三輥行(xing)星軋管機(ji)(PSW)是聯邦德(de)(de)國西(xi)馬(ma)克公(gong)司(SMS)獨家生產制(zhi)造經營的(de),PSW 是德(de)(de)文(wen)“Planeten-Schragwalzwerk”三字的(de)縮寫,按德(de)(de)文(wen)原意是“行(xing)星斜軋機(ji)”。1983年,在聯邦德國安裝了一臺軋制荒管的樣板軋機,不久,采用全連續PSW生產不銹鋼管材的機組在美國投入運轉,其工作方式如下:
三個錐形軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)相互(hu)間呈120°排列(lie),并(bing)繞(rao)軋(ya)(ya)(ya)件(jian)旋轉,使(shi)軋(ya)(ya)(ya)件(jian)的(de)(de)斷面積得(de)到壓縮如(ru)圖(tu)16-1所(suo)(suo)示。這(zhe)樣,由(you)(you)(you)三個軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)表(biao)面構成一個錐形的(de)(de)成形區。由(you)(you)(you)于軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)是傾斜的(de)(de),旋轉運動(dong)(dong)使(shi)軋(ya)(ya)(ya)件(jian)咬(yao)入(ru),并(bing)通(tong)過成形區。軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)由(you)(you)(you)主電(dian)機通(tong)過一套行星齒輪系統驅動(dong)(dong)如(ru)圖(tu)16-2所(suo)(suo)示,輥(gun)軸可以繞(rao)著行星齒輪的(de)(de)軸線安裝,這(zhe)樣可根(gen)據不同咬(yao)入(ru)情況(kuang)調整(zheng)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)傾斜度。當變換軋(ya)(ya)(ya)制坯料時(shi),用(yong)另一個電(dian)機來(lai)防止軋(ya)(ya)(ya)件(jian)在(zai)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)調整(zheng)或變形條件(jian)不同的(de)(de)情況(kuang)下所(suo)(suo)產(chan)生的(de)(de)微小(xiao)轉動(dong)(dong)。
只(zhi)需調整三(san)個錐形輥的中(zhong)心(xin)距,就(jiu)可以任(ren)意(yi)選擇軋(ya)(ya)件的出口尺寸,而(er)不用修改孔型(xing)。只(zhi)有在軋(ya)(ya)輥磨(mo)損后(hou)或軋(ya)(ya)制(zhi)規格有較大的變動時,才(cai)需要(yao)更(geng)換軋(ya)(ya)輥。
與(yu)(yu)其他斜(xie)軋(ya)機相比,除了(le)在運動方式上不同,即軋(ya)輥繞著軋(ya)件旋轉外,這項技術的(de)想法也是(shi)很獨特的(de),軋(ya)件與(yu)(yu)軋(ya)輥的(de)軸線可(ke)以成很大的(de)角(jiao)度(du)如圖(tu)16-3所示,這會(hui)產生以下效果。
1. 材料在(zai)變形(xing)過程中(zhong)不發生扭轉,這對于(yu)斷面減縮率大,以及(ji)軋制薄壁管時是很必要的;
2. 可以(yi)實(shi)現大(da)送(song)(song)進(jin)角,如圖16-4所示,傳統斜(xie)軋機的送(song)(song)進(jin)角為6°~12°,而PSW為30°~40°,因而大(da)大(da)提高斜(xie)軋工藝(yi)的變形(xing)效率,可以(yi)得到和(he)縱(zong)軋同樣的效果。
