1937年,Wooster軋機重新進行設計,他就是以其名字命名的斜軋管機,這是一種斜(xie)軋管工(gong)藝,在芯棒上使空心坯減壁。Assel的軋管機其獨特之處在于使用3個軋輥,而大多數斜軋工藝采用的是2個軋輥的斜軋管機。和自動軋管機相比,Assel軋管機所生產的管子壁厚比較均勻,內表面比較光潔。


  1939年9月爆發的第二次世界大戰對軍工生產起到了刺激作用,軍艦、飛機、坦克、槍械和其他軍事項目需要大量的管材。雖然無縫鋼管被視作制造炮管的原材料,但在美國卻忽略了無縫不銹鋼管(guan)的這一用途,其部隊所使用炮管仍由鍛造后的實心體經鏜孔或鉆孔制作。在第二次世界大戰期間,在Henry Timken 領導下顯示了無縫鋼管是制作炮管的上乘材料這一優勢,隨后成立的Timken武器裝備公司采用無縫鋼管生產了數萬支炮管。


 Timken 隨后著手將 Canten軋機改造成為采用三輥軋管(guan)工藝原理的軋管機,這項計劃在1952年完成。



1. 三輥(gun)軋(ya)管工藝概述


  由于(yu)這(zhe)種斜軋(ya)(ya)管機(ji)采用3個(ge)軋(ya)(ya)輥(gun),因此一般(ban)稱之(zhi)為(wei)三輥(gun)軋(ya)(ya)管機(ji),而(er)歐美各國則習慣(guan)于(yu)稱它為(wei)阿塞爾軋(ya)(ya)管機(ji)(Assel Mill).三輥(gun)軋(ya)(ya)管機(ji)采用長芯(xin)(xin)棒軋(ya)(ya)管,軋(ya)(ya)輥(gun)的中間有突棱(有些資料也稱之(zhi)為(wei)“肩”),高度為(wei)5.5~16mm,在軋(ya)(ya)制時實(shi)(shi)現(xian)(xian)主要的壓下,并可以實(shi)(shi)現(xian)(xian)較大的壓下量。在長芯(xin)(xin)棒上軋(ya)(ya)管可以獲得(de)表面光滑的成(cheng)品管,并且(qie)直(zhi)徑(jing)和壁(bi)厚準確。


  軋(ya)輥(gun)中心(xin)(xin)線(xian)傾(qing)斜(xie)于軋(ya)制(zhi)中心(xin)(xin)線(xian),并傾(qing)斜(xie)于通(tong)過軋(ya)制(zhi)中心(xin)(xin)線(xian)和軋(ya)輥(gun)中央所(suo)形成的(de)(de)(de)(de)平(ping)面(mian),當改變傾(qing)斜(xie)角時(shi),軋(ya)制(zhi)角和送進(jin)角均(jun)隨(sui)之(zhi)改變,軋(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)(de)直徑(jing)(jing)根據所(suo)軋(ya)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)直徑(jing)(jing)選定。在蘇聯國立(li)冶金工廠設計院設計的(de)(de)(de)(de)三輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)機上,軋(ya)制(zhi)Φ40~75mm的(de)(de)(de)(de)鋼管(guan)(guan)時(shi),選擇的(de)(de)(de)(de)軋(ya)輥(gun)直徑(jing)(jing)為(wei)240mm;軋(ya)制(zhi)Φ76~160mm的(de)(de)(de)(de)鋼管(guan)(guan)時(shi),選擇的(de)(de)(de)(de)軋(ya)輥(gun)直徑(jing)(jing)為(wei)470mm;當延伸系數為(wei)1.7~3.3時(shi),軋(ya)管(guan)(guan)機允許鋼管(guan)(guan)以0.14~0.34m/s前進(jin)速(su)度(du)軋(ya)制(zhi)。


  三輥(gun)軋管(guan)(guan)機主要用于生(sheng)產(chan)厚(hou)壁的(de)軸承(cheng)管(guan)(guan)和其他壁厚(hou)為5~25mm或壁厚(hou)更大一些的(de)鋼管(guan)(guan)。1939年5月,德國鋼管(guan)(guan)公司的(de)技術人員參觀(guan) Wooster 鋼管(guan)(guan)廠時(shi),軋管(guan)(guan)工藝參數(shu)為:外徑38~76mm,平均壁厚(hou)6.3mm,延(yan)伸系數(shu)2,壁厚(hou)公差5%,小(xiao)時(shi)產(chan)量3噸。


  三(san)(san)輥軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機上(shang)也可以軋(ya)(ya)制(zhi)管(guan)(guan)壁較薄(bo)(2.5mm以下)的鋼(gang)管(guan)(guan),如法國 Vallourec 鋼(gang)管(guan)(guan)廠(chang)(chang)用它軋(ya)(ya)制(zhi)φ56x2.4mm,長(chang)(chang)11m的鋼(gang)管(guan)(guan)。當Assel于(yu)1954年(nian)參觀德國 Hilden 鋼(gang)管(guan)(guan)廠(chang)(chang)時,就三(san)(san)輥軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機生產較薄(bo)壁鋼(gang)管(guan)(guan)的問題(ti)座談時指出,Vallourec廠(chang)(chang)是通過調整軋(ya)(ya)輥各段長(chang)(chang)度來實(shi)現軋(ya)(ya)制(zhi)D/S=24的鋼(gang)管(guan)(guan)的。



