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(bu)銹鋼管廠的ф168mm機組。
從軋(ya)鋼(gang)工藝上講三(san)輥連(lian)續(xu)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)比二輥連(lian)續(xu)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)有明顯的(de)(de)(de)優點，但多了一個(ge)軋(ya)輥使得(de)軋(ya)機(ji)結構(gou)(gou)有了明顯的(de)(de)(de)差異，用什么樣的(de)(de)(de)結構(gou)(gou)形式(shi)才能滿(man)足新機(ji)型的(de)(de)(de)要(yao)求，使其(qi)發(fa)揮優勢(shi)，實現高效生產(chan)，達到(dao)理想(xiang)的(de)(de)(de)效果，一直(zhi)是人們探索的(de)(de)(de)目標，多年(nian)來(lai)全世(shi)界一直(zhi)沒有哪家企(qi)業開(kai)發(fa)采用這(zhe)項技術(shu)。進入21世(shi)紀，天(tian)津(jin)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)廠和米爾(er)／因西公司共同(tong)成(cheng)功開(kai)發(fa)了Φ168mm PQF限動芯棒連(lian)續(xu)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)，于(yu)2003年(nian)8月在天(tian)津(jin)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)廠建成(cheng)投產(chan)，并在當年(nian)12月就達到(dao)了設計產(chan)量。PQF一經問世(shi)，就引起了國(guo)內外(wai)同(tong)行的(de)(de)(de)高度重視(shi)，現對其(qi)工藝、結構(gou)(gou)和傳動等(deng)特(te)點作(zuo)一簡(jian)要(yao)介紹。
一、工藝特(te)點(dian)
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(guan)。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(te)點
工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)是由三個(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)組成(cheng)一(yi)體(ti)相對獨立(li)的(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)單元(yuan)。天津鋼管公司(si)的(de)(de)PQF連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji)(ji)由6個(ge)工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)（包括第1架(jia)空減機(ji)(ji)(ji)架(jia)即VRS)組成(cheng)。工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)不承(cheng)(cheng)受軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)力，只承(cheng)(cheng)受限動(dong)力。工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)內的(de)(de)三個(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)在(zai)壓(ya)下機(ji)(ji)(ji)構(gou)和平衡裝置的(de)(de)控制(zhi)下構(gou)成(cheng)一(yi)個(ge)孔(kong)(kong)型(xing)，并可對孔(kong)(kong)型(xing)進行調(diao)整。每(mei)個(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)（包括軸承(cheng)(cheng)座）安(an)裝在(zai)一(yi)個(ge)杠(gang)桿臂(bei)上，杠(gang)桿臂(bei)通過銷(xiao)軸安(an)裝在(zai)工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)上，孔(kong)(kong)型(xing)調(diao)整時杠(gang)桿以銷(xiao)軸為(wei)支點擺動(dong)。每(mei)個(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)軸承(cheng)(cheng)座的(de)(de)兩側，工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)上都有導向滑板，用來保持軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)調(diao)整時的(de)(de)位置，并承(cheng)(cheng)受限動(dong)力。工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)上有一(yi)套軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)軸承(cheng)(cheng)甘油潤滑管線系(xi)統和一(yi)套軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)冷(leng)卻水(shui)系(xi)統，由液壓(ya)缸操作(zuo)的(de)(de)快速接頭將(jiang)這兩個(ge)系(xi)統連(lian)接到外管網上。PQF機(ji)(ji)(ji)架(jia)示意圖(tu)參見圖(tu)4-7。
