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(guan)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不銹鋼管仍然是最適合的。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。


  采用(yong)浮(fu)動芯棒(bang)的連續(xu)式軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)時,軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)過程(cheng)的不(bu)(bu)穩定性及這種不(bu)(bu)穩定性對管(guan)子質量的不(bu)(bu)良影(ying)響,以及連續(xu)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機的經(jing)濟性問題和(he)采用(yong)浮(fu)動芯棒(bang)的連續(xu)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機的實際(ji)生產(chan)(chan)經(jing)驗(yan),使(shi)得Contubind公(gong)司認為(wei)有(you)必(bi)要(yao)和(he)有(you)可能(neng)根據最新的軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)原理,對1889年(nian)就已經(jing)在浙江不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)廠家生產(chan)(chan)車間內應用(yong)過的、在多機架二輥式軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機上使(shi)用(yong)限(xian)動芯棒(bang)生產(chan)(chan)無縫不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)的方法(fa)重新進(jin)行科學實驗(yan),提出這種軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)過程(cheng)的相應理論,并通過大規(gui)模實際(ji)試(shi)驗(yan)證實這種理論。


  直(zhi)到1964年(nian),在(zai)意(yi)大利(li)Dalmine公(gong)司(si)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)帶固定芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)連續式軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)上(shang)進行(xing)了(le)(le)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制試(shi)(shi)驗(yan),后來又(you)在(zai)法國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de) Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)法塞(sai)爾(er)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)上(shang)進行(xing)試(shi)(shi)驗(yan)。其(qi)中(zhong)(zhong)在(zai)Dalmine公(gong)司(si)生(sheng)(sheng)產出了(le)(le)厚(hou)(hou)壁管(guan),而Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)根(gen)據 A.Tostivint 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第1322304 號專利(li),在(zai)Besse'ger的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第二號法塞(sai)爾(er)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)上(shang)采(cai)用限動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)進行(xing)試(shi)(shi)驗(yan),取得了(le)(le)相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)。根(gen)據上(shang)述(shu)情況 Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)和(he) Contu-bind 公(gong)司(si)決定共同發(fa)展(zhan)限動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制方法。從(cong)1965年(nian)到1967年(nian)間,在(zai)Besse'ges的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)具有40年(nian)歷史的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)7機(ji)(ji)架法塞(sai)爾(er)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(如圖(tu)13-9所示的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de))上(shang)進行(xing)了(le)(le)8次(ci)大規模試(shi)(shi)驗(yan),每次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)持續5~25個班次(ci)。這臺(tai)法塞(sai)爾(er)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)是(shi)由一臺(tai)1000kW的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)交流電動(dong)(dong)機(ji)(ji)傳動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),對軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)軸承(cheng)和(he)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)調(diao)整的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件極其(qi)不利(li),但(dan)其(qi)結果(guo)卻一次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)比一次(ci)試(shi)(shi)驗(yan)好,共計生(sheng)(sheng)產了(le)(le)直(zhi)徑為92mm、壁厚(hou)(hou)為3.5mm和(he)長(chang)度(du)為12m的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)子12000根(gen),其(qi)中(zhong)(zhong)有5450根(gen)是(shi)在(zai)試(shi)(shi)驗(yan)末(mo)期只用了(le)(le)一根(gen)由2343號鋼(含5%鉻)制作的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)心(xin)水冷芯(xin)棒(bang)生(sheng)(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),這根(gen)芯(xin)棒(bang),經過了(le)(le)鍍(du)鉻處理(原始鍍(du)層厚(hou)(hou)度(du)為0.05mm),它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)滑動(dong)(dong)特(te)性(xing)好。連續使用這根(gen)芯(xin)棒(bang)時,雖然芯(xin)棒(bang)在(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制過程(cheng)中(zhong)(zhong)承(cheng)受著熱負荷,但(dan)仍然具有原來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)滑動(dong)(dong)性(xing)和(he)剛性(xing)。


圖 13-9.jpg


軋制參數如下:


空(kong)心坯(35號鋼)                外(wai)徑125mm,壁厚18mm

管子                                   外徑92mm,壁厚3.5mm,長度12m

芯棒                                   外徑86/85mm,內徑40mm

芯棒工作長(chang)度                       3200mm

管子(zi)出口速度                       2.2m/s

延長率                                1:6.22

電動機功率                          750~1000kW

單位功率消耗                      14.2~18.3(平均16)kW·h/t


  多機(ji)(ji)架(jia)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(MPM)軋(ya)出(chu)(chu)來(lai)(lai)的(de)管(guan)子(zi)通過二機(ji)(ji)架(jia)脫管(guan)機(ji)(ji)從(cong)芯(xin)棒上拉(la)出(chu)(chu)來(lai)(lai),并定徑(jing)成熱尺寸(cun)88mm的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)。沿管(guan)子(zi)長度(du)的(de)平均(jun)終(zhong)軋(ya)溫度(du)波動于920~980℃之間。看(kan)來(lai)(lai),具有這種溫度(du)的(de)管(guan)子(zi)不(bu)(bu)必(bi)經過中間加熱就可直接在張力(li)減徑(jing)機(ji)(ji)上減徑(jing)成3/8英(ying)寸(cun)的(de)煤氣管(guan)。由測(ce)量4點的(de)壁(bi)厚(hou)數(shu)據算出(chu)(chu)的(de)平均(jun)壁(bi)厚(hou)值。


  MPM軋機軋出來的(de)管子(zi)(zi)內表面非常光滑,它可(ke)以與冷拔管相(xiang)比。連續(xu)軋管機和自動(dong)軋管機所(suo)軋制(zhi)的(de)樣品管與MPM軋機所(suo)軋制(zhi)的(de)管子(zi)(zi)進(jin)行比較時(shi),德國專業人員(yuan)毫不含糊地(di)認(ren)為 Besse'ges的(de)MPM軋機所(suo)軋制(zhi)的(de)管子(zi)(zi)最好。


 1967年11月,浙江不銹鋼管廠家的MPM試(shi)驗軋機(ji)拆除了,但(dan)其試(shi)驗過(guo)程都攝制成了電影(ying),這些影(ying)片保存在(zai)瑞士洛桑鋼管工業(ye)顧問工程師J.P.Calmes那里。


 內部用高壓水冷卻的插入毛管的芯棒在咬入第一(yi)機(ji)架時由油壓缸來限(xian)制移動,油壓缸的前進運動由變量泵固(gu)定(ding)地調節為某(mou)一(yi)恒定(ding)速度。


 拔出的芯棒送回原始位置(zhi),噴(pen)水使之從120~150℃降到(dao)外表為(wei)50℃的溫(wen)度(du)。在這(zhe)種軋制和冷卻條(tiao)件下,軋制一根(gen)管子的平均周期時間(jian)為(wei)40秒。


 芯棒(bang)外(wai)表面通常(chang)采用重油-石墨混(hun)合劑進(jin)行(xing)潤滑(hua),此外(wai)空(kong)心毛管內(nei)表面還要(yao)(yao)添加(jia)潤滑(hua)和隔熱材(cai)料(liao),這種材(cai)料(liao)是通過空(kong)心芯棒(bang)卡頭注入毛管的。芯棒(bang)表面要(yao)(yao)特別保持光(guang)滑(hua),以(yi)至于隨著(zhu)軋制道(dao)次的增加(jia)而更加(jia)光(guang)滑(hua)。