三輥限動芯棒連續軋管機PQF(Premium Quality Finishing)是意大利 INNSE公司為克服二輥連續軋管機的固有局限性而研制開發的。如圖4-6所示，PQF軋管機由4~7架三輥可調式機架組成，采用限動芯棒方式操作，其中ф168mm PQF機組由于采用了獨特的芯棒運行方式，使其軋制節奏達到24s/支。代表性機組為我國天津不銹鋼管廠的ф168mm機組。
從(cong)軋(ya)鋼工藝(yi)上講(jiang)三輥連續(xu)軋(ya)管(guan)機比二輥連續(xu)軋(ya)管(guan)機有(you)(you)明(ming)(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)優點，但多(duo)了(le)(le)一(yi)(yi)(yi)個軋(ya)輥使(shi)得軋(ya)機結(jie)構有(you)(you)了(le)(le)明(ming)(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)差異(yi)，用什么(me)樣的(de)(de)(de)(de)結(jie)構形式才能滿足新機型(xing)的(de)(de)(de)(de)要求，使(shi)其發揮(hui)優勢(shi)，實現高(gao)效生產，達(da)到(dao)理想的(de)(de)(de)(de)效果，一(yi)(yi)(yi)直是人們探索的(de)(de)(de)(de)目(mu)標(biao)，多(duo)年來全世(shi)界一(yi)(yi)(yi)直沒有(you)(you)哪家(jia)企業(ye)開(kai)發采用這項技術。進入21世(shi)紀，天津不(bu)銹鋼管(guan)廠和(he)米爾(er)／因西公(gong)司共同成(cheng)功開(kai)發了(le)(le)Φ168mm PQF限動芯棒(bang)連續(xu)軋(ya)管(guan)機，于2003年8月在天津不(bu)銹鋼管(guan)廠建成(cheng)投產，并在當年12月就達(da)到(dao)了(le)(le)設計產量。PQF一(yi)(yi)(yi)經問世(shi)，就引起了(le)(le)國內外同行(xing)的(de)(de)(de)(de)高(gao)度重(zhong)視，現對其工藝(yi)、結(jie)構和(he)傳(chuan)動等特點作一(yi)(yi)(yi)簡要介紹。
一、工藝特點
三輥連續軋管機簡稱PQF,是由因西公司開發推出的。軋管時芯棒是限動的、速度是可控的，芯棒的速度應高于第一架的咬入速度，屬于限動芯棒連續軋管機，每個機架由三個軋輥組成孔型，采用三輥設計的孔型比傳統的兩輥設計的孔型圓度好，且孔型的半徑差小，有利于軋件的均勻變形，也使軋輥的磨損均勻。軋槽底部和軋槽頂部之間的圓周速度差較小，從而能在穩定的條件下使軋制的金屬變形更加均勻，使所軋制的荒管徑壁比達到45以上。凸緣面積（不與軋輥或芯棒接觸的管子面積，也就是輥縫處壁厚／外徑的凸起面積，見圖4-2)有所減小，即流向凸緣的金屬量減少了，這一優點在軋制不受外端及其他機架約束的鋼管尾端時尤為重要。事實上鋼管尾端在三輥式軋管機上軋制時受控是由于凸緣面積較小（比二輥式的小30%左右）以及軋槽底部與軋槽頂部間的圓周速度差較小的緣故，因此可以避免或大大減少管端折疊和飛翅的形成。由于圓周壓應力較高，從而能在軋制時使輥縫處產生的縱向拉應力的危險性大大降低。孔型中芯棒的穩定性較高，PQF機組可以生產高強度（P110以上）特殊鋼級油井用管、高壓鍋爐管及13Cr、304L等不銹(xiu)鋼管。POF最大的優勢是，由于三輥孔型的半徑差小于兩輥，軋件變形更加均勻、平穩，使產品的壁厚精度和表面質量高于MPM,軋制的荒管直徑越大，優勢越明顯。
二、結(jie)構(gou)特點
工(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)是由三個(ge)(ge)(ge)(ge)軋(ya)輥(gun)組(zu)成一(yi)體(ti)相(xiang)對(dui)獨立的軋(ya)制單元(yuan)。天津鋼管公司的PQF連(lian)續(xu)軋(ya)管機(ji)(ji)(ji)由6個(ge)(ge)(ge)(ge)工(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)（包括第1架(jia)(jia)(jia)空減機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)即VRS)組(zu)成。工(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)不承(cheng)(cheng)(cheng)受(shou)軋(ya)制力(li)，只承(cheng)(cheng)(cheng)受(shou)限(xian)動力(li)。工(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)內的三個(ge)(ge)(ge)(ge)軋(ya)輥(gun)在壓下機(ji)(ji)(ji)構和平衡裝置的控制下構成一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)孔型，并可(ke)對(dui)孔型進行(xing)調(diao)整(zheng)。每個(ge)(ge)(ge)(ge)軋(ya)輥(gun)（包括軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)座）安(an)裝在一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)杠(gang)桿臂上，杠(gang)桿臂通過銷(xiao)軸(zhou)(zhou)安(an)裝在工(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)上，孔型調(diao)整(zheng)時杠(gang)桿以銷(xiao)軸(zhou)(zhou)為(wei)支點擺動。每個(ge)(ge)(ge)(ge)軋(ya)輥(gun)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)座的兩(liang)(liang)側，工(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)上都(dou)有導向(xiang)滑板，用來保(bao)持(chi)軋(ya)輥(gun)調(diao)整(zheng)時的位置，并承(cheng)(cheng)(cheng)受(shou)限(xian)動力(li)。工(gong)作(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)上有一(yi)套(tao)軋(ya)輥(gun)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)甘油潤滑管線(xian)系統和一(yi)套(tao)軋(ya)輥(gun)冷卻水系統，由液壓缸操作(zuo)的快速接(jie)頭將這兩(liang)(liang)個(ge)(ge)(ge)(ge)系統連(lian)接(jie)到(dao)外管網上。PQF機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)示意(yi)圖參見圖4-7。
