自動軋管機由瑞士人斯蒂芬爾（R.C.Stiefel)于1903年發明，1906年建立第一套機組。實質上這種命名欠科學，“自動”一詞是相對于當時周期式的人工喂料而言的，因我國第一條熱軋無縫不銹鋼管生產線－鞍鋼無縫工程使用了前蘇聯的這一技術術語，致使這一名稱沿用至今，而英美技術文獻稱其為“Plug mill”。
自動軋管(guan)機(ji)(ji)由主機(ji)(ji)、前臺和后(hou)臺等部分組(zu)成。主機(ji)(ji)是二輥(gun)不可(ke)逆(ni)縱軋機(ji)(ji)，在工作(zuo)輥(gun)后(hou)裝(zhuang)有一對(dui)高速(su)反(fan)向旋轉的回送(song)輥(gun)，為實現對(dui)荒(huang)管(guan)進行2~3個(ge)道(dao)次軋制的目的，上(shang)工作(zuo)輥(gun)和下(xia)回送(song)輥(gun)可(ke)以快速(su)升降(jiang)，以保證荒(huang)管(guan)能迅速(su)返回前臺進行2~3道(dao)次的軋制。如圖4-22所示為自動軋管(guan)機(ji)(ji)工作(zuo)示意圖。
自動軋管機的軋制過程是將前臺的毛管先推入主軋機，通過由軋輥孔型和頂頭組成的變形區進行減徑、減壁的延伸軋制，不銹鋼管軋后停留在后臺，然后由二輥式回送輥將不(bu)銹鋼管返送回前臺，即完成一道軋制。返回的不銹鋼管在前臺翻轉90°,再如上述過程進行下一道軋制，一般要進行2~3道軋制。軋件在帶開口的圓或橢圓孔型中，往復縱向軋制。基本工藝流程如圖4-23 所示。
一、自動(dong)軋管(guan)機特點
自動軋管機組曾是生產無縫不(bu)銹鋼管的重要機組，直到20世紀70年代末，仍為全世界熱軋無縫管生產的主導機組，目前仍占無縫不(bu)銹鋼管總生產能力的一定比例。其主要特點是，可生產的產品的品種、規格范圍大，對市場的適應性強，技術成熟易掌握，加工費低等。傳統的自動軋管機組也存在以下致命的缺陷：
1. 尺寸精度低
由于自動軋管機組傳統上是采(cai)用(yong)二輥定（減）徑機，成品管的外(wai)徑偏差只(zhi)能達到一般標準要(yao)求(qiu)的±1.25%,壁厚偏差只(zhi)達到±（10%~12.5%）。
2. 表(biao)面質量差
自動軋管(guan)機的(de)(de)頂頭內劃傷、均整機的(de)(de)內、外螺旋道，特別是(shi)一(yi)輥定(ding)（減）徑機的(de)(de)“青線”、“錯位(wei)”等都影響成品管(guan)的(de)(de)內外表面質量；
3. 成品(pin)管供(gong)貨長度短且齊（定(ding)）尺率很低
由于受軋(ya)管(guan)、均整軋(ya)制(zhi)長(chang)度的(de)限制(zhi)，加(jia)上(shang)(shang)定徑的(de)延伸系數(shu)很小，成品管(guan)長(chang)度在(zai)ф100mm機組(zu)上(shang)(shang)很難達到8m以上(shang)(shang)，在(zai)ф140mm 機組(zu)上(shang)(shang)可達13m以上(shang)(shang)；
4. 力學性(xing)能、工藝性(xing)能差
對于S≤4.5mm的(de)(de)薄壁管(guan)(guan)(guan)，鋼管(guan)(guan)(guan)均整(zheng)后如未進行(xing)再加熱(re)，定(ding)徑機(ji)后的(de)(de)鋼管(guan)(guan)(guan)終軋(ya)溫度大(da)多(duo)在700℃以(yi)下，即(ji)使較厚(hou)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)子，在前面(mian)軋(ya)制過程(cheng)中(zhong)也經常(chang)出現低(di)溫鋼，因(yin)此成品管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)力學性(xing)能很不(bu)穩定(ding)，塑性(xing)指標常(chang)常(chang)低(di)于標準，特(te)別是(shi)擴口、壓(ya)扁等工(gong)藝(yi)性(xing)能的(de)(de)不(bu)合格率(lv)是(shi)非常(chang)高的(de)(de)；
5. 生產率和成(cheng)材率低(di)
由于荒管(guan)(guan)的長度較短，故(gu)單重(zhong)較低，大部分成品只能是單倍尺(chi)管(guan)(guan)，相對連(lian)續軋(ya)管(guan)(guan)機組(zu)而言(yan)，造成鋼管(guan)(guan)的頭(tou)尾所占比重(zhong)較大，導致生產率和成材率都較低。
