1937年,Wooster軋機重新進行設計,他就是以其名字命名的斜軋管機,這是一種斜軋管工藝(yi),在芯棒上使空心坯減壁。Assel的軋管機其獨特之處在于使用3個軋輥,而大多數斜軋工藝采用的是2個軋輥的斜軋管機。和自動軋管機相比,Assel軋管機所生產的管子壁厚比較均勻,內表面比較光潔。
1939年9月爆發的第二次世界大戰對軍工生產起到了刺激作用,軍艦、飛機、坦克、槍械和其他軍事項目需要大量的管材。雖然無縫鋼管被視作制造炮管的原材料,但在美國卻忽略了無(wu)縫不銹(xiu)鋼(gang)管的這一用途,其部隊所使用炮管仍由鍛造后的實心體經鏜孔或鉆孔制作。在第二次世界大戰期間,在Henry Timken 領導下顯示了無縫鋼管是制作炮管的上乘材料這一優勢,隨后成立的Timken武器裝備公司采用無縫鋼管生產了數萬支炮管。
Timken 隨后著手將 Canten軋機改造成為采用三(san)輥軋管(guan)工藝原理的軋管機,這項計劃在1952年完成。
1. 三輥(gun)軋管工藝(yi)概述
由于這種(zhong)斜軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)采用3個(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun),因此一般稱之為(wei)三輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji),而歐美各國則習(xi)慣(guan)于稱它為(wei)阿塞(sai)爾軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(Assel Mill).三輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)采用長芯(xin)棒(bang)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan),軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)的中(zhong)間有(you)突棱(有(you)些資(zi)料(liao)也(ye)稱之為(wei)“肩”),高(gao)度為(wei)5.5~16mm,在(zai)軋(ya)(ya)制(zhi)時實現(xian)主(zhu)要的壓(ya)下(xia),并可(ke)以(yi)(yi)實現(xian)較大的壓(ya)下(xia)量。在(zai)長芯(xin)棒(bang)上軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)可(ke)以(yi)(yi)獲得表面光滑的成品管(guan)(guan)(guan)(guan),并且直徑和壁厚準確。
軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)中(zhong)心線傾(qing)斜于軋(ya)(ya)制中(zhong)心線,并傾(qing)斜于通過軋(ya)(ya)制中(zhong)心線和軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)中(zhong)央所形成的(de)(de)(de)平面,當改(gai)變傾(qing)斜角(jiao)時,軋(ya)(ya)制角(jiao)和送進角(jiao)均隨之改(gai)變,軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)(de)直徑根據所軋(ya)(ya)鋼(gang)管的(de)(de)(de)直徑選(xuan)定。在蘇聯國立冶(ye)金工(gong)廠設計院設計的(de)(de)(de)三輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)管機上,軋(ya)(ya)制Φ40~75mm的(de)(de)(de)鋼(gang)管時,選(xuan)擇的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)直徑為240mm;軋(ya)(ya)制Φ76~160mm的(de)(de)(de)鋼(gang)管時,選(xuan)擇的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)直徑為470mm;當延(yan)伸(shen)系數(shu)為1.7~3.3時,軋(ya)(ya)管機允許鋼(gang)管以0.14~0.34m/s前(qian)進速度軋(ya)(ya)制。
三輥軋管(guan)(guan)機主要(yao)用于生(sheng)產(chan)厚壁(bi)的(de)軸承(cheng)管(guan)(guan)和其他壁(bi)厚為5~25mm或壁(bi)厚更大一些的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)。1939年5月,德國(guo)鋼(gang)管(guan)(guan)公(gong)司的(de)技術人員參(can)觀 Wooster 鋼(gang)管(guan)(guan)廠時(shi)(shi),軋管(guan)(guan)工藝參(can)數為:外徑38~76mm,平均壁(bi)厚6.3mm,延伸(shen)系(xi)數2,壁(bi)厚公(gong)差5%,小(xiao)時(shi)(shi)產(chan)量3噸。
三(san)輥軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)上也可(ke)以軋(ya)制(zhi)管(guan)(guan)(guan)(guan)壁較(jiao)薄(2.5mm以下(xia))的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan),如法(fa)國 Vallourec 鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)廠用它軋(ya)制(zhi)φ56x2.4mm,長(chang)11m的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)。當Assel于1954年參觀德國 Hilden 鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)廠時(shi),就(jiu)三(san)輥軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)生產較(jiao)薄壁鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)問題座談時(shi)指出,Vallourec廠是通過(guo)調整軋(ya)輥各段(duan)長(chang)度來實現軋(ya)制(zhi)D/S=24的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)。
2. Transval 軋(ya)機
三(san)(san)輥軋(ya)(ya)(ya)(ya)管機原(yuan)僅用于厚壁(bi)管生產(chan),應(ying)用這種軋(ya)(ya)(ya)(ya)管工藝受(shou)到軋(ya)(ya)(ya)(ya)件(jian)三(san)(san)角(jiao)形(xing)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)限(xian)制,而(er)這一(yi)傾向在(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制薄(bo)(bo)壁(bi)管時尤為(wei)明顯,三(san)(san)角(jiao)形(xing)的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)使軋(ya)(ya)(ya)(ya)件(jian)承受(shou)交替的(de)彎曲應(ying)力,以致產(chan)生裂紋,并在(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)(ya)出端形(xing)成(cheng)(cheng)“尾三(san)(san)角(jiao)”,有(you)時造成(cheng)(cheng)后卡,這種傾向在(zai)(zai)D/S值大(da)時特別嚴重,故在(zai)(zai)經典(dian)的(de)普(pu)通的(de)三(san)(san)輥軋(ya)(ya)(ya)(ya)管機上軋(ya)(ya)(ya)(ya)制管子的(de)D/S值以12為(wei)限(xian),三(san)(san)輥軋(ya)(ya)(ya)(ya)管機60余年的(de)發展就是一(yi)部采取改進措施軋(ya)(ya)(ya)(ya)制薄(bo)(bo)壁(bi)管的(de)發展史。