承(cheng)受軋(ya)制(zhi)力的(de)(de)(de)(de)(de)是隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)，即(ji)安(an)(an)裝有(you)(you)液(ye)壓(ya)壓(ya)下缸(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)高強度(du)、高剛(gang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)焊接(jie)結構框(kuang)(kuang)架(jia)，它起到了(le)(le)通(tong)常軋(ya)鋼機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)牌坊的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用，這個焊接(jie)結構框(kuang)(kuang)架(jia)就稱(cheng)之為“隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)”，其示意圖(tu)(tu)參見圖(tu)(tu)4-8。PQF連續(xu)軋(ya)管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)所有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)和芯棒支撐(cheng)架(jia)都安(an)(an)裝在(zai)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)內(nei)，它們(men)通(tong)過(guo)液(ye)壓(ya)缸(gang)從(cong)(cong)垂方向(xiang)和軋(ya)制(zhi)線(xian)方向(xiang)被固定在(zai)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)內(nei)，與軋(ya)制(zhi)線(xian)相吻合。PQF的(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)制(zhi)力和限動(dong)力都是由(you)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)來承(cheng)受的(de)(de)(de)(de)(de)。隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)內(nei)有(you)(you)用于裝、拆卸工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)和芯棒支撐(cheng)架(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)，軌道(dao)(dao)(dao)保(bao)證(zheng)換(huan)輥(gun)(gun)時工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)和芯棒支撐(cheng)架(jia)達到正確的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)。隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)出口有(you)(you)一個鎖緊門，用隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)上的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)壓(ya)缸(gang)沿軋(ya)制(zhi)線(xian)方向(xiang)將工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)和芯棒支撐(cheng)架(jia)固定在(zai)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)內(nei)，換(huan)輥(gun)(gun)時鎖緊門隨(sui)工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)一起被移出隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)到換(huan)輥(gun)(gun)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)。驅動(dong)每個軋(ya)輥(gun)(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)傳動(dong)軸(zhou)（共(gong)計18根）從(cong)(cong)各自的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置(zhi)由(you)外面伸入隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)與軋(ya)輥(gun)(gun)連接(jie)。