自動軋管機由瑞士人斯蒂芬爾（R.C.Stiefel)于1903年發明，1906年建立第一套機組。實質上這種命名欠科學，“自動”一詞是相對于當時周期式的人工喂料而言的，因我國第一條熱軋無縫不(bu)銹鋼管生產線－鞍鋼無縫工程使用了前蘇聯的這一技術術語，致使這一名稱沿用至今，而英美技術文獻稱其為“Plug mill”。
自動軋管機(ji)由主(zhu)機(ji)、前(qian)臺(tai)和后(hou)臺(tai)等部分組成。主(zhu)機(ji)是二輥(gun)(gun)不可逆縱(zong)軋機(ji)，在工作輥(gun)(gun)后(hou)裝有一(yi)對高速反向旋轉的(de)回送(song)輥(gun)(gun)，為(wei)實現對荒管進行(xing)2~3個道次軋制(zhi)的(de)目(mu)的(de)，上工作輥(gun)(gun)和下回送(song)輥(gun)(gun)可以快速升降，以保證(zheng)荒管能迅速返回前(qian)臺(tai)進行(xing)2~3道次的(de)軋制(zhi)。如圖(tu)4-22所示為(wei)自動軋管機(ji)工作示意圖(tu)。
自動軋管機的軋制過程是將前臺的毛管先推入主軋機，通過由軋輥孔型和頂頭組成的變形區進行減徑、減壁的延伸軋制，不銹鋼管軋后停留在后臺，然后由二輥式回送輥將不銹鋼管返送回前臺，即完成一道軋制。返回的不銹鋼管在前臺翻轉90°,再如上述過程進行下一道軋制，一般要進行2~3道軋制。軋件在帶開口的圓或橢圓孔型中，往復縱向軋制。基本工藝流程如圖4-23 所示。
一、自動軋(ya)管機特(te)點
自動軋管機組曾是生產無縫不(bu)銹鋼管的重要機組，直到20世紀70年代末，仍為全世界熱軋無縫管生產的主導機組，目前仍占無縫不銹鋼管總生產能力的一定比例。其主要特點是，可生產的產品的品種、規格范圍大，對市場的適應性強，技術成熟易掌握，加工費低等。傳統的自動軋管機組也存在以下致命的缺陷：
1. 尺寸(cun)精(jing)度低
由(you)于自動軋管機組傳統上是(shi)采用(yong)二(er)輥定（減(jian)）徑機，成品管的(de)外徑偏差(cha)只能達到一般標準要求的(de)±1.25%,壁厚偏差(cha)只達到±（10%~12.5%）。
2. 表面(mian)質量(liang)差
自(zi)動軋(ya)管機(ji)的(de)(de)頂(ding)頭內劃傷、均整機(ji)的(de)(de)內、外螺旋道(dao)，特(te)別是一輥定（減）徑(jing)機(ji)的(de)(de)“青線”、“錯(cuo)位(wei)”等都(dou)影響成品管的(de)(de)內外表面質量；
3. 成品管供貨長度短(duan)且齊（定）尺率(lv)很(hen)低
由(you)于(yu)受軋管、均整軋制長度的(de)限(xian)制，加上(shang)定(ding)徑的(de)延伸系數很小(xiao)，成品管長度在(zai)ф100mm機(ji)組(zu)上(shang)很難達(da)到8m以上(shang)，在(zai)ф140mm 機(ji)組(zu)上(shang)可達(da)13m以上(shang)；
4. 力學性能(neng)、工藝性能(neng)差
對于(yu)(yu)S≤4.5mm的(de)薄壁管(guan)，鋼(gang)管(guan)均整后(hou)如(ru)未進行(xing)再加熱，定徑(jing)機后(hou)的(de)鋼(gang)管(guan)終軋(ya)溫(wen)度(du)大多在(zai)700℃以下，即使較厚的(de)管(guan)子(zi)，在(zai)前面軋(ya)制過程中(zhong)也經常出現低溫(wen)鋼(gang)，因(yin)此成品管(guan)的(de)力學性(xing)能(neng)很不(bu)穩定，塑(su)性(xing)指標(biao)(biao)常常低于(yu)(yu)標(biao)(biao)準，特(te)別(bie)是(shi)擴口(kou)、壓扁(bian)等工藝性(xing)能(neng)的(de)不(bu)合格率是(shi)非常高(gao)的(de)；
5. 生產率和成材率低
由(you)于荒管的長(chang)度較(jiao)短(duan)，故(gu)單重較(jiao)低，大(da)部分(fen)成品只能(neng)是單倍(bei)尺管，相對連續軋(ya)管機組(zu)而言，造成鋼管的頭尾所占比重較(jiao)大(da)，導致(zhi)生產率(lv)和成材率(lv)都較(jiao)低。
