三輥限動芯棒連續軋管機PQF(Premium Quality Finishing)是意大利 INNSE公司為克服二輥連續軋管機的固有局限性而研制開發的。如圖4-6所示，PQF軋管機由4~7架三輥可調式機架組成，采用限動芯棒方式操作，其中ф168mm PQF機組由于采用了獨特的芯棒運行方式，使其軋制節奏達到24s/支。代表性機組為我國天津不銹鋼(gang)管廠的ф168mm機組。
從軋鋼(gang)工(gong)藝(yi)上講三輥(gun)(gun)連(lian)續軋管(guan)(guan)機(ji)比二輥(gun)(gun)連(lian)續軋管(guan)(guan)機(ji)有明顯(xian)的(de)優點，但多了(le)(le)一(yi)(yi)個軋輥(gun)(gun)使(shi)得軋機(ji)結(jie)構有了(le)(le)明顯(xian)的(de)差異(yi)，用(yong)什(shen)么(me)樣的(de)結(jie)構形式才能滿足新機(ji)型的(de)要求，使(shi)其發揮(hui)優勢(shi)，實現(xian)高(gao)效生(sheng)產，達到理想的(de)效果，一(yi)(yi)直是人們探索的(de)目標(biao)，多年(nian)來全世界一(yi)(yi)直沒(mei)有哪家企業開發采用(yong)這項技(ji)術。進入21世紀，天津不銹鋼(gang)管(guan)(guan)廠和(he)米爾／因西公司共同(tong)成功開發了(le)(le)Φ168mm PQF限動芯棒連(lian)續軋管(guan)(guan)機(ji)，于2003年(nian)8月在(zai)(zai)天津不銹鋼(gang)管(guan)(guan)廠建成投產，并在(zai)(zai)當年(nian)12月就(jiu)達到了(le)(le)設計產量。PQF一(yi)(yi)經(jing)問世，就(jiu)引起了(le)(le)國內外同(tong)行的(de)高(gao)度重視，現(xian)對其工(gong)藝(yi)、結(jie)構和(he)傳(chuan)動等特點作一(yi)(yi)簡要介紹(shao)。
一(yi)、工藝特點
三輥連續軋管機簡稱PQF,是由因西公司開發推出的。軋管時芯棒是限動的、速度是可控的，芯棒的速度應高于第一架的咬入速度，屬于限動芯棒連續軋管機，每個機架由三個軋輥組成孔型，采用三輥設計的孔型比傳統的兩輥設計的孔型圓度好，且孔型的半徑差小，有利于軋件的均勻變形，也使軋輥的磨損均勻。軋槽底部和軋槽頂部之間的圓周速度差較小，從而能在穩定的條件下使軋制的金屬變形更加均勻，使所軋制的荒管徑壁比達到45以上。凸緣面積（不與軋輥或芯棒接觸的管子面積，也就是輥縫處壁厚／外徑的凸起面積，見圖4-2)有所減小，即流向凸緣的金屬量減少了，這一優點在軋制不受外端及其他機架約束的鋼管尾端時尤為重要。事實上鋼管尾端在三輥式軋管機上軋制時受控是由于凸緣面積較小（比二輥式的小30%左右）以及軋槽底部與軋槽頂部間的圓周速度差較小的緣故，因此可以避免或大大減少管端折疊和飛翅的形成。由于圓周壓應力較高，從而能在軋制時使輥縫處產生的縱向拉應力的危險性大大降低。孔型中芯棒的穩定性較高，PQF機組可以生產高強度（P110以上）特殊鋼級油井用管、高壓鍋爐管及13Cr、304L等不銹鋼管。POF最大的優勢是，由于三輥孔型的半徑差小于兩輥，軋件變形更加均勻、平穩，使產品的壁厚精度和表面質量高于MPM,軋制的荒管直徑越大，優勢越明顯。
二、結(jie)構特點
工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)是由(you)三個(ge)(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)組成一(yi)體相對獨立的(de)軋(ya)(ya)制(zhi)單元。天津鋼管(guan)公司的(de)PQF連續軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)由(you)6個(ge)(ge)(ge)工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)（包括第1架(jia)(jia)空減機(ji)(ji)架(jia)(jia)即(ji)VRS)組成。工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)不承(cheng)受(shou)軋(ya)(ya)制(zhi)力(li)，只承(cheng)受(shou)限動力(li)。工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)內的(de)三個(ge)(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)在壓下(xia)機(ji)(ji)構和(he)平衡裝(zhuang)置的(de)控制(zhi)下(xia)構成一(yi)個(ge)(ge)(ge)孔(kong)型，并可對孔(kong)型進行調整(zheng)。每(mei)個(ge)(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)（包括軸(zhou)承(cheng)座）安裝(zhuang)在一(yi)個(ge)(ge)(ge)杠桿臂上，杠桿臂通過銷(xiao)軸(zhou)安裝(zhuang)在工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)上，孔(kong)型調整(zheng)時杠桿以銷(xiao)軸(zhou)為(wei)支點擺動。每(mei)個(ge)(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)軸(zhou)承(cheng)座的(de)兩側，工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)上都有導向(xiang)滑板，用來保持軋(ya)(ya)輥(gun)調整(zheng)時的(de)位置，并承(cheng)受(shou)限動力(li)。工(gong)(gong)作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)(jia)上有一(yi)套(tao)軋(ya)(ya)輥(gun)軸(zhou)承(cheng)甘(gan)油潤滑管(guan)線系(xi)統(tong)和(he)一(yi)套(tao)軋(ya)(ya)輥(gun)冷卻水系(xi)統(tong)，由(you)液(ye)壓缸(gang)操作(zuo)的(de)快速接頭將(jiang)這兩個(ge)(ge)(ge)系(xi)統(tong)連接到外管(guan)網(wang)上。PQF機(ji)(ji)架(jia)(jia)示(shi)意圖(tu)參見圖(tu)4-7。
