sheng)產(chan)薄壁不銹鋼管(guan)。
在以(yi)后的12年(nian)時間內共有(you)10臺(tai)Transval 軋(ya)機投產，這(zhe)種Transval軋(ya)機的一個牌(pai)坊是(shi)固定(ding)的，另一個牌(pai)坊可(ke)繞軋(ya)制線旋(xuan)轉(zhuan)，以(yi)調整角度(du)，其(qi)最大(da)旋(xuan)轉(zhuan)角可(ke)達23°.回轉(zhuan)牌(pai)坊的旋(xuan)轉(zhuan)借助于液壓缸，軋(ya)機可(ke)按(an)以(yi)下(xia)三(san)種方式工作：
1. 簡(jian)單的傾斜，此時軋機和普通的斜軋一樣；
2.“兩(liang)傾(qing)(qing)角(jiao)”工藝(yi)，此時(shi)軋機可具有(you)“軋制傾(qing)(qing)角(jiao)”及終軋時(shi)的“減小傾(qing)(qing)角(jiao)”；
3.“三傾角”工藝，除了軋制(zhi)尾端時減少(shao)傾角外，軋制(zhi)開始進(jin)也(ye)改變(bian)傾角。
Transval 軋(ya)機為 Vallourec專利。
1987年MDM 為西班牙(ya) Tubos Reunidos 廠制造的(de)(de)CAM 三輥軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)投產、CAM是 Convergent Assel Mill的(de)(de)縮寫，這(zhe)種軋(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)主要技(ji)術(shu)特(te)征是軋(ya)(ya)(ya)輥采用(yong)收斂式布置(zhi)，可軋(ya)(ya)(ya)D/S=40的(de)(de)不銹鋼(gang)管，采用(yong)較短的(de)(de)限動(dong)芯棒軋(ya)(ya)(ya)制25m長(chang)的(de)(de)不銹鋼(gang)管，傳(chuan)動(dong)裝置(zhi)布置(zhi)在軋(ya)(ya)(ya)入(ru)端，輾軋(ya)(ya)(ya)角(jiao)可達(da)20°。
CAM三(san)(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機是(shi)三(san)(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機發(fa)展史中一個界(jie)碑，以(yi)前的(de)三(san)(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機均采(cai)用(yong)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)擴散(san)式(shi)布置(zhi)，傳動裝置(zhi)設在(zai)軋(ya)(ya)出端，由(you)于切向(xiang)(xiang)金屬流(liu)動較強，導致(zhi)軋(ya)(ya)件管(guan)(guan)料外擴，而在(zai)收斂(lian)式(shi)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)布置(zhi)的(de)三(san)(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機（CAM)中變形(xing)區中金屬流(liu)動加速(su)，軸向(xiang)(xiang)拉伸的(de)加強有利于防止(zhi)改善管(guan)(guan)料的(de)外擴，在(zai)Krefeld WRG廠的(de)試驗證實(shi)這種外擴量(liang)可減少(shao)40%,如圖(tu)16-7所示。
二、幾種形式的(de)三輥軋管(guan)機(ji)
三輥(gun)軋(ya)管(guan)工藝確是一種可靠的(de)軋(ya)管(guan)技術，但存在著只能軋(ya)制厚(hou)壁(bi)管(guan)的(de)問題(ti)，三輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji)的(de)60余(yu)年的(de)發(fa)展就是一部采(cai)取改進措施(shi)軋(ya)制薄(bo)壁(bi)管(guan)的(de)發(fa)展史，Voswincker的(de)良形式作了(le)如下概括，如表16-2所示(shi)。
在表16-2中：
1. Transval 軋機中采用機架(jia)回轉的辦法迅速改變喂人角，以便在軋制過(guo)程快結(jie)束(shu)時，喂人角減少，防止管子后端出現“尾三(san)角”；
2. Quick Lifting 系(xi)統(tong)亦(yi)稱做 Quick Open系(xi)統(tong)，即在管子(zi)(zi)后(hou)(hou)端快(kuai)(kuai)離開軋輥之前提升軋輥，不軋制管子(zi)(zi)的(de)后(hou)(hou)端，防止尾端出現“三角(jiao)形(xing)”，快(kuai)(kuai)速(su)抬(tai)輥共(gong)有兩種辦(ban)法；一是(shi)平抬(tai)法；二是(shi)先旋轉一個角(jiao)度，然后(hou)(hou)再傾斜上抬(tai)，再者，從使軋輥打開所使用(yong)的(de)能(neng)源的(de)角(jiao)度，可(ke)分為電氣(qi)快(kuai)(kuai)速(su)調整(zheng)軋輥法和液(ye)壓(ya)快(kuai)(kuai)速(su)調整(zheng)軋輥法，而以后(hou)(hou)者為佳；
3. NEL Process 即“No End Loss”Process之意(yi)。
三(san)、管端控制技術發展(zhan)的三(san)個階段
