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(bu)銹鋼(gang)管的辦法,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(guan)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。


  采用浮動芯(xin)棒(bang)的連續(xu)式軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)軋(ya)(ya)制(zhi)不銹鋼管(guan)時(shi),軋(ya)(ya)制(zhi)過(guo)程的不穩定性及(ji)這(zhe)種不穩定性對管(guan)子(zi)質量的不良(liang)影響(xiang),以及(ji)連續(xu)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)的經濟性問題和采用浮動芯(xin)棒(bang)的連續(xu)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)的實際(ji)生(sheng)產經驗(yan)(yan),使得Contubind公司認為有必要和有可能根據最(zui)新的軋(ya)(ya)制(zhi)原理,對1889年(nian)就已經在浙江不銹鋼管(guan)廠家生(sheng)產車間內應用過(guo)的、在多機(ji)架二輥式軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)上使用限動芯(xin)棒(bang)生(sheng)產無縫不銹鋼管(guan)的方法重新進行科學(xue)實驗(yan)(yan),提出這(zhe)種軋(ya)(ya)制(zhi)過(guo)程的相應理論,并(bing)通(tong)過(guo)大規(gui)模(mo)實際(ji)試(shi)驗(yan)(yan)證(zheng)實這(zhe)種理論。


  直到1964年(nian),在(zai)(zai)意大利Dalmine公(gong)司(si)的(de)(de)(de)帶固定芯(xin)(xin)棒的(de)(de)(de)連(lian)(lian)續(xu)式軋(ya)(ya)機上進(jin)行(xing)了(le)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)試(shi)驗(yan)(yan)(yan),后來(lai)又在(zai)(zai)法國的(de)(de)(de) Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)的(de)(de)(de)法塞爾軋(ya)(ya)機上進(jin)行(xing)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)。其(qi)中(zhong)在(zai)(zai)Dalmine公(gong)司(si)生產出了(le)厚(hou)壁(bi)管,而Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)根據(ju) A.Tostivint 的(de)(de)(de)第(di)1322304 號專利,在(zai)(zai)Besse'ger的(de)(de)(de)第(di)二號法塞爾軋(ya)(ya)機上采用(yong)限動(dong)芯(xin)(xin)棒進(jin)行(xing)試(shi)驗(yan)(yan)(yan),取(qu)得了(le)相應的(de)(de)(de)效果。根據(ju)上述(shu)情況 Lorraine-Escaut 公(gong)司(si)和 Contu-bind 公(gong)司(si)決定共(gong)同發(fa)展(zhan)限動(dong)芯(xin)(xin)棒的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)方法。從1965年(nian)到1967年(nian)間,在(zai)(zai)Besse'ges的(de)(de)(de)具有(you)40年(nian)歷史的(de)(de)(de)7機架法塞爾軋(ya)(ya)機(如圖(tu)13-9所(suo)示的(de)(de)(de))上進(jin)行(xing)了(le)8次(ci)大規模試(shi)驗(yan)(yan)(yan),每次(ci)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)持續(xu)5~25個班次(ci)。這臺(tai)法塞爾軋(ya)(ya)機是由一臺(tai)1000kW的(de)(de)(de)交流電動(dong)機傳動(dong)的(de)(de)(de),對軋(ya)(ya)輥(gun)軸承和軋(ya)(ya)輥(gun)調整的(de)(de)(de)條件極其(qi)不利,但(dan)其(qi)結果卻一次(ci)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)比一次(ci)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)好,共(gong)計生產了(le)直徑為(wei)(wei)92mm、壁(bi)厚(hou)為(wei)(wei)3.5mm和長度為(wei)(wei)12m的(de)(de)(de)管子12000根,其(qi)中(zhong)有(you)5450根是在(zai)(zai)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)末期只用(yong)了(le)一根由2343號鋼(含5%鉻)制(zhi)(zhi)作的(de)(de)(de)空(kong)心水冷芯(xin)(xin)棒生產的(de)(de)(de),這根芯(xin)(xin)棒,經過了(le)鍍(du)鉻處理(原(yuan)始鍍(du)層厚(hou)度為(wei)(wei)0.05mm),它的(de)(de)(de)滑動(dong)特性好。連(lian)(lian)續(xu)使用(yong)這根芯(xin)(xin)棒時,雖然芯(xin)(xin)棒在(zai)(zai)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)過程(cheng)中(zhong)承受著熱負荷,但(dan)仍然具有(you)原(yuan)來(lai)的(de)(de)(de)滑動(dong)性和剛性。


