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(xiu)鋼(gang)管廠的ф168mm機組。
從軋鋼(gang)工藝上講三輥連(lian)續軋管機(ji)(ji)比二輥連(lian)續軋管機(ji)(ji)有明顯的(de)(de)(de)優點(dian)，但多(duo)了(le)一個軋輥使(shi)得軋機(ji)(ji)結構有了(le)明顯的(de)(de)(de)差異(yi)，用什么樣的(de)(de)(de)結構形式(shi)才能滿足(zu)新(xin)機(ji)(ji)型的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求，使(shi)其發揮優勢，實(shi)現高效生產(chan)，達到(dao)理想的(de)(de)(de)效果，一直(zhi)是人們探索的(de)(de)(de)目標，多(duo)年(nian)來(lai)全世界一直(zhi)沒(mei)有哪家企業開(kai)發采用這項技術。進入(ru)21世紀，天津不銹鋼(gang)管廠和米爾／因西公司共(gong)同(tong)成(cheng)功開(kai)發了(le)Φ168mm PQF限動(dong)芯棒連(lian)續軋管機(ji)(ji)，于2003年(nian)8月在天津不銹鋼(gang)管廠建成(cheng)投產(chan)，并(bing)在當年(nian)12月就達到(dao)了(le)設計產(chan)量。PQF一經問世，就引起了(le)國內外同(tong)行的(de)(de)(de)高度重視，現對(dui)其工藝、結構和傳動(dong)等特點(dian)作(zuo)一簡要(yao)(yao)介紹。
一(yi)、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(gang)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、結構特點(dian)
工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架是由三個(ge)(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)組(zu)成一(yi)(yi)體相對獨(du)立的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制單元。天(tian)津鋼管(guan)公司的(de)(de)(de)PQF連續(xu)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)由6個(ge)(ge)(ge)工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架（包括第1架空減(jian)機(ji)(ji)(ji)架即VRS)組(zu)成。工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架不承(cheng)(cheng)受軋(ya)(ya)(ya)制力(li)，只承(cheng)(cheng)受限(xian)(xian)動力(li)。工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架內(nei)的(de)(de)(de)三個(ge)(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)在(zai)壓下(xia)機(ji)(ji)(ji)構和平衡裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)(de)控(kong)制下(xia)構成一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)孔型，并(bing)可對孔型進行調(diao)整。每(mei)個(ge)(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)（包括軸承(cheng)(cheng)座(zuo)）安裝(zhuang)在(zai)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)杠(gang)桿臂上(shang)(shang)，杠(gang)桿臂通過銷(xiao)軸安裝(zhuang)在(zai)工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架上(shang)(shang)，孔型調(diao)整時(shi)杠(gang)桿以銷(xiao)軸為支點擺動。每(mei)個(ge)(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸承(cheng)(cheng)座(zuo)的(de)(de)(de)兩側，工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架上(shang)(shang)都有導向(xiang)滑(hua)板(ban)，用來保持軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)調(diao)整時(shi)的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)，并(bing)承(cheng)(cheng)受限(xian)(xian)動力(li)。工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架上(shang)(shang)有一(yi)(yi)套(tao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸承(cheng)(cheng)甘油潤滑(hua)管(guan)線系統(tong)和一(yi)(yi)套(tao)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)冷卻水(shui)系統(tong)，由液壓缸操作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)快速接頭將這兩個(ge)(ge)(ge)系統(tong)連接到(dao)外管(guan)網上(shang)(shang)。PQF機(ji)(ji)(ji)架示意圖(tu)參見(jian)圖(tu)4-7。
承受軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)，即安裝(zhuang)有液壓(ya)壓(ya)下缸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高強度、高剛度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊接(jie)結(jie)構(gou)框(kuang)架(jia)(jia)(jia)，它起到(dao)了(le)(le)通(tong)常(chang)(chang)軋(ya)(ya)(ya)(ya)鋼機牌(pai)坊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，這(zhe)個(ge)焊接(jie)結(jie)構(gou)框(kuang)架(jia)(jia)(jia)就稱之為(wei)“隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)”，其示意圖參見圖4-8。PQF連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機所(suo)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)機架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)(he)(he)芯棒(bang)支(zhi)撐(cheng)架(jia)(jia)(jia)都安裝(zhuang)在(zai)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)內(nei)，它們(men)通(tong)過液壓(ya)缸從垂(chui)方(fang)(fang)向和(he)(he)(he)(he)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)方(fang)(fang)向被固定(ding)在(zai)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)內(nei)，與(yu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)相(xiang)吻合。