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銹鋼管的辦法,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(wu)縫不銹鋼管仍然是最適合的。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。
采用浮動芯棒(bang)的(de)(de)(de)(de)連續式軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)軋(ya)制不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)時,軋(ya)制過程的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)穩(wen)定性及這(zhe)(zhe)種(zhong)不(bu)(bu)(bu)穩(wen)定性對管(guan)(guan)子質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)良影響(xiang),以及連續軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)經(jing)濟性問題和(he)采用浮動芯棒(bang)的(de)(de)(de)(de)連續軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)實際生(sheng)產(chan)經(jing)驗(yan),使得Contubind公司認為(wei)有(you)必(bi)要和(he)有(you)可能根據最新的(de)(de)(de)(de)軋(ya)制原(yuan)理,對1889年就已經(jing)在浙江不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)廠家生(sheng)產(chan)車間內應用過的(de)(de)(de)(de)、在多機(ji)(ji)架二輥(gun)式軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)上使用限動芯棒(bang)生(sheng)產(chan)無縫不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)方法重新進行科學實驗(yan),提(ti)出(chu)這(zhe)(zhe)種(zhong)軋(ya)制過程的(de)(de)(de)(de)相應理論,并(bing)通(tong)過大規模實際試驗(yan)證實這(zhe)(zhe)種(zhong)理論。
直(zhi)到1964年(nian),在(zai)(zai)(zai)意(yi)大利(li)Dalmine公(gong)(gong)(gong)司的(de)(de)(de)(de)帶固定芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)(de)連(lian)續式軋(ya)機(ji)(ji)上(shang)進(jin)(jin)行(xing)(xing)了(le)軋(ya)制(zhi)試(shi)驗(yan),后來又在(zai)(zai)(zai)法(fa)國(guo)的(de)(de)(de)(de) Lorraine-Escaut 公(gong)(gong)(gong)司的(de)(de)(de)(de)法(fa)塞爾(er)(er)軋(ya)機(ji)(ji)上(shang)進(jin)(jin)行(xing)(xing)試(shi)驗(yan)。其(qi)(qi)(qi)中(zhong)在(zai)(zai)(zai)Dalmine公(gong)(gong)(gong)司生產出了(le)厚壁管(guan)(guan),而Lorraine-Escaut 公(gong)(gong)(gong)司根(gen)(gen)據 A.Tostivint 的(de)(de)(de)(de)第1322304 號專利(li),在(zai)(zai)(zai)Besse'ger的(de)(de)(de)(de)第二號法(fa)塞爾(er)(er)軋(ya)機(ji)(ji)上(shang)采用限動芯(xin)棒(bang)進(jin)(jin)行(xing)(xing)試(shi)驗(yan),取得了(le)相應的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)。根(gen)(gen)據上(shang)述(shu)情況 Lorraine-Escaut 公(gong)(gong)(gong)司和(he) Contu-bind 公(gong)(gong)(gong)司決定共同發展(zhan)限動芯(xin)棒(bang)的(de)(de)(de)(de)軋(ya)制(zhi)方法(fa)。從1965年(nian)到1967年(nian)間,在(zai)(zai)(zai)Besse'ges的(de)(de)(de)(de)具有40年(nian)歷史的(de)(de)(de)(de)7機(ji)(ji)架法(fa)塞爾(er)(er)軋(ya)機(ji)(ji)(如圖13-9所示的(de)(de)(de)(de))上(shang)進(jin)(jin)行(xing)(xing)了(le)8次(ci)大規模試(shi)驗(yan),每次(ci)試(shi)驗(yan)持(chi)續5~25個班次(ci)。