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2  各热轧机组生产工艺过程特点

　　我们通常将毛管的壁厚加工称之为轧管。轧管是钢管成型过程中最重要的一个工序环节。这个环节的主要任务是按照成品钢管的要求将厚壁的毛管减薄至与成品钢管相适应的程度，即它必须考虑到后继定、减径工序时壁厚的变化，这个环节还要提高毛管的内外表面质量和壁厚的均匀度。通过轧管减壁延伸工序后的管子一般称为荒管。轧管减壁方法的基本特点是在毛管内按上刚性芯棒，由外部工具（轧辊或模孔）对毛管壁厚进行压缩减壁。依据变形原理和设备特点的不同，它有许多种生产方法，如表1所示。一般习惯根据轧管机的形式来命名热轧机组。轧管机分单机架和多机架，单机架有自动轧管机、阿塞尔轧机、ACCU-ROLL等，斜轧管机都是单机架的；连轧管机都是多机架的，通常4~8个机架，如MPM、PQF等。目前主要使用连轧（属于纵轧）与斜轧两种轧管工艺。

　　　　　　　　　　　　　　表2-1  轧管减壁的工艺方法

2..2.1  连续轧管机的几种形式

　　连轧管机是在毛管内穿入长芯棒后，经过多机架顺序布置且相临机架辊缝互错（二辊式辊缝互错90°，如图1所示；三辊式辊缝互错60°）的连轧机轧成钢管，它是当今被最广泛应用的纵轧钢管方法。连轧管机轧制过程中，轧件变形实际上是受多组（4~8组）轧辊与芯棒的反复作用从圆到椭圆…椭圆再到圆的过程。

　　连轧管机的发展历史悠久，早在19世纪末就曾尝试在长芯棒上进行轧管，但种种原因，至1950年世界上仅有6台连轧管机。1960年后，随着科学技术的进步和生产的发展，特别是电子计算机技术的飞速发展和应用，使连轧管机在生产工艺和设备上日趋完善，得到了迅速的发展和推广。在浮动芯棒连轧管机的基础上，限动芯棒连轧管机于20世纪60年代中期进行了工艺试验，获得了可喜的成果。1978年世界上第一套限动芯棒连轧管机（MPM）在意大利达尔明钢管厂建成投产，连轧管工艺发展到了一个新的水准。20世纪90年代末又推出了三辊连轧管机（PQF）技术，使连轧管工艺装备跃上了更高的台阶。

　　连轧管机在PQF出现以前，都是两辊式的，即由两个轧辊为一组组成孔型，二辊式的机架既有与地面呈45°交错布置的，也有与地面垂直、水平交错布置的；PQF为三辊式的，即由三个轧辊为一组组成孔型；；MPM与PQF孔型构成见（图2）；连轧管时，孔型顶部的金属由于受到轧辊外压力和芯棒内压力作用而产生轴向延伸，并向圆周横向宽展，而孔型侧壁部分的金属与芯棒不接触，但它被顶部轴向延伸的金属对它附加的拉应力作用而产生轴向延伸，并同时产生轴向拉缩。不论两辊式的还是三辊式的连轧管机，按芯棒的运行方式可分为以下三种形式。

图2-1     MPM轧管工艺过程图示

1-芯棒限动装置  2-芯棒  3-毛管  4-连轧管机  5-脱管机

2.2.1.1    浮动芯棒连轧管机（或全浮动芯棒连轧管机）

　　简称MM（Mandrel Mill）。轧制过程中对芯棒速度不加以控制，芯棒由被辗轧金属的摩擦力带动自由跟随管子通过轧机，芯棒的运行速度是不受控的 轧制过程中芯棒的运行速度随着各机架的咬入、抛钢有波动，从而引起管子壁厚的波动；轧制结束后，芯棒随荒管轧出至连轧机后的输出辊道，在轧制中、薄壁管时芯棒的几乎全长都在荒管内，见图3；带有芯棒的荒管横移至脱棒线，由脱棒机将芯棒从荒管中抽出以便冷却、润滑后循环使用。其特点是轧制节奏快，每分钟可轧4支甚至更多的钢管； 但荒管的壁厚精度稍低、设有脱棒机其工艺流程较长、芯棒的长度接近于管子的长度；适合生产较小规格（外径小于177.8mm）的无缝钢管。比较有代表性的浮动芯棒连轧管机有德国米尔海姆厂的RK2机组和我国宝钢的φ140 mm机组。

　　浮动芯棒连轧管机的工作特点是：由于在轧制时不控制芯棒速度，因此在整个轧制过程中，芯棒速度多次变化。例如，在一台8机架的连轧管机上，当金属进入第一机架时，芯棒在摩擦力的作用下，以接近第一机架的轧制速度运行；当金属进入第二机架时，芯棒速度就要改变，以第一和第二机架轧制速度之间的某个速度运行；当进入第三机架时，则芯棒速度已变为第一、第二和第三机架轧制速度之间的某个速度；依此类推，直至进入第八机架，芯棒速度便经过了8次变化，已1～8机架间的某个速度运行，进入一个相对稳定的轧制阶段。在此阶段，前面机架的轧制速度比芯棒速度慢（称为慢速机架），后面机架的轧制速度比芯棒速度快（称为快速机架

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