尾(wei)三角(jiao)形成的(de)(de)(de)(de)根本(ben)原因在于(yu)三輥斜軋(ya)所(suo)固有(you)的(de)(de)(de)(de)擴徑傾(qing)向(xiang)。當鋼管(guan)軋(ya)制到尾(wei)部時,由于(yu)在軋(ya)輥入(ru)口(kou)側沒有(you)足夠的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)形材料,毛(mao)管(guan)的(de)(de)(de)(de)縱(zong)向(xiang)拉應力(li)降低,使得(de)尾(wei)部毛(mao)管(guan)的(de)(de)(de)(de)切向(xiang)變(bian)(bian)形的(de)(de)(de)(de)傾(qing)向(xiang)增(zeng)大,增(zeng)大了(le)的(de)(de)(de)(de)切向(xiang)變(bian)(bian)形導致(zhi)縱(zong)向(xiang)變(bian)(bian)形愈來(lai)愈少。如果軋(ya)輥和芯(xin)棒之間切向(xiang)出口(kou)速度(du)大于(yu)后面軋(ya)輥的(de)(de)(de)(de)咬入(ru)速度(du)必將在軋(ya)輥之間出現材料堵塞,形成尾(wei)三角(jiao),引起(qi)縱(zong)向(xiang)送進的(de)(de)(de)(de)停(ting)止。為了(le)解決(jue)尾(wei)三角(jiao)問(wen)題(ti)人(ren)們著重從管(guan)尾(wei)的(de)(de)(de)(de)預減徑預減壁(bi)開(kai)始(shi),直到后來(lai)的(de)(de)(de)(de)軋(ya)輥快開(kai)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)應用。解決(jue)尾(wei)三角(jiao)的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝發展過程經歷了(le)以(yi)下過程。
1. NEL無尾損失
在(zai)早(zao)(zao)期,抑(yi)(yi)制(zhi)尾三(san)角(jiao)的(de)方法并(bing)不(bu)是(shi)軋輥快開技(ji)術(shu),軋輥快開技(ji)術(shu)只(zhi)是(shi)后期的(de)產(chan)物。NEL無尾損失是(shi)早(zao)(zao)期的(de)典型的(de)代表,這種裝置(zhi)是(shi)由裝在(zai)軋機入口側的(de)3~4個(ge)輥子組成(cheng),他主(zhu)要是(shi)對(dui)尾部鋼管(guan)進行預減(jian)(jian)徑(jing)和減(jian)(jian)壁(減(jian)(jian)徑(jing)和減(jian)(jian)壁與荒(huang)管(guan)的(de)D/S比有關)這樣(yang)可以消除或減(jian)(jian)少尾部擴徑(jing)引起的(de)動力(li),從而(er)實(shi)現(xian)抑(yi)(yi)制(zhi)尾三(san)角(jiao)的(de)目的(de)。
這種方式(shi)的(de)主要弊(bi)端(duan)是調整(zheng)困難(nan),對每一種規(gui)格都(dou)要根(gen)據經驗進(jin)行(xing)(xing)NEL輥(gun)子的(de)壓下量(liang)調整(zheng)。在工作(zuo)過程中不(bu)能考(kao)慮(lv)到軋(ya)件的(de)軸向運行(xing)(xing)速度(du),使得毛管的(de)軸向速度(du)加大之后預減作(zuo)用(yong)不(bu)明顯,從而(er)導致他的(de)使用(yong)性(xing)差。曾對NEL進(jin)行(xing)(xing)過大量(liang)軋(ya)制試驗,結果表(biao)明:
a. 軋制中(zhong)等壁厚的(de)(de)荒(huang)管(guan)時(shi),若荒(huang)管(guan)外徑小于毛管(guan)外徑5mm時(shi),NEL是(shi)可(ke)行的(de)(de),荒(huang)管(guan)尾部凸起部分(fen)不(bu)必切(qie)除就可(ke)進行定減徑;NEL的(de)(de)適用范圍為(wei)D/S不(bu)大于21和S不(bu)小于5.5mm,低于上述范圍應用“快打(da)開”。由(you)此看來,尾部損失減小到50mm以內是(shi)可(ke)能的(de)(de);
b. 軋制薄壁管(guan)時,因NEL的軋輥是被動的,它在軋制時與主機軋制形成扭轉力矩,使從NEL軋出的壁厚過薄部分出現扭曲,造成延伸后尾部不規整,通過性差。現有NEL裝置的軋輥支撐連桿剮度較小,孔喉尺寸彈跳大,影響其作用的正常發揮。因此,NEL的使用沒有得到推廣。
2. 調整送進角消除尾三角
從(cong)三輥變形機(ji)理進(jin)(jin)行分析(xi)以(yi)及(ji)大量(liang)的(de)生(sheng)產數(shu)據(ju)表明,減(jian)小(xiao)軋輥的(de)送進(jin)(jin)角(jiao)(jiao)度(du)(du)(du)會明顯(xian)的(de)減(jian)小(xiao)尾三角(jiao)(jiao)的(de)長度(du)(du)(du)直(zhi)至(zhi)不影響鋼(gang)管的(de)正(zheng)(zheng)常軋制(zhi)(zhi)。20世紀80年代的(de)特朗斯(si)瓦爾(er)軋機(ji)正(zheng)(zheng)是從(cong)這(zhe)個角(jiao)(jiao)度(du)(du)(du)出發,采(cai)用旋轉(zhuan)牌坊(fang)變動送進(jin)(jin)角(jiao)(jiao)的(de)方式抑制(zhi)(zhi)尾三角(jiao)(jiao)的(de)出現,見(jian)圖6-47,但是隨著送進(jin)(jin)角(jiao)(jiao)的(de)減(jian)小(xiao)必將導(dao)致軋制(zhi)(zhi)效率的(de)降(jiang)低和荒管縱向壁(bi)厚(hou)的(de)不均,最(zui)終的(de)切尾量(liang)也是居高不下。另外這(zhe)種(zhong)方式還要設定速度(du)(du)(du)函數(shu)和鋼(gang)管長度(du)(du)(du)函數(shu),合理控制(zhi)(zhi)比較困(kun)難(nan)。
3. 軋輥快開(kai)技(ji)術
