美國Phoenix 鋼鐵公司無縫鋼管廠采用Calmes軋管工藝，其軋管機組的平面布置圖是由意大利 Albert Calmes博士設計的，Phoenix 鋼鐵公司設計科在其他工程公司的配合下完成詳細設計，為了生產各種鋼號的優質無縫鋼管，使其內外徑和壁厚均具有良好的公差，軋管機組的設計以下列三方面內容為核心：Calmes在水壓沖孔機方面的專利、Calmes關于改進曼內斯曼延伸機方面的專利以及他所提出的周期軋管機的軋輥孔型。

  這一軋管(guan)機組采用Phoenix 鋼(gang)鐵公司平爐頂鑄生(sheng)產的最(zui)大重(zhong)量達(da)8000磅的波浪(lang)形鋼(gang)錠(ding)為(wei)原料，成(cheng)品管(guan)直徑(jing)為(wei)51/2~16英寸(cun)壁厚為(wei)1/4~3英寸(cun)。

  這(zhe)種軋管(guan)機(ji)組的一(yi)大(da)特點(dian)是直接采用平爐(lu)鋼錠在一(yi)個(ge)連續的工(gong)藝過(guo)(guo)程(cheng)中軋制成管(guan)，并且(qie)僅一(yi)次加(jia)(jia)熱(re)(re)就能完成沖孔、延(yan)伸(shen)，周(zhou)期軋管(guan)各工(gong)藝過(guo)(guo)程(cheng)，其主要工(gong)藝過(guo)(guo)程(cheng)是：鋼錠清(qing)理、加(jia)(jia)熱(re)(re)、沖孔、延(yan)伸(shen)、周(zhou)期軋管(guan)，再(zai)加(jia)(jia)熱(re)(re)、定徑、修磨，精整和(he)水壓試驗(yan)，以下主要論述(shu)沖孔、延(yan)伸(shen)和(he)周(zhou)期軋管(guan)等三(san)個(ge)工(gong)藝過(guo)(guo)程(cheng)。

1. 水壓沖(chong)孔(kong)

  鋼(gang)錠經火焰燒剝去除表面缺陷后，在車底式加(jia)熱(re)爐內加(jia)熱(re)到(dao)(dao)2340~2370℉。用(yong)小車運送到(dao)(dao)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)機上(shang)進行沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)操(cao)作(zuo)。鋼(gang)錠在1200t水(shui)壓(ya)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)機上(shang)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)，其(qi)操(cao)作(zuo)過(guo)程如下：用(yong)水(shui)壓(ya)操(cao)縱(zong)的(de)裝料機將(jiang)(jiang)鋼(gang)錠送人沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)機，將(jiang)(jiang)其(qi)置(zhi)于支架上(shang)的(de)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)位置(zhi)，兩個支架中有一(yi)個是固(gu)定(ding)在沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)模(mo)(mo)上(shang)的(de)，而(er)另一(yi)個則(ze)可(ke)以伸縮，沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)模(mo)(mo)前移時即將(jiang)(jiang)鋼(gang)錠套(tao)(tao)住，開始(shi)沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)操(cao)作(zuo)。鋼(gang)錠沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)后，其(qi)形狀(zhuang)像杯子，被稱為杯狀(zhuang)體(ti)，沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)模(mo)(mo)的(de)內徑(jing)決定(ding)杯狀(zhuang)體(ti)的(de)外(wai)徑(jing)。沖(chong)(chong)(chong)頭直徑(jing)則(ze)確定(ding)杯狀(zhuang)體(ti)內孔(kong)的(de)直徑(jing)，圖(tu)13-1所示是沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)模(mo)(mo)前移但尚未套(tao)(tao)上(shang)鋼(gang)錠前端時的(de)狀(zhuang)況，沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)模(mo)(mo)前移達到(dao)(dao)其(qi)沖(chong)(chong)(chong)程的(de)75%,可(ke)伸縮支架從(cong)下部移出(chu)，圖(tu)13-2示出(chu)鋼(gang)錠已被套(tao)(tao)入沖(chong)(chong)(chong)孔(kong)模(mo)(mo)內。

  圖(tu)(tu)13-3示(shi)出整(zheng)個(ge)杯狀體還套在沖(chong)孔(kong)模(mo)內的(de)(de)情況，從圖(tu)(tu)13-3可以(yi)看出被沖(chong)孔(kong)的(de)(de)鋼錠(ding)前端只(zhi)剩下很薄(bo)的(de)(de)杯底。鋼錠(ding)呈方形(xing)或(huo)圓形(xing)，即直(zhi)徑為13英(ying)寸(cun)(cun)，16英(ying)寸(cun)(cun)，19英(ying)寸(cun)(cun)和21英(ying)寸(cun)(cun)的(de)(de)波(bo)浪形(xing)圓錠(ding)。

