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(gong)藝,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(bu)銹鋼管的這一用途,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(san)輥軋管工藝(yi)概述
由于這種斜軋(ya)管機(ji)采用3個軋(ya)輥,因此(ci)一般稱之為三(san)輥軋(ya)管機(ji),而歐美各國則(ze)習慣于稱它為阿(a)塞爾軋(ya)管機(ji)(Assel Mill).三(san)輥軋(ya)管機(ji)采用長芯棒軋(ya)管,軋(ya)輥的(de)中間有(you)突棱(leng)(有(you)些資料也稱之為“肩”),高度為5.5~16mm,在軋(ya)制時實現主要的(de)壓下,并可(ke)以實現較大的(de)壓下量。在長芯棒上軋(ya)管可(ke)以獲(huo)得表(biao)面光(guang)滑(hua)的(de)成品管,并且直徑和(he)壁厚準確(que)。
軋(ya)(ya)輥中心(xin)(xin)線傾(qing)(qing)斜于(yu)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)中心(xin)(xin)線,并傾(qing)(qing)斜于(yu)通(tong)過軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)中心(xin)(xin)線和(he)軋(ya)(ya)輥中央所形(xing)成(cheng)的(de)平面,當改(gai)變傾(qing)(qing)斜角(jiao)時(shi)(shi)(shi),軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)角(jiao)和(he)送進(jin)角(jiao)均隨(sui)之改(gai)變,軋(ya)(ya)輥的(de)直(zhi)徑根據(ju)所軋(ya)(ya)鋼管(guan)的(de)直(zhi)徑選(xuan)定。在(zai)蘇聯國立冶金工廠設計(ji)院設計(ji)的(de)三輥軋(ya)(ya)管(guan)機上,軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)Φ40~75mm的(de)鋼管(guan)時(shi)(shi)(shi),選(xuan)擇的(de)軋(ya)(ya)輥直(zhi)徑為(wei)240mm;軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)Φ76~160mm的(de)鋼管(guan)時(shi)(shi)(shi),選(xuan)擇的(de)軋(ya)(ya)輥直(zhi)徑為(wei)470mm;當延伸系數(shu)為(wei)1.7~3.3時(shi)(shi)(shi),軋(ya)(ya)管(guan)機允許鋼管(guan)以(yi)0.14~0.34m/s前進(jin)速度軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)。
三輥軋管(guan)(guan)機主要用于生(sheng)產厚(hou)壁(bi)的軸承管(guan)(guan)和其(qi)他壁(bi)厚(hou)為5~25mm或壁(bi)厚(hou)更(geng)大一些(xie)的鋼管(guan)(guan)。1939年(nian)5月(yue),德國鋼管(guan)(guan)公司的技術人員參觀 Wooster 鋼管(guan)(guan)廠(chang)時(shi),軋管(guan)(guan)工藝參數為:外徑(jing)38~76mm,平均壁(bi)厚(hou)6.3mm,延伸(shen)系數2,壁(bi)厚(hou)公差(cha)5%,小時(shi)產量3噸。
三輥(gun)軋管(guan)機上也(ye)可以(yi)軋制管(guan)壁較薄(2.5mm以(yi)下)的(de)(de)鋼(gang)管(guan),如(ru)法國 Vallourec 鋼(gang)管(guan)廠用它軋制φ56x2.4mm,長(chang)11m的(de)(de)鋼(gang)管(guan)。當Assel于1954年(nian)參觀德國 Hilden 鋼(gang)管(guan)廠時,就三輥(gun)軋管(guan)機生(sheng)產(chan)較薄壁鋼(gang)管(guan)的(de)(de)問題座談時指(zhi)出,Vallourec廠是通(tong)過調整軋輥(gun)各段(duan)長(chang)度來實現軋制D/S=24的(de)(de)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)。
2. Transval 軋機
三(san)(san)輥(gun)軋(ya)管機(ji)原僅用于厚壁(bi)管生(sheng)產(chan),應用這種(zhong)軋(ya)管工藝受到軋(ya)件(jian)三(san)(san)角形(xing)形(xing)成(cheng)的(de)(de)限制(zhi),而這一傾向(xiang)在(zai)軋(ya)制(zhi)薄壁(bi)管時(shi)尤為明(ming)顯,三(san)(san)角形(xing)的(de)(de)形(xing)成(cheng)使軋(ya)件(jian)承受交替的(de)(de)彎曲(qu)應力,以致產(chan)生(sheng)裂紋,并(bing)在(zai)軋(ya)出端形(xing)成(cheng)“尾(wei)三(san)(san)角”,有時(shi)造成(cheng)后(hou)卡,這種(zhong)傾向(xiang)在(zai)D/S值大時(shi)特別嚴重,故(gu)在(zai)經(jing)典(dian)的(de)(de)普通(tong)的(de)(de)三(san)(san)輥(gun)軋(ya)管機(ji)上軋(ya)制(zhi)管子的(de)(de)D/S值以12為限,三(san)(san)輥(gun)軋(ya)管機(ji)60余年的(de)(de)發展(zhan)就是一部采取改進措(cuo)施軋(ya)制(zhi)薄壁(bi)管的(de)(de)發展(zhan)史。
