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銹鋼(gang)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(dong)軋(ya)管機由(you)主機、前臺和后臺等部分(fen)組成。主機是(shi)二輥(gun)(gun)不可逆(ni)縱軋(ya)機，在工(gong)(gong)作輥(gun)(gun)后裝有(you)一(yi)對(dui)高速反(fan)向(xiang)旋轉的回(hui)送(song)輥(gun)(gun)，為實現(xian)對(dui)荒(huang)管進(jin)行2~3個(ge)道次軋(ya)制(zhi)的目的，上工(gong)(gong)作輥(gun)(gun)和下回(hui)送(song)輥(gun)(gun)可以(yi)(yi)快速升降，以(yi)(yi)保證荒(huang)管能迅(xun)速返回(hui)前臺進(jin)行2~3道次的軋(ya)制(zhi)。如圖(tu)4-22所(suo)示為自動(dong)軋(ya)管機工(gong)(gong)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(yi)、自動(dong)軋(ya)管機特點
自動軋管機組曾是生產無縫不(bu)銹(xiu)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(chi)寸精度低
由于自動軋(ya)管(guan)機組傳統上是采用二輥(gun)定（減）徑機，成品(pin)管(guan)的外(wai)徑偏差(cha)只能(neng)達到(dao)(dao)一般(ban)標準要求的±1.25%,壁厚偏差(cha)只達到(dao)(dao)±（10%~12.5%）。
2. 表面質量差
自動軋管機的(de)頂頭內劃傷(shang)、均整機的(de)內、外(wai)螺旋道，特別是(shi)一輥定（減）徑機的(de)“青(qing)線”、“錯位”等都影響成(cheng)品管的(de)內外(wai)表(biao)面質量；
3. 成品(pin)管供(gong)貨長(chang)度短且齊(qi)（定）尺率很低(di)
由于受軋(ya)管、均整軋(ya)制(zhi)長(chang)度(du)的(de)限制(zhi)，加上定徑(jing)的(de)延伸系數很小(xiao)，成品(pin)管長(chang)度(du)在ф100mm機(ji)組上很難達(da)到8m以(yi)上，在ф140mm 機(ji)組上可達(da)13m以(yi)上；
4. 力學(xue)性能(neng)、工藝(yi)性能(neng)差
對于S≤4.5mm的(de)薄壁管(guan)，鋼管(guan)均整后如未進行再加(jia)熱，定(ding)徑機后的(de)鋼管(guan)終軋溫度大多在700℃以下，即使較厚的(de)管(guan)子，在前(qian)面軋制過程中也經常出現(xian)低溫鋼，因此(ci)成品管(guan)的(de)力學性(xing)能很不穩(wen)定(ding)，塑性(xing)指標常常低于標準，特別是擴口、壓扁等工藝性(xing)能的(de)不合格率是非常高的(de)；
5. 生產率和(he)成材率低
由于荒管的長度較(jiao)(jiao)短(duan)，故單(dan)重較(jiao)(jiao)低，大(da)部分(fen)成(cheng)品只能是單(dan)倍尺管，相對連(lian)續軋管機組而言，造成(cheng)鋼管的頭尾(wei)所(suo)占比重較(jiao)(jiao)大(da)，導致生產(chan)率和(he)成(cheng)材率都較(jiao)(jiao)低。
目(mu)前(qian)新建熱軋無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)時，由(you)于自(zi)動(dong)軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)的單位（1t鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)）投資明顯高(gao)于三輥(gun)和二輥(gun)斜軋機(ji)(ji)組(zu)，因此(ci)再選用自(zi)動(dong)軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)是很不(bu)(bu)明智的。