三輥限動芯棒連續軋管機PQF(Premium Quality Finishing)是意大利 INNSE公司為克服二輥連續軋管機的固有局限性而研制開發的。如圖4-6所示，PQF軋管機由4~7架三輥可調式機架組成，采用限動芯棒方式操作，其中ф168mm PQF機組由于采用了獨特的芯棒運行方式，使其軋制節奏達到24s/支。代表性機組為我國天津不銹鋼管廠的ф168mm機組。
從(cong)軋(ya)鋼工藝上講三輥連(lian)續軋(ya)管(guan)機比二(er)輥連(lian)續軋(ya)管(guan)機有明顯的(de)優點，但多了(le)一(yi)個軋(ya)輥使得(de)軋(ya)機結構有了(le)明顯的(de)差異(yi)，用什么樣的(de)結構形式才能滿足新(xin)機型的(de)要求，使其發揮優勢，實現高效生(sheng)產(chan)，達(da)到理想的(de)效果，一(yi)直(zhi)是人們探索(suo)的(de)目標，多年(nian)(nian)來全世(shi)(shi)界一(yi)直(zhi)沒有哪家企(qi)業開發采(cai)用這項(xiang)技術。進入21世(shi)(shi)紀(ji)，天津不銹(xiu)鋼管(guan)廠和(he)米爾／因西公(gong)司共同成功開發了(le)Φ168mm PQF限動(dong)芯(xin)棒連(lian)續軋(ya)管(guan)機，于2003年(nian)(nian)8月在天津不銹(xiu)鋼管(guan)廠建成投(tou)產(chan)，并在當年(nian)(nian)12月就達(da)到了(le)設計產(chan)量(liang)。PQF一(yi)經(jing)問世(shi)(shi)，就引起了(le)國內(nei)外同行(xing)的(de)高度重(zhong)視，現對其工藝、結構和(he)傳動(dong)等(deng)特點作(zuo)一(yi)簡要介紹。
一、工藝特點
三輥連續軋管機簡稱PQF,是由因西公司開發推出的。軋管時芯棒是限動的、速度是可控的，芯棒的速度應高于第一架的咬入速度，屬于限動芯棒連續軋管機，每個機架由三個軋輥組成孔型，采用三輥設計的孔型比傳統的兩輥設計的孔型圓度好，且孔型的半徑差小，有利于軋件的均勻變形，也使軋輥的磨損均勻。軋槽底部和軋槽頂部之間的圓周速度差較小，從而能在穩定的條件下使軋制的金屬變形更加均勻，使所軋制的荒管徑壁比達到45以上。凸緣面積（不與軋輥或芯棒接觸的管子面積，也就是輥縫處壁厚／外徑的凸起面積，見圖4-2)有所減小，即流向凸緣的金屬量減少了，這一優點在軋制不受外端及其他機架約束的鋼管尾端時尤為重要。事實上鋼管尾端在三輥式軋管機上軋制時受控是由于凸緣面積較小（比二輥式的小30%左右）以及軋槽底部與軋槽頂部間的圓周速度差較小的緣故，因此可以避免或大大減少管端折疊和飛翅的形成。由于圓周壓應力較高，從而能在軋制時使輥縫處產生的縱向拉應力的危險性大大降低。孔型中芯棒的穩定性較高，PQF機組可以生產高強度（P110以上）特殊鋼級油井用管、高壓鍋爐管及13Cr、304L等不銹鋼管。POF最大的優勢是，由于三輥孔型的半徑差小于兩輥，軋件變形更加均勻、平穩，使產品的壁厚精度和表面質量高于MPM,軋制的荒管直徑越大，優勢越明顯。
二、結(jie)構特點
工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)是由三(san)個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)組成一(yi)(yi)體(ti)相對(dui)獨立的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制單元。天津(jin)鋼管公司的(de)(de)(de)PQF連續(xu)軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji)由6個(ge)(ge)工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)（包括第1架(jia)(jia)空(kong)減機(ji)(ji)架(jia)(jia)即VRS)組成。工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)不承受(shou)軋(ya)(ya)(ya)制力(li)，只承受(shou)限(xian)動(dong)(dong)(dong)力(li)。工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)內的(de)(de)(de)三(san)個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)在(zai)壓下機(ji)(ji)構(gou)和平衡裝(zhuang)置的(de)(de)(de)控制下構(gou)成一(yi)(yi)個(ge)(ge)孔(kong)型(xing)，并可(ke)對(dui)孔(kong)型(xing)進(jin)行調整(zheng)。每個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)（包括軸(zhou)承座）安裝(zhuang)在(zai)一(yi)(yi)個(ge)(ge)杠(gang)桿(gan)臂上(shang)，杠(gang)桿(gan)臂通過(guo)銷軸(zhou)安裝(zhuang)在(zai)工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)上(shang)，孔(kong)型(xing)調整(zheng)時(shi)杠(gang)桿(gan)以(yi)銷軸(zhou)為支點(dian)擺(bai)動(dong)(dong)(dong)。每個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸(zhou)承座的(de)(de)(de)兩側，工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)上(shang)都有導向(xiang)滑板，用來(lai)保持軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)調整(zheng)時(shi)的(de)(de)(de)位置，并承受(shou)限(xian)動(dong)(dong)(dong)力(li)。工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)上(shang)有一(yi)(yi)套(tao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸(zhou)承甘油潤(run)滑管線系統(tong)和一(yi)(yi)套(tao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)冷卻水系統(tong)，由液(ye)壓缸(gang)操作(zuo)的(de)(de)(de)快速(su)接(jie)頭將(jiang)這(zhe)兩個(ge)(ge)系統(tong)連接(jie)到外管網上(shang)。PQF機(ji)(ji)架(jia)(jia)示意圖參見圖4-7。