2. Transval 軋機


  三(san)(san)輥(gun)軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)原僅用于厚壁管(guan)(guan)(guan)生產(chan),應(ying)(ying)用這(zhe)種軋管(guan)(guan)(guan)工藝受到軋件(jian)三(san)(san)角形(xing)形(xing)成的限(xian)制(zhi),而這(zhe)一傾向在(zai)軋制(zhi)薄壁管(guan)(guan)(guan)時尤為明(ming)顯(xian),三(san)(san)角形(xing)的形(xing)成使軋件(jian)承受交替的彎曲應(ying)(ying)力,以致(zhi)產(chan)生裂(lie)紋,并在(zai)軋出端形(xing)成“尾(wei)三(san)(san)角”,有時造成后(hou)卡,這(zhe)種傾向在(zai)D/S值大時特別嚴重(zhong),故在(zai)經(jing)典的普通(tong)的三(san)(san)輥(gun)軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)上(shang)軋制(zhi)管(guan)(guan)(guan)子的D/S值以12為限(xian),三(san)(san)輥(gun)軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)60余年的發展就是一部采取改進措施軋制(zhi)薄壁管(guan)(guan)(guan)的發展史。


  Mehren 在(zai)德(de)國 Düsseldorf 市 Lierenfeld 鋼管(guan)廠工(gong)作時(shi)就和該廠的(de)(de)Assel軋(ya)機(ji)(ji)研(yan)究(jiu)小組(zu)人員(yuan)一(yi)起研(yan)究(jiu)制(zhi)(zhi)造(zao)了(le)七臺三輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji),為了(le)減輕三角(jiao)形形成(cheng)現(xian)象,進一(yi)步能軋(ya)制(zhi)(zhi)薄壁(bi)管(guan),在(zai)Mehren先(xian)生(sheng)指導下進行試驗(yan),措施是在(zai)臨近軋(ya)制(zhi)(zhi)完成(cheng)時(shi)改(gai)變喂(wei)入角(jiao)。二戰后Mehren 先(xian)生(sheng)離德(de)赴法在(zai)Vallourec 公司 Aulnoye 鋼管(guan)廠繼(ji)續進行上述(shu)試驗(yan),直到1952年制(zhi)(zhi)造(zao)出機(ji)(ji)架可(ke)以(yi)回轉(zhuan)的(de)(de)三輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji),其主要技術特征是用液壓傳(chuan)動以(yi)回轉(zhuan)機(ji)(ji)架,但傳(chuan)動裝置(zhi)仍置(zhi)于輸入側。當時(shi)這(zhe)一(yi)軋(ya)機(ji)(ji)被稱為Mehren軋(ya)機(ji)(ji),Mehren先(xian)生(sheng)辭世后,這(zhe)種三輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)易(yi)名為Transval軋(ya)機(ji)(ji)。并(bing)成(cheng)為Vallourec專利,為了(le)同一(yi)個目(mu)的(de)(de)即(ji)(ji)為了(le)軋(ya)薄壁(bi)管(guan)后來又研(yan)究(jiu)出了(le)三種辦法即(ji)(ji)(1)采用電(dian)氣或液壓辦法快速調整(zheng)軋(ya)輥(gun);(2)CAM三輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji);(3)采用NEL調整(zheng)系統的(de)(de)三輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)。采用這(zhe)些措施,三輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)所生(sheng)產(chan)成(cheng)品管(guan)的(de)(de)D/S值(zhi)可(ke)達(da)35~40,但有時(shi)會產(chan)生(sheng)管(guan)子質量劣化的(de)(de)傾向。



3. Assel 和(he) Mehren


 Assel 和(he)Mehren 分別是經典三輥軋(ya)管機和(he)Transval三輥軋(ya)管機的發明(ming)者。


 W.J.Assel是 Timken Steel & Tube 公司(si)(廠)的(de)工程師,1937年他負責對 Wooster 不銹鋼(gang)管(guan)(guan)廠的(de)軋管(guan)(guan)機(ji)進行改造(zao),接著又對Canton鋼(gang)管(guan)(guan)廠的(de)軋管(guan)(guan)機(ji)進行類似的(de)改造(zao),這兩項技術改造(zao)的(de)結果就是世界上(shang)第一臺(tai)和第二(er)臺(tai)三輥軋管(guan)(guan)機(ji),Assel軋管(guan)(guan)機(ji)誕(dan)生,除了三輥軋管(guan)(guan)機(ji)的(de)專利(li)以外(wai),他還獲得其(qi)他4項軋管(guan)(guan)專利(li),其(qi)內容涉(she)及(ji)管(guan)(guan)坯處理、鋼(gang)管(guan)(guan)定徑及(ji)軋管(guan)(guan)工藝改進等(deng)方面。


 Mehren 是 Düsseldorf 市 Lierenfeld 不銹鋼管廠的工程師,在他的指導下,該廠制造了七臺三輥軋管機,為了將三輥軋管機應用于薄壁(bi)不(bu)銹鋼管生產領域,Mehren 在該不銹鋼管廠進行了試驗研究,其工藝的特點是在臨近軋制完畢時改變喂進角,二戰結束后Mehren 去法國Vallourec 公司 Aulnoye鋼管廠工作,繼續進行上述試驗,在軋制將結束時,采用液壓傳動以回轉機架,當時這種軋機被稱為Mehren 軋機,Mehren辭世后,Vallourec將傳動裝置改設在軋出端,并申請專利,將這種軋機改稱為Transval軋機。