PQF的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)力(li)(li)和(he)(he)(he)(he)限動力(li)(li)都是由隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)來承受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)內(nei)有用(yong)于裝(zhuang)、拆(chai)卸工(gong)作(zuo)機架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)(he)(he)芯棒(bang)支(zhi)撐(cheng)架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)，軌道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)保證(zheng)換輥(gun)時工(gong)作(zuo)機架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)(he)(he)芯棒(bang)支(zhi)撐(cheng)架(jia)(jia)(jia)達到(dao)正確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置。隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)出口有一個(ge)鎖緊(jin)門，用(yong)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液壓(ya)缸沿軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)方(fang)(fang)向將工(gong)作(zuo)機架(jia)(jia)(jia)和(he)(he)(he)(he)芯棒(bang)支(zhi)撐(cheng)架(jia)(jia)(jia)固定(ding)在(zai)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)內(nei)，換輥(gun)時鎖緊(jin)門隨(sui)工(gong)作(zuo)機架(jia)(jia)(jia)一起被移出隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)到(dao)換輥(gun)位置。驅(qu)動每個(ge)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)動軸（共計(ji)18根）從各(ge)自(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置由外面(mian)伸入隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)與(yu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)連(lian)接(jie)。PQF軋(ya)(ya)(ya)(ya)機設計(ji)非常(chang)(chang)緊(jin)湊，在(zai)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)上安裝(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設備很密集，其中包(bao)括有100個(ge)液壓(ya)缸、液壓(ya)管(guan)(guan)、潤滑管(guan)(guan)、冷卻(que)水管(guan)(guan)、沖(chong)渣水管(guan)(guan)和(he)(he)(he)(he)各(ge)種電器控制(zhi)(zhi)管(guan)(guan)線(xian)等輔助設備，只有通(tong)過統籌(chou)合理地(di)安排(pai)才能安裝(zhuang)恰當。與(yu)傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)輥(gun)式(shi)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機組交叉排(pai)列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機機架(jia)(jia)(jia)布置方(fang)(fang)式(shi)比較，使(shi)(shi)用(yong)圓形隧(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機牌(pai)坊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機架(jia)(jia)(jia)間距(ju)縮短了(le)(le)，減少了(le)(le)在(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)過程中因機架(jia)(jia)(jia)間距(ju)大而使(shi)(shi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)件運行不(bu)穩定(ding)等因素。
三、傳(chuan)動(dong)系統
PQF每個(ge)工作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)架(jia)上的(de)(de)三個(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)互成120°,驅動(dong)(dong)(dong)(dong)這三個(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)系統在(zai)(zai)隧道外也要(yao)分布(bu)在(zai)(zai)互呈(cheng)120°的(de)(de)位(wei)置上。同一(yi)工作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)架(jia)上的(de)(de)三個(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)轉(zhuan)速(su)(su)(su)和(he)(he)加(jia)速(su)(su)(su)度必(bi)須完(wan)全一(yi)致，因(yin)此，三個(ge)減(jian)(jian)速(su)(su)(su)箱(xiang)的(de)(de)速(su)(su)(su)比必(bi)須完(wan)全相(xiang)同，減(jian)(jian)速(su)(su)(su)箱(xiang)和(he)(he)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸(zhou)的(de)(de)轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)慣量必(bi)須基本一(yi)致，電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的(de)(de)特(te)性(xing)和(he)(he)控(kong)制變形保持一(yi)致。相(xiang)鄰(lin)POF連續軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)工作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)架(jia)之間布(bu)置非常緊(jin)湊，間距(ju)很小，相(xiang)鄰(lin)的(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)系統的(de)(de)間距(ju)因(yin)此同樣也很小，給設計減(jian)(jian)速(su)(su)(su)機(ji)(ji)和(he)(he)選擇(ze)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)提出(chu)(chu)了苛(ke)刻(ke)的(de)(de)要(yao)求(qiu)。傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸(zhou)是可(ke)伸縮(suo)的(de)(de)，在(zai)(zai)換輥(gun)時傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸(zhou)回縮(suo)脫離和(he)(he)軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)連接，新工作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)架(jia)換入(ru)后傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸(zhou)伸出(chu)(chu)并和(he)(he)軋(ya)(ya)輥(gun)連接，伸縮(suo)的(de)(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)作(zuo)(zuo)由液壓缸來執行。
四、軋輥(gun)更換系統