承受(shou)軋(ya)制(zhi)力(li)的(de)(de)是(shi)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)，即安(an)裝(zhuang)有(you)(you)(you)液(ye)壓(ya)壓(ya)下缸(gang)(gang)的(de)(de)高(gao)強度(du)、高(gao)剛(gang)度(du)的(de)(de)焊接結構框(kuang)(kuang)架(jia)，它起到了(le)通常軋(ya)鋼機(ji)(ji)牌坊的(de)(de)作用(yong)(yong)，這個(ge)(ge)焊接結構框(kuang)(kuang)架(jia)就稱之為“隧(sui)道(dao)(dao)(dao)”，其示意(yi)圖參(can)見圖4-8。PQF連續(xu)軋(ya)管機(ji)(ji)所有(you)(you)(you)的(de)(de)工作機(ji)(ji)架(jia)和(he)(he)(he)(he)(he)芯棒(bang)支撐(cheng)架(jia)都安(an)裝(zhuang)在隧(sui)道(dao)(dao)(dao)內，它們通過(guo)(guo)液(ye)壓(ya)缸(gang)(gang)從垂(chui)方向(xiang)(xiang)和(he)(he)(he)(he)(he)軋(ya)制(zhi)線方向(xiang)(xiang)被固定(ding)在隧(sui)道(dao)(dao)(dao)內，與(yu)(yu)軋(ya)制(zhi)線相吻合。PQF的(de)(de)軋(ya)制(zhi)力(li)和(he)(he)(he)(he)(he)限(xian)動力(li)都是(shi)由(you)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)來(lai)承受(shou)的(de)(de)。隧(sui)道(dao)(dao)(dao)內有(you)(you)(you)用(yong)(yong)于(yu)裝(zhuang)、拆卸工作機(ji)(ji)架(jia)和(he)(he)(he)(he)(he)芯棒(bang)支撐(cheng)架(jia)的(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)，軌道(dao)(dao)(dao)保證(zheng)換輥(gun)(gun)時(shi)工作機(ji)(ji)架(jia)和(he)(he)(he)(he)(he)芯棒(bang)支撐(cheng)架(jia)達到正確的(de)(de)位置(zhi)(zhi)。隧(sui)道(dao)(dao)(dao)出口有(you)(you)(you)一個(ge)(ge)鎖緊(jin)門，用(yong)(yong)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)上的(de)(de)液(ye)壓(ya)缸(gang)(gang)沿軋(ya)制(zhi)線方向(xiang)(xiang)將工作機(ji)(ji)架(jia)和(he)(he)(he)(he)(he)芯棒(bang)支撐(cheng)架(jia)固定(ding)在隧(sui)道(dao)(dao)(dao)內，換輥(gun)(gun)時(shi)鎖緊(jin)門隨工作機(ji)(ji)架(jia)一起被移(yi)出隧(sui)道(dao)(dao)(dao)到換輥(gun)(gun)位置(zhi)(zhi)。驅動每個(ge)(ge)軋(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)傳(chuan)(chuan)動軸（共計18根(gen)）從各自的(de)(de)位置(zhi)(zhi)由(you)外(wai)面伸入隧(sui)道(dao)(dao)(dao)與(yu)(yu)軋(ya)輥(gun)(gun)連接。PQF軋(ya)機(ji)(ji)設(she)計非常緊(jin)湊，在隧(sui)道(dao)(dao)(dao)上安(an)裝(zhuang)的(de)(de)設(she)備很密集，其中(zhong)(zhong)包(bao)括(kuo)有(you)(you)(you)100個(ge)(ge)液(ye)壓(ya)缸(gang)(gang)、液(ye)壓(ya)管、潤滑(hua)管、冷卻(que)水(shui)管、沖渣水(shui)管和(he)(he)(he)(he)(he)各種(zhong)電器(qi)控制(zhi)管線等(deng)(deng)輔助設(she)備，只(zhi)有(you)(you)(you)通過(guo)(guo)統(tong)籌合理地安(an)排才能安(an)裝(zhuang)恰(qia)當。與(yu)(yu)傳(chuan)(chuan)統(tong)的(de)(de)兩(liang)輥(gun)(gun)式連軋(ya)機(ji)(ji)組交叉排列的(de)(de)軋(ya)機(ji)(ji)機(ji)(ji)架(jia)布置(zhi)(zhi)方式比(bi)較，使用(yong)(yong)圓形隧(sui)道(dao)(dao)(dao)式的(de)(de)軋(ya)機(ji)(ji)牌坊的(de)(de)機(ji)(ji)架(jia)間距(ju)縮短(duan)了(le)，減少了(le)在軋(ya)制(zhi)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)因(yin)(yin)機(ji)(ji)架(jia)間距(ju)大而使軋(ya)件運行不穩(wen)定(ding)等(deng)(deng)因(yin)(yin)素。
