５６ 工：兵潞与应用 热轧无缝钢管用芯棒的类别与特点 李群 （天津钢管集团股份有限公司，天津３００３０１） 摘Ｔ 要：简述热轧无缝钢管的生产工艺方法及芯棒的形态与种类；分析不同类型轧管机芯棒运行的方式与特 ａ ｎ 点，及其对机组的生产规格范围、轧制节奏和轧件的变形程度、荒管的壁厚精度等的影响；介绍芯棒的材质与成 ｎ Ｐ 型方法。分析认为：芯棒按长度与直径之比将其分为长、中长及短芯棒３种类型，根据芯棒的运动状况分为固 ｐ 定、浮动、限动、半浮动４种运行方式。大部分中长、长芯棒是实心的，但Ａｓｓｅｌ机组和部分连轧管机组在采用 Ｇ 限动芯棒操作时使用空心芯棒；绝大部分中长、长芯棒都是圆柱形的，只有极少数限动芯棒连轧管机组在轧制薄 Ｏ Ｕ ｅ 壁荒管时使用锥形芯棒。 关键词：热轧；无缝钢管；轧管机；芯棒；运行方式；变形原理 ｐ Ｃ Ｏ Ｌ 中图分类号：ＴＧ３５５￣．４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００１—２３ｌ１（２０１８）０４—００５６—０５ ｎ ｎ Ｔ Ｔｙｐｅｓ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｌｅｒｊｓｌｊｃｓ ｏｆ Ｍａｎｄｒｅｌｓ ａ ｎ ｆｏｒ Ｈｏｔ—ｒｏｌｌｉｎｇ ｏｆ Ｓｅａｍｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｔｕｂｅｓ ｎ ３ Ｏ ０ ３ Ｏ Ｃ ●ｎ ｎ ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｒｉｅｆｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ａｒｅ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｆｏｒ ｈｏｔ—ｒｏｌｌｅｄ ｓｅａｍｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｈａｐｅｓ ａｎｄ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｍａｎｄｒｅｌｓ ａｓ ｕｓｅｄ ｔｈｅｒｅｔｏ．Ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｄ ｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍａｎｎｅｒｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｉｅｒｅｎｔ ｐｉｐｅ—ｒｏｌｌｉｎｇ ｍｉｌｌ ｍａｎｄｒｅｌｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｔｈｅｒｅｂｙ ｏｎ ｓｕｃｈ ａｓｐｅｃｔｓ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｓｉｚｅ ｒａｎｇｅ ａｎｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｃｙｃｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｌｌ，ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｉｌｅｄ—ｐｉｅｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｕｂｅ ｗａｌｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｃｃｕｒａｃｙ，ｅｔｃ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｏｆ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｎｄｒｅｌ ａｒｅ ａｌｓｏ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｒｅｇａｒｄｅｄ ｖｉａ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｎｄｒｅｌｓ ａｒｅ ｓｏｒｔｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｅｓ ａｓ ｌｏｎｇ，ｍｅｄｉｕｍ—ｌｏｎｇ ａｎｄ ｓｈｏｒｔ ｏｎｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅｉｒ ｌｅｎｇｔｈ，ａｎｄ ｃａｔｅｇｏｒｉｚｅｄ ａｓ ｆｏｕｒ ｔｙｐｅｓ ａｓ ｆｉｘｅｄ，ｆｌｏａｔｉｎｇ，ｒｅｔａｉｎｅｄ ａｎｄ ｓｅｍｉ—ｆｌｏａｔｉｎｇ ｏｎｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅｉｒ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ．Ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｎｇ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ—ｌｏｎｇ ｍａｎｄｒｅｌｓ ａｒｅ ｓｏｌｉｄ ｏｎｅｓ．Ｎｅｖｅｒｔｈｅｌｅｓｓ，ｆｏｒ ｔｈｅ Ａｓｓｅｌ ｍｉｌｌ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｍａｎｄｒｅｌ ｍｉｌｌｓ，ｈｏｌｌｏｗ ｍａｎｄｒｅｌｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｏｆ ｒｅｔａｉｎｅｄ—ｍａｎｄｒｅｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｉｎ ｆａｃｔ，ｍｏｓｔ ｏｖｅｒｗｈｅｌｍｉｎｇ ｍａｊｏｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｎｇ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ—ｌｏｎｇ ｍａｎｄｒｅｌｓ ａｒｅ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｌｙ—ｓｈａｐｅｄ，ｗｈｉｌｅ ｃｏｎｅｄ ｍａｎｄｒｅｌｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｒｏｌｌｉｎｇ ｌｉｇｈｔ—ｗａｌｌ ｐｉｐｅｓ ｂｙ ｆｅｗ，ｖｅｒｙ ｆｅｗ ｒｅｔａｉｎｅｄ—ｍａｎｄｒｅｌ ｐｉｐｅ ｍｉｌｌｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｏｔ—ｒｏｌｌｉｎｇ；ｓｅａｍｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｅ；ｐｉｐｅ—ｒｏｉｌｉｎｇ ｍｉｌｌ；ｍａｎｄｒｅｌ；ｒｕｎｎｉｎｇ ｗａｙ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ 轧管减薄变形延伸工序后的管子一般被称为荒 管。