尾(wei)(wei)三角形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)根本原(yuan)因在于(yu)三輥(gun)斜軋(ya)(ya)所固(gu)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擴徑傾(qing)向(xiang)(xiang)(xiang)。當(dang)鋼管軋(ya)(ya)制到(dao)尾(wei)(wei)部時,由于(yu)在軋(ya)(ya)輥(gun)入口(kou)(kou)側沒有足夠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)材(cai)料,毛管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)縱(zong)向(xiang)(xiang)(xiang)拉應力降低,使得尾(wei)(wei)部毛管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)切(qie)向(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傾(qing)向(xiang)(xiang)(xiang)增大(da),增大(da)了的(de)(de)(de)(de)(de)(de)切(qie)向(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)形(xing)(xing)導致縱(zong)向(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)形(xing)(xing)愈(yu)來愈(yu)少。如果(guo)軋(ya)(ya)輥(gun)和(he)芯棒之間切(qie)向(xiang)(xiang)(xiang)出口(kou)(kou)速(su)度大(da)于(yu)后(hou)面軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)咬入速(su)度必(bi)將在軋(ya)(ya)輥(gun)之間出現材(cai)料堵塞,形(xing)(xing)成尾(wei)(wei)三角,引起(qi)縱(zong)向(xiang)(xiang)(xiang)送進(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)停(ting)止。為了解(jie)決(jue)尾(wei)(wei)三角問題人(ren)們著(zhu)重從管尾(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預(yu)減徑預(yu)減壁開始,直到(dao)后(hou)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)(ya)輥(gun)快開技術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)。解(jie)決(jue)尾(wei)(wei)三角的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工藝發(fa)展過(guo)程經歷了以(yi)下過(guo)程。
1. NEL無尾損失
在早期(qi),抑制(zhi)尾三(san)角的方法并不是(shi)軋輥(gun)快開技術,軋輥(gun)快開技術只是(shi)后期(qi)的產物。NEL無(wu)尾損失是(shi)早期(qi)的典型的代表,這種(zhong)裝置是(shi)由(you)裝在軋機入口側的3~4個輥(gun)子組成(cheng),他主(zhu)要是(shi)對(dui)尾部(bu)鋼管進行預減徑和減壁(bi)(減徑和減壁(bi)與荒管的D/S比有關(guan))這樣(yang)可以消除或減少尾部(bu)擴徑引起的動力(li),從而(er)實現抑制(zhi)尾三(san)角的目的。
這種(zhong)方(fang)式的(de)主要(yao)弊端(duan)是調整困(kun)難,對每(mei)一種(zhong)規格(ge)都要(yao)根(gen)據經驗進行(xing)NEL輥子的(de)壓下(xia)量(liang)調整。在工作(zuo)過(guo)程(cheng)中不能(neng)考慮到軋件的(de)軸向運行(xing)速(su)度,使得毛管的(de)軸向速(su)度加(jia)大之后預(yu)減作(zuo)用(yong)不明顯,從而導(dao)致(zhi)他(ta)的(de)使用(yong)性(xing)差。曾對NEL進行(xing)過(guo)大量(liang)軋制試驗,結果表明:
a. 軋(ya)制中(zhong)等(deng)壁厚的(de)荒管時,若荒管外徑小(xiao)(xiao)(xiao)于(yu)毛(mao)管外徑5mm時,NEL是可(ke)行的(de),荒管尾(wei)部(bu)凸(tu)起部(bu)分不(bu)必切除就可(ke)進行定減徑;NEL的(de)適用(yong)范圍(wei)為D/S不(bu)大于(yu)21和S不(bu)小(xiao)(xiao)(xiao)于(yu)5.5mm,低于(yu)上(shang)述范圍(wei)應用(yong)“快(kuai)打開”。由此看(kan)來,尾(wei)部(bu)損失減小(xiao)(xiao)(xiao)到(dao)50mm以內(nei)是可(ke)能的(de);
b. 軋制薄壁(bi)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(san)角
從三輥(gun)變(bian)形機(ji)理(li)進(jin)行分析以及大(da)量的生(sheng)產(chan)數據表明,減(jian)小軋輥(gun)的送(song)(song)進(jin)角(jiao)度(du)會明顯的減(jian)小尾三角(jiao)的長(chang)度(du)直至不(bu)影響鋼管(guan)(guan)的正常軋制(zhi)(zhi)。20世紀80年代的特(te)朗斯瓦爾軋機(ji)正是(shi)從這(zhe)個(ge)角(jiao)度(du)出發,采用旋轉牌坊(fang)變(bian)動送(song)(song)進(jin)角(jiao)的方(fang)(fang)式抑制(zhi)(zhi)尾三角(jiao)的出現(xian),見圖(tu)6-47,但(dan)是(shi)隨著送(song)(song)進(jin)角(jiao)的減(jian)小必將導致軋制(zhi)(zhi)效率的降低和荒管(guan)(guan)縱向(xiang)壁厚的不(bu)均,最終的切尾量也是(shi)居高不(bu)下。另外這(zhe)種(zhong)方(fang)(fang)式還要設定速度(du)函數和鋼管(guan)(guan)長(chang)度(du)函數,合理(li)控制(zhi)(zhi)比較困難。
