三(san)輥行星軋管機(PSW)是(shi)聯邦德國西馬克公司(si)(SMS)獨家生產制(zhi)造經營(ying)的,PSW 是(shi)德文“Planeten-Schragwalzwerk”三(san)字的縮寫(xie),按德文原意是(shi)“行星斜軋機”。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:
三個(ge)錐(zhui)形軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)相(xiang)互間呈120°排列,并繞軋(ya)(ya)(ya)件旋轉(zhuan),使(shi)軋(ya)(ya)(ya)件的(de)斷面積(ji)得到(dao)壓縮如(ru)圖16-1所(suo)示。這(zhe)樣,由三個(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)的(de)表面構成(cheng)一個(ge)錐(zhui)形的(de)成(cheng)形區。由于軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)是傾斜的(de),旋轉(zhuan)運動使(shi)軋(ya)(ya)(ya)件咬入,并通(tong)過成(cheng)形區。軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)由主電(dian)機通(tong)過一套行(xing)星齒(chi)輪系統驅(qu)動如(ru)圖16-2所(suo)示,輥(gun)軸(zhou)可(ke)以繞著(zhu)行(xing)星齒(chi)輪的(de)軸(zhou)線安裝(zhuang),這(zhe)樣可(ke)根(gen)據不同(tong)咬入情況(kuang)調整(zheng)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)的(de)傾斜度。當變換軋(ya)(ya)(ya)制坯料時(shi),用另一個(ge)電(dian)機來防(fang)止(zhi)軋(ya)(ya)(ya)件在軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)調整(zheng)或變形條(tiao)件不同(tong)的(de)情況(kuang)下所(suo)產生(sheng)的(de)微小轉(zhuan)動。
只需(xu)(xu)調(diao)整三個錐形輥(gun)的(de)(de)中心距,就可以任意選擇軋件(jian)的(de)(de)出口尺寸(cun),而不(bu)用修改(gai)孔型(xing)。只有在軋輥(gun)磨損后或(huo)軋制規格有較大的(de)(de)變動時(shi),才(cai)需(xu)(xu)要更換軋輥(gun)。
與其(qi)他斜(xie)軋機相比,除了在(zai)運(yun)動(dong)方(fang)式上不(bu)同,即軋輥繞著軋件(jian)旋轉外(wai),這(zhe)項技術的(de)想法也是很獨(du)特的(de),軋件(jian)與軋輥的(de)軸(zhou)線可以成很大的(de)角度如圖(tu)16-3所示(shi),這(zhe)會產(chan)生以下效果。
1. 材料在變形過程中不發生扭轉,這對于斷面減縮率大,以及軋制(zhi)薄壁管時是很必要的;
2. 可以實現大(da)送(song)進角,如圖16-4所(suo)示,傳統斜(xie)軋機的送(song)進角為6°~12°,而PSW為30°~40°,因而大(da)大(da)提高斜(xie)軋工藝(yi)的變形效率,可以得(de)到(dao)和縱軋同(tong)樣的效果。
新的(de)PSW管材生產(chan)工藝的(de)主要特點就(jiu)是(shi)連(lian)軋(ya)如圖16-5所示(shi),即將延伸工序(xu)(PSW)和精軋(ya)工序(xu)(定徑或張力減徑)結合起(qi)來,形成一套連(lian)續(xu)的(de)操作系統。到目前(qian)為止,在無縫(feng)管生產(chan)中還沒有(you)實現這(zhe)一條(tiao)。也有(you)的(de)稱為“連(lian)軋(ya)管機組”,但實際上僅(jin)在幾個機架間產(chan)生連(lian)軋(ya),而且還要有(you)另外的(de)裝出料及再加熱設備。
用PSW生產管材,匯集了所有傳統延(yan)伸方式(shi)的優點:
1. 壁(bi)厚偏差僅在±5%左右;
2. 對于軋制薄壁和厚壁管都(dou)適用(yong),管子長度可達120m.其(qi)生(sheng)產(chan)工藝(yi)如下:將空心坯送到PSW的入口處,并(bing)插(cha)上芯棒,然后(hou)一同送入PSW成形區,將芯棒位置固定后(hou),空心荒管軋成,可達到很高(gao)的延伸系數。
在PSW的出(chu)口(kou),軋后(hou)的荒(huang)管(guan)自動(dong)脫離開芯(xin)棒(bang),并可(ke)直接進(jin)入定徑(jing)機(ji)或張力減徑(jing)機(ji),軋成(cheng)一定外徑(jing)和壁厚(hou)的成(cheng)品管(guan)。由于PSW不采(cai)用(yong)浮動(dong)芯(xin)棒(bang),并且(qie)延伸(shen)系數可(ke)達很(hen)高,因此它所用(yong)坯料的重理與傳統的軋機(ji)相比(bi),可(ke)增(zeng)加3~4倍。增(zeng)加坯料重量也就意味著顯著提高了機(ji)組的成(cheng)材率。
ESW 廠分別于1914年(nian)、1966年(nian)各安裝一套周期軋(ya)管機(ji)(ji)組(zu),其后于1982年(nian)決(jue)定采用三輥行(xing)星(xing)軋(ya)管機(ji)(ji)對該(gai)廠進行(xing)改(gai)造,改(gai)造分兩(liang)步走(zou),第一階(jie)段是PSW軋(ya)機(ji)(ji)和周期軋(ya)管機(ji)(ji)平(ping)行(xing)生產,待PSW 試軋(ya)成(cheng)功后才拆除周期軋(ya)管機(ji)(ji),將ESW廠改(gai)建(jian)成(cheng)為三輥行(xing)星(xing)軋(ya)制不銹鋼管廠。
PSW的(de)一個重(zhong)要的(de)優(you)點就(jiu)是(shi)料(liao)重(zhong)很(hen)大,如可(ke)將8m長(chang)的(de)空心(xin)坯(pi)軋成(cheng)50m長(chang)的(de)荒管(guan),是(shi)無(wu)縫鋼管(guan)生(sheng)產的(de)世界紀錄。這種情況下(油井管(guan)),成(cheng)材率可(ke)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銹鋼無縫管(guan)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16-6為生產16英(ying)寸(426mm)不銹鋼(gang)管(guan)的PSW的平面圖。
很(hen)顯然,即(ji)使在管長(chang)達120m時,其軋(ya)機結(jie)構仍(reng)很(hen)簡(jian)單、緊湊。對這種規格的(de)(de)機組(zu)來(lai)說,軋(ya)機生產(chan)能力(li)為75000t/a,PSW 將成為至今(jin)仍(reng)使用的(de)(de)自(zi)動軋(ya)管機組(zu)和周期軋(ya)制不銹鋼(gang)管機組(zu)的(de)(de)換代機組(zu)。