周期式軋管機

周期式軋管機（又稱為皮爾格軋機）是具有變斷面圓孔型，毛管一段一段送進，實行周期式軋制的熱軋管機。周期式軋管機多用來生產石油鋼管。新的周期式軋管機每個機架由一台直流電機單獨驅動，或者每個軋輥由一台直流電機直接驅動，並採用快速餵料器和進一步增加軋輥速度的辦法來提高軋機的生產力。

基本介紹

• 中文名：周期式軋管機
• 外文名：rotary forging mill
• 套用：生產石油鋼管
• 學科：冶金工程
• 效果：節約銅材
• 別稱：皮爾格軋機

簡史

1884年曼內斯曼兄弟提出了用周期軋製法生產無縫鋼管的構想，1891年獲得專利。 1892年試驗並成功地軋出了第一根鋼管，但因該周期軋管機未考慮芯棒的復位和機械化運送，仍不能投入工業化生產。 直到1896年解決了機械化運送芯棒，1900年解決了芯棒復位問題之後，於1912年起在歐洲開創了世界上第一使用真正工業化方式生產無縫鋼管的時代。 周期軋管工藝的演變過程 周期軋管機組是世界上第一代無縫鋼管軋管機組。早期的周期軋管機組僅包含穿孔加軋管兩個基本工序。

1936年卡爾梅斯對周期軋管工藝進行了重大改造，即波浪多角形鋼錠+水壓（機械）沖孔+延伸+周期軋制+定徑。但增加了二次再加熱的火次，周期軋管工藝就進入第二代,也就是得到廣泛使用的典型的周期軋管工藝。

工作原理

周期式軋管機軋輥軋槽的深度在整個圓周上由深向淺變化，即兩個軋輥構成的孔型由大向小變化，從而實現管壁軋薄和管材延伸。軋輥旋轉一周時孔型完成一個變化周期。毛管在一個周期內送進一個送進量（m）而後被反向軋回，如此周而復始地完成軋管延伸。軋管過程如圖1所示。位置Ⅰ表示軋制開始前借餵料器向孔型中送進毛管（同芯棒一起，送進一個送進量m），同時繞管軸轉90°。位置Ⅱ為軋槽開始接觸毛管實現咬入毛管。位置Ⅲ為反向軋制送進部分的金屬（m）。位置Ⅳ為最後展軋和研磨管子表面，這在孔型定徑區（研磨區）中進行。從咬入開始到展軋和研磨完畢為一個軋制周期，在這個周期中毛管和芯棒一起向後移動，當軋輥重新轉到位置Ⅰ時又開始新的軋制周期，如此反覆直到整個毛管軋完。

周期式軋管機軋制鋼管的直徑和壁厚較大，最大直徑可達609.6mm，壁厚可達100mm。圖2所示是周期式軋管機軋管的直徑和壁厚範圍同連續軋管機軋管的比較。

周期式軋管機以往多使用鋼錠經壓力穿孔穿成的毛管進行軋制。中國周期式軋管機組已採用連鑄圓坯經二輥斜軋穿孔生產毛管供周期式軋管機軋管。

周期式軋管的變形過程

在變形開始前（圖2a）弧AC的軋輥表面幾乎平行於毛管的母線。當旋轉到某一角度後，軋輥和毛管在C點接觸，C點相當於咬入瞬間（圖2b），這一點的軋輥半徑稱咬入半徑rc，它大於軋輥工作部分的最小半徑ro。在ro和rn（軋輥工作部分最大半徑）之間所有點和毛管的接觸都較C點晚。在ro旋到兩輥中點線之前，靠軋輥表面壓縮毛管壁厚（圖2c），這時的變形過程類似在旋轉擺動錘下的變形。當ro旋轉到中線位置後（圖2d）壁厚的減薄靠連續增大（在rn之內）軋輥半徑來實現，這一階段變形類似於縱軋的變形過程。

當rn旋轉到軋輥中點線，軋制就進入了定徑過程。由於定徑區內軋輥半徑是不變的，從這時不再有大的變形，軋輥主要起定徑和研磨作用，以改善管子的尺寸精度和表面質量。

孔型空軋部分再開始轉到軋輥中心連線處時，又將毛管向軋輥送進一個送進量m，重新實現咬入和重複下一個軋制周期。

周期式軋管機特點

周期軋管機是基於把鋼管軋制中各道次變形分階段集中在同一軋槽中的構想而設計的。 周期式分段軋制工藝，軋輥的旋轉方向與毛管前進方向恰好相反，是不多見的返向軋制工藝。周期式軋管機把所有圓孔型集中在一對軋輥的梨型孔型中，上下軋輥上對稱地刻有變斷面的軋槽（即可變孔型），若把其孔型的橫斷面剖開來看，就是許多連續不斷的圓孔型，就像縱向連軋管機組孔型一樣。

周期式軋管機的軋管孔型接觸金屬時，其管徑逐漸減少，壁厚減薄一次完成。當軋輥旋轉一周時管坯就通過軋槽實現鍛軋、精軋、定徑等工序而成管子。