國(guo)(guo)外在(zai)20世紀70~80年(nian)代(dai)曾有較多投入來(lai)(lai)改(gai)造自(zi)動(dong)軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)，如采用錐(zhui)形(xing)輥(gun)穿孔(kong)(kong)機(ji)(ji)、單孔(kong)(kong)型軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)架(jia)(jia)和串列式雙機(ji)(ji)架(jia)(jia)軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)、三輥(gun)式均整機(ji)(ji)及(ji)張(zhang)力減(jian)徑機(ji)(ji)等(deng)，現看(kan)來(lai)(lai)大多效果不(bu)(bu)盡(jin)如人(ren)意。近幾年(nian)，國(guo)(guo)內一些企(qi)業將原有Φ100自(zi)動(dong)軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)拆除(chu)，改(gai)造成(cheng)三輥(gun)或二輥(gun)延伸斜軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)。
對于現有的(de)自(zi)動軋管機組來講，強化均整(zheng)工(gong)藝(yi)采用微張力減(jian)徑機以及(ji)其他提高壁厚精度措施，即(ji)可(ke)克服上述的(de)大部分(fen)不(bu)足；同(tong)時又(you)保留(liu)了自(zi)動軋管機組的(de)加(jia)工(gong)費用低的(de)突出特點。這樣，仍會具有較強的(de)市場競爭(zheng)力。
二、自動軋管機工具
自動(dong)軋管(guan)機(ji)傳統(tong)上(shang)采用錐形(xing)(xing)頂(ding)頭或半(ban)球(qiu)形(xing)(xing)頂(ding)頭，其實質(zhi)均屬錐形(xing)(xing)頂(ding)頭，都是(shi)由圓(yuan)柱段(duan)（軋制帶）和“錐形(xing)(xing)”段(duan)組(zu)(zu)成，只不過半(ban)球(qiu)形(xing)(xing)頂(ding)頭的“錐形(xing)(xing)”段(duan)由一個(ge)大圓(yuan)孤替代。球(qiu)形(xing)(xing)頂(ding)頭就是(shi)一個(ge)完整圓(yuan)球(qiu)，于20世紀60年代末青島(dao)鋼(gang)廠(chang)ф76mm無縫軋管(guan)機(ji)組(zu)(zu)上(shang)首(shou)先采用，隨后在ф76mm和ф100mm 自動(dong)軋管(guan)機(ji)組(zu)(zu)得到全面(mian)推廣。
采(cai)用球形頂(ding)頭(tou)有(you)許(xu)多好處，首先較簡便(bian)地解決了自(zi)動(dong)軋(ya)管機組的(de)(de)“自(zi)動(dong)”更換頂(ding)頭(tou)的(de)(de)難題；其次(ci)由于(yu)球形頂(ding)頭(tou)沒有(you)固定(ding)的(de)(de)“軋(ya)制帶”（任意一個“圓”都是(shi)軋(ya)制帶），因此頂(ding)頭(tou)的(de)(de)壽命較錐形頂(ding)頭(tou)提高五倍以上，相應地不銹鋼管的(de)(de)內表面質量顯(xian)著(zhu)改善(shan)（內劃道減輕）；同時軋(ya)制的(de)(de)電機負荷也有(you)明顯(xian)降低。
由(you)于球(qiu)形(xing)(xing)頂頭(tou)(tou)(tou)(tou)在不銹鋼管咬(yao)入時(shi)接(jie)(jie)觸點對應的(de)咬(yao)入角不是(shi)固(gu)定的(de)－隨著(zhu)減(jian)壁量增大(da)、“接(jie)(jie)觸點”前移，相應的(de)咬(yao)入角即非線性增大(da)，因(yin)此(ci)極大(da)地限(xian)制了軋管的(de)減(jian)壁變(bian)形(xing)(xing)量。采(cai)用球(qiu)形(xing)(xing)頂頭(tou)(tou)(tou)(tou)的(de)減(jian)壁量比錐形(xing)(xing)頂頭(tou)(tou)(tou)(tou)約小50%,在ф76mm、ф100mm機(ji)組的(de)最(zui)大(da)道次減(jian)壁量不大(da)于2.0mm。另外，由(you)于球(qiu)形(xing)(xing)頂頭(tou)(tou)(tou)(tou)的(de)軋制帶理論上(shang)就是(shi)一(yi)條線（沒有寬度），因(yin)此(ci)要求(qiu)“頂頭(tou)(tou)(tou)(tou)位置”的(de)調(diao)整精度高，加(jia)上(shang)上(shang)述的(de)咬(yao)入問題，給軋機(ji)調(diao)整增加(jia)一(yi)定困難(nan)。