2. 杯狀體延伸

在(zai)(zai)延伸(shen)機(ji)上，杯(bei)狀(zhuang)體在(zai)(zai)兩(liang)個在(zai)(zai)水平(ping)面(mian)上成(cheng)反向傾斜(xie)的(de)斜(xie)置軋(ya)輥(gun)間，通(tong)過(guo)具(ju)有一定形(xing)狀(zhuang)的(de)頂頭進行(xing)軋(ya)制(zhi)。在(zai)(zai)垂直(zhi)平(ping)面(mian)上有兩(liang)個固定導板，其作(zuo)用是限制(zhi)變形(xing)區的(de)杯(bei)狀(zhuang)體的(de)斷面(mian)形(xing)狀(zhuang)使(shi)之不至于(yu)過(guo)分橢圓。這種(zhong)延伸(shen)機(ji)與曼內(nei)斯曼斜(xie)軋(ya)穿(chuan)孔機(ji)很相(xiang)似(si)，它可以(yi)延伸(shen)杯(bei)狀(zhuang)體，并(bing)穿(chuan)透杯(bei)底使(shi)之成(cheng)為空心坯。

 圖13-4示(shi)出采(cai)用(yong)曼(man)內(nei)斯(si)曼(man)輥型(xing)的延(yan)伸機(ji)對杯狀體進行延(yan)伸的過程。圖13-5所(suo)示(shi)是采(cai)用(yong)了Calmes軋輥的情(qing)況(kuang)，空(kong)心坯延(yan)伸時，最好選用(yong)延(yan)伸率 λ＝1.75,最大(da)不超過2。

 延伸機采用3相、60Hz、功率(lv)為2208kW(3000馬力）的(de)同步電機傳動(dong)，額定電壓、轉速分別為6900V,1500r/min,減速機的(de)速比為3。

 延伸機(ji)的主要特點之一是它所生產的空(kong)心坯(pi)壁(bi)厚比較均勻(yun)。斜軋延伸機(ji)的延伸過程可參看圖13-6。

 杯狀(zhuang)體(ti)離(li)開軋輥成為空(kong)心(xin)坯后(hou)，用(yong)以(yi)夾持頂桿的鎖門(men)就打開，空(kong)心(xin)坯從延伸(shen)機(ji)輸出(chu)，用(yong)橫(heng)移小車將其運送到周期(qi)軋管(guan)機(ji)。

3. 周期軋(ya)管機(ji)軋(ya)管

  周期軋(ya)(ya)管(guan)機由一(yi)(yi)臺額定功(gong)率為1472kW(2000馬(ma)(ma)力(li)(li)）的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機傳(chuan)動(dong)(dong)，該電(dian)(dian)動(dong)(dong)機的(de)(de)(de)(de)功(gong)率能(neng)達2208kW(3000馬(ma)(ma)力(li)(li)）而(er)不(bu)至于(yu)過(guo)分發熱。電(dian)(dian)動(dong)(dong)機軸上配有飛輪，在每一(yi)(yi)轉中它(ta)既提供(gong)能(neng)量(liang)又(you)獲得能(neng)量(liang)，軋(ya)(ya)機速(su)(su)(su)度(du)是30~105r/min,較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)用(yong)于(yu)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)大管(guan)，而(er)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)用(yong)來軋(ya)(ya)小(xiao)管(guan)。操作喂料(liao)器的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)水壓(ya)(ya)力(li)(li)為2800 Ibl/in或(huo)1500 Ibf/in,以向(xiang)一(yi)(yi)個前(qian)進(jin)缸(gang)和兩個回程(cheng)缸(gang)供(gong)水，正(zheng)常運轉時，向(xiang)前(qian)進(jin)缸(gang)連續(xu)地供(gong)高(gao)壓(ya)(ya)水，向(xiang)前(qian)喂料(liao)時，高(gao)壓(ya)(ya)水由回程(cheng)缸(gang)流出，因此(ci)向(xiang)前(qian)喂料(liao)的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)受(shou)到從(cong)回程(cheng)缸(gang)排出的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)水量(liang)的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)(zhi)。這(zhe)一(yi)(yi)操作在咬(yao)人時是手工(gong)(gong)操作，由操作工(gong)(gong)自行控制(zhi)(zhi)(zhi)，軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)時則(ze)是自動(dong)(dong)操作的(de)(de)(de)(de)，操作工(gong)(gong)應使喂料(liao)器的(de)(de)(de)(de)前(qian)進(jin)速(su)(su)(su)度(du)與軋(ya)(ya)輥的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)同步；此(ci)外，操作工(gong)(gong)還必須控制(zhi)(zhi)(zhi)空(kong)氣壓(ya)(ya)力(li)(li)p1,空(kong)心坯咬(yao)人時，迅(xun)速(su)(su)(su)把(ba)空(kong)氣從(cong)缸(gang)里(li)排出，開始(shi)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)后，根(gen)據所軋(ya)(ya)管(guan)子的(de)(de)(de)(de)規格調整空(kong)氣壓(ya)(ya)力(li)(li)P1.液(ye)壓(ya)(ya)自動(dong)(dong)喂料(liao)器斷面示意圖如(ru)圖13-7所示。