目(mu)前新(xin)建熱軋(ya)無縫鋼管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)時(shi)，由于自(zi)動軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)的單位（1t鋼管(guan)(guan)）投(tou)資明顯高于三(san)輥(gun)和(he)二輥(gun)斜(xie)軋(ya)機(ji)(ji)(ji)組(zu)，因此再選用自(zi)動軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)是(shi)很不明智的。國(guo)外在20世紀70~80年代(dai)曾有較多(duo)投(tou)入來改造自(zi)動軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)，如(ru)采用錐(zhui)形輥(gun)穿孔機(ji)(ji)(ji)、單孔型軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)架和(he)串(chuan)列式雙機(ji)(ji)(ji)架軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)、三(san)輥(gun)式均(jun)整(zheng)機(ji)(ji)(ji)及張力減(jian)徑機(ji)(ji)(ji)等(deng)，現看來大(da)多(duo)效果不盡如(ru)人(ren)意。近幾(ji)年，國(guo)內一些企業將原有Φ100自(zi)動軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)拆除(chu)，改造成三(san)輥(gun)或二輥(gun)延伸(shen)斜(xie)軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)。
對于現(xian)有的(de)自動軋(ya)管(guan)機(ji)組(zu)來講，強(qiang)化均整工藝(yi)采用微張力減徑機(ji)以及其他提高(gao)壁厚精度措施，即可克服上述的(de)大部(bu)分不足；同時又保(bao)留了(le)自動軋(ya)管(guan)機(ji)組(zu)的(de)加工費用低的(de)突出特點。這(zhe)樣(yang)，仍會具(ju)有較強(qiang)的(de)市場競爭(zheng)力。
二(er)、自動軋(ya)管(guan)機工(gong)具
自動(dong)軋管(guan)機(ji)傳統上(shang)采(cai)用錐(zhui)形(xing)頂(ding)(ding)頭(tou)或半球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)形(xing)頂(ding)(ding)頭(tou)，其實質均屬錐(zhui)形(xing)頂(ding)(ding)頭(tou)，都是(shi)由圓柱段（軋制(zhi)帶(dai)）和“錐(zhui)形(xing)”段組成(cheng)，只不過半球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)形(xing)頂(ding)(ding)頭(tou)的“錐(zhui)形(xing)”段由一個(ge)大圓孤(gu)替代。球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)形(xing)頂(ding)(ding)頭(tou)就是(shi)一個(ge)完整圓球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)，于20世紀60年代末青島鋼廠ф76mm無縫(feng)軋管(guan)機(ji)組上(shang)首先(xian)采(cai)用，隨(sui)后(hou)在ф76mm和ф100mm 自動(dong)軋管(guan)機(ji)組得到全面推廣。
采(cai)用球形(xing)頂(ding)頭(tou)有許多好處，首先較(jiao)簡(jian)便地解決了(le)自(zi)動軋(ya)管機組的(de)“自(zi)動”更換頂(ding)頭(tou)的(de)難題；其(qi)次(ci)由于球形(xing)頂(ding)頭(tou)沒有固定的(de)“軋(ya)制帶(dai)”（任(ren)意(yi)一個“圓”都(dou)是(shi)軋(ya)制帶(dai)），因此頂(ding)頭(tou)的(de)壽命(ming)較(jiao)錐形(xing)頂(ding)頭(tou)提高五(wu)倍以上，相應(ying)地不銹鋼(gang)管的(de)內表面質量顯(xian)著改善（內劃道減輕）；同時軋(ya)制的(de)電機負荷也有明顯(xian)降低(di)。