這臺(tai)法(fa)塞爾(er)(er)軋(ya)機(ji)(ji)是(shi)由一(yi)臺(tai)1000kW的(de)(de)(de)(de)交流電動機(ji)(ji)傳動的(de)(de)(de)(de),對(dui)軋(ya)輥軸承(cheng)和(he)軋(ya)輥調整的(de)(de)(de)(de)條件(jian)極其(qi)(qi)(qi)不利(li),但其(qi)(qi)(qi)結(jie)果(guo)卻(que)一(yi)次(ci)試(shi)驗(yan)比一(yi)次(ci)試(shi)驗(yan)好,共計生產了(le)直(zhi)徑為92mm、壁厚為3.5mm和(he)長度為12m的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)子12000根(gen)(gen),其(qi)(qi)(qi)中(zhong)有5450根(gen)(gen)是(shi)在(zai)(zai)(zai)試(shi)驗(yan)末期只用了(le)一(yi)根(gen)(gen)由2343號鋼(gang)(含5%鉻(ge))制(zhi)作的(de)(de)(de)(de)空心水冷(leng)芯(xin)棒(bang)生產的(de)(de)(de)(de),這根(gen)(gen)芯(xin)棒(bang),經過(guo)了(le)鍍(du)鉻(ge)處理(原始鍍(du)層厚度為0.05mm),它(ta)的(de)(de)(de)(de)滑動特性(xing)好。連(lian)續使用這根(gen)(gen)芯(xin)棒(bang)時,雖(sui)然芯(xin)棒(bang)在(zai)(zai)(zai)軋(ya)制(zhi)過(guo)程中(zhong)承(cheng)受著熱負荷(he),但仍然具有原來的(de)(de)(de)(de)滑動性(xing)和(he)剛性(xing)。
軋制(zhi)參數如下:
空心坯(35號鋼) 外徑125mm,壁(bi)厚18mm
管子 外徑92mm,壁厚3.5mm,長(chang)度12m
芯棒 外徑(jing)86/85mm,內徑(jing)40mm
芯棒工作長度(du) 3200mm
管子出口速度 2.2m/s
延長(chang)率 1:6.22
電動機功率 750~1000kW
單位功(gong)率(lv)消耗 14.2~18.3(平均16)kW·h/t
多機(ji)架(jia)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(MPM)軋(ya)(ya)出(chu)來的(de)管(guan)(guan)子(zi)通過二機(ji)架(jia)脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)從芯棒上(shang)拉出(chu)來,并定徑成熱(re)尺寸88mm的(de)不銹鋼管(guan)(guan)。沿管(guan)(guan)子(zi)長度(du)的(de)平均(jun)終軋(ya)(ya)溫度(du)波動于920~980℃之(zhi)間。看來,具有這種溫度(du)的(de)管(guan)(guan)子(zi)不必經過中間加熱(re)就可直接在(zai)張力減(jian)徑機(ji)上(shang)減(jian)徑成3/8英(ying)寸的(de)煤氣管(guan)(guan)。由測量4點(dian)的(de)壁厚數據算出(chu)的(de)平均(jun)壁厚值。
MPM軋(ya)(ya)(ya)(ya)機軋(ya)(ya)(ya)(ya)出來的管(guan)(guan)(guan)子(zi)(zi)內表面非(fei)常(chang)光滑,它可以與冷拔管(guan)(guan)(guan)相比。連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機和自動(dong)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機所(suo)(suo)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)的樣品管(guan)(guan)(guan)與MPM軋(ya)(ya)(ya)(ya)機所(suo)(suo)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)的管(guan)(guan)(guan)子(zi)(zi)進(jin)行比較(jiao)時(shi),德國專業人員毫不含糊地認為 Besse'ges的MPM軋(ya)(ya)(ya)(ya)機所(suo)(suo)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)的管(guan)(guan)(guan)子(zi)(zi)最好。
1967年11月,浙江不銹鋼管(guan)廠家的MPM試驗軋(ya)機拆除了(le),但(dan)其試驗過程都攝制成了(le)電影(ying),這些影(ying)片保存(cun)在瑞士洛桑鋼管(guan)工業顧問(wen)工程師(shi)J.P.Calmes那(nei)里(li)。
內部用(yong)高壓水(shui)冷卻的插(cha)入毛(mao)管的芯棒在咬入第一機架時由油壓缸來限制移動(dong),油壓缸的前進運動(dong)由變量泵固定地調節為(wei)某一恒定速(su)度。
拔出(chu)的芯(xin)棒送(song)回原始位(wei)置,噴水使之從(cong)120~150℃降到外表為50℃的溫度(du)。在這(zhe)種(zhong)軋制(zhi)和冷卻(que)條件下,軋制(zhi)一(yi)根管子的平均周(zhou)期時間(jian)為40秒。
芯棒外表(biao)面通(tong)常(chang)采用重油-石墨(mo)混合劑進(jin)行潤滑,此外空心毛(mao)管內表(biao)面還要(yao)添(tian)加潤滑和隔熱材料,這種材料是通(tong)過(guo)空心芯棒卡頭注入毛(mao)管的。芯棒表(biao)面要(yao)特別保持(chi)光滑,以至于隨著軋制道(dao)次(ci)的增加而更加光滑。