Calmes 是在改進(jin)方坯連(lian)鑄技術和水壓穿(chuan)孔技術兩個方面技術的(de)基礎上而發展起PPM技術的(de),在PPM發明之前解決(jue)連(lian)鑄坯穿(chuan)孔問題的(de)幾個途徑主要是:
1. 將(jiang)連鑄方坯(pi)軋成(cheng)圓(yuan)坯(pi)后,再用斜軋穿孔;
2. 采用(yong)三(san)輥式穿孔(kong)機對(dui)低碳(tan)鋼的(de)連(lian)鑄(zhu)坯穿孔(kong),至于其他鋼種,則用(yong)經過(guo)軋制(zhi)的(de)連(lian)鑄(zhu)坯進行穿孔(kong);
3. 在水壓沖孔機上對連鑄坯進行沖孔。
而PPM可以直接對連鑄(zhu)方(fang)坯(pi)穿孔(kong),這(zhe)在技術發展(zhan)史上不能(neng)不說是(shi)一大進步。
A.H.Calmes 為發展壓力穿孔工藝而做的大量試驗始自20世紀50年代末,于60年代末制成試驗軋機,接著,在Dalmine 不銹鋼管廠進行了工業性試驗。
1971年(nian)意大利 Dalmine 廠建立了(le)一(yi)個(ge)(ge)由加(jia)熱到壓(ya)(ya)(ya)力(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)的(de)完整工業性試驗車間,試驗證明(ming),壓(ya)(ya)(ya)力(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)工藝可以實現連鑄方坯(pi)的(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)。所以,1978年(nian)8月在(zai)(zai)(zai)意大利Bergamo投產(chan)的(de)世(shi)界(jie)上(shang)第(di)一(yi)個(ge)(ge)MPM軋管(guan)廠采用了(le)PPM,這臺壓(ya)(ya)(ya)力(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機軋輥輥徑為1280mm,電機功(gong)率為500kW,推(tui)(tui)料機的(de)最(zui)大推(tui)(tui)力(li)為2300kN.壓(ya)(ya)(ya)力(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機前(qian)設有(you)(you)兩個(ge)(ge)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)裝(zhuang)置(zhi)(zhi),一(yi)個(ge)(ge)是輥式(shi)(shi)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)裝(zhuang)置(zhi)(zhi),另一(yi)個(ge)(ge)是板(ban)式(shi)(shi)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。后(hou)者是日本八(ba)幡廠滾動式(shi)(shi)導(dao)(dao)板(ban)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)一(yi)個(ge)(ge)改進,四塊導(dao)(dao)板(ban)各由液壓(ya)(ya)(ya)缸壓(ya)(ya)(ya)向(xiang)(xiang)鋼(gang)坯(pi),使方坯(pi)保持(chi)在(zai)(zai)(zai)中心線上(shang),壓(ya)(ya)(ya)力(li)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機的(de)推(tui)(tui)桿是一(yi)根圓棒(bang),前(qian)端有(you)(you)一(yi)個(ge)(ge)方形推(tui)(tui)頭,在(zai)(zai)(zai)推(tui)(tui)桿的(de)中部有(you)(you)一(yi)個(ge)(ge)一(yi)段(duan)1m左右的(de)方形截面的(de)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)段(duan),在(zai)(zai)(zai)其四面鑲有(you)(you)可以更換的(de)耐磨襯(chen)板(ban)。在(zai)(zai)(zai)推(tui)(tui)鋼(gang)時,這一(yi)段(duan)方形導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)段(duan)不通過(guo)軋輥,而只是在(zai)(zai)(zai)輥式(shi)(shi)導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)中起導(dao)(dao)向(xiang)(xiang)作(zuo)用。
壓(ya)力(li)穿孔頂(ding)頭和頂(ding)桿(gan)擰在一(yi)(yi)起(qi),穿孔結束后,頂(ding)桿(gan)連同空心坯(pi)一(yi)(yi)起(qi)橫向移出到一(yi)(yi)條輥道(dao)上,在此擋住穿孔坯(pi)而將頂(ding)桿(gan)(及頂(ding)頭)抽(chou)出,穿孔后空心坯(pi)的壁厚(hou)不均(jun)(jun)平均(jun)(jun)為(wei)15%,經(jing)過一(yi)(yi)次延伸以后,空心坯(pi)的壁厚(hou)不均(jun)(jun)可減去70%.因此荒管的壁厚(hou)不均(jun)(jun)約為(wei)±5%,具體數(shu)據是:
對于壁(bi)厚為(wei)5.5~6.35mm的鋼管ΔS=±7%;
對(dui)于壁厚為15~18mm的鋼管ΔS=3.5%.
穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)(pi)(pi)要在(zai)(zai)延伸機(ji)(ji)(ji)上(shang)延伸,減(jian)小管壁(bi)厚度,消(xiao)除(chu)壁(bi)厚不(bu)均。在(zai)(zai)1961年(nian)(nian)進(jin)行旨在(zai)(zai)消(xiao)除(chu)壁(bi)厚不(bu)均的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)驗,采(cai)用(yong)了如上(shang)所述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構方式。后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1964~1965年(nian)(nian)在(zai)(zai)一臺16英(ying)寸(cun)(cun)周期軋(ya)管機(ji)(ji)(ji)上(shang)進(jin)行軋(ya)管試(shi)驗,其(qi)簡況如下:管坯(pi)(pi)(pi)為(wei)(wei)(wei)包括(kuo)不(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)6~5/8英(ying)寸(cun)(cun)方鋼(gang)(gang)錠,穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)后空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)徑為(wei)(wei)(wei)8 1/4英(ying)寸(cun)(cun),壁(bi)厚為(wei)(wei)(wei)2英(ying)寸(cun)(cun),當L/I·D為(wei)(wei)(wei)12.5時(shi),仍然(ran)可(ke)獲得(de)壁(bi)厚均勻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)(pi)(pi)。在(zai)(zai)1966年(nian)(nian)開始設(she)計(ji)、制造工(gong)藝性試(shi)驗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)(li)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji),在(zai)(zai)1969年(nian)(nian)制成試(shi)驗用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)(li)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji),所穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)(pi)(pi)外(wai)徑為(wei)(wei)(wei)10~16 1/2英(ying)寸(cun)(cun)。鑒于采(cai)用(yong)連(lian)(lian)鑄方坯(pi)(pi)(pi)生產(chan)無縫鋼(gang)(gang)管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要意義,將1968年(nian)(nian)試(shi)驗計(ji)劃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)點放(fang)在(zai)(zai)連(lian)(lian)鑄坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)上(shang),接(jie)著采(cai)用(yong)各(ge)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong),特別是在(zai)(zai)斜軋(ya)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)上(shang)難以(yi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong),進(jin)行了大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)(li)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)試(shi)驗,其(qi)結(jie)果(guo)如下:9 1/2英(ying)寸(cun)(cun)連(lian)(lian)鑄方坯(pi)(pi)(pi),經過加熱、定(ding)心(xin)、定(ding)型和清除(chu)氧(yang)化鐵皮后,在(zai)(zai)壓(ya)力(li)(li)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)成空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)(pi)(pi),其(qi)外(wai)徑為(wei)(wei)(wei)11 3/4英(ying)寸(cun)(cun),內徑為(wei)(wei)(wei)6英(ying)寸(cun)(cun),方坯(pi)(pi)(pi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延伸系(xi)(xi)(xi)數為(wei)(wei)(wei)1.08~1.18,通過軋(ya)輥孔(kong)(kong)(kong)(kong)型以(yi)及出(chu)口(kou)導(dao)套的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變換,可(ke)以(yi)改變空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)徑和延伸系(xi)(xi)(xi)數。當延伸系(xi)(xi)(xi)數為(wei)(wei)(wei)1.10時(shi)所得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果(guo)為(wei)(wei)(wei)最好(hao),截面也(ye)(ye)較圓。但應指出(chu),壓(ya)力(li)(li)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)法的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)并不(bu)在(zai)(zai)于獲得(de)完全圓的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)(pi)(pi)和較巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延長(chang)率,而是在(zai)(zai)不(bu)使金屬結(jie)構受到(dao)不(bu)利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)狀態下,將方形鑄坯(pi)(pi)(pi)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)成為(wei)(wei)(wei)內表面質(zhi)量良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓形空(kong)(kong)心(xin)坯(pi)(pi)(pi),最大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)比L/I·D可(ke)達24,而在(zai)(zai)水(shui)壓(ya)沖孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)上(shang),穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)比僅為(wei)(wei)(wei)6,若其(qi)后設(she)置延伸機(ji)(ji)(ji),也(ye)(ye)只能達到(dao)9,在(zai)(zai)壓(ya)力(li)(li)穿(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)(ji)上(shang),雖然(ran)L/I·D值很高(gao),但其(qi)壁(bi)厚的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏差(cha)仍在(zai)(zai)允許范圍內。
除了加熱均(jun)勻與否以外,影響壁厚(hou)不均(jun)程度(du)的主要因素(su)是:
1. 設計方(fang)面(mian)的(de)因素(su) 入口導套、出口導套、軋輥孔(kong)型(xing)、頂桿的(de)中心(xin)要在一(yi)條直線(xian)上;
2. 工(gong)具方面的因素 要(yao)將穿孔工(gong)具的公差(cha)值減至最小;
3. 定心問題 在(zai)方(fang)坯的前端要(yao)有一個(ge)準確(que)的中心孔;
4. 穿孔頂頭(tou)和頂桿的強度問題 當方(fang)坯加熱溫度為2300~2360 ℉時,頂桿的單位載(zai)荷不應超過65kg/m㎡.