  該喂料(liao)器(qi)的(de)一個特(te)點是(shi)，空(kong)氣(qi)缸的(de)沖程長(chang)度(du)(du)(du)都保持不變。軋(ya)制(zhi)152~203mm管子(zi)時(shi)沖程長(chang)度(du)(du)(du)為(wei)762mm,而軋(ya)制(zhi)228~406mm的(de)管子(zi)時(shi)，則沖程長(chang)度(du)(du)(du)為(wei)838mm.這(zhe)意味著(zhu)軋(ya)輥工(gong)(gong)作段(duan)長(chang)度(du)(du)(du)是(shi)恒(heng)定不變的(de)，在(zai)軋(ya)輥車床上凸輪的(de)安裝位置恰(qia)可使軋(ya)輥的(de)工(gong)(gong)作段(duan)和所對應的(de)喂料(liao)器(qi)一致。喂料(liao)的(de)方(fang)向與軋(ya)輥旋轉的(de)方(fang)向是(shi)相反的(de)，軋(ya)機操作工(gong)(gong)控制(zhi)喂料(liao)速(su)度(du)(du)(du)并將此(ci)速(su)度(du)(du)(du)和軋(ya)輥轉速(su)保持同(tong)步。芯棒長(chang)度(du)(du)(du)為(wei)4572~4877mm,同(tong)時(shi)使用(yong)的(de)芯棒為(wei)5根，其(qi)中(zhong)一根芯棒用(yong)于軋(ya)制(zhi)，其(qi)余芯棒在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)冷(leng)卻(que)(que)，然后浸(jin)人水中(zhong)進一步冷(leng)卻(que)(que)，一般是(shi)3根芯棒在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)冷(leng)卻(que)(que)，一根芯棒在(zai)水里(li)冷(leng)卻(que)(que)，軋(ya)機運行中(zhong)5根芯棒就這(zhe)樣反復(fu)循(xun)環(huan)著(zhu)。

  根據所軋(ya)(ya)管子規格調下輥高度，調整后其(qi)高度是不(bu)變(bian)的(de)(de)。當空心(xin)坯被軋(ya)(ya)成帶有(you)皮爾格頭(tou)的(de)(de)管子后，應將(jiang)上輥抬起。上輥是由(you)高壓水缸來平衡的(de)(de)，其(qi)升降由(you)電動(dong)(dong)機操(cao)(cao)作(zuo)，由(you)于芯棒(bang)全長有(you)1.6mm左右(you)的(de)(de)“退拔”，為使壁厚(hou)保持不(bu)變(bian)，軋(ya)(ya)制時通(tong)過一個微(wei)調裝(zhuang)置而將(jiang)軋(ya)(ya)輥升高，微(wei)調裝(zhuang)置由(you)專用電動(dong)(dong)機和(he)減(jian)速(su)箱(xiang)(xiang)組成，減(jian)速(su)箱(xiang)(xiang)的(de)(de)出軸通(tong)過空氣離合器與壓下螺(luo)絲(si)電動(dong)(dong)機的(de)(de)軸相連，軋(ya)(ya)制時操(cao)(cao)作(zuo)工將(jiang)上軋(ya)(ya)輥逐漸抬高以補償芯棒(bang)的(de)(de)錐度和(he)熱膨(peng)脹。

  軋(ya)(ya)制過(guo)程中金屬(shu)流動的(de)(de)方向與喂料的(de)(de)方向相同，軋(ya)(ya)輥每轉(zhuan)一周(zhou)后，芯棒回轉(zhuan)90°左(zuo)右。當空心(xin)坯(pi)被軋(ya)(ya)制并由芯棒前(qian)端(duan)向前(qian)移動時，毛(mao)管(guan)(guan)繼續(xu)在(zai)導槽(cao)上(shang)滑移，空心(xin)坯(pi)完(wan)全軋(ya)(ya)成管(guan)(guan)子后，上(shang)軋(ya)(ya)輥抬起(qi)，升降輥升起(qi)，將毛(mao)管(guan)(guan)輸送到熱鋸(ju)，切去端(duan)頭和皮爾格頭，然后測量(liang)和稱量(liang)管(guan)(guan)子，在(zai)管(guan)(guan)壁(bi)上(shang)標出(chu)測得(de)的(de)(de)重量(liang)。