限動(dong)芯棒連軋(ya)管工(gong)藝被稱作“Retained mandrel mill”或“Multi-stand pipe mill”(簡稱MPM),前(qian)者(zhe)是(shi)(shi)從(cong)芯棒運動(dong)受控(kong)這一特(te)點(dian)出發的,故稱為(wei)“限動(dong)芯棒連軋(ya)管工(gong)藝”,后者(zhe)是(shi)(shi)從(cong)Calmes 取名的“Multi-stand pilger mill”中“Pilger”變以“Pipe”演變而來的。由于(yu)這一歷(li)史原因(yin),這種軋(ya)機簡稱為(wei) MPM軋(ya)機,而不是(shi)(shi)RMM.
采用這種工藝軋管,連軋不銹(xiu)鋼管外徑最大可達406mm(16英寸),最佳尺寸為339.3mm(13 3/8英寸)。該工藝的實質是:在整個軋制過程中,控制芯棒運動速度,使其保持恒定;借助于脫管機,在軋制過程結束時,將芯棒從荒管中抽出,使其與芯棒裝置一起返回。
1. MPM工藝設(she)備(bei)特征
a. MPM軋機的特征
MPM軋機(ji)采用機(ji)械(xie)限(xian)(xian)動(dong)式(shi)(shi)芯(xin)棒速(su)度(du)控制(zhi)(zhi)裝置,芯(xin)棒的(de)快速(su)動(dong)作(zuo)(zuo)(穿心棒、抽芯(xin)棒)及限(xian)(xian)動(dong)動(dong)作(zuo)(zuo)(軋制(zhi)(zhi)時控制(zhi)(zhi)芯(xin)棒速(su)度(du))靠36m長的(de)大齒(chi)(chi)條來實(shi)現(xian)。快速(su)動(dong)作(zuo)(zuo)由(you)(you)兩(liang)(liang)臺(tai)500kW直流電機(ji)分別(bie)驅動(dong)兩(liang)(liang)個(ge)(ge)齒(chi)(chi)輪,從(cong)齒(chi)(chi)條的(de)上下側(ce)帶動(dong)齒(chi)(chi)條運(yun)動(dong)。限(xian)(xian)動(dong)動(dong)作(zuo)(zuo)時,由(you)(you)8個(ge)(ge)齒(chi)(chi)輪(上下各(ge)4個(ge)(ge))從(cong)齒(chi)(chi)條的(de)上下側(ce)帶動(dong)齒(chi)(chi)條運(yun)動(dong),每個(ge)(ge)齒(chi)(chi)輪均由(you)(you)1臺(tai)110kW直流電機(ji)單獨傳(chuan)動(dong)。芯(xin)棒運(yun)動(dong)方式(shi)(shi)的(de)改(gai)變依(yi)靠氣動(dong)離合器(qi)分別(bie)接通或(huo)脫開(kai)相應的(de)齒(chi)(chi)輪來實(shi)現(xian)。芯(xin)棒的(de)快速(su)行(xing)程(cheng)速(su)度(du)為(wei)6m/s,限(xian)(xian)動(dong)速(su)度(du)為(wei)0.2~0.5m/s,限(xian)(xian)動(dong)工作(zuo)(zuo)行(xing)程(cheng)為(wei)5.0~5.2m.