承受(shou)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制力(li)的(de)(de)(de)是隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)，即安裝(zhuang)有(you)液(ye)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)下(xia)缸的(de)(de)(de)高強度(du)、高剛度(du)的(de)(de)(de)焊(han)接結(jie)構框架(jia)，它起到了(le)通常軋(ya)(ya)(ya)(ya)鋼(gang)機(ji)(ji)牌坊的(de)(de)(de)作用，這個(ge)(ge)焊(han)接結(jie)構框架(jia)就稱之(zhi)為(wei)“隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)”，其示意圖參見圖4-8。PQF連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji)所有(you)的(de)(de)(de)工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)和芯(xin)棒(bang)支撐架(jia)都(dou)(dou)安裝(zhuang)在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)內，它們通過(guo)液(ye)壓(ya)(ya)缸從垂方(fang)向和軋(ya)(ya)(ya)(ya)制線方(fang)向被固定在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)內，與軋(ya)(ya)(ya)(ya)制線相吻合。PQF的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制力(li)和限動力(li)都(dou)(dou)是由隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)來承受(shou)的(de)(de)(de)。隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)內有(you)用于裝(zhuang)、拆卸(xie)工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)和芯(xin)棒(bang)支撐架(jia)的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)，軌(gui)道(dao)(dao)(dao)保證換(huan)輥時(shi)工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)和芯(xin)棒(bang)支撐架(jia)達到正確的(de)(de)(de)位(wei)置。隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)出口(kou)有(you)一(yi)個(ge)(ge)鎖緊(jin)(jin)門(men)(men)，用隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)上的(de)(de)(de)液(ye)壓(ya)(ya)缸沿(yan)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制線方(fang)向將工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)和芯(xin)棒(bang)支撐架(jia)固定在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)內，換(huan)輥時(shi)鎖緊(jin)(jin)門(men)(men)隨工(gong)作機(ji)(ji)架(jia)一(yi)起被移出隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)到換(huan)輥位(wei)置。驅(qu)動每個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥的(de)(de)(de)傳(chuan)動軸（共計18根）從各(ge)自的(de)(de)(de)位(wei)置由外(wai)面伸入隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)與軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥連(lian)接。PQF軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)設(she)(she)計非常緊(jin)(jin)湊，在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)上安裝(zhuang)的(de)(de)(de)設(she)(she)備很密集，其中包括(kuo)有(you)100個(ge)(ge)液(ye)壓(ya)(ya)缸、液(ye)壓(ya)(ya)管、潤滑管、冷(leng)卻(que)水管、沖渣(zha)水管和各(ge)種電器控(kong)制管線等輔助設(she)(she)備，只有(you)通過(guo)統籌合理地安排才能安裝(zhuang)恰當。