承(cheng)受軋(ya)(ya)制(zhi)力(li)的(de)(de)是隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)，即安(an)裝(zhuang)(zhuang)有(you)(you)液(ye)壓壓下缸的(de)(de)高(gao)強度(du)、高(gao)剛度(du)的(de)(de)焊接(jie)結(jie)構框(kuang)架(jia)(jia)，它起(qi)到(dao)了(le)通(tong)(tong)常(chang)軋(ya)(ya)鋼機(ji)(ji)(ji)(ji)牌坊的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)，這(zhe)個焊接(jie)結(jie)構框(kuang)架(jia)(jia)就稱之為(wei)“隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)”，其示意圖(tu)參見圖(tu)4-8。PQF連(lian)續軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)所有(you)(you)的(de)(de)工作(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)和(he)(he)(he)(he)芯棒支(zhi)撐(cheng)架(jia)(jia)都(dou)安(an)裝(zhuang)(zhuang)在隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)內(nei)(nei)，它們通(tong)(tong)過液(ye)壓缸從(cong)垂(chui)方(fang)向和(he)(he)(he)(he)軋(ya)(ya)制(zhi)線(xian)(xian)(xian)方(fang)向被固定(ding)在隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)內(nei)(nei)，與軋(ya)(ya)制(zhi)線(xian)(xian)(xian)相(xiang)吻(wen)合(he)(he)。PQF的(de)(de)軋(ya)(ya)制(zhi)力(li)和(he)(he)(he)(he)限動(dong)(dong)力(li)都(dou)是由(you)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)來承(cheng)受的(de)(de)。隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)內(nei)(nei)有(you)(you)用(yong)(yong)于裝(zhuang)(zhuang)、拆卸工作(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)和(he)(he)(he)(he)芯棒支(zhi)撐(cheng)架(jia)(jia)的(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)，軌道(dao)(dao)(dao)(dao)保證換(huan)輥(gun)(gun)時工作(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)和(he)(he)(he)(he)芯棒支(zhi)撐(cheng)架(jia)(jia)達到(dao)正(zheng)確的(de)(de)位(wei)置。隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)出(chu)口(kou)有(you)(you)一個鎖(suo)緊門(men)，用(yong)(yong)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)上(shang)的(de)(de)液(ye)壓缸沿軋(ya)(ya)制(zhi)線(xian)(xian)(xian)方(fang)向將工作(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)和(he)(he)(he)(he)芯棒支(zhi)撐(cheng)架(jia)(jia)固定(ding)在隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)內(nei)(nei)，換(huan)輥(gun)(gun)時鎖(suo)緊門(men)隨工作(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)一起(qi)被移出(chu)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)到(dao)換(huan)輥(gun)(gun)位(wei)置。驅動(dong)(dong)每個軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)傳動(dong)(dong)軸（共(gong)計18根）從(cong)各自的(de)(de)位(wei)置由(you)外(wai)面伸(shen)入(ru)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)與軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)連(lian)接(jie)。PQF軋(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)設計非常(chang)緊湊，在隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)上(shang)安(an)裝(zhuang)(zhuang)的(de)(de)設備很密集，其中包括有(you)(you)100個液(ye)壓缸、液(ye)壓管(guan)(guan)、潤滑(hua)管(guan)(guan)、冷卻水(shui)管(guan)(guan)、沖渣(zha)水(shui)管(guan)(guan)和(he)(he)(he)(he)各種電(dian)器控制(zhi)管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)等輔助設備，只有(you)(you)通(tong)(tong)過統(tong)籌合(he)(he)理地安(an)排才能安(an)裝(zhuang)(zhuang)恰當。