已經投產的(de)最初兩(liang)套PQF連續軋(ya)管機(ji)(ji)，在設計(ji)時三個互呈120°的(de)傳動系統占據了(le)軋(ya)機(ji)(ji)四周的(de)空間(jian)、傳統（MPM式）的(de)換(huan)輥(gun)，即從側向(xiang)換(huan)輥(gun)方(fang)式已不(bu)可能，只有采(cai)用從軸向(xiang)，即軋(ya)制線方(fang)向(xiang)來換(huan)輥(gun)。在PQF 連續軋(ya)管機(ji)(ji)和脫管機(ji)(ji)之(zhi)間(jian)布置一個換(huan)輥(gun)區(qu)，這個換(huan)輥(gun)區(qu)應滿足以下要求：
1. 軋(ya)(ya)機(ji)出口到脫管(guan)機(ji)的(de)輸送(song)輥道(dao)在換(huan)輥時(shi)要能移開，換(huan)輥結束后(hou)，輸送(song)輥道(dao)要及(ji)時(shi)復位(wei)并可靠地和軋(ya)(ya)制(zhi)線對中；
2. 換(huan)輥區要布置兩列(lie)換(huan)輥小車(che)，分別放置待換(huan)人的工作(zuo)(zuo)機(ji)架和承接從隧道中拉出的需要換(huan)掉的工作(zuo)(zuo)機(ji)架；
3. 每(mei)列(lie)換輥小車由可(ke)(ke)單(dan)(dan)獨橫移的(de)換輥單(dan)(dan)元(yuan)組成(cheng)，其數量(liang)與工作機架(jia)和芯(xin)棒支撐架(jia)的(de)數量(liang)相一致，兩列(lie)換輥小車也可(ke)(ke)整列(lie)橫移，并能和軋制(zhi)線(xian)正(zheng)確對中以達到整列(lie)更換和個別任意一架(jia)單(dan)(dan)獨更換的(de)目的(de)。
五、芯(xin)棒的運行方式
限動芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)的芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)運(yun)(yun)行有兩(liang)(liang)種(zhong)方(fang)(fang)式：1. 軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)結(jie)束(shu)時(shi)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)停止運(yun)(yun)動，待荒(huang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)從(cong)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)中脫(tuo)(tuo)(tuo)出后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)快(kuai)(kuai)速返回，移出軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)，冷(leng)卻、潤(run)(run)(run)滑(hua)后(hou)(hou)循環(huan)(huan)使用，傳統的MPM均采用此種(zhong)運(yun)(yun)行方(fang)(fang)式；2. 軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)結(jie)束(shu)時(shi)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)停止運(yun)(yun)動，待荒(huang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)由脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)從(cong)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)中脫(tuo)(tuo)(tuo)出后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)不是(shi)(shi)回送，而是(shi)(shi)向(xiang)前(qian)快(kuai)(kuai)速運(yun)(yun)行跟隨荒(huang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)之后(hou)(hou)依次通過(guo)脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)穿過(guo)脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)，移出軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)線(xian)再回送、冷(leng)卻、潤(run)(run)(run)滑(hua)循環(huan)(huan)使用，該方(fang)(fang)法(fa)減少了芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)的在(zai)線(xian)待軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)間，從(cong)而有效地縮短了軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)周期，加快(kuai)(kuai)了軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)節奏，Φ168mm的PQF機(ji)(ji)(ji)組(zu)采用此種(zhong)運(yun)(yun)行方(fang)(fang)式。兩(liang)(liang)種(zhong)運(yun)(yun)行方(fang)(fang)式的主(zhu)要(yao)區(qu)別(bie)是(shi)(shi)脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)完(wan)成后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)是(shi)(shi)與荒(huang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)反向(xiang)運(yun)(yun)行回退(tui)，離開(kai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)移出軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)冷(leng)卻、潤(run)(run)(run)滑(hua)、循環(huan)(huan)使用；還(huan)是(shi)(shi)同向(xiang)運(yun)(yun)行芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)前(qian)行離開(kai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)、穿過(guo)脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)撥出軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)冷(leng)卻、潤(run)(run)(run)滑(hua)、循環(huan)(huan)使用。第二種(zhong)方(fang)(fang)法(fa)因芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)要(yao)通過(guo)脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)，在(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)薄(bo)壁(bi)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)（脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)的減徑(jing)量大于等于2倍的荒(huang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)壁(bi)厚）時(shi)要(yao)求脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)必(bi)須具備快(kuai)(kuai)開(kai)快(kuai)(kuai)合功能，以(yi)免芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)撞(zhuang)損脫(tuo)(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)。