與傳(chuan)統的(de)(de)(de)兩(liang)輥式連(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)組交(jiao)叉(cha)排列的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)機(ji)(ji)架(jia)布置方(fang)式比較，使(shi)用圓形隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)式的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)牌坊的(de)(de)(de)機(ji)(ji)架(jia)間距縮短(duan)了(le)，減少了(le)在軋(ya)(ya)(ya)(ya)制過(guo)程(cheng)中因機(ji)(ji)架(jia)間距大而使(shi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)件運行不穩定等因素。
三、傳動系統
PQF每個(ge)(ge)工(gong)(gong)作機(ji)架上的(de)三(san)個(ge)(ge)軋輥(gun)(gun)互成120°,驅動(dong)(dong)這三(san)個(ge)(ge)軋輥(gun)(gun)的(de)傳(chuan)動(dong)(dong)系統(tong)在(zai)隧道(dao)外(wai)也要分布在(zai)互呈120°的(de)位置上。同一(yi)(yi)工(gong)(gong)作機(ji)架上的(de)三(san)個(ge)(ge)軋輥(gun)(gun)的(de)轉速(su)和(he)(he)加速(su)度必須完全一(yi)(yi)致(zhi)，因此，三(san)個(ge)(ge)減(jian)(jian)速(su)箱(xiang)的(de)速(su)比必須完全相同，減(jian)(jian)速(su)箱(xiang)和(he)(he)傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)的(de)轉動(dong)(dong)慣(guan)量必須基(ji)本一(yi)(yi)致(zhi)，電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)特性(xing)和(he)(he)控制變形保持一(yi)(yi)致(zhi)。相鄰(lin)POF連(lian)(lian)續軋管機(ji)工(gong)(gong)作機(ji)架之間布置非(fei)常緊湊，間距很小，相鄰(lin)的(de)傳(chuan)動(dong)(dong)系統(tong)的(de)間距因此同樣也很小，給設計(ji)減(jian)(jian)速(su)機(ji)和(he)(he)選擇電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)提出了苛刻的(de)要求(qiu)。傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)是(shi)可(ke)伸縮(suo)的(de)，在(zai)換輥(gun)(gun)時傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)回(hui)縮(suo)脫離和(he)(he)軋輥(gun)(gun)的(de)連(lian)(lian)接，新工(gong)(gong)作機(ji)架換入后傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)伸出并(bing)和(he)(he)軋輥(gun)(gun)連(lian)(lian)接，伸縮(suo)的(de)動(dong)(dong)作由液壓缸(gang)來執行(xing)。
四(si)、軋輥更換系統
已(yi)經投產的(de)最初兩套PQF連續軋(ya)(ya)管機(ji)，在設計時三個(ge)互(hu)呈120°的(de)傳動系統(tong)占(zhan)據了軋(ya)(ya)機(ji)四周的(de)空間、傳統(tong)（MPM式）的(de)換(huan)(huan)輥(gun)(gun)(gun)，即(ji)從側向換(huan)(huan)輥(gun)(gun)(gun)方(fang)式已(yi)不可能，只有采用從軸向，即(ji)軋(ya)(ya)制(zhi)線方(fang)向來換(huan)(huan)輥(gun)(gun)(gun)。在PQF 連續軋(ya)(ya)管機(ji)和脫管機(ji)之間布(bu)置一個(ge)換(huan)(huan)輥(gun)(gun)(gun)區，這個(ge)換(huan)(huan)輥(gun)(gun)(gun)區應滿足以下要求：
1. 軋機出口到脫管(guan)機的輸(shu)送(song)輥道(dao)在換(huan)輥時要(yao)能移(yi)開，換(huan)輥結束后，輸(shu)送(song)輥道(dao)要(yao)及(ji)時復位并可靠地和(he)軋制線(xian)對中；
2. 換(huan)輥區要布置兩列換(huan)輥小車，分別放置待換(huan)人的工作機(ji)架和承接(jie)從隧道中拉出(chu)的需要換(huan)掉的工作機(ji)架；
3. 每列換輥小車(che)由(you)可單(dan)獨橫(heng)移的(de)換輥單(dan)元組成(cheng)，其數(shu)(shu)量與(yu)工作(zuo)機架(jia)和芯棒支撐架(jia)的(de)數(shu)(shu)量相一致，兩列換輥小車(che)也可整(zheng)列橫(heng)移，并(bing)能和軋制線正確(que)對(dui)中(zhong)以達到整(zheng)列更換和個(ge)別任意一架(jia)單(dan)獨更換的(de)目的(de)。
五(wu)、芯棒的(de)運(yun)行方式(shi)