與傳統(tong)的(de)(de)兩(liang)輥(gun)(gun)式連(lian)軋(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)組交叉排列(lie)的(de)(de)軋(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)布置方(fang)式比較，使用(yong)(yong)圓形隧(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)式的(de)(de)軋(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)牌坊的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)間距縮短了(le)，減少了(le)在軋(ya)(ya)制(zhi)過程中因機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)間距大而使軋(ya)(ya)件(jian)運行不穩定(ding)等因素。
三、傳動(dong)系統
PQF每(mei)個工作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)上(shang)的(de)(de)(de)(de)三(san)(san)個軋(ya)輥互(hu)成120°,驅動(dong)(dong)(dong)這三(san)(san)個軋(ya)輥的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統在隧道外(wai)也要分布在互(hu)呈(cheng)120°的(de)(de)(de)(de)位(wei)置上(shang)。同(tong)一(yi)(yi)工作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)上(shang)的(de)(de)(de)(de)三(san)(san)個軋(ya)輥的(de)(de)(de)(de)轉速(su)和(he)加速(su)度必(bi)須(xu)完(wan)全(quan)一(yi)(yi)致(zhi)，因此(ci)，三(san)(san)個減速(su)箱的(de)(de)(de)(de)速(su)比必(bi)須(xu)完(wan)全(quan)相同(tong)，減速(su)箱和(he)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)軸的(de)(de)(de)(de)轉動(dong)(dong)(dong)慣(guan)量必(bi)須(xu)基本一(yi)(yi)致(zhi)，電動(dong)(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)(de)特性和(he)控制變形保持一(yi)(yi)致(zhi)。相鄰(lin)POF連續軋(ya)管機(ji)工作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)之間布置非常緊湊，間距(ju)很小，相鄰(lin)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)間距(ju)因此(ci)同(tong)樣(yang)也很小，給設計(ji)減速(su)機(ji)和(he)選擇電動(dong)(dong)(dong)機(ji)提出(chu)(chu)了苛刻的(de)(de)(de)(de)要求。傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)軸是(shi)可伸(shen)(shen)縮(suo)的(de)(de)(de)(de)，在換輥時傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)軸回(hui)縮(suo)脫(tuo)離和(he)軋(ya)輥的(de)(de)(de)(de)連接，新工作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)換入后傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)軸伸(shen)(shen)出(chu)(chu)并(bing)和(he)軋(ya)輥連接，伸(shen)(shen)縮(suo)的(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)由液(ye)壓缸來(lai)執行。
四、軋輥更換系統
已(yi)經投(tou)產(chan)的(de)(de)最初兩(liang)套PQF連(lian)續軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)，在(zai)設計時三個(ge)互呈120°的(de)(de)傳(chuan)動系(xi)統(tong)占據(ju)了軋(ya)(ya)機(ji)四周(zhou)的(de)(de)空(kong)間(jian)、傳(chuan)統(tong)（MPM式）的(de)(de)換(huan)輥(gun)，即(ji)從側向換(huan)輥(gun)方式已(yi)不可能，只有采用從軸向，即(ji)軋(ya)(ya)制線方向來換(huan)輥(gun)。在(zai)PQF 連(lian)續軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)和脫(tuo)管(guan)機(ji)之間(jian)布置一(yi)個(ge)換(huan)輥(gun)區(qu)，這個(ge)換(huan)輥(gun)區(qu)應滿(man)足(zu)以下要求：
1. 軋(ya)機出(chu)口到脫管機的輸送輥(gun)道(dao)在換(huan)輥(gun)時(shi)要能移開，換(huan)輥(gun)結束后(hou)，輸送輥(gun)道(dao)要及時(shi)復位并(bing)可靠(kao)地和軋(ya)制線對中(zhong)；
2. 換(huan)輥(gun)區要布置兩列換(huan)輥(gun)小車，分別放(fang)置待換(huan)人的(de)工(gong)作機架和承(cheng)接從隧道中拉(la)出的(de)需要換(huan)掉的(de)工(gong)作機架；
3. 每列換(huan)輥(gun)小車由可(ke)單(dan)獨(du)橫移(yi)的(de)(de)換(huan)輥(gun)單(dan)元組(zu)成，其數量與工作機架和芯(xin)棒支撐架的(de)(de)數量相一致(zhi)，兩(liang)列換(huan)輥(gun)小車也(ye)可(ke)整列橫移(yi)，并能和軋制(zhi)線(xian)正確(que)對中(zhong)以達到整列更換(huan)和個別任意(yi)一架單(dan)獨(du)更換(huan)的(de)(de)目的(de)(de)。
