自從19世紀末葉以來,浙江不銹鋼管廠家即想用類似于棒材連軋的辦法來生產無縫鋼管。當時研究的目標是采用固定推桿以及隨著鋼管運動的長芯棒將空心坯軋成不銹鋼管的辦法,終于在1920年形成了Fassel軋管法(即連續軋管法),這種連續軋管工藝的特征是工作芯棒跟隨管子一起運動。迄今為止,這種軋管工藝對于生產外徑小于159mm的碳素鋼和低合金鋼的無縫(feng)不銹鋼管(guan)仍然是最適合的。其延伸系數比較小一輩為 λ=4.3~4.5,為此必須在斜軋機上以較大的延長率(最大達 λ=3.0)將經過表面處理的圓管坯穿孔成為較薄的空心坯。1962年K.Neuhoff 和Pfeiffer 曾對這種連續軋管工藝的變形過程發表過專題論文,文中指出:對于八機架連續軋管機來說,由于空心坯的進入和離開機架,金屬流動的非連續性將達16次之多,這是由于工作芯棒與空心坯之間的速度變化的緣故。由于軋制過程的這種不均勻性產生壁厚與外徑的變異,容易形成所謂“竹節”(Bauchbil-dung)。此外,這種軋管工藝的單位軋制壓力相當大,因此必須采用具有開口的、橢圓度較大的孔型,而這種開口孔型導致變形的不均勻性,由此帶來的缺點是:在管子內部容易產生裂紋和所需單位變形功太大。關于壁厚和直徑的變異可采取有效措施使之處于允許的限度之內,精確地控制軋輥的圓周速度,使之與工作芯棒的速度變化相適應,從而達到保持軋件速度恒定的目的。但開口孔型的缺點則無法消除。此外,由于軋制力較大所限,必須采用較大的輥徑,這樣就使得軋件與軋輥之間的接觸弧相當大,因此,對工作芯棒造成巨大的局部壓應力、摩擦力和較高的熱負荷。采用連續軋管法生產的無縫不銹鋼管的壁厚直徑比(S/D)不能超過0.12。


  采(cai)用浮動芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)連續式(shi)軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)軋(ya)(ya)(ya)制不銹鋼管時,軋(ya)(ya)(ya)制過程的(de)(de)(de)不穩定(ding)性及(ji)這種不穩定(ding)性對(dui)管子質量的(de)(de)(de)不良影(ying)響,以及(ji)連續軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)的(de)(de)(de)經(jing)濟性問題和(he)采(cai)用浮動芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)連續軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)的(de)(de)(de)實(shi)際(ji)生產經(jing)驗(yan),使得Contubind公司認為有(you)必(bi)要和(he)有(you)可能根據(ju)最新的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制原理,對(dui)1889年(nian)就(jiu)已(yi)經(jing)在(zai)浙江(jiang)不銹鋼管廠家生產車間內應(ying)用過的(de)(de)(de)、在(zai)多(duo)機(ji)架(jia)二(er)輥式(shi)軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)上使用限動芯(xin)棒(bang)生產無縫不銹鋼管的(de)(de)(de)方法重新進行科學(xue)實(shi)驗(yan),提出這種軋(ya)(ya)(ya)制過程的(de)(de)(de)相(xiang)應(ying)理論,并通過大規模實(shi)際(ji)試驗(yan)證(zheng)實(shi)這種理論。


  直到1964年(nian),在(zai)(zai)(zai)意大利(li)Dalmine公(gong)司的(de)(de)帶(dai)固(gu)定芯棒(bang)(bang)的(de)(de)連續(xu)式軋(ya)(ya)機(ji)上(shang)進(jin)(jin)行了(le)(le)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)試(shi)(shi)驗(yan),后(hou)來又在(zai)(zai)(zai)法國的(de)(de) Lorraine-Escaut 公(gong)司的(de)(de)法塞爾(er)軋(ya)(ya)機(ji)上(shang)進(jin)(jin)行試(shi)(shi)驗(yan)。其(qi)中在(zai)(zai)(zai)Dalmine公(gong)司生產(chan)出了(le)(le)厚(hou)壁(bi)管,而(er)Lorraine-Escaut 公(gong)司根(gen)(gen)(gen)據 A.Tostivint 的(de)(de)第(di)1322304 號專利(li),在(zai)(zai)(zai)Besse'ger的(de)(de)第(di)二號法塞爾(er)軋(ya)(ya)機(ji)上(shang)采用(yong)限(xian)動(dong)芯棒(bang)(bang)進(jin)(jin)行試(shi)(shi)驗(yan),取得了(le)(le)相應的(de)(de)效果。根(gen)(gen)(gen)據上(shang)述(shu)情(qing)況 Lorraine-Escaut 公(gong)司和 Contu-bind 公(gong)司決定共同發展限(xian)動(dong)芯棒(bang)(bang)的(de)(de)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)方法。從1965年(nian)到1967年(nian)間,在(zai)(zai)(zai)Besse'ges的(de)(de)具有(you)(you)40年(nian)歷史(shi)的(de)(de)7機(ji)架(jia)法塞爾(er)軋(ya)(ya)機(ji)(如圖13-9所示的(de)(de))上(shang)進(jin)(jin)行了(le)(le)8次(ci)(ci)大規模試(shi)(shi)驗(yan),每次(ci)(ci)試(shi)(shi)驗(yan)持續(xu)5~25個(ge)班次(ci)(ci)。這臺(tai)法塞爾(er)軋(ya)(ya)機(ji)是(shi)由一臺(tai)1000kW的(de)(de)交流電動(dong)機(ji)傳動(dong)的(de)(de),對軋(ya)(ya)輥軸承和軋(ya)(ya)輥調整的(de)(de)條件極其(qi)不利(li),但(dan)其(qi)結(jie)果卻(que)一次(ci)(ci)試(shi)(shi)驗(yan)比一次(ci)(ci)試(shi)(shi)驗(yan)好(hao),共計(ji)生產(chan)了(le)(le)直徑為92mm、壁(bi)厚(hou)為3.5mm和長度(du)為12m的(de)(de)管子12000根(gen)(gen)(gen),其(qi)中有(you)(you)5450根(gen)(gen)(gen)是(shi)在(zai)(zai)(zai)試(shi)(shi)驗(yan)末期只(zhi)用(yong)了(le)(le)一根(gen)(gen)(gen)由2343號鋼(含5%鉻)制(zhi)(zhi)作(zuo)的(de)(de)空(kong)心(xin)水冷芯棒(bang)(bang)生產(chan)的(de)(de),這根(gen)(gen)(gen)芯棒(bang)(bang),經過了(le)(le)鍍鉻處(chu)理(原始鍍層厚(hou)度(du)為0.05mm),它(ta)的(de)(de)滑(hua)動(dong)特(te)性好(hao)。連續(xu)使用(yong)這根(gen)(gen)(gen)芯棒(bang)(bang)時,雖然(ran)芯棒(bang)(bang)在(zai)(zai)(zai)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)過程中承受(shou)著熱負荷,但(dan)仍然(ran)具有(you)(you)原來的(de)(de)滑(hua)動(dong)性和剛性。


