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(gang)管廠的ф168mm機組。
從軋鋼(gang)工藝上講三輥連續軋管機(ji)比二輥連續軋管機(ji)有明顯(xian)的(de)優(you)點，但(dan)多了(le)(le)一(yi)(yi)個軋輥使得軋機(ji)結構(gou)有了(le)(le)明顯(xian)的(de)差(cha)異，用什么(me)樣的(de)結構(gou)形式才能滿足新機(ji)型的(de)要(yao)求，使其發揮優(you)勢，實現高效生產，達(da)到理想的(de)效果，一(yi)(yi)直是人們探索的(de)目標，多年來全世界一(yi)(yi)直沒有哪家(jia)企(qi)業開(kai)發采用這項技術。進(jin)入21世紀，天津不(bu)銹鋼(gang)管廠和米爾／因西公司共同成(cheng)功(gong)開(kai)發了(le)(le)Φ168mm PQF限(xian)動芯棒連續軋管機(ji)，于2003年8月在(zai)天津不(bu)銹鋼(gang)管廠建成(cheng)投(tou)產，并(bing)在(zai)當年12月就(jiu)達(da)到了(le)(le)設計產量(liang)。PQF一(yi)(yi)經(jing)問(wen)世，就(jiu)引起了(le)(le)國內外同行的(de)高度重視，現對其工藝、結構(gou)和傳(chuan)動等(deng)特點作一(yi)(yi)簡(jian)要(yao)介(jie)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)構特點
工作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)是由三(san)個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)組成一(yi)體相對獨立的(de)軋(ya)(ya)(ya)制單元。天津(jin)鋼(gang)管(guan)公(gong)司的(de)PQF連(lian)續(xu)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)由6個(ge)(ge)工作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)（包括第(di)1架(jia)(jia)空減機(ji)架(jia)(jia)即VRS)組成。工作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)不(bu)承受軋(ya)(ya)(ya)制力，只(zhi)承受限(xian)動力。工作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)內的(de)三(san)個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)在壓(ya)下機(ji)構和(he)平衡裝(zhuang)(zhuang)置的(de)控制下構成一(yi)個(ge)(ge)孔(kong)型(xing)，并可對孔(kong)型(xing)進(jin)行(xing)調整(zheng)。每個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)（包括軸(zhou)承座）安裝(zhuang)(zhuang)在一(yi)個(ge)(ge)杠(gang)桿(gan)臂(bei)上(shang)，杠(gang)桿(gan)臂(bei)通過銷軸(zhou)安裝(zhuang)(zhuang)在工作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)上(shang)，孔(kong)型(xing)調整(zheng)時杠(gang)桿(gan)以銷軸(zhou)為(wei)支點擺動。每個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)軸(zhou)承座的(de)兩側，工作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)上(shang)都有導(dao)向滑板，用來(lai)保持軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)調整(zheng)時的(de)位置，并承受限(xian)動力。工作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)上(shang)有一(yi)套軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)軸(zhou)承甘油(you)潤滑管(guan)線系(xi)統(tong)和(he)一(yi)套軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)冷卻水(shui)系(xi)統(tong)，由液壓(ya)缸操作(zuo)(zuo)的(de)快(kuai)速接頭(tou)將這兩個(ge)(ge)系(xi)統(tong)連(lian)接到外管(guan)網(wang)上(shang)。PQF機(ji)架(jia)(jia)示意圖參見(jian)圖4-7。
承受(shou)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)力的(de)(de)(de)是隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)，即安(an)裝(zhuang)有(you)液壓壓下缸的(de)(de)(de)高(gao)強度、高(gao)剛(gang)度的(de)(de)(de)焊接結(jie)構框架(jia)(jia)(jia)，它起到了通常軋(ya)(ya)(ya)鋼機(ji)牌坊的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用，這個焊接結(jie)構框架(jia)(jia)(jia)就稱(cheng)之為(wei)“隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)”，其示意圖(tu)參(can)見圖(tu)4-8。PQF連續(xu)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)所有(you)的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)芯(xin)棒(bang)支(zhi)(zhi)撐架(jia)(jia)(jia)都安(an)裝(zhuang)在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)內，它們通過(guo)液壓缸從垂方(fang)向和(he)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)方(fang)向被(bei)固(gu)定在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)內，與(yu)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)相(xiang)吻合。PQF的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)力和(he)限動(dong)力都是由隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)來承受(shou)的(de)(de)(de)。隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)內有(you)用于裝(zhuang)、拆卸工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)芯(xin)棒(bang)支(zhi)(zhi)撐架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)，軌道(dao)(dao)保證換(huan)輥(gun)時工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)芯(xin)棒(bang)支(zhi)(zhi)撐架(jia)(jia)(jia)達到正確的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)。隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)出(chu)(chu)口(kou)有(you)一(yi)個鎖緊(jin)門，用隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)上的(de)(de)(de)液壓缸沿軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線(xian)方(fang)向將(jiang)工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)芯(xin)棒(bang)支(zhi)(zhi)撐架(jia)(jia)(jia)固(gu)定在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)內，換(huan)輥(gun)時鎖緊(jin)門隨工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)架(jia)(jia)(jia)一(yi)起被(bei)移出(chu)(chu)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)到換(huan)輥(gun)位(wei)置(zhi)(zhi)。驅動(dong)每個軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)傳動(dong)軸（共計18根）從各(ge)自(zi)的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)由外面伸入(ru)隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)與(yu)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)連接。PQF軋(ya)(ya)(ya)機(ji)設(she)計非常緊(jin)湊，在隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)上安(an)裝(zhuang)的(de)(de)(de)設(she)備(bei)很密集，其中包括有(you)100個液壓缸、液壓管(guan)、潤滑管(guan)、冷(leng)卻(que)水(shui)管(guan)、沖渣水(shui)管(guan)和(he)各(ge)種(zhong)電器控制(zhi)(zhi)管(guan)線(xian)等輔助設(she)備(bei)，只有(you)通過(guo)統籌合理地(di)安(an)排(pai)才能(neng)安(an)裝(zhuang)恰當(dang)。與(yu)傳統的(de)(de)(de)兩(liang)輥(gun)式連軋(ya)(ya)(ya)機(ji)組交叉排(pai)列(lie)的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)機(ji)架(jia)(jia)(jia)布置(zhi)(zhi)方(fang)式比較，使用圓形隧(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)式的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)牌坊的(de)(de)(de)機(ji)架(jia)(jia)(jia)間距縮短(duan)了，減少了在軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)過(guo)程中因機(ji)架(jia)(jia)(jia)間距大而使軋(ya)(ya)(ya)件運(yun)行不穩定等因素。
三、傳動(dong)系統
PQF每個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)工作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)上(shang)的(de)(de)三(san)個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)互(hu)(hu)成120°,驅動這三(san)個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)傳動系統在(zai)隧(sui)道外也(ye)要分(fen)布在(zai)互(hu)(hu)呈120°的(de)(de)位(wei)置(zhi)上(shang)。同(tong)(tong)一(yi)(yi)(yi)工作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)上(shang)的(de)(de)三(san)個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)轉速(su)(su)和(he)(he)加(jia)速(su)(su)度(du)必須完全(quan)一(yi)(yi)(yi)致，因此，三(san)個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)減速(su)(su)箱的(de)(de)速(su)(su)比必須完全(quan)相同(tong)(tong)，減速(su)(su)箱和(he)(he)傳動軸的(de)(de)轉動慣量(liang)必須基本(ben)一(yi)(yi)(yi)致，電動機(ji)(ji)的(de)(de)特性和(he)(he)控制變形保持一(yi)(yi)(yi)致。相鄰POF連續軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)工作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)之間(jian)布置(zhi)非常緊湊，間(jian)距(ju)很小(xiao)，相鄰的(de)(de)傳動系統的(de)(de)間(jian)距(ju)因此同(tong)(tong)樣(yang)也(ye)很小(xiao)，給設計減速(su)(su)機(ji)(ji)和(he)(he)選擇(ze)電動機(ji)(ji)提出了(le)苛刻的(de)(de)要求。傳動軸是可(ke)伸縮(suo)(suo)的(de)(de)，在(zai)換輥(gun)時(shi)傳動軸回(hui)縮(suo)(suo)脫離和(he)(he)軋(ya)(ya)輥(gun)的(de)(de)連接(jie)，新(xin)工作(zuo)機(ji)(ji)架(jia)換入后(hou)傳動軸伸出并和(he)(he)軋(ya)(ya)輥(gun)連接(jie)，伸縮(suo)(suo)的(de)(de)動作(zuo)由液壓缸來執行。
四(si)、軋輥更換(huan)系統
已經投產的(de)最初兩套PQF連續(xu)軋(ya)管(guan)(guan)機，在設計時三個(ge)互呈120°的(de)傳(chuan)動系統占據了軋(ya)機四周的(de)空間、傳(chuan)統（MPM式(shi)）的(de)換(huan)輥，即從側(ce)向換(huan)輥方(fang)式(shi)已不可能，只有采用從軸向，即軋(ya)制(zhi)線方(fang)向來換(huan)輥。在PQF 連續(xu)軋(ya)管(guan)(guan)機和脫管(guan)(guan)機之間布置一個(ge)換(huan)輥區，這(zhe)個(ge)換(huan)輥區應滿足(zu)以下要(yao)求：
1. 軋(ya)(ya)機(ji)出口到脫管機(ji)的輸送(song)輥(gun)道(dao)在換(huan)輥(gun)時(shi)要(yao)能移開，換(huan)輥(gun)結(jie)束(shu)后(hou)，輸送(song)輥(gun)道(dao)要(yao)及時(shi)復位并可靠地和軋(ya)(ya)制線(xian)對中；