限動(dong)芯(xin)棒(bang)連續(xu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)芯(xin)棒(bang)運(yun)(yun)行(xing)有兩種方(fang)(fang)式(shi)：1. 軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)結(jie)(jie)束時，芯(xin)棒(bang)停(ting)止運(yun)(yun)動(dong)，待(dai)荒管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)從芯(xin)棒(bang)中脫(tuo)(tuo)出(chu)后(hou)(hou)(hou)，芯(xin)棒(bang)快速(su)返(fan)回(hui)(hui)(hui)，移出(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)線(xian)(xian)，冷(leng)卻(que)(que)、潤(run)滑(hua)后(hou)(hou)(hou)循環(huan)使(shi)用(yong)，傳統(tong)的(de)MPM均采用(yong)此種運(yun)(yun)行(xing)方(fang)(fang)式(shi)；2. 軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)結(jie)(jie)束時，芯(xin)棒(bang)停(ting)止運(yun)(yun)動(dong)，待(dai)荒管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)由脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)從芯(xin)棒(bang)中脫(tuo)(tuo)出(chu)后(hou)(hou)(hou)，芯(xin)棒(bang)不是(shi)回(hui)(hui)(hui)送，而是(shi)向(xiang)前快速(su)運(yun)(yun)行(xing)跟隨(sui)荒管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)之后(hou)(hou)(hou)依(yi)次通(tong)過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)，芯(xin)棒(bang)穿(chuan)過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)(hou)，移出(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)線(xian)(xian)再(zai)回(hui)(hui)(hui)送、冷(leng)卻(que)(que)、潤(run)滑(hua)循環(huan)使(shi)用(yong)，該方(fang)(fang)法減(jian)(jian)少(shao)了(le)芯(xin)棒(bang)的(de)在(zai)線(xian)(xian)待(dai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)時間(jian)，從而有效(xiao)地縮短(duan)了(le)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)周期，加快了(le)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)節奏，Φ168mm的(de)PQF機(ji)(ji)(ji)(ji)組采用(yong)此種運(yun)(yun)行(xing)方(fang)(fang)式(shi)。兩種運(yun)(yun)行(xing)方(fang)(fang)式(shi)的(de)主要區(qu)別是(shi)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)完成后(hou)(hou)(hou)，芯(xin)棒(bang)是(shi)與荒管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)反(fan)向(xiang)運(yun)(yun)行(xing)回(hui)(hui)(hui)退，離開軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)(hou)移出(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)線(xian)(xian)冷(leng)卻(que)(que)、潤(run)滑(hua)、循環(huan)使(shi)用(yong)；還是(shi)同向(xiang)運(yun)(yun)行(xing)芯(xin)棒(bang)前行(xing)離開軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)(hou)、穿(chuan)過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)(hou)撥出(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)線(xian)(xian)冷(leng)卻(que)(que)、潤(run)滑(hua)、循環(huan)使(shi)用(yong)。第二種方(fang)(fang)法因芯(xin)棒(bang)要通(tong)過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)，在(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)薄壁管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)（脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)減(jian)(jian)徑(jing)量大于(yu)等于(yu)2倍的(de)荒管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)壁厚）時要求脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)必須(xu)具(ju)備快開快合(he)功(gong)能，以免芯(xin)棒(bang)撞損(sun)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)。
