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三辊行星轧机生产不锈钢无缝管工艺流程

来源:至德钢业 日期:2021-11-17 10:23:58 人气:2083

  三辊行星轧管机(PSW)是联邦德国西马克公司(SMS)独家生产制造经营的,PSW 是德文“Planeten-Schragwalzwerk”三字的缩写,按德文原意是“行星斜轧机”。1983年,在联邦德国安装了一台轧制荒管的样板轧机,不久,采用全连续PSW生产不锈钢无缝管的机组在美国投入运转,其工作方式如下:


图 16-1.jpg


  三个锥形轧辊相互间呈120°排列,并绕轧件旋转,使轧件的断面积得到压缩如图16-1所示。这样,由三个轧辊的表面构成一个锥形的成形区。由于轧辊是倾斜的,旋转运动使轧件咬入,并通过成形区。轧辊由主电机通过一套行星齿轮系统驱动如图16-2所示,辊轴可以绕着行星齿轮的轴线安装,这样可根据不同咬入情况调整轧辊的倾斜度。当变换轧制坯料时,用另一个电机来防止轧件在轧辊调整或变形条件不同的情况下所产生的微小转动。


图 16-2.jpg


只需调整三个锥形辊的中心距,就可以任意选择轧件的出口尺寸,而不用修改孔型。只有在轧辊磨损后或轧制规格有较大的变动时,才需要更换轧辊。


与其他斜轧机相比,除了在运动方式上不同,即轧辊绕着轧件旋转外,这项技术的想法也是很独特的,轧件与轧辊的轴线可以成很大的角度如图16-3所示,这会产生以下效果。


图 16-3.jpg


1. 材料在变形过程中不发生扭转,这对于断面减缩率大,以及轧制薄壁管时是很必要的;


2. 可以实现大送进角,如图16-4所示,传统斜轧机的送进角为6°~12°,而PSW为30°~40°,因而大大提高斜轧工艺的变形效率,可以得到和纵轧同样的效果。


图 16-4.jpg


  新的PSW管材生产工艺的主要特点就是连轧如图16-5所示,即将延伸工序(PSW)和精轧工序(定径或张力减径)结合起来,形成一套连续的操作系统。到目前为止,在不锈钢无缝管生产中还没有实现这一条。也有的称为“连轧管机组”,但实际上仅在几个机架间产生连轧,而且还要有另外的装出料及再加热设备。


图 16-5.jpg


用PSW生产管材,汇集了所有传统延伸方式的优点:


1. 壁厚偏差仅在±5%左右;


2. 对于轧制薄壁和厚壁管都适用,管子长度可达120m.其生产工艺如下:将空心坯送到PSW的入口处,并插上芯棒,然后一同送人PSW成形区,将芯棒位置固定后,空心荒管轧成,可达到很高的延伸系数。


 在PSW的出口,轧后的荒管自动脱离开芯棒,并可直接进入定径机或张力减径机,轧成一定外径和壁厚的成品管。由于PSW不采用浮动芯棒,并且延伸系数可达很高,因此它所用坯料的重理与传统的轧机相比,可增加3~4倍。增加坯料重量也就意味着显著提高了机组的成材率。


ESW 厂分别于1914年、1966年各安装一套周期轧管机组,其后于1982年决定采用三辊行星轧管机对该厂进行改造,改造分两步走,第一阶段是PSW轧机和周期轧管机平行生产,待PSW 试轧成功后才拆除周期轧管机,将ESW厂改建成为三辊行星轧管厂。


 PSW的一个重要的优点就是料重很大,如可将8m长的空心坯轧成50m长的荒管,是无缝钢管生产的世界纪录。这种情况下(油井管),成材率可达90%~92%。


 采用PSW不仅使产品规格变换灵活,而且可生产长管。到目前为止,用其他方法还不可能达到这样的长度。可生产管子的长度是评价某种不锈钢无缝管机组的重要标志。目前,所生产管子的最大长度主要取决于延伸,一般为15~40m.而采用PSW时,管子长度仅取决于穿孔工序。用PSW,管子的延伸系数可达到12,而且管长不受工具(芯棒)的限制。例如,可将10m长的空心管坯轧成120米长的荒管。


 图16-6为生产16英寸(426mm)管子的PSW的平面图。


图 16-6.jpg


很显然,即使在管长达120m时,其轧机结构仍很简单、紧凑。对这种规格的机组来说,轧机生产能力为75000t/a,PSW 将成为至今仍使用的自动轧管机组和周期轧制不锈钢无缝管机组的换代机组。



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