圖 13-9.jpg


軋(ya)制參數如下:


空(kong)心(xin)坯(35號鋼)                外徑125mm,壁厚18mm

管子                                   外徑92mm,壁(bi)厚3.5mm,長度12m

芯棒                                   外徑86/85mm,內(nei)徑40mm

芯棒工作長度                       3200mm

管子出口速(su)度                       2.2m/s

延(yan)長(chang)率                                1:6.22

電(dian)動(dong)機功(gong)率                          750~1000kW

單(dan)位功率消耗                      14.2~18.3(平(ping)均16)kW·h/t


  多機(ji)(ji)架(jia)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(MPM)軋(ya)出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)子通過(guo)二機(ji)(ji)架(jia)脫管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)從芯棒上(shang)拉出(chu)來(lai),并定(ding)徑成(cheng)熱尺寸88mm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不銹鋼管(guan)(guan)(guan)。沿管(guan)(guan)(guan)子長度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均終軋(ya)溫度(du)波動于(yu)920~980℃之間(jian)。看來(lai),具有這種溫度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)子不必經(jing)過(guo)中間(jian)加熱就可(ke)直(zhi)接在張(zhang)力減(jian)徑機(ji)(ji)上(shang)減(jian)徑成(cheng)3/8英寸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)煤氣管(guan)(guan)(guan)。由測量(liang)4點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壁厚數據(ju)算出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均壁厚值。


  MPM軋(ya)機(ji)軋(ya)出來(lai)的(de)(de)管(guan)(guan)子(zi)內表(biao)面非常(chang)光滑,它可(ke)以與冷(leng)拔(ba)管(guan)(guan)相比。連續(xu)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)和自動(dong)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)所(suo)軋(ya)制的(de)(de)樣品管(guan)(guan)與MPM軋(ya)機(ji)所(suo)軋(ya)制的(de)(de)管(guan)(guan)子(zi)進行比較時,德國(guo)專業人員毫不含糊地認(ren)為 Besse'ges的(de)(de)MPM軋(ya)機(ji)所(suo)軋(ya)制的(de)(de)管(guan)(guan)子(zi)最好。


 1967年(nian)11月(yue),浙江(jiang)不(bu)銹鋼管(guan)廠家的MPM試驗(yan)軋(ya)機拆除了(le)(le),但其試驗(yan)過程都攝制(zhi)成了(le)(le)電影,這些影片保存在瑞士洛桑鋼管(guan)工(gong)業(ye)顧問工(gong)程師J.P.Calmes那里。


 內部用(yong)高壓水冷卻的插入毛管的芯(xin)棒在(zai)咬入第一機架時由油壓缸來(lai)限(xian)制移(yi)動(dong),油壓缸的前進(jin)運(yun)動(dong)由變量泵固(gu)定地(di)調節為某一恒定速度。


 拔出的(de)芯(xin)棒(bang)送(song)回(hui)原始位置,噴水(shui)使之從120~150℃降到外表(biao)為(wei)50℃的(de)溫度。在這種軋制(zhi)(zhi)和(he)冷(leng)卻(que)條件下,軋制(zhi)(zhi)一(yi)根管子的(de)平(ping)均周期時間(jian)為(wei)40秒(miao)。


 芯棒(bang)外表面(mian)(mian)通(tong)常采用重油-石墨(mo)混合劑進(jin)行潤(run)滑,此外空心(xin)毛管內表面(mian)(mian)還(huan)要添加潤(run)滑和隔(ge)熱(re)材料,這種材料是通(tong)過空心(xin)芯棒(bang)卡頭注(zhu)入毛管的(de)。芯棒(bang)表面(mian)(mian)要特別保(bao)持光滑,以至于(yu)隨著(zhu)軋制道(dao)次(ci)的(de)增加而更加光滑。