轧管减壁方法的基本特点是在毛管内安上刚性 １轧管方法 轧管减壁的工艺方法见表１＇１］。一般习惯根据 芯棒，由外部工具（轧辊或模孔）对毛管壁厚进行 压缩减壁…。本文拟对热轧无缝钢管各种常用机 轧管机的形式来命名热轧管机组。轧管机的类型较 多，通常可用两种方法将其分类。 （１）按机架个数分类。根据机架个数的多少可 将轧管机分单机架和多机架。单机架有自动轧管 机、Ａｓｓｅｌ轧管机、Ａｃｃｕ．Ｒｏｌｌ等；连轧管机都是多 机架的，通常４～８个机架，如ＭＰＭ（Ｍｕｌｔｉ．ｓｔａｎｄ ＰｉＤｅ Ｍｉｌｌ，意大利ＩＮＮＳＥ公司开发的两辊式限动芯 钢管２０１８年８月第４７卷第４期 型轧管机所用芯棒的类型、运行方式及其特点进 行分析。 李群（１９５８一），男，教授级高级工程师，主要从事 无缝钢管生产工艺的研究工作。 ＳＴＥＥＬ ＰＩＰＥ Ａｕｇ．２０１８，Ｖｏ１．４７，Ｎｏ．４ ｌ具研究与应用 表１轧管减壁的工艺方法 ５７ 棒连轧管机组）、ＰＱＦ（Ｐｒｅｍｉｕｍ Ｏｕａｌｉｔｙ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ， ＭＥＥＲ．ＩＮＮＳＥ公司开发的三辊式限动芯棒连轧管 机组）、ＦＱＭ（Ｆｉｎｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｍｉｌｌ，意大利ＤＡＮＩＥＬＩ 尾部出现喇叭口 ；德国Ｍｅｅｒ公司２０００年也曾在 其Ａｓｓｅｌ轧管机的技术报价中提出过使用阶梯芯棒 （前面工作段直径较大，后面一小段直径较小）的 方法来防止荒管尾部出现尾三角（喇叭口）。目前， 公司开发的三辊式限动芯棒连轧管机组）等。 （２）按变形工艺原理分类。根据轧件轴线与轧 阶梯芯棒的应用尚属试验摸索阶段，未见成功应用 的报道［引。 辊轴线的相位关系，可将轧管方法分为纵轧和斜 轧：轧辊轴线与轧件轴线垂直，轧件作直线运动的 为纵轧；轧辊轴线与轧件轴线既不垂直也不平行， 轧件作螺旋运动的为斜轧。 作为一个特例，行星轧管机生产时轧件相对地 面也是作直线运动，但因为其轧辊轴线与轧件轴线 既不垂直也不平行，轧辊轴线围绕轧件轴线旋转， 也就是轧件相对于轧辊仍然作螺旋运动，因此行星 轧管还是属于斜轧。 短芯棒除了有圆柱形外，还有圆锥形（自动轧 管机及二次穿孔使用的也称顶头 ）、球形（自动轧 管机使用）。 ３芯棒的运行方式及特点 ３．１连轧管机 目前主要使用的连轧管机均属于纵轧，自动轧 管机是单机架纵轧；斜轧管机都是单机架的。 连轧管机组的芯棒都是按一组（一组芯棒的支 数一般不小于６）运行的，其运行方式可分为浮动、 限动和半浮动（也有称其为半限动）３种。 （１）全浮动芯棒连轧管机简称ＭＭ（Ｍａｎｄｒｅｌ Ｍｉｌ１），一般设有８个机架。轧制过程中对芯棒速 度不加以控制，芯棒由被辗轧金属的摩擦力带动， 自由跟随管子通过轧管机，芯棒的运行速度是不受 控的；轧制过程中芯棒的运行速度随着各机架的咬 人、抛钢有波动，从而引起管子壁厚的波动；轧制 结束后，芯棒随荒管轧出至连轧管机后的输出辊 道。