由于球形(xing)(xing)(xing)頂(ding)(ding)(ding)頭在(zai)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)咬(yao)入(ru)時接觸(chu)點對應的(de)咬(yao)入(ru)角(jiao)(jiao)不(bu)是固(gu)定(ding)的(de)－隨著減(jian)(jian)壁量(liang)增(zeng)(zeng)大(da)、“接觸(chu)點”前移，相應的(de)咬(yao)入(ru)角(jiao)(jiao)即(ji)非線(xian)性(xing)增(zeng)(zeng)大(da)，因此(ci)極大(da)地限制了軋管(guan)的(de)減(jian)(jian)壁變(bian)形(xing)(xing)(xing)量(liang)。采(cai)用球形(xing)(xing)(xing)頂(ding)(ding)(ding)頭的(de)減(jian)(jian)壁量(liang)比錐形(xing)(xing)(xing)頂(ding)(ding)(ding)頭約小(xiao)50%,在(zai)ф76mm、ф100mm機組的(de)最大(da)道次減(jian)(jian)壁量(liang)不(bu)大(da)于2.0mm。另外，由于球形(xing)(xing)(xing)頂(ding)(ding)(ding)頭的(de)軋制帶理論上就是一(yi)條線(xian)（沒有寬度(du)(du)），因此(ci)要(yao)求“頂(ding)(ding)(ding)頭位置”的(de)調整精度(du)(du)高，加上上述的(de)咬(yao)入(ru)問題(ti)，給(gei)軋機調整增(zeng)(zeng)加一(yi)定(ding)困難。
三、均整機
生(sheng)產熱軋(ya)成(cheng)品管(guan)的(de)自動軋(ya)管(guan)機(ji)需要配備(bei)均(jun)整機(ji)，現(xian)大多(duo)用(yong)的(de)桶形(xing)(xing)輥(gun)(gun)(gun)均(jun)整的(de)變(bian)形(xing)(xing)區(qu)如(ru)圖(tu)4-24所示，由(you)減徑段、減壁(bi)(bi)段、均(jun)壁(bi)(bi)段和(he)轉圓段四部分組(zu)成(cheng)。鋼(gang)管(guan)咬(yao)入(ru)(ru)后，首先進(jin)(jin)入(ru)(ru)減徑段，在錐形(xing)(xing)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)的(de)作用(yong)下(xia)，邊前(qian)(qian)進(jin)(jin)邊減少直徑；當不銹鋼(gang)管(guan)前(qian)(qian)進(jin)(jin)到(dao)(dao)內壁(bi)(bi)與頂頭(tou)接觸時(shi)開始進(jin)(jin)入(ru)(ru)減壁(bi)(bi)段，在軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)與頂頭(tou)的(de)作用(yong)下(xia)產生(sheng)減壁(bi)(bi)變(bian)形(xing)(xing)；再(zai)前(qian)(qian)進(jin)(jin)至軋(ya)機(ji)中(zhong)心線(xian)時(shi)，開始進(jin)(jin)入(ru)(ru)均(jun)壁(bi)(bi)段（雖然軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)和(he)頂頭(tou)的(de)母線(xian)是(shi)(shi)平(ping)行(xing)的(de)，由(you)于(yu)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)有喂(wei)入(ru)(ru)角，鋼(gang)管(guan)在軋(ya)機(ji)中(zhong)心線(xian)前(qian)(qian)是(shi)(shi)減壁(bi)(bi)，在軋(ya)機(ji)中(zhong)心線(xian)后是(shi)(shi)“均(jun)壁(bi)(bi)”）；到(dao)(dao)鋼(gang)管(guan)內壁(bi)(bi)脫離頂頭(tou)時(shi)，進(jin)(jin)入(ru)(ru)轉圓段，直到(dao)(dao)脫離軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)。