3. 軋輥快開技術
20世紀90年代引進φ170mm機(ji)組(zu)之后(hou),解決尾(wei)三(san)角(jiao)問(wen)題(ti)的(de)(de)(de)真正意義上(shang)的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)輥(gun)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)技(ji)術才在(zai)我國得(de)(de)(de)以應(ying)用。它(ta)的(de)(de)(de)基(ji)本原理是(shi)鋼管(guan)軋(ya)(ya)制到尾(wei)部時軋(ya)(ya)輥(gun)提前打開(kai)(kai)(kai),喉徑放大,將鋼管(guan)的(de)(de)(de)減(jian)徑量(liang)減(jian)小(xiao),在(zai)機(ji)構(gou)上(shang)它(ta)通(tong)過一個套在(zai)軋(ya)(ya)輥(gun)平衡(heng)缸(gang)(gang)中的(de)(de)(de)柱塞(sai)式(shi)(shi)油缸(gang)(gang)來實現快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)功能(neng)(neng)。見圖(tu)6-48。柱塞(sai)式(shi)(shi)油缸(gang)(gang)與強大壓力的(de)(de)(de)平衡(heng)缸(gang)(gang)配合使用,無(wu)疑會(hui)提高該(gai)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)機(ji)構(gou)的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)速(su)度。經(jing)過多次(ci)現場(chang)測(ce)試,這種快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)方式(shi)(shi)反(fan)應(ying)靈敏,快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)時間能(neng)(neng)夠保持(chi)在(zai)0.1s之內,基(ji)本能(neng)(neng)滿足軋(ya)(ya)制薄壁管(guan)的(de)(de)(de)速(su)度要求。快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)之后(hou)的(de)(de)(de)管(guan)尾(wei)經(jing)張力減(jian)徑、矯直(zhi)工序(xu)的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)制,切尾(wei)量(liang)較(jiao)小(xiao),能(neng)(neng)夠控(kong)制在(zai)100mm之內,有效(xiao)提高了金屬(shu)的(de)(de)(de)收得(de)(de)(de)率。由(you)于其在(zai)軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)入(ru)口出口分別設置快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)油缸(gang)(gang)使得(de)(de)(de)該(gai)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)機(ji)構(gou)在(zai)工作過程中對碾軋(ya)(ya)角(jiao)沒有影響,控(kong)制比較(jiao)簡單(dan),但是(shi)由(you)于其所(suo)在(zai)的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)機(ji)換輥(gun)以及軋(ya)(ya)輥(gun)送進角(jiao)調(diao)整(zheng)比較(jiao)麻煩(fan),最(zui)終導致新(xin)型三(san)輥(gun)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)的(de)(de)(de)出現,即機(ji)架在(zai)線打開(kai)(kai)(kai)換輥(gun)式(shi)(shi)三(san)輥(gun)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)。隨(sui)之而來的(de)(de)(de)是(shi)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)結構(gou)形式(shi)(shi)的(de)(de)(de)變(bian)化。它(ta)的(de)(de)(de)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)(kai)機(ji)構(gou)如圖(tu)6-48所(suo)示。
4. 新型的軋輥(gun)快開(kai)裝置
新(xin)型(xing)液壓差(cha)動(dong)式(shi)軋輥快開技(ji)術(shu)的出現(xian),在一定(ding)程(cheng)度上提(ti)高了快開動(dong)作(zuo)(zuo)的實(shi)施(shi)時間,補償了因快開之后碾軋角(jiao)增(zeng)大帶來(lai)的缺陷。它(ta)的基本機械結構(gou)是在3個柱塞缸上實(shi)施(shi)液壓差(cha)動(dong)技(ji)術(shu),提(ti)高缸徑的動(dong)作(zuo)(zuo)速(su)度以達到(dao)(dao)減少快開時間。目(mu)前(qian)這種機構(gou)已經在某鋼管廠的Assel軋管機上得到(dao)(dao)應用,效果非常良好。