其特点是轧制节奏快，每分钟可轧４支甚至更 多的钢管；但荒管的壁厚精度稍低，设有脱棒机， 荒管必须经过再加热后方能进行定（减）径，其工艺 流程较长，芯棒的长度接近于荒管的长度；适合生 产较小规格（外径不大于１６８ ｍｍ）的无缝钢管＿５＿。 钢管２０１８年８月第４７卷第４期 ２芯棒的形态和种类 芯棒是内变形工具，其截面都是圆形的；大部 分长芯棒的形态都是圆柱形的，但有的ＰＱＦ等限 动芯棒连轧管机组在轧制Ｄ／Ｓ＞４０的薄壁钢管时， 为了实现顺利脱管，也有将芯棒的整个工作段或工 作段的前段部分设计成锥度很小（锥度≤１％。）的圆 锥形；有资料介绍，苏联为了解决Ａｓｓｅｌ机组轧制 薄壁钢管时的尾三角问题，曾试验过变断面（芯棒 前、后两小段直径较小，中间工作段直径较大）的 阶梯芯棒，采用运动芯棒的方式防止在荒管的头、 李群：热轧无缝钢管用芯棒的类别与特点 （２）限动芯棒连轧管机由５ ８个机架组成，其 基本特点就是控制芯棒的运行速度，使芯棒在整个 包在芯棒的头部，芯棒脱离限动夹持机构后，芯 棒／荒管一起穿过连轧管机，当荒管（头部）被较远 轧制过程中均以低于第１机架金属轧出速度的恒定 速度前进。这样，在整个轧制过程中芯棒的移动速 度均低于所有机架的轧制速度，避免了不规律的金 属流动和轧制条件的变化。由于芯棒速度受到控制， 每一机架的轧制压力都较小，金属流动有规律，加 之带有微张力轧制，从而减小了横向变形，使钢管 内外表面质量和尺寸精度有了很大提高。延伸系数 可大一些，这就可以获得较小的壁厚偏差 。限动 还为缩短芯棒长度创造了条件，轧制３２ ｍ长的钢 管，芯棒的工作长度只有荒管长度的Ｉ／３ Ｉ１２。钢 管轧制完成后，用脱管机将其从芯棒前端抽出，取 消了脱棒机，缩短了工艺流程，提高了钢管的终轧 温度。部分品种、规格的荒管可省去定（减）径前的 再加热工序，从而节省了能源。因减小芯棒的长度 和芯棒的质量，允许加大芯棒的直径，使钢管的最 大外径由］７７．８ ｍｍ扩大到４５７．０ ｍｍ甚至更大； 因此，限动芯棒连轧管机组可以生产中型和大型规 格的无缝钢管。但是限动芯棒连轧管机组的轧制节 奏比较慢，一般每分钟可轧２支或稍多一点钢管。 限动芯棒连轧管机的芯棒运行有两种方式：一 是轧制结束时，芯棒停止运动，待荒管从芯棒中脱 出后，芯棒快速返回，拨出轧制线，冷却、润滑后 循环使用，传统的ＭＰＭ均采用此种运行方式；另 一种是轧制结束时，芯棒停止运动，待荒管由脱管 机从芯棒中脱出后，芯棒不是回送，而是向前快速 运行跟随荒管之后依次通过脱管机，芯棒穿过脱管 机后，拨出轧制线再回送、冷却、润滑循环使用， 该方法减少了芯棒的在线待轧时间，从而有效地缩 短了轧制周期，加快了轧制节奏，轧制节奏可达到 ２．５支Ｉｍｉｎ。两种运行方式的主要区别是：脱管完 成后，芯棒是与荒管反向运行回退，离开轧管机后 拨出轧制线冷却、润滑、循环使用；还是同向运行 芯棒前行离开轧管机后、穿过脱管机后拨出轧制线 冷却、润滑、循环使用。第二种方法因芯棒要通过 脱管机，在轧制薄壁钢管（脱管机的减径量大于等 于２倍的荒管壁厚）时要求脱管机轧辊必须具备快 开陕合功能，以免芯棒撞损脱管机轧辊 。 ２０１０年有人提出了一个更大胆的芯棒运行方 案：将轧管机最后一架与脱管机第一架的距离由传 统的ｌ０ ｍ左右增加到５０ ｉｎ甚至更远，轧管时芯 棒是受齿条控制限动的，轧制终了时荒管的尾部尚 ＳＴＥＥＬ ＰＩＰＥ Ａｕｇ．２０］８，Ｖｏ］．４７，Ｎｏ．