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,這是一種斜軋管工藝,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(wu)縫不銹鋼管的這一用途,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工藝原理的軋管機,這項計劃在1952年完成。
1. 三(san)輥軋管工藝概述
由于(yu)這種斜軋(ya)管(guan)機(ji)采用(yong)3個軋(ya)輥(gun),因此一般(ban)稱(cheng)之(zhi)為(wei)三(san)輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji),而歐(ou)美各國則習慣于(yu)稱(cheng)它為(wei)阿塞爾軋(ya)管(guan)機(ji)(Assel Mill).三(san)輥(gun)軋(ya)管(guan)機(ji)采用(yong)長芯棒軋(ya)管(guan),軋(ya)輥(gun)的中間有(you)突棱(有(you)些資(zi)料(liao)也(ye)稱(cheng)之(zhi)為(wei)“肩”),高度(du)為(wei)5.5~16mm,在軋(ya)制時實(shi)現主要的壓下,并(bing)可以(yi)實(shi)現較(jiao)大(da)的壓下量(liang)。在長芯棒上軋(ya)管(guan)可以(yi)獲得表面光滑的成品管(guan),并(bing)且直徑和(he)壁厚準(zhun)確。
軋(ya)(ya)輥(gun)中(zhong)心線(xian)(xian)傾斜于軋(ya)(ya)制中(zhong)心線(xian)(xian),并(bing)傾斜于通過軋(ya)(ya)制中(zhong)心線(xian)(xian)和(he)軋(ya)(ya)輥(gun)中(zhong)央所形(xing)成的(de)(de)(de)平面,當(dang)改變(bian)(bian)傾斜角(jiao)時,軋(ya)(ya)制角(jiao)和(he)送(song)進(jin)角(jiao)均隨之改變(bian)(bian),軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)根(gen)據(ju)所軋(ya)(ya)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)選(xuan)定。在蘇聯國(guo)立冶金(jin)工廠設(she)計院設(she)計的(de)(de)(de)三(san)輥(gun)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)上,軋(ya)(ya)制Φ40~75mm的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)時,選(xuan)擇的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)輥(gun)直(zhi)徑(jing)為240mm;軋(ya)(ya)制Φ76~160mm的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)時,選(xuan)擇的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)輥(gun)直(zhi)徑(jing)為470mm;當(dang)延伸系(xi)數(shu)為1.7~3.3時,軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)允許鋼(gang)管(guan)以0.14~0.34m/s前進(jin)速度軋(ya)(ya)制。
三輥(gun)軋管機主(zhu)要用于生產厚(hou)壁(bi)的(de)軸承管和其他(ta)壁(bi)厚(hou)為5~25mm或壁(bi)厚(hou)更大一些(xie)的(de)鋼管。1939年(nian)5月,德國(guo)鋼管公司的(de)技(ji)術人員參觀 Wooster 鋼管廠時(shi),軋管工藝參數(shu)為:外(wai)徑(jing)38~76mm,平(ping)均(jun)壁(bi)厚(hou)6.3mm,延(yan)伸系數(shu)2,壁(bi)厚(hou)公差5%,小時(shi)產量3噸。
三輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)上也可以軋(ya)制管(guan)(guan)壁(bi)較(jiao)薄(bo)(2.5mm以下)的(de)鋼管(guan)(guan),如法國 Vallourec 鋼管(guan)(guan)廠用它軋(ya)制φ56x2.4mm,長11m的(de)鋼管(guan)(guan)。當Assel于1954年參(can)觀德國 Hilden 鋼管(guan)(guan)廠時,就(jiu)三輥(gun)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)生產較(jiao)薄(bo)壁(bi)鋼管(guan)(guan)的(de)問題座談時指出,Vallourec廠是通(tong)過調整軋(ya)輥(gun)各段長度來(lai)實現軋(ya)制D/S=24的(de)鋼管(guan)(guan)的(de)。
2. Transval 軋機
三輥(gun)軋(ya)管機原僅(jin)用于厚壁(bi)管生(sheng)(sheng)產,應用這(zhe)(zhe)種軋(ya)管工(gong)藝受到軋(ya)件三角形(xing)形(xing)成(cheng)的限制,而這(zhe)(zhe)一傾(qing)(qing)向(xiang)在(zai)軋(ya)制薄壁(bi)管時尤為明(ming)顯,三角形(xing)的形(xing)成(cheng)使軋(ya)件承受交替(ti)的彎曲應力,以致(zhi)產生(sheng)(sheng)裂紋,并在(zai)軋(ya)出端形(xing)成(cheng)“尾三角”,有(you)時造成(cheng)后卡,這(zhe)(zhe)種傾(qing)(qing)向(xiang)在(zai)D/S值(zhi)大時特別(bie)嚴重(zhong),故在(zai)經典的普通的三輥(gun)軋(ya)管機上(shang)軋(ya)制管子的D/S值(zhi)以12為限,三輥(gun)軋(ya)管機60余(yu)年的發展就是一部采取改進措施軋(ya)制薄壁(bi)管的發展史。