三、均(jun)整(zheng)機(ji)
生(sheng)產熱(re)軋(ya)(ya)(ya)成品管的(de)(de)(de)自動軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)需(xu)要配備均整(zheng)機(ji)，現大多用的(de)(de)(de)桶(tong)形輥均整(zheng)的(de)(de)(de)變形區如圖(tu)4-24所示，由減(jian)(jian)(jian)徑段、減(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)段、均壁(bi)(bi)段和轉(zhuan)(zhuan)圓(yuan)段四部分組(zu)成。鋼(gang)管咬入(ru)(ru)后，首先進(jin)入(ru)(ru)減(jian)(jian)(jian)徑段，在(zai)(zai)錐形軋(ya)(ya)(ya)輥的(de)(de)(de)作用下，邊前(qian)進(jin)邊減(jian)(jian)(jian)少直(zhi)徑；當不銹鋼(gang)管前(qian)進(jin)到(dao)內壁(bi)(bi)與(yu)(yu)頂(ding)頭(tou)接觸時(shi)開(kai)始進(jin)入(ru)(ru)減(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)段，在(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)輥與(yu)(yu)頂(ding)頭(tou)的(de)(de)(de)作用下產生(sheng)減(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)變形；再前(qian)進(jin)至軋(ya)(ya)(ya)機(ji)中(zhong)心(xin)線時(shi)，開(kai)始進(jin)入(ru)(ru)均壁(bi)(bi)段（雖(sui)然(ran)軋(ya)(ya)(ya)輥和頂(ding)頭(tou)的(de)(de)(de)母線是平行的(de)(de)(de)，由于軋(ya)(ya)(ya)輥有喂入(ru)(ru)角，鋼(gang)管在(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)中(zhong)心(xin)線前(qian)是減(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)，在(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)中(zhong)心(xin)線后是“均壁(bi)(bi)”）；到(dao)鋼(gang)管內壁(bi)(bi)脫離頂(ding)頭(tou)時(shi)，進(jin)入(ru)(ru)轉(zhuan)(zhuan)圓(yuan)段，直(zhi)到(dao)脫離軋(ya)(ya)(ya)輥。
均(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)時（包括(kuo)所有(you)斜軋變(bian)形過程中）減(jian)(jian)徑變(bian)形也有(you)顯著的(de)(de)“糾(jiu)偏”能(neng)力，減(jian)(jian)徑量(liang)(liang)愈大(da)(da)(da)、“糾(jiu)偏”作用也愈大(da)(da)(da)。這一概念對(dui)改進均(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)工藝(yi)有(you)很(hen)大(da)(da)(da)的(de)(de)實用價值。