４ 处的脱管机轧过一定长度时，由设在轧管机与脱管 机问辊道上的捕捉装置卡住芯棒尾部，使芯棒停止 轴向运动，待荒管由脱管机从芯棒上脱出后，芯棒 被移出轧制线后冷却、润滑循环使用。将这种从先 是控制芯棒移动速度而后放飞芯棒／车Ｌ件、最终捕 捉住芯棒约束其运行、在轧制线上完成芯棒与轧 件分离的脱管工艺任务后将芯棒拨出轧制线循环 使用的方式称为“空中接力”。据说采用这种芯棒 运行方式的（Ｂ公司在Ａ国投资）￣１４０ ｉｎｍ机组目 前正在建设中，计划近期投产（但至今尚未见相关 报道），其设计轧制节奏为每分钟３支。该机组实 际运行效果还需同行耐心等待 。 （３）半浮动芯棒连轧管机一般由６个机架组 成，在轧制过程中对芯棒速度也进行控制，但在轧 制结束之前即将芯棒放开，像浮动芯棒连轧管机一 样由钢管将芯棒带出轧管机，然后由脱棒机将芯棒 从荒管中抽出。在对芯棒速度进行限动时，就在一 定程度上解决了金属流动规律性的问题，将芯棒放 开以后，又如同浮动芯棒连轧管机一样要考虑脱棒 条件的，因此半浮动芯棒连轧管机所轧制的钢 管直径不宜太大 。半浮动芯棒连轧管机兼顾了限 动芯棒与浮动芯棒连轧管机的优点，每分钟可轧３ 支钢管，既保持了较高的轧制节奏，又确保了钢管 的壁厚精度及内外表面质量，只是由于需要设置脱 棒机，使其轧制钢管的最大规格受到，荒管的 外径一般小于２］９ ｎｌｎ］，荒管必须经过再加热后方 能进行定（减）径，其工艺流程较长。半浮动芯棒的 长度约为荒管长度的２１３。 ３．２斜轧管机 斜轧管机的种类较多，既有二辊式，也有三辊 式及多辊式，为简化叙述，将斜轧管机的芯棒运行 方式放在一起讨论，共有固定、全浮动、半浮动、 限动、回退和拉力芯棒６种方式。 （１）固定式。固定芯棒轧制过程是：芯棒穿人 毛管中，一起送至变形区内进行轧制。在整个轧制 过程中，芯棒轴向固定不动，轧制完毕后，芯棒与 荒管脱开［８］。特点是工艺路线短，但因芯棒某些截 面所受轧制力作用次数较多，会导致芯棒磨损严 重，降低芯棒的使用寿命９ｌ，同时也了所轧制 荒管的长度，一般荒管长度小于１２ ｍ。 （２）全浮动式。轧制过程中对芯棒速度不加以 控制，芯棒由被辗轧金属的摩擦力自由带动和毛管 一起通过轧辊。轧制结束后，已轧出的荒管连同芯 棒被送往脱棒机脱棒。脱棒后，芯棒进人冷却、润 滑装置冷却、润滑，待循环使用＿ｌ０］。其特点是操作 简单，轧制节奏快，每分钟可轧２支甚至更多的 钢管；但设有脱棒机，其工艺流程较长，荒管必须 经过再加热后方能进行定（减）径，芯棒的长度接近 于管子的长度；随着芯棒规格的加大，芯棒质量增 加很多，大规格的芯棒运行起来可能要遇到一些困 难，适合生产较小规格（外径小于１４０ ｍｍ）、Ｄ／Ｓ 值较大的无缝钢管。与连轧管机浮动芯棒不同的是 斜轧浮动芯棒的运行速度没有波动现象的发生，故 其不会对荒管壁厚精度产生不良影响。 （３）限动式。与上述连轧管机的限动芯棒形式 相近，轧管时芯棒的运行速度是可控的，芯棒前进 的速度比荒管的小，由专门机构控制，只是使用一 支空心芯棒，芯棒在线内水冷，轧制结束后，将芯 棒从荒管中回退抽出并返回原始位置，继续进行下 一根管子的轧制操作。轧制的整个过程中芯棒速度 是恒定不变的，轧制不同规格的管子时芯棒的速度 可在一定范围内调节。其特点是不用脱棒机，缩短 了工艺流程，荒管不需要经过再加热，可直接进行 定（减）径，芯棒的长度接近于毛管长度；但轧制节 奏较慢，每分钟可轧１支或稍多一点的钢管；适合 生产中等规格（荒管外径小于２５０ ｍｍ）的无缝钢管。 （４）半浮动式。介于全浮动和回退式操作之 间。开始工作前，芯棒小车、毛管喂进器及相对位 置与回退式操作相类似。