三輥行(xing)星軋(ya)管機(ji)(ji)(PSW)是(shi)聯邦德國(guo)西馬克公司(SMS)獨(du)家生產制造經營的,PSW 是(shi)德文“Planeten-Schragwalzwerk”三字(zi)的縮寫,按德文原(yuan)意是(shi)“行(xing)星斜軋(ya)機(ji)(ji)”。1983年,在聯邦德國安裝了一臺軋制荒管的樣板軋機,不久,采用全連續PSW生產不銹(xiu)鋼管材的機組在美國投入運轉,其工作方式如下:
三(san)個(ge)錐形(xing)軋(ya)輥(gun)相互間呈120°排列,并(bing)繞(rao)軋(ya)件旋(xuan)轉,使軋(ya)件的(de)(de)斷面(mian)積得(de)到壓縮如(ru)圖16-1所示。這樣,由三(san)個(ge)軋(ya)輥(gun)的(de)(de)表面(mian)構成(cheng)(cheng)一個(ge)錐形(xing)的(de)(de)成(cheng)(cheng)形(xing)區。由于(yu)軋(ya)輥(gun)是傾斜的(de)(de),旋(xuan)轉運(yun)動(dong)(dong)(dong)使軋(ya)件咬入(ru),并(bing)通過成(cheng)(cheng)形(xing)區。軋(ya)輥(gun)由主電(dian)機通過一套行星齒(chi)輪(lun)系統驅動(dong)(dong)(dong)如(ru)圖16-2所示,輥(gun)軸可以(yi)繞(rao)著行星齒(chi)輪(lun)的(de)(de)軸線安裝,這樣可根(gen)據不(bu)同(tong)咬入(ru)情(qing)況調(diao)整(zheng)軋(ya)輥(gun)的(de)(de)傾斜度(du)。當變換軋(ya)制坯料時,用(yong)另一個(ge)電(dian)機來防止軋(ya)件在軋(ya)輥(gun)調(diao)整(zheng)或變形(xing)條件不(bu)同(tong)的(de)(de)情(qing)況下(xia)所產生的(de)(de)微小轉動(dong)(dong)(dong)。
只需調(diao)整三個錐(zhui)形輥的(de)(de)中心距,就(jiu)可(ke)以任(ren)意選(xuan)擇軋件(jian)的(de)(de)出口尺寸,而不用修(xiu)改(gai)孔型(xing)。只有在軋輥磨損后或軋制(zhi)規(gui)格有較大的(de)(de)變動(dong)時,才(cai)需要(yao)更換軋輥。
與(yu)其他斜軋機相比,除了在運動方式(shi)上(shang)不同,即軋輥(gun)繞(rao)著(zhu)軋件(jian)旋轉(zhuan)外(wai),這(zhe)項技術(shu)的想法也(ye)是很獨特的,軋件(jian)與(yu)軋輥(gun)的軸線(xian)可以成很大的角度如圖16-3所示,這(zhe)會產生以下效(xiao)果(guo)。
1. 材料在(zai)變形過程中(zhong)不發生(sheng)扭轉,這(zhe)對于斷面減(jian)縮(suo)率大,以及軋制薄(bo)壁(bi)管時是很必要的(de);
2. 可以實現大(da)(da)送進(jin)角,如圖16-4所示(shi),傳統(tong)斜(xie)軋(ya)(ya)機的送進(jin)角為6°~12°,而PSW為30°~40°,因而大(da)(da)大(da)(da)提(ti)高(gao)斜(xie)軋(ya)(ya)工藝的變(bian)形效(xiao)率(lv),可以得到和縱(zong)軋(ya)(ya)同樣(yang)的效(xiao)果。
新的PSW管(guan)材生(sheng)產工藝(yi)的主要特點就是連軋如(ru)圖(tu)16-5所(suo)示,即將延伸工序(PSW)和精軋工序(定徑或(huo)張力(li)減徑)結合起(qi)來,形成一(yi)套連續的操作系統。到目(mu)前(qian)為(wei)止,在無縫管(guan)生(sheng)產中(zhong)還(huan)沒有實現這一(yi)條。也有的稱為(wei)“連軋管(guan)機組”,但實際上僅在幾個機架間產生(sheng)連軋,而且還(huan)要有另(ling)外的裝出(chu)料及(ji)再加熱設(she)備(bei)。