三、傳(chuan)動系(xi)統(tong)
PQF每(mei)個(ge)(ge)工作機架(jia)(jia)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)三個(ge)(ge)軋(ya)輥(gun)(gun)互成(cheng)120°,驅動(dong)這三個(ge)(ge)軋(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)傳(chuan)動(dong)系統在隧道外也(ye)要分(fen)布在互呈120°的(de)(de)位置上(shang)(shang)(shang)。同(tong)一(yi)(yi)工作機架(jia)(jia)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)三個(ge)(ge)軋(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)轉速和(he)加速度(du)必(bi)須完(wan)全(quan)一(yi)(yi)致，因此，三個(ge)(ge)減(jian)速箱的(de)(de)速比必(bi)須完(wan)全(quan)相同(tong)，減(jian)速箱和(he)傳(chuan)動(dong)軸(zhou)的(de)(de)轉動(dong)慣量必(bi)須基本一(yi)(yi)致，電(dian)動(dong)機的(de)(de)特性和(he)控制變形(xing)保持一(yi)(yi)致。相鄰(lin)POF連續軋(ya)管(guan)機工作機架(jia)(jia)之間布置非(fei)常緊湊，間距很(hen)小(xiao)，相鄰(lin)的(de)(de)傳(chuan)動(dong)系統的(de)(de)間距因此同(tong)樣(yang)也(ye)很(hen)小(xiao)，給設計減(jian)速機和(he)選(xuan)擇電(dian)動(dong)機提(ti)出了苛刻的(de)(de)要求。傳(chuan)動(dong)軸(zhou)是可伸(shen)(shen)縮(suo)的(de)(de)，在換(huan)輥(gun)(gun)時傳(chuan)動(dong)軸(zhou)回縮(suo)脫離和(he)軋(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)連接，新工作機架(jia)(jia)換(huan)入后(hou)傳(chuan)動(dong)軸(zhou)伸(shen)(shen)出并(bing)和(he)軋(ya)輥(gun)(gun)連接，伸(shen)(shen)縮(suo)的(de)(de)動(dong)作由液壓缸來(lai)執行。
四、軋輥更換系統(tong)
已經投產的最(zui)初兩套PQF連續軋管(guan)(guan)機(ji)，在設(she)計時三(san)個(ge)互呈120°的傳動(dong)系統占據了軋機(ji)四(si)周的空間、傳統（MPM式(shi)）的換(huan)輥(gun)(gun)，即從側(ce)向換(huan)輥(gun)(gun)方式(shi)已不可能，只(zhi)有(you)采用從軸向，即軋制線方向來換(huan)輥(gun)(gun)。在PQF 連續軋管(guan)(guan)機(ji)和脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)之間布(bu)置一(yi)個(ge)換(huan)輥(gun)(gun)區(qu)，這(zhe)個(ge)換(huan)輥(gun)(gun)區(qu)應滿足以(yi)下要求：
1. 軋機(ji)出口(kou)到脫管機(ji)的輸送輥(gun)道(dao)在換(huan)輥(gun)時要能(neng)移開，換(huan)輥(gun)結(jie)束后，輸送輥(gun)道(dao)要及時復位并可靠地和軋制(zhi)線對中；
2. 換(huan)輥(gun)區要布置兩列換(huan)輥(gun)小車(che)，分別放(fang)置待(dai)換(huan)人的工作機架和(he)承接從隧(sui)道中拉出的需要換(huan)掉的工作機架；
3. 每(mei)列換(huan)輥小車由可單獨(du)橫(heng)移的換(huan)輥單元組成，其數量與工(gong)作機架(jia)和(he)(he)芯棒支撐架(jia)的數量相一致，兩列換(huan)輥小車也可整(zheng)列橫(heng)移，并能(neng)和(he)(he)軋制線正確(que)對中以達(da)到整(zheng)列更換(huan)和(he)(he)個別任意一架(jia)單獨(du)更換(huan)的目的。
五、芯棒的運行方(fang)式(shi)