当芯棒前端越过轧辊的辊 肩一定距离时，毛管喂进器以一定速度推送毛管， 芯棒继续边旋转边前进，但比喂进器前进的速度 慢。当开始轧制时，喂进器以恒定速度推送毛管前 进，芯棒小车继续前进，直至轧制结束。荒管离开 轧机后，机后摩擦辊将荒管与芯棒脱开，然后芯棒 小车连同芯棒返回原位。这种操作方式芯棒的工作 段长度约３ ０４０ ｍｍ＿１０］。 （５）回退式。芯棒的轴向运行方向与荒管的轴 向运行方向相反。将芯棒装在小车上，芯棒的运行 受到小车的，芯棒穿过毛管并达到最前部极限 位置时开始轧制，轧制时开动芯棒小车使芯棒按设 定速度后退，芯棒逐渐地从钢管己轧完的部分中抽 出，轧制结束时抽出工作已全部完毕。这种方式可 生产Ｄ／Ｓ＝２．５的特厚壁管。 （６）拉力芯棒。拉力芯棒轧制法是北京科技大 李群：热轧无缝钢管用芯棒的类别与特点 学的新工艺研究成果，为我国独创的一种轧制方 法。在管材斜轧过程中，使芯棒的轴向速度大于金 属轴向流动速度，将传统的阻力芯棒变为动力芯 棒，从而实现拉力轧制。如果在纵向把芯棒看成曲 率半径无限大的轧辊，则轧制变形过程是一种斜轧 与纵轧相结合的变形过程，由此改变了金属的变形 状态、应力状态和运动学条件。拉力芯棒轧制过程 为：在轧管机前台，长芯棒预先插人毛管，毛管和 芯棒被送入轧管机，当毛管被轧辊咬入螺旋前进 时，芯棒小车带动芯棒向后台方向（与毛管运行方 向相同）运行，芯棒运行的速度快于毛管前进的速 度，由于芯棒上作用有拉力，芯棒在轧制过程中不 弯曲，不出现甩动，旋转运动状态平稳。轧制完 毕，将芯棒从荒管中抽出。其特点是有利于毛管的 减壁变形，可轧制薄壁钢管，消除斜轧变形固有的 内螺旋纹缺欠，改善荒管内表面质量和壁厚精度； 但增加了芯棒的长度和制造难度Ｅ８，１１－１ 。 ３．３顶管机组 顶管机组的外部工具有两种：ＣＰＥ的顶管使用 轧辊被动旋转的三辊机架（辊模），大顶管使用环形 模。轧件是在主动运行的芯棒带动下，依次通过一 系列机架或环形模，从而达到减壁延伸的目的。 ＣＰＥ机组芯棒的运行速度最快可达６ ｍ／ｓ Ｅ１４１，特点 是设备投资及能耗少，节奏最快可达３支／ｍｉｎ，工 艺成熟，技术简单易掌握，适宜于生产中小规格 （产品外径可达２４４．５ ｍｍ Ｅ１５］）、薄壁钢管；因脱棒 工艺要求其芯棒的长度大于荒管的长度，使生产荒 管的长度受到一定，实际生产中荒管长度一般 不超过２１ ｍ［１６］。 ４芯棒的材质与成型方法 芯棒是热轧钢管生产中消耗最大的关键工具。 热轧钢管用芯棒的服役温度较高，同时要承受很大 的径向压力，纵轧机组的芯棒还要承受轴向拉力， 斜轧机组的芯棒除了承受轴向拉力外还要承受切向 拉力。另外，芯棒在反复使用过程中处于非稳定的 温度场中，需要承受冷热交替循环的温度变化和热 磨损。因此，轧管工艺对芯棒的性能和表面质量要 求较高，既要求芯棒具有较高抗拉、压交变应力的 能力和良好的韧性，又要求芯棒的表面具有较高的 硬度和较好的耐磨性能。芯棒的使用寿命对钢管的 内表面质量和机组生产运行成本均有重要影响。影 响芯棒使用寿命的因素很多，如芯棒的材质、加工 钢管２０１８年８月第４７卷第４期 成型工艺、热处理工艺及使用环境等ｍ］。 ４．１芯棒的材质种类 （１）短芯棒和斜轧管机组芯棒所用的材质种类 比较多，有Ｃ卜Ｍ０钢、Ｃ—Ｍｎ钢、Ｓｉ—Ｍｎ钢等。 （２）连轧管机组芯棒材质大多用热作模具钢， 浮动、半浮动机组的芯棒使用ＨＩ１制造；限动机 组的芯棒使用Ｈ１３制造。 ４．２芯棒的成型方法 （１）铸造法产生的芯棒，用于固定式运行方式 的短芯棒轧管机组。 （２）轧制法产生的芯棒， 用于除限动芯棒连轧 管机组之外的各种轧管机组。 （３）锻造法产生的芯棒， 适用所有类型的轧管 机组。 ５结语 （１）短芯棒都是固定式的，但也可分为往复使 用和循环使用。长芯棒都是运动的，但运动方式不 同，有全程受控、半程受控和不受控。芯棒的运动 又可分为主动运行和被动运行，主动运行是有动力 驱动芯棒（顶管、拉力芯棒、回退式），被动运行为 浮动、限动、半浮动。芯棒的运动方向大部分与轧 件运行方向相同，但也有与其相反的回退式。 （２）关于芯棒有长短之分，因尚未查找到相关 资料，不知是以芯棒的直径与其长度之比值划分 好，还是以芯棒长度与其所轧制的荒管长度之比来 划分为好。若是根据芯棒工作段的长度与荒管的长 度之比来划分的，能否定义为：当芯棒工作段的长 度与荒管长度之比在１０％以下时为短芯棒；大于 １０％为长芯棒。为便于区分不同机组的特点，又将 长芯棒分为中长芯棒和长芯棒，芯棒工作段长度与 荒管长度之比在１０％～６０％的称为中长芯棒，大于 ６０％的为长芯棒。从表ｉ可知，限动、半浮动的为 中长芯棒，浮动的为长芯棒。这种方法及比值是否 合理，值得进一步讨论。 （３）芯棒运行时对轧件施加的力是阻力还是动 力，是一个重要指标。当芯棒运行对轧件施加动力 时，由于芯棒的速度快于（拉力芯棒）或等于（ＣＰＥ） 荒管速度，芯棒便对轧件施加一个拉力，使轧制速 度更快，更有利于轧件的减壁延伸变形，并且内表 面光滑。轧制过程中芯棒对轧件的摩擦力同向有利 ＳＴＥＥＬ ＰＩＰＥ Ａｕｇ．２０１８，Ｖｏ１．４７，Ｎｏ．４ 于轧制过程的稳定¨８ｌ。 （４）大部分中长、长芯棒是实心的，但Ａｓｓｅｌ 机组和部分连轧管机组在采用限动芯棒操作时使用 空一ｔＬ，芯棒；绝大部分中长、长芯棒都是圆柱形的， 只有极少数限动芯棒连轧管机组在轧制薄壁荒管时 使用锥形芯棒。 ６参考文献 ｆ１］卢于逑，蒋金梅，傅晨光．钢管生产工艺学简明教程 『Ｍ］．北京：北京钢铁学院，１９８５． ［２］李连诗，韩观昌．钢管轧制、挤压和拉拔工艺理论［Ｍ］． 北京：北京钢铁学院，１９８０． ［３］李群，高秀华．钢管生产［Ｍ］．北京：冶金工业出版社， ２００８：３５—４６． ［４］王廷溥．轧钢工艺学ｆＭ１．北京：冶金工业出版社，１９８１： ４１７． 『５］严圣祥，钟倩霞．世界上限动 棒连轧管机的应用和发 展［Ｊ］．钢管，１９９１，２０（３）：１－６． 『６］李群．从自由运动到约束放飞——连轧钢管芯棒运行方 式５０年演变历程『Ｊ］．钢管，２０１４，４３（３）：１７－２０． ［７］邓丕安．半浮动芯棒连轧管机工艺及变形特点［Ｊ］．钢管， ２００４，３３（４）：３２－３５． 『８］隋国贤，郭小勇．拉力芯棒在二辊斜轧延伸中的应用 Ｊ］．钢管，１９９６，２５（４）：５０—５４． ｆ９］吕庆功，彭龙洲，李晓，等．ＭＰＭ连轧管机速度制度 的设定与计算［Ｊ］．钢管，２０１０，３９（５）：２５—２９． ［１０］彭的新．浅谈三辊轧管机的发展（Ｉ）［Ｊｊ．钢管，１９９３， ２２（３）：５－１０． 『ｌ１］李连诗，孙中健，王锡玖．在斜轧延伸机上使用拉力 芯棒的新工艺［Ｊ］．钢管，１９９５，２４（６）：４２—４５． 『１２］周道智．拉力芯棒斜轧延伸机组的生产工艺及设备结 构［Ｊ］．钢管，１９９６，２５（５）：１２—１５． ［１３］殷国茂．中国钢管５０年［Ｍ］．成都：四川Ｉ科学技术出版 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