20世紀90年代引(yin)進φ170mm機(ji)組(zu)之(zhi)后(hou),解決尾三(san)角問(wen)題的(de)(de)(de)(de)(de)真正意義(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)輥(gun)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)(kai)技術(shu)才在(zai)(zai)我國得以應(ying)(ying)用(yong)。它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)本(ben)原理是(shi)鋼管(guan)軋(ya)制(zhi)(zhi)到尾部時軋(ya)輥(gun)提(ti)前(qian)打開(kai)(kai)(kai)(kai),喉徑放大,將鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)減徑量(liang)(liang)減小,在(zai)(zai)機(ji)構(gou)(gou)上它(ta)通(tong)過一個套在(zai)(zai)軋(ya)輥(gun)平衡缸(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)柱塞式(shi)(shi)油缸(gang)(gang)來實現快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)(kai)功能(neng)(neng)。見圖(tu)6-48。柱塞式(shi)(shi)油缸(gang)(gang)與強大壓力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)平衡缸(gang)(gang)配合使(shi)用(yong),無疑會提(ti)高(gao)該快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)(kai)機(ji)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)(ying)速度。經(jing)過多(duo)次現場測試,這種(zhong)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)(kai)方式(shi)(shi)反應(ying)(ying)靈敏,快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)(kai)時間能(neng)(neng)夠保持在(zai)(zai)0.1s之(zhi)內,基(ji)(ji)本(ben)能(neng)(neng)滿足軋(ya)制(zhi)(zhi)薄壁管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)速度要(yao)求(qiu)。快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)(kai)之(zhi)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)尾經(jing)張力(li)減徑、矯直工(gong)序的(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)制(zhi)(zhi),切尾量(liang)(liang)較(jiao)(jiao)小,能(neng)(neng)夠控制(zhi)(zhi)在(zai)(zai)100mm之(zhi)內,有效提(ti)高(gao)了金屬的(de)(de)(de)(de)(de)收得率(lv)。由于(yu)其(qi)在(zai)(zai)軋(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)入口(kou)出口(kou)分別設置快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)(kai)油缸(gang)(gang)使(shi)得該快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)(kai)機(ji)構(gou)(gou)在(zai)(zai)工(gong)作過程中對碾(nian)軋(ya)角沒有影響(xiang),控制(zhi)(zhi)比較(jiao)(jiao)簡(jian)單,但是(shi)由于(yu)其(qi)所在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)機(ji)換輥(gun)以及軋(ya)輥(gun)送進角調整比較(jiao)(jiao)麻煩,最終(zhong)導致新型(xing)三(san)輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)出現,即機(ji)架在(zai)(zai)線打開(kai)(kai)(kai)(kai)換輥(gun)式(shi)(shi)三(san)輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji)。隨之(zhi)而來的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)(kai)結構(gou)(gou)形式(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)。它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)(kai)機(ji)構(gou)(gou)如圖(tu)6-48所示。
4. 新型(xing)的軋(ya)輥快(kuai)開裝置
新型(xing)液壓差(cha)動式軋(ya)輥快開(kai)技術的(de)出現(xian),在(zai)一定(ding)程度上提(ti)高了快開(kai)動作(zuo)的(de)實施(shi)(shi)時(shi)間,補償了因快開(kai)之后(hou)碾軋(ya)角增大帶來的(de)缺陷。它的(de)基本機(ji)械結構是在(zai)3個柱塞缸(gang)上實施(shi)(shi)液壓差(cha)動技術,提(ti)高缸(gang)徑(jing)的(de)動作(zuo)速度以達到減少快開(kai)時(shi)間。目前這(zhe)種機(ji)構已(yi)經在(zai)某鋼管(guan)廠的(de)Assel軋(ya)管(guan)機(ji)上得(de)到應用(yong),效果非常良好。