1974~1975年蘇聯在李卜克內西不銹鋼管廠和辛那爾不銹鋼管廠各建了一套串列式(又稱半連續式)Φ140mm 自動軋管機組。據稱,這是目前世界上技術水平最高的工藝方案,是對自動軋管機組的重大改革。
李卜克內西不銹鋼管廠的串列式自動軋管車間的設計是由烏克蘭冶金工廠設計院和電鋼城重機廠在全蘇管材科學研究所和全蘇冶金機械科學研究所參加下做出的。車間的設備布置在由四個12m,30m跨和兩個36m跨組成的廠房里。
車間生產不銹鋼管所用原料是直徑100~150mm、長6~12m的熱軋圓管坯。管坯由火車運來后,按直徑、鋼號和熔煉號堆放在管坯倉庫里,管坯堆放的指令均輸人自動控制系統。
管坯由吊車運到剪斷機上料臺架上,在此進行選擇檢查、稱重和剪斷。剪切后的管坯可以直接投入生產,也可以收集存放在倉庫中,需要時才裝爐生產。管坯在環形加熱爐中加熱后由輥道選到定心機。定心后即沿斜算條滾到穿孔機的受料槽中。穿孔機使用水冷頂頭,采用軸向出料方式。
穿孔后的荒管沿輥道送入第一臺單孔型的軋管機中,在短頂頭上軋制,接著進入第二臺單孔型的軋管機進行軋制,如圖14-2和圖14-3所示。在送入第二臺軋管機之前,不銹鋼管要翻轉90°。軋管以后,不銹鋼管經過三輥均整機輾軋,消除穿孔和軋管時造成的壁厚不均。均整以后,不銹鋼管進行張力減徑或定徑。
直徑83~146mm的鋼管由定徑機定徑。在設備布置上考慮在定徑前鋼管可以經過感應加熱爐再加熱。
直徑32~83mm的鋼管由張力減徑機生產。張力減徑以前,鋼管經直通式感應爐加熱。減徑后的鋼管用飛鋸鋸掉前端的增厚部分,并將鋼管切成定尺長度。
不銹鋼管在冷床上冷卻到50~60℃以后,在封閉孔型的斜輥矯直機上進行矯直。
減徑后經飛鋸鋸斷的不銹鋼管,在銑頭機和切管機上進行端面加工,而定徑的不銹鋼管要在切管機上切頭。經過銑頭或切頭以后,鋼管由輥道送到各種檢測裝置,檢查鋼管的壁厚、直徑、內外表面和鋼號,然后送到吹灰裝置處進行吹灰。經檢測裝置判廢的鋼管要在檢查臺上進行檢查并送去修磨。一般用途的光管即可打印、打捆,送入成品倉庫。必要時,不銹鋼管可在單獨布置的水壓試驗機上進行試壓。
油管經過檢查以后便收集在料筐中,成捆地吊到中間倉庫。然后再從中間倉庫吊到精整加工線的上料臺架上。在流水作業線上鋼管先后進行管端定徑、管端淬火回火、熱處理(感應加熱)、車絲、在鋼管一端擰上管接手、水壓試驗、檢查、稱重、測量長度、打印及涂層。然后在不銹鋼管端部套上保護環,用吊車成捆地吊到打捆機上打捆并送往成品倉庫存放。不銹鋼管在中間倉庫和成品倉庫里堆放的指令都輸入自動控制系統。
從中間倉庫將鋼管送去進一步加工以及鋼管交貨都是按照上述指令自動進行的。在油管精整加工線上還考慮增加鋼管外表面涂層的裝置。油管的接手由專門的接手生產線加工,同現有的自動軋管機組相比,這套140mm機組采用了很多新工藝和新設備,其中有:
1. 雙支撐菌式穿孔機 這種帶菌式軋輥的穿孔機由于軋輥直徑沿變形區逐漸增大,與軋件圓周速度相適應,因此可以減小荒管的橫向和縱向壁厚不均;
2. 串列布置的雙機架軋管機 可以避免鋼管在軋制一道后返回軋管機前臺,無需每道換頂頭,軋管機實行機架換輥;
3. 三輥式均整機 這種均整機可以使用大的送進角,輾軋量大,咬入和均整過程平穩,從而提高了效率、減小鋼管的壁厚不均;
4. 張力減徑機 用來生產直徑小于83mm的不銹鋼管,該張減機裝有自動調整機架速度的控制系統,可以減小管端增厚部分的長度;
5. 不銹鋼管在減徑和定徑前在直通式感應爐中再加熱,這樣可以減少氧化鐵皮,改善不銹鋼管外表面質量;
6. 采用了計算機自動控制系統,使車間生產過程自動化。由于采用了上述新工藝設備,該車間的產量和產品質量要比一般的機組高。
據報道,李卜克納西不銹鋼管廠的140串列式自動軋管車間已在1976年9月達到了設計的年產量22萬噸。
這里應該指出,機組中所用的三輥均整機具有一些優點,但根據車里雅賓斯克不銹鋼管廠多年實踐證明,這并不能減少不銹鋼管的橫向壁厚不均,相反,還有可能促使偏心的增加,其原因就是均整機軋輥數目與鋼管上棱線數不是整倍數,因此,作用在鋼管上的力是不對稱的。為了克服上述缺點,該廠提出了一種新的軋管方法,即在自動軋管機上采用多邊形孔型進行軋制,以便使金屬在鋼管圓周上均勻分布,從而得以改善在三輥均整機上的均整過程,如圖14-4所示。據報道,從1977年1月開始,車里雅賓斯克鋼管廠140mm 自動軋管機已使用這種多邊形孔型,所有不銹鋼管都用這種方法軋制。這樣一來,三輥均整機的操作已顯著改善,咬入平穩,鋼管尺寸精度得到提高,即使在軋制薄壁不銹鋼管時也不再出現金屬在孔型底部發生破裂的現象。由于荒管和不銹鋼管不能咬入而引起的設備停工減少,機組的生產率也提高了,同時由于壁厚不均而造成的廢品和二次切頭量也減少。