均整(zheng)(zheng)(zheng)時(shi)（包(bao)括所有(you)斜軋(ya)變形(xing)過程中）減徑(jing)(jing)變形(xing)也(ye)(ye)有(you)顯著(zhu)的(de)(de)“糾偏”能(neng)力，減徑(jing)(jing)量(liang)愈大(da)、“糾偏”作用(yong)也(ye)(ye)愈大(da)。這一概念(nian)對改進均整(zheng)(zheng)(zheng)工藝有(you)很大(da)的(de)(de)實用(yong)價值。應用(yong)了(le)此思想在原有(you)的(de)(de)Φ100mm自動軋(ya)管機組的(de)(de)均整(zheng)(zheng)(zheng)機上，通過新(xin)的(de)(de)輥形(xing)設計(ji)，加(jia)(jia)大(da)均整(zheng)(zheng)(zheng)的(de)(de)減徑(jing)(jing)量(liang)（甚至(zhi)可(ke)進行等徑(jing)(jing)均整(zheng)(zheng)(zheng)），取得顯著(zhu)的(de)(de)效(xiao)果：咬入(ru)條件大(da)大(da)改善(shan)，使均整(zheng)(zheng)(zheng)軋(ya)制(zhi)過程更加(jia)(jia)可(ke)靠(kao)；均壁效(xiao)果明顯（因主電機功率小，減壁量(liang)未(wei)能(neng)增加(jia)(jia)）；均整(zheng)(zheng)(zheng)軋(ya)制(zhi)出(chu)(chu)口(kou)速度提(ti)高(gao)了(le)15%左(zuo)右，均整(zheng)(zheng)(zheng)的(de)(de)延伸系數(shu)也(ye)(ye)接(jie)近1.00，進、出(chu)(chu)口(kou)變形(xing)區(qu)的(de)(de)軋(ya)制(zhi)力分(fen)布均勻。
國內(nei)小(xiao)型自動軋管機組普遍有忽視(shi)均整工序的傾向，這(zhe)是不合理的，要改善壁厚精度，不僅(jin)不能(neng)忽視(shi)均整，而且(qie)應強化(hua)均整機和(he)工藝。
均整機(ji)組的(de)變形(xing)特(te)點與二輥斜軋(ya)延(yan)(yan)伸機(ji)是(shi)相似的(de)，在顯著提高成品管的(de)壁厚(hou)精度上(shang)具有非常大的(de)作用(yong)，只是(shi)受現有設(she)備(bei)（特(te)別是(shi)主電機(ji)小(xiao)）限制(zhi)，變形(xing)量要小(xiao)一些。均整和(he)二輥斜軋(ya)延(yan)(yan)伸不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)消除在帶(dai)開口(kou)的(de)圓(yuan)孔型或橢圓(yuan)孔型中軋(ya)制(zhi)出現的(de)“對稱型”壁厚(hou)不(bu)均，而且有很(hen)強的(de)消除由(you)斜軋(ya)穿孔毛管帶(dai)來(lai)的(de)偏(pian)心型壁厚(hou)不(bu)均的(de)能力(li)（糾偏(pian)）。在減壁段能有很(hen)強的(de)“糾偏(pian)”作用(yong)，是(shi)其他(ta)軋(ya)管機(ji)所沒(mei)有的(de)。
在(zai)均整、兩輥(gun)(gun)(gun)延伸、三(san)輥(gun)(gun)(gun)軋管及(ji)七機(ji)(ji)架(jia)連軋上(shang)都做過專門(men)試驗，其結果(guo)是唯(wei)有二輥(gun)(gun)(gun)斜軋的減壁變形(xing)有顯著(zhu)的“糾(jiu)偏”能(neng)力(li)，三(san)輥(gun)(gun)(gun)（斜）軋管機(ji)(ji)和七機(ji)(ji)架(jia)連軋機(ji)(ji)（縱軋）的減壁變形(xing)都沒有觀察到(dao)有“糾(jiu)偏”能(neng)力(li)。
幾(ji)乎(hu)國內外所有資料(liao)基(ji)本都(dou)介紹錐形(xing)輥均整(zheng)工(gong)藝是先進的(de)工(gong)藝，某(mou)廠于1976年在ф100mm自動軋管機組上也進行應用(yong)（時間長達(da)8年以上）。生(sheng)產實踐(jian)表明采用(yong)錐形(xing)輥均整(zheng)工(gong)藝有較(jiao)(jiao)大(da)(da)的(de)減(jian)徑量(liang)和減(jian)壁量(liang)，咬入條件明顯改善、擴徑量(liang)加大(da)(da)、均壁效(xiao)果較(jiao)(jiao)好。
但是其中最大(da)的(de)問題是頂頭的(de)軸向力(li)(li)大(da)大(da)增加，造成后臺(tai)設備振動大(da)、頂桿小(xiao)車軸承損(sun)壞較嚴(yan)重。同時，當均(jun)整減壁量(liang)稍大(da)時，易產生由于頂頭軸向阻(zu)力(li)(li)造成金屬(shu)“堆集”形成所謂的(de)“內螺(luo)紋”。