PQF軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)設計非常緊湊，在(zai)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)上安(an)(an)裝的(de)(de)(de)(de)(de)設備很(hen)密集，其中(zhong)(zhong)包括有(you)(you)100個液(ye)壓(ya)缸(gang)、液(ye)壓(ya)管(guan)、潤(run)滑(hua)管(guan)、冷(leng)卻(que)水管(guan)、沖渣水管(guan)和各種(zhong)電(dian)器(qi)控制(zhi)管(guan)線(xian)等輔(fu)助設備，只有(you)(you)通(tong)過(guo)統(tong)籌合理地安(an)(an)排才能(neng)安(an)(an)裝恰當。與傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)兩輥(gun)(gun)式(shi)(shi)連軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組交叉排列的(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)布置(zhi)方式(shi)(shi)比較，使(shi)用圓形隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)式(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)軋(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)牌坊的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)間(jian)距(ju)縮短了(le)(le)，減少了(le)(le)在(zai)軋(ya)制(zhi)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)因機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)間(jian)距(ju)大而使(shi)軋(ya)件運行不(bu)穩定等因素。
三、傳動系統
PQF每個(ge)(ge)工(gong)作(zuo)機(ji)架上(shang)(shang)的(de)(de)(de)三(san)(san)個(ge)(ge)軋輥(gun)互(hu)成120°,驅動這三(san)(san)個(ge)(ge)軋輥(gun)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)動系統(tong)(tong)在(zai)隧道外也(ye)要(yao)分布(bu)在(zai)互(hu)呈(cheng)120°的(de)(de)(de)位置上(shang)(shang)。同(tong)一(yi)工(gong)作(zuo)機(ji)架上(shang)(shang)的(de)(de)(de)三(san)(san)個(ge)(ge)軋輥(gun)的(de)(de)(de)轉速和(he)加速度必須完全(quan)一(yi)致，因此，三(san)(san)個(ge)(ge)減(jian)(jian)速箱的(de)(de)(de)速比必須完全(quan)相同(tong)，減(jian)(jian)速箱和(he)傳(chuan)(chuan)動軸(zhou)的(de)(de)(de)轉動慣(guan)量(liang)必須基本(ben)一(yi)致，電動機(ji)的(de)(de)(de)特性(xing)和(he)控制(zhi)變形保持(chi)一(yi)致。相鄰(lin)POF連續軋管機(ji)工(gong)作(zuo)機(ji)架之間布(bu)置非常緊(jin)湊，間距很小，相鄰(lin)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)動系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)間距因此同(tong)樣(yang)也(ye)很小，給設計減(jian)(jian)速機(ji)和(he)選擇電動機(ji)提出了苛刻的(de)(de)(de)要(yao)求。傳(chuan)(chuan)動軸(zhou)是(shi)可伸(shen)(shen)縮(suo)(suo)的(de)(de)(de)，在(zai)換輥(gun)時傳(chuan)(chuan)動軸(zhou)回縮(suo)(suo)脫離和(he)軋輥(gun)的(de)(de)(de)連接(jie)，新工(gong)作(zuo)機(ji)架換入后傳(chuan)(chuan)動軸(zhou)伸(shen)(shen)出并(bing)和(he)軋輥(gun)連接(jie)，伸(shen)(shen)縮(suo)(suo)的(de)(de)(de)動作(zuo)由(you)液壓缸來執行(xing)。
四、軋輥(gun)更(geng)換系統
已經投(tou)產的(de)(de)最初兩(liang)套PQF連續(xu)軋(ya)(ya)管機，在設計時三個互呈120°的(de)(de)傳動系統占據了軋(ya)(ya)機四(si)周的(de)(de)空間、傳統（MPM式(shi)）的(de)(de)換(huan)輥(gun)，即(ji)從側向換(huan)輥(gun)方式(shi)已不可能(neng)，只有采用從軸向，即(ji)軋(ya)(ya)制線方向來換(huan)輥(gun)。在PQF 連續(xu)軋(ya)(ya)管機和脫(tuo)管機之間布置一個換(huan)輥(gun)區，這個換(huan)輥(gun)區應滿足(zu)以下要求：
1. 軋(ya)(ya)機出口到(dao)脫管機的輸送(song)輥(gun)(gun)(gun)道在換(huan)輥(gun)(gun)(gun)時(shi)要(yao)能移開(kai)，換(huan)輥(gun)(gun)(gun)結束后，輸送(song)輥(gun)(gun)(gun)道要(yao)及時(shi)復位并可(ke)靠地和(he)軋(ya)(ya)制線(xian)對中；
2. 換輥(gun)區要布(bu)置(zhi)兩列換輥(gun)小車，分別放置(zhi)待(dai)換人的工作機架和承(cheng)接從(cong)隧道中拉出的需要換掉的工作機架；