用PSW生產管(guan)材,匯集了所有傳(chuan)統延伸方式的優點(dian):
1. 壁厚偏差僅在±5%左(zuo)右;
2. 對于軋(ya)(ya)制薄壁和厚(hou)壁管(guan)都適(shi)用,管(guan)子(zi)長度(du)可(ke)達120m.其生產工藝(yi)如下:將空(kong)心(xin)坯送到PSW的(de)入口處,并插上芯(xin)棒,然后一同送入PSW成形區(qu),將芯(xin)棒位置(zhi)固定后,空(kong)心(xin)荒管(guan)軋(ya)(ya)成,可(ke)達到很(hen)高(gao)的(de)延伸系數。
在PSW的(de)出口,軋后的(de)荒管(guan)自(zi)動(dong)脫離開芯棒,并可(ke)直接進入定徑機(ji)或(huo)張力減徑機(ji),軋成(cheng)(cheng)一(yi)定外徑和壁(bi)厚的(de)成(cheng)(cheng)品管(guan)。由于(yu)PSW不采(cai)用浮動(dong)芯棒,并且(qie)延伸(shen)系數可(ke)達(da)很(hen)高,因此它所用坯料的(de)重理與(yu)傳統的(de)軋機(ji)相比,可(ke)增加(jia)3~4倍。增加(jia)坯料重量也就意味(wei)著(zhu)(zhu)顯著(zhu)(zhu)提高了機(ji)組的(de)成(cheng)(cheng)材率。
ESW 廠(chang)分別于1914年(nian)、1966年(nian)各安裝一(yi)套周(zhou)期軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)組,其后于1982年(nian)決定采(cai)用三(san)輥行星(xing)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)對(dui)該(gai)廠(chang)進(jin)行改造,改造分兩步走,第一(yi)階段是PSW軋(ya)機(ji)(ji)和周(zhou)期軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)平行生產,待PSW 試(shi)軋(ya)成(cheng)功后才拆除(chu)周(zhou)期軋(ya)管(guan)機(ji)(ji),將ESW廠(chang)改建成(cheng)為(wei)三(san)輥行星(xing)軋(ya)制(zhi)不銹鋼管(guan)廠(chang)。
PSW的(de)(de)一個(ge)重(zhong)要的(de)(de)優(you)點就是料重(zhong)很大(da),如可將(jiang)8m長的(de)(de)空心坯軋成50m長的(de)(de)荒管,是無縫鋼管生產的(de)(de)世(shi)界紀(ji)錄。這種情況下(油井管),成材率可達(da)90%~92%。
采用PSW不僅使產品規格變換靈活,而且可生產長管。到目前為止,用其他方法還不可能達到這樣的長度。可生產管子的長度是評價某種不(bu)銹鋼無(wu)縫管機組的重要標志。目前,所生產管子的最大長度主要取決于延伸,一般為15~40m.而采用PSW時,不銹鋼管長度僅取決于穿孔工序。用PSW,管子的延伸系數可達到12,而且管長不受工具(芯棒)的限制。例如,可將10m長的空心管坯軋成120米長的荒管。
圖(tu)16-6為生產16英寸(426mm)不銹鋼管的PSW的平(ping)面圖(tu)。
很顯然,即使在管長(chang)達120m時(shi),其軋機(ji)結構仍很簡單、緊湊。對這(zhe)種規格的(de)機(ji)組(zu)來說,軋機(ji)生產能(neng)力為75000t/a,PSW 將成(cheng)為至今仍使用的(de)自動軋管機(ji)組(zu)和周期軋制不銹鋼管機(ji)組(zu)的(de)換(huan)代機(ji)組(zu)。