應用了(le)此思想在原有(you)的(de)(de)Φ100mm自動軋管機組的(de)(de)均(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)機上(shang)，通過新的(de)(de)輥(gun)形設計，加(jia)大(da)(da)(da)均(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)的(de)(de)減(jian)(jian)徑量(liang)(liang)（甚至可進行(xing)等徑均(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)），取得顯著的(de)(de)效(xiao)果：咬入條件大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)改善，使均(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)軋制(zhi)(zhi)過程更加(jia)可靠；均(jun)(jun)(jun)壁效(xiao)果明顯（因主電(dian)機功率小，減(jian)(jian)壁量(liang)(liang)未能(neng)增加(jia)）；均(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)軋制(zhi)(zhi)出口(kou)速度提高(gao)了(le)15%左(zuo)右，均(jun)(jun)(jun)整(zheng)(zheng)的(de)(de)延伸系數也接(jie)近1.00，進、出口(kou)變(bian)形區的(de)(de)軋制(zhi)(zhi)力分(fen)布均(jun)(jun)(jun)勻。
國內小型自動軋管機組普遍有忽(hu)視均整(zheng)(zheng)工序的(de)(de)傾向，這是不合理的(de)(de)，要(yao)改善壁厚精度，不僅不能忽(hu)視均整(zheng)(zheng)，而且(qie)應強化均整(zheng)(zheng)機和工藝。
均(jun)整機(ji)組的(de)(de)變形(xing)特點與二輥斜軋延(yan)(yan)伸機(ji)是(shi)相似的(de)(de)，在(zai)顯著提高(gao)成品管(guan)的(de)(de)壁(bi)(bi)厚精度上具有(you)非常大的(de)(de)作(zuo)用，只是(shi)受現(xian)有(you)設備（特別是(shi)主電機(ji)小）限制，變形(xing)量要小一(yi)些。均(jun)整和二輥斜軋延(yan)(yan)伸不(bu)僅可以消(xiao)除在(zai)帶開口(kou)的(de)(de)圓(yuan)孔(kong)型或(huo)橢圓(yuan)孔(kong)型中軋制出現(xian)的(de)(de)“對稱型”壁(bi)(bi)厚不(bu)均(jun)，而且有(you)很強的(de)(de)消(xiao)除由斜軋穿孔(kong)毛(mao)管(guan)帶來(lai)的(de)(de)偏心型壁(bi)(bi)厚不(bu)均(jun)的(de)(de)能力(li)（糾(jiu)偏）。在(zai)減(jian)壁(bi)(bi)段(duan)能有(you)很強的(de)(de)“糾(jiu)偏”作(zuo)用，是(shi)其他軋管(guan)機(ji)所沒有(you)的(de)(de)。
在均整(zheng)、兩輥(gun)延伸、三輥(gun)軋(ya)管及七機(ji)架連(lian)軋(ya)上都(dou)做過專(zhuan)門試(shi)驗，其結果(guo)是(shi)唯有(you)二輥(gun)斜軋(ya)的減壁變形有(you)顯著的“糾偏(pian)”能力，三輥(gun)（斜）軋(ya)管機(ji)和七機(ji)架連(lian)軋(ya)機(ji)（縱(zong)軋(ya)）的減壁變形都(dou)沒(mei)有(you)觀察到有(you)“糾偏(pian)”能力。
幾乎(hu)國(guo)內(nei)外所有資料基本(ben)都介紹錐形(xing)輥(gun)均(jun)整工藝(yi)(yi)是先進(jin)的(de)工藝(yi)(yi)，某(mou)廠(chang)于1976年在ф100mm自動軋管機組上也進(jin)行(xing)應用（時間長(chang)達8年以上）。生產實踐表明(ming)采用錐形(xing)輥(gun)均(jun)整工藝(yi)(yi)有較大的(de)減(jian)徑(jing)量和減(jian)壁(bi)量，咬(yao)入(ru)條件明(ming)顯改善、擴徑(jing)量加(jia)大、均(jun)壁(bi)效果(guo)較好。
但是(shi)其中(zhong)最大的問題(ti)是(shi)頂頭(tou)的軸(zhou)向力大大增加(jia)，造成(cheng)后臺(tai)設備振動大、頂桿小車(che)軸(zhou)承損壞較嚴重(zhong)。同時(shi)，當均整減壁(bi)量稍(shao)大時(shi)，易產生由于(yu)頂頭(tou)軸(zhou)向阻(zu)力造成(cheng)金(jin)屬“堆(dui)集”形(xing)成(cheng)所謂的“內螺紋”。