Mehren 在德(de)國 Düsseldorf 市 Lierenfeld 鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)廠工作時就和該廠的(de)(de)(de)(de)Assel軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)研(yan)究(jiu)(jiu)小組人員一(yi)(yi)起(qi)研(yan)究(jiu)(jiu)制(zhi)(zhi)造了(le)七(qi)臺三(san)(san)(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji),為(wei)(wei)了(le)減(jian)輕三(san)(san)(san)角(jiao)形形成現象,進(jin)一(yi)(yi)步(bu)能(neng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)薄壁管(guan)(guan)(guan)(guan),在Mehren先(xian)生(sheng)指(zhi)導下(xia)進(jin)行試驗,措施是在臨近軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)完成時改變喂入角(jiao)。二戰后(hou)Mehren 先(xian)生(sheng)離(li)德(de)赴法(fa)在Vallourec 公(gong)司(si) Aulnoye 鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)廠繼續進(jin)行上述試驗,直到1952年制(zhi)(zhi)造出機(ji)架可以(yi)回(hui)轉的(de)(de)(de)(de)三(san)(san)(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji),其主要技(ji)術(shu)特(te)征是用液壓傳(chuan)動以(yi)回(hui)轉機(ji)架,但(dan)傳(chuan)動裝(zhuang)置仍置于(yu)輸入側。當時這一(yi)(yi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)被(bei)稱為(wei)(wei)Mehren軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji),Mehren先(xian)生(sheng)辭世后(hou),這種(zhong)三(san)(san)(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)易名為(wei)(wei)Transval軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)。并成為(wei)(wei)Vallourec專利,為(wei)(wei)了(le)同一(yi)(yi)個目的(de)(de)(de)(de)即為(wei)(wei)了(le)軋(ya)(ya)(ya)(ya)薄壁管(guan)(guan)(guan)(guan)后(hou)來又研(yan)究(jiu)(jiu)出了(le)三(san)(san)(san)種(zhong)辦(ban)法(fa)即(1)采(cai)用電(dian)氣或液壓辦(ban)法(fa)快速調整(zheng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun);(2)CAM三(san)(san)(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji);(3)采(cai)用NEL調整(zheng)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)三(san)(san)(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)。采(cai)用這些措施,三(san)(san)(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)所生(sheng)產成品管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)D/S值(zhi)可達(da)35~40,但(dan)有時會產生(sheng)管(guan)(guan)(guan)(guan)子質量劣(lie)化的(de)(de)(de)(de)傾向。
3. Assel 和 Mehren
Assel 和Mehren 分別是經典三輥(gun)(gun)軋管(guan)(guan)機和Transval三輥(gun)(gun)軋管(guan)(guan)機的發(fa)明者。
W.J.Assel是 Timken Steel & Tube 公司(廠)的(de)(de)工程師(shi),1937年他(ta)負責(ze)對(dui)(dui) Wooster 不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)廠的(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)進(jin)行改造,接著又對(dui)(dui)Canton鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)廠的(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)進(jin)行類似的(de)(de)改造,這兩項技術改造的(de)(de)結果就是世界上第(di)一(yi)臺(tai)(tai)和(he)第(di)二臺(tai)(tai)三(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji),Assel軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)誕生,除了三(san)輥(gun)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)專利(li)以(yi)外(wai),他(ta)還(huan)獲得其(qi)他(ta)4項軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)專利(li),其(qi)內容涉及管(guan)(guan)(guan)坯(pi)處理、鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)定徑及軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)工藝改進(jin)等(deng)方(fang)面。
Mehren 是 Düsseldorf 市 Lierenfeld 不銹鋼管廠的工程師,在他的指導下,該廠制造了七臺三輥軋管機,為了將三輥軋管機應用于薄(bo)壁(bi)不銹鋼管生產領域,Mehren 在該不銹鋼管廠進行了試驗研究,其工藝的特點是在臨近軋制完畢時改變喂進角,二戰結束后Mehren 去法國Vallourec 公司 Aulnoye鋼管廠工作,繼續進行上述試驗,在軋制將結束時,采用液壓傳動以回轉機架,當時這種軋機被稱為Mehren 軋機,Mehren辭世后,Vallourec將傳動裝置改設在軋出端,并申請專利,將這種軋機改稱為Transval軋機。