在PQF出(chu)現(xian)以(yi)前,三(san)輥軋(ya)管機(ji)專指阿塞爾(er)(ASSEL).軋(ya)機(ji)或其(qi)改進型特朗斯瓦(wa)爾(er)(Trans-val)軋(ya)機(ji)。1937年,美國蒂(di)姆肯公司(si)工(gong)程(cheng)師.W.J.Assel在俄亥俄州(zhou) Wooster 市Wayne公司(si)不銹鋼管廠(chang)對伍斯特爾軋機(Wooster Mill)重新進行了改造設計,他將這種改造設計后的斜軋管機以其名字命名為阿塞爾軋管機(ASSEL Mill).發明三輥軋管機的目的在于用一種帶芯棒軋制的斜軋機取代自動軋管機和均整機,主要用來生產管壁較厚的軸承管等高精度不銹鋼厚壁管。由于這種斜軋管機采用了三個軋輥,因此一般稱之為三輥軋管機,而歐美各國則習慣于稱它為阿塞爾軋管機(ASSEL Mill)。


  阿塞爾軋管機不適宜軋制薄壁不銹鋼管,經改進增加軋輥快開功能后,一般產品D/S<20。這種軋管機將三個帶輥肩的軋輥布置在以軋制線為中心的等邊三角形的頂點(三個軋輥互呈120°配置),軋輥軸線與軋制線成兩個傾斜角度。以上輥為例,軋輥軸線與軋制線在包含軋制線的水平面上的投影之間的夾角被稱為喂入角,它是用來實現螺旋軋制的;軋輥軸線與軋制線在垂直平面的投影之間的夾角被稱為輾軋角。在三個軋輥和一根芯棒所包圍的空間(即孔型,如圖4-9所示)內,由穿孔送來的毛管套在長芯棒上,用喂管器送人軋管機中軋制;毛管在變形區(圖4-10)中經咬入、減壁(同時減徑)、平整和歸圓而成為荒管。斜軋螺旋軋制時金屬在變形區內受到軋輥與芯棒的周期連續作用而產生形狀和尺寸的變化。


圖 10.jpg


1. 特朗斯瓦爾(er)型軋機


   特朗斯瓦爾型軋機是由法國瓦盧勒克公司和英國投資鋼管公司在20世紀60年代共同研制成功的一種新型三輥軋管機,主要是為了解決隨著軋件壁厚的減薄,尾端出現開裂和形成“尾三角”,并導致軋卡問題。D/S越大,越容易產生尾三角。減小喂入角和降低軋制速度又會使管尾溫度下降,塑性降低。特朗斯瓦爾軋機是在阿塞爾軋機的基礎上發展起來的,本質上還是阿塞爾軋機,只是將軋管機機架的兩個牌坊中的一個設計成可旋轉的活動牌坊,即機架由固定牌坊A和回轉牌坊B組成,回轉牌坊在鋼管的入口側,牌坊回轉角為0°~30°,所得的喂入角為3°~10°,可連續變化。與阿塞爾所不同的是正常軋制時,可以采用允許的最大喂入角,可在軋制過程將結束時,快速準確地旋轉活動牌坊的轉角,使喂人角迅速減小、擴大孔喉,使在軋制荒管尾端時只略微減壁而不至于使不(bu)銹(xiu)鋼管形成“尾三角”,同時采用小變形量和低轉速,可消除或減輕尾三角現象。實現變喂人角、變軋制速度軋制,即根據需要能在每根管子軋制過程中迅速按要求改變喂入角和軋輥轉速,這就可以使軋管機在不影響生產能力的前提下,順利地軋制薄壁管,特朗斯瓦爾軋機能軋制D/S>20甚至更大的荒管。繼法國之后,從1968年到1980年間,世界各國相繼建成10余套特朗斯瓦爾型軋管機;1985年我國江西洪都不銹鋼管廠從英國引進了一臺ф80mm特朗斯瓦爾軋機及相應的配套設備。



2. 快開法


  快開法(fa)(fa)是在特朗斯瓦(wa)爾(er)型軋管機之后發展起來的,在軋制(zhi)過程即將結束(shu)時(shi)迅速(su)抬輥使鋼管尾(wei)端留下一小段不減壁的毛(mao)管,形成“后剛(gang)端”以(yi)消(xiao)“尾(wei)三角(jiao)”。快開法(fa)(fa)有(you)平(ping)抬法(fa)(fa)和斜抬法(fa)(fa)兩種。


  平抬法要利用特朗斯瓦爾(er)型軋(ya)(ya)管機(ji)上(shang)每個軋(ya)(ya)輥原有(you)的兩個快速(su)開(kai)啟的液壓缸和四個平衡(heng)液壓缸,在軋(ya)(ya)管過(guo)程將結束(shu)時,開(kai)啟缸迅速(su)泄壓,平衡(heng)缸立即抬起軋(ya)(ya)輥,孔(kong)型打開(kai),使(shi)鋼管尾端順利通過(guo)軋(ya)(ya)管機(ji),西班牙杜巴賽斯廠(chang)(已搬到我國無錫的西姆來斯)既(ji)采用此種方法。