圖 13-9.jpg


軋制參數(shu)如下:


空心(xin)坯(35號鋼(gang))                外徑125mm,壁厚18mm

管子                                   外徑92mm,壁(bi)厚3.5mm,長度12m

芯棒                                   外徑86/85mm,內徑40mm

芯棒工作長度                       3200mm

管子出口速度(du)                       2.2m/s

延(yan)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(duo)機(ji)架軋管(guan)(guan)機(ji)(MPM)軋出來(lai)的(de)(de)管(guan)(guan)子(zi)(zi)通過(guo)二機(ji)架脫管(guan)(guan)機(ji)從(cong)芯棒上拉出來(lai),并定徑成熱(re)尺寸88mm的(de)(de)不銹鋼管(guan)(guan)。沿管(guan)(guan)子(zi)(zi)長(chang)度的(de)(de)平均(jun)終軋溫度波動于920~980℃之間。看來(lai),具有這種溫度的(de)(de)管(guan)(guan)子(zi)(zi)不必(bi)經過(guo)中間加熱(re)就(jiu)可直接在張力減徑機(ji)上減徑成3/8英寸的(de)(de)煤氣管(guan)(guan)。由測量4點的(de)(de)壁厚(hou)數(shu)據算出的(de)(de)平均(jun)壁厚(hou)值。


  MPM軋(ya)機軋(ya)出來的(de)(de)管(guan)(guan)子(zi)內表面非常(chang)光滑,它可(ke)以與冷拔管(guan)(guan)相(xiang)比(bi)。連續軋(ya)管(guan)(guan)機和自動軋(ya)管(guan)(guan)機所軋(ya)制(zhi)的(de)(de)樣品(pin)管(guan)(guan)與MPM軋(ya)機所軋(ya)制(zhi)的(de)(de)管(guan)(guan)子(zi)進行比(bi)較時,德國(guo)專(zhuan)業人(ren)員(yuan)毫不含糊地認為 Besse'ges的(de)(de)MPM軋(ya)機所軋(ya)制(zhi)的(de)(de)管(guan)(guan)子(zi)最好。


 1967年11月,浙江不銹鋼(gang)管(guan)廠(chang)家的MPM試(shi)驗軋機拆除了,但其試(shi)驗過程都攝制成了電影(ying)(ying),這些影(ying)(ying)片(pian)保(bao)存在瑞(rui)士洛桑(sang)鋼(gang)管(guan)工業顧問工程師J.P.Calmes那里。


 內部用(yong)高壓(ya)水冷卻的插(cha)入毛管的芯棒在(zai)咬(yao)入第一機架時(shi)由油(you)壓(ya)缸來限制移動(dong),油(you)壓(ya)缸的前進運動(dong)由變(bian)量泵固定(ding)地調節(jie)為某一恒定(ding)速度。


 拔(ba)出(chu)的芯棒送回(hui)原始(shi)位置,噴(pen)水(shui)使之從120~150℃降(jiang)到(dao)外表為50℃的溫度。在這種軋制和冷(leng)卻條件下,軋制一根管子的平均周期(qi)時間(jian)為40秒。


 芯棒外表(biao)面通常采用重油-石墨混合劑進行潤(run)滑(hua),此外空心(xin)毛管內表(biao)面還(huan)要添加潤(run)滑(hua)和隔熱材料(liao)(liao),這(zhe)種(zhong)材料(liao)(liao)是(shi)通過空心(xin)芯棒卡頭(tou)注入毛管的。芯棒表(biao)面要特別保持光(guang)滑(hua),以(yi)至于(yu)隨著軋制道(dao)次的增(zeng)加而更加光(guang)滑(hua)。