2. 換(huan)輥區要(yao)布置兩列換(huan)輥小車，分別放置待換(huan)人的工(gong)作機架和(he)承(cheng)接從隧道中拉出的需要(yao)換(huan)掉的工(gong)作機架；
3. 每列(lie)換(huan)輥小車由可單(dan)(dan)獨橫移的(de)換(huan)輥單(dan)(dan)元(yuan)組成，其數量與(yu)工作機架和(he)(he)芯棒支撐(cheng)架的(de)數量相一(yi)致(zhi)，兩列(lie)換(huan)輥小車也可整列(lie)橫移，并能和(he)(he)軋制(zhi)線正確對中以(yi)達到整列(lie)更(geng)(geng)換(huan)和(he)(he)個別任意一(yi)架單(dan)(dan)獨更(geng)(geng)換(huan)的(de)目的(de)。
五(wu)、芯棒(bang)的(de)運行方式
限動(dong)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)連續軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)運(yun)(yun)(yun)行(xing)有兩種(zhong)方(fang)式：1. 軋(ya)(ya)(ya)(ya)制結束(shu)時，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)停(ting)止運(yun)(yun)(yun)動(dong)，待荒(huang)管(guan)(guan)(guan)從(cong)(cong)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)中脫(tuo)(tuo)出(chu)后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)快速返回(hui)(hui)，移出(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制線(xian)(xian)，冷卻(que)(que)、潤(run)(run)滑后(hou)(hou)循環使(shi)用(yong)(yong)(yong)，傳統的(de)(de)MPM均采(cai)用(yong)(yong)(yong)此(ci)(ci)種(zhong)運(yun)(yun)(yun)行(xing)方(fang)式；2. 軋(ya)(ya)(ya)(ya)制結束(shu)時，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)停(ting)止運(yun)(yun)(yun)動(dong)，待荒(huang)管(guan)(guan)(guan)由(you)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)從(cong)(cong)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)中脫(tuo)(tuo)出(chu)后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)不是(shi)回(hui)(hui)送，而是(shi)向(xiang)(xiang)前(qian)快速運(yun)(yun)(yun)行(xing)跟(gen)隨荒(huang)管(guan)(guan)(guan)之后(hou)(hou)依次通過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)穿(chuan)過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)后(hou)(hou)，移出(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)線(xian)(xian)再(zai)回(hui)(hui)送、冷卻(que)(que)、潤(run)(run)滑循環使(shi)用(yong)(yong)(yong)，該方(fang)法減少了(le)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)的(de)(de)在線(xian)(xian)待軋(ya)(ya)(ya)(ya)時間，從(cong)(cong)而有效(xiao)地縮短了(le)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制周期，加(jia)快了(le)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制節奏，Φ168mm的(de)(de)PQF機(ji)(ji)組(zu)采(cai)用(yong)(yong)(yong)此(ci)(ci)種(zhong)運(yun)(yun)(yun)行(xing)方(fang)式。兩種(zhong)運(yun)(yun)(yun)行(xing)方(fang)式的(de)(de)主(zhu)要區別是(shi)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)完成后(hou)(hou)，芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)是(shi)與荒(huang)管(guan)(guan)(guan)反向(xiang)(xiang)運(yun)(yun)(yun)行(xing)回(hui)(hui)退(tui)，離開軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)后(hou)(hou)移出(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制線(xian)(xian)冷卻(que)(que)、潤(run)(run)滑、循環使(shi)用(yong)(yong)(yong)；還(huan)是(shi)同向(xiang)(xiang)運(yun)(yun)(yun)行(xing)芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)前(qian)行(xing)離開軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)后(hou)(hou)、穿(chuan)過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)后(hou)(hou)撥出(chu)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制線(xian)(xian)冷卻(que)(que)、潤(run)(run)滑、循環使(shi)用(yong)(yong)(yong)。第二種(zhong)方(fang)法因芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)要通過(guo)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)，在軋(ya)(ya)(ya)(ya)制薄壁管(guan)(guan)(guan)（脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)減徑量大于(yu)等(deng)于(yu)2倍的(de)(de)荒(huang)管(guan)(guan)(guan)壁厚）時要求(qiu)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥必須具備快開快合功能，以免芯(xin)(xin)(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)(bang)撞損脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥。