  斜抬法又可分為三輥(gun)快開(kai)和上輥(gun)單(dan)輥(gun)快開(kai)。


  三輥(gun)快(kuai)開需要在機(ji)架牌坊(fang)出口(kou)一側軋輥(gun)軸承座(zuo)上的壓(ya)(ya)下螺絲(si)之下安裝(zhuang)一個快(kuai)速(su)開啟(qi)液壓(ya)(ya)缸(gang),在鋼(gang)(gang)管軋到尾端時(shi),開啟(qi)液壓(ya)(ya)缸(gang)迅(xun)速(su)泄壓(ya)(ya),軋輥(gun)出口(kou)側軸承座(zuo)在原(yuan)有的兩(liang)個平衡缸(gang)的作用下迅(xun)速(su)抬起(qi),軋輥(gun)即繞(rao)入口(kou)側支(zhi)撐中心旋(xuan)轉一定角度并(bing)傾斜(xie)地上抬,孔型打開,使鋼(gang)(gang)管尾端形成“后剛端”,毛管便(bian)順(shun)利地通過軋管機(ji)。


  單(dan)輥快(kuai)開(kai)在(zai)上軋輥調整裝置(zhi)和軋輥軸承座之間,安裝了一個液壓快(kuai)開(kai)裝置(zhi),它(ta)的(de)(de)作用是在(zai)軋制(zhi)快(kuai)結(jie)束(shu)時(shi)投入工作,瞬時(shi)快(kuai)速打開(kai)軋輥的(de)(de)孔喉,使鋼管尾(wei)端不經過軋制(zhi)(保持原(yuan)始毛管壁厚(hou)),而消除尾(wei)三角(jiao)現象來(lai)軋制(zhi)薄壁管。它(ta)用一個連接環限制(zhi)行程并滿足(zu)運行要求,當活塞(sai)向內運動時(shi),上軋輥提起,以實(shi)現對毛管尾(wei)部的(de)(de)無壓下軋制(zhi),以此防(fang)止(zhi)毛管尾(wei)端形(xing)成三角(jiao)形(xing)喇叭口。


  在軋制過(guo)程中為(wei)使工作(zuo)輥準確、快速打(da)開,毛管管端的軋制速度是由紅(hong)外信號(hao)接收時間和計算來確定的,從而(er)形(xing)成(cheng)打(da)開工作(zuo)輥所需(xu)的延(yan)時信號(hao)。


  當工作輥出口(kou)(kou)端打開,就實(shi)現了毛(mao)管尾(wei)端無壓下軋制,避免毛(mao)管尾(wei)端形成(cheng)三角形喇叭口(kou)(kou)。


  德國米爾公司生產的(de)阿塞(sai)爾軋管機分別使用了(le)以(yi)上(shang)(shang)兩(liang)種斜抬法(fa)。新建的(de)阿塞(sai)爾機組大多使用上(shang)(shang)輥單輥快開(斜抬法(fa))技術。單輥快開液壓(ya)缸的(de)行(xing)(xing)程比三輥快開的(de)要長(chang)一些(xie),一般是三輥快開液壓(ya)缸行(xing)(xing)程的(de)2倍以(yi)上(shang)(shang),具體行(xing)(xing)程大小根據(ju)軋管機產品(pin)大綱中鋼管壁厚范圍(wei)而(er)定。


3. NEL 裝置


  NEL(No End Loss)是(shi)(shi)由瑞典(dian)SKF的(de)(de)(Ovako公(gong)司)Hofors廠于1986年試驗完成(cheng)的(de)(de)。它是(shi)(shi)在(zai)(zai)阿塞(sai)(sai)爾軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)的(de)(de)人口端安裝(zhuang)了(le)無尾(wei)損失(shi)裝(zhuang)置(NEL),既(ji)達到了(le)消除尾(wei)三角的(de)(de)目的(de)(de),又沒有(you)增(zeng)大切(qie)尾(wei)損失(shi)。實際上,這套裝(zhuang)置就(jiu)是(shi)(shi)一種預軋(ya)(ya)機(ji)(ji),作為阿塞(sai)(sai)爾軋(ya)(ya)機(ji)(ji)上的(de)(de)一個附加裝(zhuang)置。在(zai)(zai)軋(ya)(ya)制(zhi)薄壁管時,毛管尾(wei)端進入(ru)阿塞(sai)(sai)爾軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)軋(ya)(ya)輥前進行預減壁,以減小軋(ya)(ya)管時的(de)(de)減壁量,從而(er)避免(mian)出現(xian)尾(wei)三角,而(er)且沒有(you)須切(qie)除的(de)(de)末軋(ya)(ya)制(zhi)段。