新的(de)PSW管材生(sheng)產工(gong)藝(yi)的(de)主要(yao)特點就(jiu)是連軋如圖16-5所示,即將延伸工(gong)序(xu)(PSW)和(he)精軋工(gong)序(xu)(定(ding)徑或張力(li)減徑)結合起來(lai),形(xing)成一(yi)套(tao)連續的(de)操(cao)作(zuo)系(xi)統。到目前(qian)為(wei)止(zhi),在無縫管生(sheng)產中還(huan)沒有(you)實(shi)現這(zhe)一(yi)條。也(ye)有(you)的(de)稱為(wei)“連軋管機組”,但(dan)實(shi)際上僅在幾(ji)個機架(jia)間產生(sheng)連軋,而且還(huan)要(yao)有(you)另外的(de)裝出料及再加(jia)熱設備。
用PSW生(sheng)產管材,匯集了所有傳統(tong)延伸方式(shi)的優點:
1. 壁厚(hou)偏差僅在±5%左右;
2. 對于軋制薄壁(bi)和厚(hou)壁(bi)管都(dou)適用,管子長度(du)可達(da)120m.其(qi)生產工藝如(ru)下:將空心(xin)坯送到PSW的入(ru)口(kou)處,并插(cha)上芯棒(bang),然后(hou)一同(tong)送入(ru)PSW成(cheng)形區(qu),將芯棒(bang)位置固定后(hou),空心(xin)荒管軋成(cheng),可達(da)到很高的延伸系(xi)數(shu)。
在PSW的(de)(de)出口,軋后的(de)(de)荒管(guan)自動(dong)脫離(li)開芯(xin)棒,并可直接進入定徑(jing)機(ji)或張力減徑(jing)機(ji),軋成(cheng)一定外徑(jing)和壁(bi)厚的(de)(de)成(cheng)品管(guan)。由于(yu)PSW不采用浮動(dong)芯(xin)棒,并且(qie)延伸系數可達很高,因此(ci)它所用坯料的(de)(de)重(zhong)理與傳(chuan)統(tong)的(de)(de)軋機(ji)相(xiang)比,可增(zeng)加3~4倍(bei)。增(zeng)加坯料重(zhong)量也就意味(wei)著顯著提高了機(ji)組的(de)(de)成(cheng)材率。
ESW 廠(chang)分(fen)別于(yu)1914年(nian)、1966年(nian)各(ge)安裝一套(tao)周(zhou)期軋(ya)管機(ji)組,其后于(yu)1982年(nian)決定采(cai)用三輥(gun)行星軋(ya)管機(ji)對該廠(chang)進行改(gai)造,改(gai)造分(fen)兩步走,第(di)一階(jie)段是PSW軋(ya)機(ji)和周(zhou)期軋(ya)管機(ji)平行生(sheng)產,待PSW 試(shi)軋(ya)成功后才拆除(chu)周(zhou)期軋(ya)管機(ji),將ESW廠(chang)改(gai)建成為(wei)三輥(gun)行星軋(ya)制不銹鋼管廠(chang)。
PSW的一個(ge)重要(yao)的優(you)點就(jiu)是料重很(hen)大,如可(ke)將8m長的空心(xin)坯(pi)軋(ya)成50m長的荒管,是無縫鋼管生產的世界紀錄。這(zhe)種情況下(油井管),成材率(lv)可(ke)達90%~92%。
采用PSW不僅使產品規格變換靈活,而且可生產長管。到目前為止,用其他方法還不可能達到這樣的長度。可生產管子的長度是評價某種不(bu)銹鋼無縫管機組的重要標志。目前,所生產管子的最大長度主要取決于延伸,一般為15~40m.而采用PSW時,不銹鋼管長度僅取決于穿孔工序。用PSW,管子的延伸系數可達到12,而且管長不受工具(芯棒)的限制。例如,可將10m長的空心管坯軋成120米長的荒管。
圖(tu)16-6為生產(chan)16英寸(426mm)不銹鋼管(guan)的(de)(de)PSW的(de)(de)平面圖(tu)。
很(hen)顯然,即使在管(guan)(guan)長達(da)120m時,其軋(ya)(ya)機結(jie)構仍很(hen)簡單、緊湊。對這種規格的機組(zu)來(lai)說,軋(ya)(ya)機生產能力為75000t/a,PSW 將成為至今仍使用(yong)的自動軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機組(zu)和周期(qi)軋(ya)(ya)制不銹鋼管(guan)(guan)機組(zu)的換代機組(zu)。