由于軋(ya)入和軋(ya)出段空(kong)心(xin)坯形狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)穩定性較差，其延伸是在特(te)殊的(de)(de)(de)變(bian)形條件下進行的(de)(de)(de)，由于在尾(wei)端(duan)不存(cun)在厚壁空(kong)心(xin)坯尾(wei)隨部分的(de)(de)(de)高度(du)穩定效應，上(shang)述現象在管(guan)子(zi)尾(wei)端(duan)特(te)別明顯，直徑的(de)(de)(de)增大導致(zhi)空(kong)心(xin)坯尾(wei)端(duan)形成“三(san)角(jiao)形”或(huo)成“喇叭狀(zhuang)(zhuang)”。所以在生(sheng)產D/S≥12的(de)(de)(de)管(guan)子(zi)時必須采(cai)取特(te)殊措施(shi)以避免在三(san)輥軋(ya)管(guan)機的(de)(de)(de)機架內(nei)或(huo)（和）下游機組內(nei)產生(sheng)管(guan)段的(de)(de)(de)破(po)損。
在(zai)三輥(gun)軋(ya)管(guan)機發展的(de)(de)歷史過程中，為了擴大這一(yi)工(gong)藝的(de)(de)使(shi)用范(fan)圍，特別是為了生產最(zui)薄壁厚的(de)(de)管(guan)子(zi)，對這一(yi)問題的(de)(de)解決采取了許多種辦法，有(you)如(ru)下三個主(zhu)要發展階段：
1. 20世紀60年代的Transval工藝可將(jiang)軋管的范圍擴(kuo)大至D/S≤16,采用(yong)專門設計的機架，當不銹鋼(gang)管件將(jiang)軋出(chu)時，減(jian)小喂入(ru)角(jiao)，以擴(kuo)大孔型，然而采用(yong)這一工藝將(jiang)會產生較大量的切(qie)頭損失；
2. 80年代的(de)(de)(de)“Quick lifting”系統，即“快速液(ye)壓抬輥(gun)法(fa)”可以生(sheng)產D/S≤35的(de)(de)(de)管(guan)(guan)子，通(tong)過軋輥(gun)徑向快速打開的(de)(de)(de)方法(fa)使管(guan)(guan)壁減(jian)薄的(de)(de)(de)程(cheng)度削弱，從而得(de)以避免(mian)管(guan)(guan)端擴成喇叭口的(de)(de)(de)現象發(fa)生(sheng)，采用這種軋輥(gun)快速調整系統，管(guan)(guan)端切損(sun)可減(jian)少(shao)為50mm左右(you)；
3. 80年代末發(fa)展起來(lai)的(de)(de)NEL系(xi)(xi)統(tong)(tong)（NEL即“no end los-8es”三字的(de)(de)字頭(tou)）已在(zai)許多不(bu)銹鋼管廠得到了應用(yong)，采用(yong)這種工藝，由(you)于增(zeng)厚而(er)產(chan)生的(de)(de)切頭(tou)損失幾(ji)乎降為零，這是(shi)因為空心坯后端的(de)(de)減(jian)徑和減(jian)壁是(shi)分別在(zai)不(bu)同的(de)(de)變形過(guo)程(cheng)中(zhong)發(fa)生的(de)(de)，因此只產(chan)生微量的(de)(de)直徑增(zeng)大，采用(yong)這一系(xi)(xi)統(tong)(tong)可以生產(chan)D/S≤40的(de)(de)管子(zi)，NEL系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)示意圖如圖16-8所示。
四、幾種控(kong)制芯(xin)棒速度的方(fang)案
芯棒(bang)(bang)系統(tong)在成本、軋(ya)制周期和變形能力等(deng)方面(mian)對生(sheng)產過(guo)程(cheng)均產生(sheng)影響(xiang)，共有以下二種芯棒(bang)(bang)運動方式 即
1. 芯棒作(zuo)自由運動(dong)；
2. 芯棒喂入(ru)是受控的(de)；
3. 芯棒抽出是受控的。
方(fang)案(an)(an)（1)芯(xin)(xin)棒易(yi)于操作，但其(qi)缺點是和(he)成品管長度(du)(du)相比較(jiao)，芯(xin)(xin)棒長度(du)(du)較(jiao)長，而且需要專用的(de)芯(xin)(xin)棒抽回(hui)裝置。相比較(jiao)而言，方(fang)案(an)(an)（2)中芯(xin)(xin)棒長度(du)(du)大大縮短(duan)(duan)，因(yin)此軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)比較(jiao)長的(de)不銹鋼(gang)管時(shi)推薦采(cai)用這一方(fang)案(an)(an)。管料與工具(ju)接(jie)觸時(shi)間縮短(duan)(duan)，有利于不采(cai)用再(zai)加(jia)熱(re)而繼(ji)續軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)薄壁管。采(cai)用芯(xin)(xin)棒速(su)度(du)(du)受控的(de)軋(ya)(ya)管系(xi)統，其(qi)設備制(zhi)(zhi)造(zao)費用也(ye)可降低。
軋制(zhi)不銹鋼厚壁管時(shi)必(bi)須解(jie)決芯棒抽回問題，因此，方(fang)案（3)具有更(geng)多的(de)優點。
根據(ju)以上所述(shu)為了取(qu)得最佳(jia)效果，不銹鋼管廠(chang)可以根據(ju)實(shi)際應用需要采取(qu)相應的控制(zhi)芯(xin)棒的方案。