限動芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)連續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)的(de)(de)(de)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)運(yun)行(xing)有(you)兩(liang)種方(fang)式(shi)：1. 軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)結束時，芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)停止運(yun)動，待(dai)荒(huang)(huang)管(guan)從芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)中(zhong)脫(tuo)出(chu)后(hou)，芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)快速返(fan)回(hui)(hui)，移(yi)出(chu)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)線(xian)(xian)，冷(leng)卻、潤(run)滑(hua)(hua)(hua)后(hou)循環(huan)使用(yong)(yong)，傳統(tong)的(de)(de)(de)MPM均采(cai)(cai)用(yong)(yong)此(ci)種運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)；2. 軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)結束時，芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)停止運(yun)動，待(dai)荒(huang)(huang)管(guan)由脫(tuo)管(guan)機(ji)從芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)中(zhong)脫(tuo)出(chu)后(hou)，芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)不是(shi)回(hui)(hui)送，而是(shi)向(xiang)前快速運(yun)行(xing)跟隨荒(huang)(huang)管(guan)之后(hou)依次通過脫(tuo)管(guan)機(ji)，芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)穿過脫(tuo)管(guan)機(ji)后(hou)，移(yi)出(chu)軋(ya)(ya)(ya)線(xian)(xian)再回(hui)(hui)送、冷(leng)卻、潤(run)滑(hua)(hua)(hua)循環(huan)使用(yong)(yong)，該方(fang)法(fa)減少(shao)了(le)(le)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)的(de)(de)(de)在線(xian)(xian)待(dai)軋(ya)(ya)(ya)時間(jian)，從而有(you)效地縮短(duan)了(le)(le)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)周(zhou)期，加快了(le)(le)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)節奏，Φ168mm的(de)(de)(de)PQF機(ji)組采(cai)(cai)用(yong)(yong)此(ci)種運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)。兩(liang)種運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)區(qu)別是(shi)脫(tuo)管(guan)完(wan)成后(hou)，芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)是(shi)與(yu)荒(huang)(huang)管(guan)反向(xiang)運(yun)行(xing)回(hui)(hui)退，離(li)開(kai)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)后(hou)移(yi)出(chu)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)線(xian)(xian)冷(leng)卻、潤(run)滑(hua)(hua)(hua)、循環(huan)使用(yong)(yong)；還是(shi)同(tong)向(xiang)運(yun)行(xing)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)前行(xing)離(li)開(kai)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)后(hou)、穿過脫(tuo)管(guan)機(ji)后(hou)撥出(chu)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)線(xian)(xian)冷(leng)卻、潤(run)滑(hua)(hua)(hua)、循環(huan)使用(yong)(yong)。第(di)二種方(fang)法(fa)因芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)要(yao)通過脫(tuo)管(guan)機(ji)，在軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)薄(bo)壁管(guan)（脫(tuo)管(guan)機(ji)的(de)(de)(de)減徑量(liang)大于等于2倍的(de)(de)(de)荒(huang)(huang)管(guan)壁厚）時要(yao)求(qiu)脫(tuo)管(guan)機(ji)軋(ya)(ya)(ya)輥必須具(ju)備(bei)快開(kai)快合功能，以免芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)撞損脫(tuo)管(guan)機(ji)軋(ya)(ya)(ya)輥。