Mehren 在(zai)德國(guo) Düsseldorf 市 Lierenfeld 鋼管(guan)(guan)(guan)廠(chang)工作(zuo)時就和該廠(chang)的(de)(de)(de)Assel軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)研(yan)究小組人員一(yi)起研(yan)究制造了(le)七臺三(san)(san)輥(gun)(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji),為(wei)了(le)減輕三(san)(san)角形(xing)形(xing)成(cheng)現(xian)象,進一(yi)步能軋(ya)(ya)(ya)(ya)制薄壁管(guan)(guan)(guan),在(zai)Mehren先(xian)生(sheng)指導(dao)下進行試驗,措(cuo)施(shi)(shi)是(shi)在(zai)臨近軋(ya)(ya)(ya)(ya)制完成(cheng)時改變(bian)喂入(ru)角。二(er)戰后Mehren 先(xian)生(sheng)離德赴法在(zai)Vallourec 公(gong)司 Aulnoye 鋼管(guan)(guan)(guan)廠(chang)繼續(xu)進行上述試驗,直到(dao)1952年制造出機(ji)架(jia)可(ke)以(yi)回轉的(de)(de)(de)三(san)(san)輥(gun)(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji),其主要技術(shu)特征是(shi)用液(ye)壓(ya)(ya)傳動以(yi)回轉機(ji)架(jia),但傳動裝置仍置于輸(shu)入(ru)側。當時這一(yi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)被稱(cheng)為(wei)Mehren軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),Mehren先(xian)生(sheng)辭世(shi)后,這種三(san)(san)輥(gun)(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)易(yi)名(ming)為(wei)Transval軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)。并成(cheng)為(wei)Vallourec專利,為(wei)了(le)同一(yi)個目的(de)(de)(de)即(ji)為(wei)了(le)軋(ya)(ya)(ya)(ya)薄壁管(guan)(guan)(guan)后來又研(yan)究出了(le)三(san)(san)種辦(ban)法即(ji)(1)采(cai)用電氣或(huo)液(ye)壓(ya)(ya)辦(ban)法快速調整(zheng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun);(2)CAM三(san)(san)輥(gun)(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji);(3)采(cai)用NEL調整(zheng)系統的(de)(de)(de)三(san)(san)輥(gun)(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)。采(cai)用這些(xie)措(cuo)施(shi)(shi),三(san)(san)輥(gun)(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)所生(sheng)產(chan)成(cheng)品管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)D/S值可(ke)達35~40,但有時會(hui)產(chan)生(sheng)管(guan)(guan)(guan)子(zi)質量劣化(hua)的(de)(de)(de)傾向。
3. Assel 和 Mehren
Assel 和(he)(he)Mehren 分別(bie)是經典三(san)輥(gun)軋管(guan)(guan)機和(he)(he)Transval三(san)輥(gun)軋管(guan)(guan)機(ji)的發明者。
W.J.Assel是 Timken Steel & Tube 公司(廠)的(de)工(gong)程師,1937年他負(fu)責對(dui) Wooster 不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)廠的(de)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機進(jin)行(xing)改造,接著又對(dui)Canton鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)廠的(de)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機進(jin)行(xing)類似的(de)改造,這兩項技術改造的(de)結果就是世(shi)界(jie)上第一臺和第二臺三輥(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機,Assel軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機誕(dan)生,除了三輥(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機的(de)專利以外,他還獲得其他4項軋(ya)(ya)管(guan)(guan)專利,其內容涉及(ji)管(guan)(guan)坯處理、鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)定徑及(ji)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)工(gong)藝改進(jin)等方(fang)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不銹鋼管生產領域,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。