五(wu)、芯棒的運(yun)行(xing)方式
限動芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)運(yun)(yun)行(xing)有兩(liang)種方(fang)式：1. 軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)結束時，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)停止(zhi)運(yun)(yun)動，待荒管(guan)(guan)(guan)(guan)從(cong)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)中(zhong)脫(tuo)(tuo)出(chu)(chu)后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)快(kuai)(kuai)速返回，移出(chu)(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)，冷(leng)卻、潤(run)滑(hua)后(hou)(hou)循(xun)(xun)環使(shi)用(yong)(yong)(yong)，傳(chuan)統的(de)(de)MPM均采用(yong)(yong)(yong)此種運(yun)(yun)行(xing)方(fang)式；2. 軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)結束時，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)停止(zhi)運(yun)(yun)動，待荒管(guan)(guan)(guan)(guan)由脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)從(cong)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)中(zhong)脫(tuo)(tuo)出(chu)(chu)后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)不是回送，而是向前快(kuai)(kuai)速運(yun)(yun)行(xing)跟隨荒管(guan)(guan)(guan)(guan)之后(hou)(hou)依(yi)次通過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)穿(chuan)過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)，移出(chu)(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)線(xian)再回送、冷(leng)卻、潤(run)滑(hua)循(xun)(xun)環使(shi)用(yong)(yong)(yong)，該(gai)方(fang)法減少了芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)(de)在線(xian)待軋(ya)(ya)(ya)(ya)時間(jian)，從(cong)而有效地縮(suo)短了軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)周(zhou)期，加(jia)快(kuai)(kuai)了軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)節奏(zou)，Φ168mm的(de)(de)PQF機(ji)(ji)(ji)組采用(yong)(yong)(yong)此種運(yun)(yun)行(xing)方(fang)式。兩(liang)種運(yun)(yun)行(xing)方(fang)式的(de)(de)主要區別是脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)完成(cheng)后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)是與荒管(guan)(guan)(guan)(guan)反向運(yun)(yun)行(xing)回退，離開軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)移出(chu)(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)冷(leng)卻、潤(run)滑(hua)、循(xun)(xun)環使(shi)用(yong)(yong)(yong)；還是同向運(yun)(yun)行(xing)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)前行(xing)離開軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)、穿(chuan)過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)撥出(chu)(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)冷(leng)卻、潤(run)滑(hua)、循(xun)(xun)環使(shi)用(yong)(yong)(yong)。第二種方(fang)法因芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)要通過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)，在軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)薄壁管(guan)(guan)(guan)(guan)（脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)減徑量大于等于2倍的(de)(de)荒管(guan)(guan)(guan)(guan)壁厚）時要求脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)必(bi)須具備快(kuai)(kuai)開快(kuai)(kuai)合(he)功能，以免(mian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)撞損脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)。