在Dalmine公(gong)司(si)進行試驗時,芯棒的(de)(de)運(yun)動速(su)度采(cai)用(yong)液(ye)壓(ya)控(kong)制(zhi)(zhi)。但因液(ye)壓(ya)系統控(kong)制(zhi)(zhi)芯棒速(su)度不夠(gou)穩定,有芯棒斷(duan)續運(yun)動的(de)(de)情況,隨(sui)后改為齒輪齒條(tiao)傳(chuan)動的(de)(de)機(ji)械系統。
MPM的軋輥(gun)孔型(xing)采(cai)用(yong)(yong)比普通(tong)連軋機(ji)開口角稍小(xiao)的封閉式圓孔(帶弧形開口),可以采(cai)用(yong)(yong)較大(da)的伸長率。
b. 脫(tuo)管(guan)機的特征(zheng)
MPM的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)與(yu)二輥(gun)(gun)式定徑(jing)機(ji)(ji)相(xiang)同(tong),由于MPM主(zhu)軋(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)第(di)(di)七、八機(ji)(ji)架的(de)(de)(de)壓下量很(hen)小,僅靠第(di)(di)七、八機(ji)(ji)架軋(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)(de)作(zuo)用無法推送(song)管(guan)(guan)(guan)子(zi)前(qian)進和(he)使管(guan)(guan)(guan)子(zi)從芯棒前(qian)端脫(tuo)(tuo)出,故在MPM工(gong)藝(yi)中(zhong)設置幾架脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji),起脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)和(he)定徑(jing)的(de)(de)(de)作(zuo)用。脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)軋(ya)輥(gun)(gun)直徑(jing)為720~850mm,輥(gun)(gun)身長420mm,第(di)(di)一(yi)、三架由1臺450kW的(de)(de)(de)直流電機(ji)(ji)驅動,而(er)第(di)(di)二架則單獨由1臺同(tong)型號電機(ji)(ji)驅動。脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)速度(du)必須按連軋(ya)原(yuan)則確(que)定,并(bing)與(yu)MPM軋(ya)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)第(di)(di)八機(ji)(ji)架保(bao)持電氣(qi)連鎖。脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)減徑(jing)率為3.5%~4.6%,孔型與(yu)一(yi)般(ban)二輥(gun)(gun)式定徑(jing)直機(ji)(ji)相(xiang)同(tong)。
c. MPM工(gong)藝的芯棒運動特(te)征
軋制(zhi)過程中,要(yao)控制(zhi)芯(xin)棒(bang)的(de)速(su)度(du)(du),使(shi)其處于恒定狀態(tai)。雖然芯(xin)棒(bang)也隨管(guan)子(zi)前(qian)進,但其前(qian)進速(su)度(du)(du)應遠小(xiao)于管(guan)子(zi)的(de)速(su)度(du)(du),軋制(zhi)結(jie)束后被(bei)抽出返回。軋制(zhi)28m長(chang)的(de)管(guan)子(zi)時,芯(xin)棒(bang)長(chang)度(du)(du)為12m.芯(xin)棒(bang)為中空(kong)水冷芯(xin)棒(bang),軋制(zhi)結(jie)束后,芯(xin)棒(bang)溫度(du)(du)為400℃,需(xu)要(yao)采用內外噴水使(shi)之(zhi)均勻(yun)冷卻。
2. 限動芯棒連軋管工藝技(ji)術發展的(de)4個(ge)階段
不銹鋼(gang)管(guan)限動芯棒(bang)連(lian)軋(ya)管(guan)工藝(yi)的(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)發(fa)展史應溯自1890年(nian)(nian),Pfeiffer在一篇文章中寫道:“1890年(nian)(nian)發(fa)明家Heckert 申請了(le)(le)連(lian)軋(ya)技(ji)(ji)術(shu)(shu)專利,該技(ji)(ji)術(shu)(shu)采用十架兩輥高速(su)軋(ya)機固定芯棒(bang)軋(ya)制空心管(guan)坯。可(ke)見在Calmes 多機架軋(ya)管(guan)機問世(shi)前80年(nian)(nian),就(jiu)已(yi)有了(le)(le)雛(chu)形(xing)。”1968年(nian)(nian)A.H.Calmes 取得(de)了(le)(le)MPM連(lian)軋(ya)管(guan)工藝(yi)的(de)權利,10年(nian)(nian)后,第一套MPM連(lian)軋(ya)管(guan)機在Dalmine Bergamo 鋼(gang)管(guan)廠(chang)投產,到2003年(nian)(nian)12月天津無(wu)縫不銹鋼(gang)管(guan)廠(chang)三輥式限動芯棒(bang)連(lian)軋(ya)管(guan)機投產,已(yi)經歷了(le)(le)整(zheng)整(zheng)25年(nian)(nian)的(de)時間,和全浮動芯棒(bang)連(lian)軋(ya)管(guan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)發(fa)展相比,這種(zhong)工藝(yi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)發(fa)展顯得(de)快多了(le)(le)。這25年(nian)(nian)的(de)發(fa)展歷程可(ke)劃分為四個階段(duan),如(ru)表22-3所示。