Mehren 在(zai)(zai)(zai)德國 Düsseldorf 市 Lierenfeld 鋼管廠工作時(shi)(shi)就和該廠的(de)Assel軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)研究小組(zu)人員一起研究制(zhi)造了(le)七臺三(san)(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji),為(wei)了(le)減輕三(san)(san)角(jiao)形形成現象,進一步能軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)薄(bo)壁管,在(zai)(zai)(zai)Mehren先生(sheng)(sheng)(sheng)指(zhi)導下進行(xing)試驗,措(cuo)施是(shi)在(zai)(zai)(zai)臨(lin)近軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)完成時(shi)(shi)改(gai)變喂入(ru)角(jiao)。二戰后Mehren 先生(sheng)(sheng)(sheng)離德赴法(fa)在(zai)(zai)(zai)Vallourec 公(gong)司 Aulnoye 鋼管廠繼續進行(xing)上述(shu)試驗,直到1952年制(zhi)造出機(ji)(ji)架可(ke)以(yi)回(hui)轉的(de)三(san)(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji),其(qi)主要技術特征是(shi)用(yong)液壓傳(chuan)動以(yi)回(hui)轉機(ji)(ji)架,但傳(chuan)動裝置(zhi)(zhi)仍置(zhi)(zhi)于輸入(ru)側。當時(shi)(shi)這一軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)被稱為(wei)Mehren軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji),Mehren先生(sheng)(sheng)(sheng)辭(ci)世后,這種三(san)(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji)易名(ming)為(wei)Transval軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)。并成為(wei)Vallourec專利,為(wei)了(le)同一個(ge)目的(de)即為(wei)了(le)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)薄(bo)壁管后來又研究出了(le)三(san)(san)種辦法(fa)即(1)采(cai)用(yong)電氣或(huo)液壓辦法(fa)快速調(diao)整(zheng)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun);(2)CAM三(san)(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji);(3)采(cai)用(yong)NEL調(diao)整(zheng)系統的(de)三(san)(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji)。采(cai)用(yong)這些(xie)措(cuo)施,三(san)(san)輥(gun)(gun)軋(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)管機(ji)(ji)所(suo)生(sheng)(sheng)(sheng)產成品管的(de)D/S值可(ke)達35~40,但有時(shi)(shi)會產生(sheng)(sheng)(sheng)管子(zi)質量劣(lie)化(hua)的(de)傾向。
3. Assel 和 Mehren
Assel 和Mehren 分別(bie)是(shi)經(jing)典三輥軋管機(ji)和Transval三輥軋管機的發明者。
W.J.Assel是 Timken Steel & Tube 公司(廠(chang))的工(gong)程(cheng)師,1937年(nian)他負責對 Wooster 不銹鋼管(guan)(guan)廠(chang)的軋(ya)管(guan)(guan)機進行(xing)改(gai)造(zao),接著又對Canton鋼管(guan)(guan)廠(chang)的軋(ya)管(guan)(guan)機進行(xing)類似的改(gai)造(zao),這兩(liang)項技術改(gai)造(zao)的結果就是世界上第一臺(tai)和(he)第二臺(tai)三輥軋(ya)管(guan)(guan)機,Assel軋(ya)管(guan)(guan)機誕生,除了三輥軋(ya)管(guan)(guan)機的專(zhuan)利以外,他還獲得其(qi)(qi)他4項軋(ya)管(guan)(guan)專(zhuan)利,其(qi)(qi)內容涉及管(guan)(guan)坯處(chu)理(li)、鋼管(guan)(guan)定徑(jing)及軋(ya)管(guan)(guan)工(gong)藝改(gai)進等方(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壁不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)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。