目前(qian)新建(jian)熱軋(ya)(ya)無(wu)縫鋼管(guan)(guan)(guan)機組(zu)時，由(you)于自動(dong)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機組(zu)的(de)單位（1t鋼管(guan)(guan)(guan)）投資(zi)明顯高于三(san)輥(gun)(gun)和二(er)輥(gun)(gun)斜(xie)軋(ya)(ya)機組(zu)，因此再選用(yong)(yong)自動(dong)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機組(zu)是很不(bu)明智的(de)。國(guo)外在20世紀70~80年代曾有較多(duo)投入來改(gai)造自動(dong)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機組(zu)，如(ru)采用(yong)(yong)錐(zhui)形輥(gun)(gun)穿孔(kong)機、單孔(kong)型(xing)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機架(jia)和串列(lie)式雙機架(jia)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機、三(san)輥(gun)(gun)式均整機及張力減徑機等(deng)，現(xian)看來大(da)多(duo)效(xiao)果(guo)不(bu)盡如(ru)人意(yi)。近幾年，國(guo)內一些企業將原(yuan)有Φ100自動(dong)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機組(zu)拆除，改(gai)造成三(san)輥(gun)(gun)或二(er)輥(gun)(gun)延伸斜(xie)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機組(zu)。
對于現有的(de)自動軋(ya)管(guan)機組來講，強化均(jun)整(zheng)工藝采用(yong)微張力減(jian)徑機以(yi)及其他提高(gao)壁厚精度(du)措施，即可克(ke)服上述的(de)大(da)部(bu)分(fen)不足；同時又保留了自動軋(ya)管(guan)機組的(de)加工費用(yong)低(di)的(de)突出特(te)點。這(zhe)樣，仍會具有較強的(de)市場競爭力。
二、自動軋管機工具
自(zi)動軋(ya)管機(ji)傳(chuan)統上(shang)采用錐形(xing)頂(ding)頭或半球形(xing)頂(ding)頭，其實質均(jun)屬(shu)錐形(xing)頂(ding)頭，都是由(you)圓柱段（軋(ya)制(zhi)帶(dai)）和“錐形(xing)”段組成(cheng)，只(zhi)不過半球形(xing)頂(ding)頭的“錐形(xing)”段由(you)一個(ge)大圓孤(gu)替代(dai)。球形(xing)頂(ding)頭就是一個(ge)完整圓球，于20世(shi)紀60年代(dai)末青島鋼廠ф76mm無(wu)縫軋(ya)管機(ji)組上(shang)首先采用，隨后在ф76mm和ф100mm 自(zi)動軋(ya)管機(ji)組得到全(quan)面推(tui)廣。
采(cai)用球(qiu)形頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)有(you)許(xu)多好處，首先較(jiao)簡便地解決了自(zi)動軋(ya)管機組的“自(zi)動”更換(huan)頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)的難題；其次由于球(qiu)形頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)沒(mei)有(you)固定的“軋(ya)制(zhi)帶”（任意一個“圓”都(dou)是軋(ya)制(zhi)帶），因此頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)的壽命較(jiao)錐形頂(ding)(ding)頭(tou)(tou)提高五倍(bei)以上，相(xiang)應地不銹鋼管的內(nei)表面(mian)質量顯著改(gai)善(shan)（內(nei)劃道減(jian)輕）；同時軋(ya)制(zhi)的電機負荷(he)也有(you)明顯降(jiang)低(di)。
