尾三角形成的根本原因在于三輥斜軋所固有的擴徑傾向。當鋼管軋制到尾部時,由于在軋輥入口側(cè)沒有足夠的變形材料,毛管的縱向拉應(yīng)力降低,使得尾部毛管的切向變形的傾向增大,增大了的切向變形導(dǎo)致縱向變形愈來愈少。如果軋輥和芯棒之間切向出口速度大于后面軋輥的咬入速度必將在軋輥之間出現(xiàn)材料堵塞,形成尾三角,引起縱向送進的停止。為了解決尾三角問題人們著重從管尾的預(yù)減徑預(yù)減壁開始,直到后來的軋輥快開技術(shù)的應(yīng)用。解決尾三角的工藝發(fā)展過程經(jīng)歷了以下過程。


1. NEL無尾損失


  在早期,抑制尾三角的方法并不是軋輥快開技術(shù),軋輥快開技術(shù)只是后期的產(chǎn)物。NEL無尾損失是早期的典型的代表,這種裝置是由裝在軋機入口側(cè)的3~4個輥子組成,他主要是對尾部鋼管進行預(yù)減徑和減壁(減徑和減壁與荒管的D/S比有關(guān))這樣可以消除或減少尾部擴徑引起的動力,從而實現(xiàn)抑制尾三角的目的。


  這種方式的主要弊端是調(diào)整困難,對每一種規(guī)格都要根據(jù)經(jīng)驗進行NEL輥子的壓下量調(diào)整。在工作過程中不能考慮到軋件的軸向運行速度,使得毛管的軸向速度加大之后預(yù)減作用不明顯,從而導(dǎo)致他的使用性差。曾對NEL進行過大量軋制試驗,結(jié)果表明:


    a. 軋制中等壁厚的荒管時,若荒管外徑小于毛管外徑5mm時,NEL是可行的,荒管尾部凸起部分不必切除就可進行定減徑;NEL的適用范圍為D/S不大于21和S不小于5.5mm,低于上述范圍應(yīng)用“快打開”。由此看來,尾部損失減小到50mm以內(nèi)是可能的;


    b. 軋制薄壁管時,因NEL的軋輥是被動的,它在軋制時與主機軋制形成扭轉(zhuǎn)力矩,使從NEL軋出的壁厚過薄部分出現(xiàn)扭曲,造成延伸后尾部不規(guī)整,通過性差?,F(xiàn)有NEL裝置的軋輥支撐連桿剮度較小,孔喉尺寸彈跳大,影響其作用的正常發(fā)揮。因此,NEL的使用沒有得到推廣。


 2. 調(diào)整送進角消除尾三角


  從三輥變形機理進行分析以及大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明,減小軋輥的送進角度會明顯的減小尾三角的長度直至不影響鋼管的正常軋制。20世紀80年代的特朗斯瓦爾軋機正是從這個角度出發(fā),采用旋轉(zhuǎn)牌坊變動送進角的方式抑制尾三角的出現(xiàn),見圖6-47,但是隨著送進角的減小必將導(dǎo)致軋制效率的降低和荒管縱向壁厚的不均,最終的切尾量也是居高不下。另外這種方式還要設(shè)定速度函數(shù)和鋼管長度函數(shù),合理控制比較困難。


圖 47.jpg


 3. 軋輥快開技術(shù)


  20世紀90年代引進φ170mm機組之后,解決尾三角問題的真正意義上的軋輥快開技術(shù)才在我國得以應(yīng)用。它的基本原理是鋼管軋制到尾部時軋輥提前打開,喉徑放大,將鋼管的減徑量減小,在機構(gòu)上它通過一個套在軋輥平衡缸中的柱塞式油缸來實現(xiàn)快開功能。見圖6-48。柱塞式油缸與強大壓力的平衡缸配合使用,無疑會提高該快開機構(gòu)的反應(yīng)速度。經(jīng)過多次現(xiàn)場測試,這種快開方式反應(yīng)靈敏,快開時間能夠保持在0.1s之內(nèi),基本能滿足軋制薄壁管的速度要求??扉_之后的管尾經(jīng)張力減徑、矯直工序的軋制,切尾量較小,能夠控制在100mm之內(nèi),有效提高了金屬的收得率。由于其在軋輥的入口出口分別設(shè)置快開油缸使得該快開機構(gòu)在工作過程中對碾軋角沒有影響,控制比較簡單,但是由于其所在的軋機換輥以及軋輥送進角調(diào)整比較麻煩,最終導(dǎo)致新型三輥軋管機的出現(xiàn),即機架在線打開換輥式三輥軋管機。隨之而來的是快開結(jié)構(gòu)形式的變化。它的快開機構(gòu)如圖6-48所示。


圖 48.jpg



4. 新型的軋輥快開裝置


  新型液壓差動式軋輥快開技術(shù)的出現(xiàn),在一定程度上提高了快開動作的實施時間,補償了因快開之后碾軋角增大帶來的缺陷。它的基本機械結(jié)構(gòu)是在3個柱塞缸上實施液壓差動技術(shù),提高缸徑的動作速度以達到減少快開時間。目前這種機構(gòu)已經(jīng)在某鋼管廠的Assel軋管機上得到應(yīng)用,效果非常良好。