  瑞典(dian)人(ren)發(fa)明(ming)使用4個預(yu)軋(ya)小(xiao)軋(ya)輥(gun),當更換軋(ya)制(zhi)(zhi)鋼管規格時要調整軋(ya)制(zhi)(zhi)中心(xin)線(xian)的高度(du),但是這(zhe)種4個預(yu)軋(ya)小(xiao)軋(ya)輥(gun)要實現無(wu)級調整是很困(kun)難的。因此聯邦(bang)德(de)國米爾廠1988年購買(mai)了(le)此項技術并改進為3個預(yu)軋(ya)小(xiao)軋(ya)輥(gun)后,將預(yu)軋(ya)裝置取名為NEL裝置。


  改(gai)進(jin)后(hou)(hou)的(de)裝置(zhi)如圖4-17所(suo)示,由(you)3個(ge)氣囊浮動支撐,以便與軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)心(xin)線始終保(bao)持一致。軋(ya)機內有3個(ge)小(xiao)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun),小(xiao)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)沒(mei)有驅動裝置(zhi),按需(xu)要的(de)方向小(xiao)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)各(ge)傾(qing)斜3°~4°,由(you)一套液壓缸(gang)杠桿系(xi)統使(shi)其(qi)開閉。在(zai)軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)到(dao)尾(wei)端以前,3個(ge)小(xiao)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)處于打開位,喉徑大于毛(mao)管外徑,處于待(dai)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態;當軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)到(dao)尾(wei)端250mm左右時,液壓缸(gang)動作(zuo),3個(ge)小(xiao)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)合攏,對毛(mao)管尾(wei)部(bu)予以減(jian)壁,會在(zai)鋼管外表面軋(ya)出多頭相互連接的(de)螺旋線,這有助于鋼管尾(wei)部(bu)外表面光(guang)滑(hua)、壁厚均勻,使(shi)隨(sui)后(hou)(hou)進(jin)入阿塞爾主軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)鋼管尾(wei)部(bu)避免出現尾(wei)三角(jiao)。軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)過(guo)程結束,液壓缸(gang)反向動作(zuo),3個(ge)小(xiao)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)再次(ci)放開處于待(dai)工(gong)作(zuo)位置(zhi)。


圖 17.jpg


  經實(shi)踐檢驗,目前國內阿塞爾機組雖然在(zai)設計時有NEL,但現在(zai)大多不再使(shi)用(yong),主要是不便于(yu)換輥和軸向(xiang)調整,當生產規格多時,小軋輥的調整時間長,預軋效果不佳。



4. 階(jie)梯芯棒軋制


 為了解(jie)決(jue)軋制(zhi)薄壁(bi)管(guan)(guan)時(shi)的(de)(de)(de)尾三角問(wen)題(ti),有報(bao)道(dao)稱原(yuan)蘇聯曾試(shi)驗過變端(duan)面芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)(芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)前(qian)面一段直(zhi)徑較小,后面一段直(zhi)徑較大(da)),在(zai)(zai)軋制(zhi)過程中(zhong),芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)可以前(qian)后移動。如圖4-18所示(shi),當輾軋毛管(guan)(guan)的(de)(de)(de)兩(liang)端(duan)時(shi),使用(yong)前(qian)段芯(xin)(xin)(xin)棒(bang);在(zai)(zai)輾軋毛管(guan)(guan)中(zhong)間(jian)部分(fen)時(shi),使用(yong)后段芯(xin)(xin)(xin)棒(bang),避(bi)免了管(guan)(guan)尾“尾三角”的(de)(de)(de)產(chan)生。2000年前(qian)后,德(de)國米(mi)爾公司針對傳統(tong)阿(a)塞爾軋管(guan)(guan)機在(zai)(zai)生產(chan)薄壁(bi)管(guan)(guan)時(shi),荒管(guan)(guan)的(de)(de)(de)前(qian)端(duan)會(hui)產(chan)生喇叭口和(he)壁(bi)厚不均現(xian)(xian)象,提出將芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)工作(zuo)(zuo)段前(qian)端(duan)部分(fen)略減(jian)(jian)(jian)(jian)小,使用(yong)階(jie)梯芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)軋制(zhi)的(de)(de)(de)方(fang)法來避(bi)免喇叭口出現(xian)(xian)。在(zai)(zai)管(guan)(guan)端(duan)被咬入后,芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)工作(zuo)(zuo)段階(jie)梯前(qian)端(duan)參與(yu)減(jian)(jian)(jian)(jian)壁(bi)區軋制(zhi),由(you)于管(guan)(guan)端(duan)減(jian)(jian)(jian)(jian)壁(bi)量(liang)極小,這樣就減(jian)(jian)(jian)(jian)少了金屬在(zai)(zai)圓周方(fang)向的(de)(de)(de)流動,避(bi)免了荒管(guan)(guan)外端(duan)擴(kuo)口,從而達到減(jian)(jian)(jian)(jian)少不銹鋼管(guan)(guan)端(duan)鋸切(qie)量(liang),提高成材率(lv)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de),并進行了某些規格的(de)(de)(de)試(shi)驗。


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階梯(ti)芯(xin)棒的應(ying)用(yong)目前尚(shang)屬于試驗摸索階段,未見(jian)成功生產的報道。