由于球形(xing)頂(ding)頭在不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)咬入時接(jie)觸點對應(ying)的(de)咬入角不(bu)是固定(ding)的(de)－隨著減(jian)(jian)壁量增(zeng)(zeng)大、“接(jie)觸點”前移，相應(ying)的(de)咬入角即非(fei)線性增(zeng)(zeng)大，因(yin)此極大地限制了(le)軋(ya)管(guan)的(de)減(jian)(jian)壁變形(xing)量。采用球形(xing)頂(ding)頭的(de)減(jian)(jian)壁量比錐形(xing)頂(ding)頭約小50%,在ф76mm、ф100mm機組的(de)最大道次減(jian)(jian)壁量不(bu)大于2.0mm。另外(wai)，由于球形(xing)頂(ding)頭的(de)軋(ya)制帶(dai)理論上(shang)(shang)就(jiu)是一條(tiao)線（沒有寬度），因(yin)此要求“頂(ding)頭位置”的(de)調(diao)整精度高，加(jia)(jia)上(shang)(shang)上(shang)(shang)述的(de)咬入問題，給軋(ya)機調(diao)整增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)一定(ding)困難。
三、均整機
生(sheng)產(chan)(chan)熱(re)軋(ya)成(cheng)品管(guan)(guan)的(de)自動軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)需要配(pei)備均(jun)(jun)整(zheng)機(ji)，現大多(duo)用的(de)桶形(xing)(xing)輥(gun)(gun)均(jun)(jun)整(zheng)的(de)變形(xing)(xing)區如圖4-24所(suo)示，由減(jian)(jian)徑段(duan)(duan)、減(jian)(jian)壁(bi)(bi)段(duan)(duan)、均(jun)(jun)壁(bi)(bi)段(duan)(duan)和轉圓段(duan)(duan)四部分組(zu)成(cheng)。鋼管(guan)(guan)咬入(ru)后，首(shou)先進(jin)(jin)入(ru)減(jian)(jian)徑段(duan)(duan)，在(zai)錐(zhui)形(xing)(xing)軋(ya)輥(gun)(gun)的(de)作用下，邊前(qian)(qian)進(jin)(jin)邊減(jian)(jian)少直(zhi)徑；當不銹鋼管(guan)(guan)前(qian)(qian)進(jin)(jin)到內壁(bi)(bi)與頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)接觸時開始進(jin)(jin)入(ru)減(jian)(jian)壁(bi)(bi)段(duan)(duan)，在(zai)軋(ya)輥(gun)(gun)與頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)的(de)作用下產(chan)(chan)生(sheng)減(jian)(jian)壁(bi)(bi)變形(xing)(xing)；再(zai)前(qian)(qian)進(jin)(jin)至軋(ya)機(ji)中(zhong)(zhong)心(xin)線時，開始進(jin)(jin)入(ru)均(jun)(jun)壁(bi)(bi)段(duan)(duan)（雖然軋(ya)輥(gun)(gun)和頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)的(de)母線是平行的(de)，由于軋(ya)輥(gun)(gun)有(you)喂入(ru)角(jiao)，鋼管(guan)(guan)在(zai)軋(ya)機(ji)中(zhong)(zhong)心(xin)線前(qian)(qian)是減(jian)(jian)壁(bi)(bi)，在(zai)軋(ya)機(ji)中(zhong)(zhong)心(xin)線后是“均(jun)(jun)壁(bi)(bi)”）；到鋼管(guan)(guan)內壁(bi)(bi)脫離(li)頂(ding)(ding)(ding)頭(tou)時，進(jin)(jin)入(ru)轉圓段(duan)(duan)，直(zhi)到脫離(li)軋(ya)輥(gun)(gun)。