3. 每列(lie)(lie)換(huan)輥(gun)小車由可(ke)單(dan)(dan)獨橫移的(de)換(huan)輥(gun)單(dan)(dan)元(yuan)組成，其數量與工(gong)作機(ji)架(jia)(jia)和(he)芯棒支(zhi)撐架(jia)(jia)的(de)數量相一(yi)致(zhi)，兩(liang)列(lie)(lie)換(huan)輥(gun)小車也可(ke)整列(lie)(lie)橫移，并能和(he)軋制(zhi)線正確對(dui)中以達到整列(lie)(lie)更換(huan)和(he)個別任意一(yi)架(jia)(jia)單(dan)(dan)獨更換(huan)的(de)目的(de)。
五、芯棒的運行方(fang)式
限動(dong)(dong)芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)連續軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)運(yun)(yun)(yun)行(xing)有兩種方(fang)式(shi)(shi)：1. 軋(ya)(ya)制(zhi)結(jie)束時(shi)(shi)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)停止(zhi)(zhi)運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)，待(dai)荒(huang)管(guan)(guan)從芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)中(zhong)脫(tuo)出后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)快(kuai)速返回(hui)，移(yi)出軋(ya)(ya)制(zhi)線，冷(leng)卻(que)、潤滑后(hou)(hou)循環(huan)使用(yong)，傳統的(de)MPM均采用(yong)此(ci)種運(yun)(yun)(yun)行(xing)方(fang)式(shi)(shi)；2. 軋(ya)(ya)制(zhi)結(jie)束時(shi)(shi)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)停止(zhi)(zhi)運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)，待(dai)荒(huang)管(guan)(guan)由脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)從芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)中(zhong)脫(tuo)出后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)不是回(hui)送，而是向前快(kuai)速運(yun)(yun)(yun)行(xing)跟隨荒(huang)管(guan)(guan)之(zhi)后(hou)(hou)依次通過脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)穿過脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)，移(yi)出軋(ya)(ya)線再回(hui)送、冷(leng)卻(que)、潤滑循環(huan)使用(yong)，該方(fang)法減少了芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)在線待(dai)軋(ya)(ya)時(shi)(shi)間，從而有效地縮短了軋(ya)(ya)制(zhi)周(zhou)期，加快(kuai)了軋(ya)(ya)制(zhi)節奏，Φ168mm的(de)PQF機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)采用(yong)此(ci)種運(yun)(yun)(yun)行(xing)方(fang)式(shi)(shi)。兩種運(yun)(yun)(yun)行(xing)方(fang)式(shi)(shi)的(de)主(zhu)要區別(bie)是脫(tuo)管(guan)(guan)完成(cheng)后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)是與荒(huang)管(guan)(guan)反向運(yun)(yun)(yun)行(xing)回(hui)退，離開(kai)軋(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)移(yi)出軋(ya)(ya)制(zhi)線冷(leng)卻(que)、潤滑、循環(huan)使用(yong)；還是同向運(yun)(yun)(yun)行(xing)芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)前行(xing)離開(kai)軋(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)、穿過脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)撥(bo)出軋(ya)(ya)制(zhi)線冷(leng)卻(que)、潤滑、循環(huan)使用(yong)。第二(er)種方(fang)法因芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)要通過脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，在軋(ya)(ya)制(zhi)薄(bo)壁管(guan)(guan)（脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)減徑量大于等于2倍的(de)荒(huang)管(guan)(guan)壁厚）時(shi)(shi)要求脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)輥(gun)必(bi)須具備快(kuai)開(kai)快(kuai)合功能，以免(mian)芯(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)(bang)撞損脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)輥(gun)。