均整(zheng)時（包(bao)括(kuo)所有(you)(you)斜軋(ya)變(bian)形過(guo)程(cheng)中）減(jian)徑(jing)變(bian)形也(ye)有(you)(you)顯(xian)著的(de)“糾偏”能力，減(jian)徑(jing)量(liang)(liang)愈大、“糾偏”作用(yong)也(ye)愈大。這一(yi)概(gai)念對改(gai)進(jin)均整(zheng)工藝(yi)有(you)(you)很大的(de)實(shi)用(yong)價值。應用(yong)了此思想在原(yuan)有(you)(you)的(de)Φ100mm自動軋(ya)管機(ji)組(zu)的(de)均整(zheng)機(ji)上，通(tong)過(guo)新(xin)的(de)輥形設計，加(jia)大均整(zheng)的(de)減(jian)徑(jing)量(liang)(liang)（甚(shen)至可(ke)進(jin)行等(deng)徑(jing)均整(zheng)），取得顯(xian)著的(de)效(xiao)果(guo)：咬(yao)入條件大大改(gai)善，使均整(zheng)軋(ya)制過(guo)程(cheng)更加(jia)可(ke)靠；均壁效(xiao)果(guo)明顯(xian)（因主(zhu)電機(ji)功率小，減(jian)壁量(liang)(liang)未能增加(jia)）；均整(zheng)軋(ya)制出(chu)口(kou)速度提高(gao)了15%左右，均整(zheng)的(de)延伸系數也(ye)接近1.00，進(jin)、出(chu)口(kou)變(bian)形區的(de)軋(ya)制力分布均勻。
國內小型自動軋管(guan)機組普遍有忽視均(jun)整(zheng)工序(xu)的傾向，這是不(bu)合理的，要改善(shan)壁厚精(jing)度，不(bu)僅不(bu)能忽視均(jun)整(zheng)，而且應強(qiang)化(hua)均(jun)整(zheng)機和工藝。
均整機(ji)組的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)特點與二輥斜(xie)軋延伸機(ji)是相(xiang)似的(de)(de)(de)，在顯著提高成品管的(de)(de)(de)壁(bi)厚(hou)(hou)精度上具(ju)有(you)非常大的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，只(zhi)是受現有(you)設備（特別是主電(dian)機(ji)小）限制，變(bian)形(xing)量要小一些。均整和二輥斜(xie)軋延伸不僅可以(yi)消(xiao)(xiao)除在帶(dai)開口的(de)(de)(de)圓孔(kong)型(xing)或(huo)橢圓孔(kong)型(xing)中軋制出現的(de)(de)(de)“對(dui)稱型(xing)”壁(bi)厚(hou)(hou)不均，而(er)且有(you)很(hen)強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)除由(you)斜(xie)軋穿孔(kong)毛管帶(dai)來的(de)(de)(de)偏心型(xing)壁(bi)厚(hou)(hou)不均的(de)(de)(de)能(neng)力（糾偏）。在減壁(bi)段能(neng)有(you)很(hen)強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)“糾偏”作(zuo)用(yong)，是其他軋管機(ji)所沒有(you)的(de)(de)(de)。
在均整(zheng)、兩輥延伸、三輥軋管(guan)(guan)及七機(ji)架(jia)(jia)連(lian)軋上都做過專(zhuan)門試驗，其結果是唯有(you)二(er)輥斜軋的減壁(bi)變(bian)形有(you)顯著的“糾(jiu)(jiu)偏(pian)”能力，三輥（斜）軋管(guan)(guan)機(ji)和七機(ji)架(jia)(jia)連(lian)軋機(ji)（縱軋）的減壁(bi)變(bian)形都沒(mei)有(you)觀察到有(you)“糾(jiu)(jiu)偏(pian)”能力。
幾乎(hu)國內外所有(you)資(zi)料基(ji)本(ben)都(dou)介紹錐形輥(gun)均(jun)(jun)整工(gong)藝是(shi)先進的工(gong)藝，某(mou)廠于1976年在ф100mm自動軋管機組上也進行應用(yong)（時間(jian)長達8年以上）。生產實踐表明采用(yong)錐形輥(gun)均(jun)(jun)整工(gong)藝有(you)較(jiao)大(da)的減(jian)徑(jing)量和減(jian)壁量，咬入(ru)條件明顯改善(shan)、擴徑(jing)量加大(da)、均(jun)(jun)壁效果(guo)較(jiao)好。
但是其中最(zui)大的(de)問題是頂頭的(de)軸(zhou)向力大大增加，造成后臺設備振(zhen)動(dong)大、頂桿(gan)小車軸(zhou)承損壞較嚴重。同時(shi)，當(dang)均整(zheng)減(jian)壁量稍大時(shi)，易產生由于(yu)頂頭軸(zhou)向阻(zu)力造成金(jin)屬“堆集”形成所謂的(de)“內螺(luo)紋(wen)”。
