1937年,Wooster轧机重新进行设计,他就是以其名字命名的斜轧管机,这是一种斜轧管工艺,在芯棒上使空心坯减壁。Assel的轧管机其独特之处在于使用3个轧辊,而大多数斜轧工艺采用的是2个轧辊的斜轧管机。和自动轧管机相比,Assel轧管机所生产的管子壁厚比较均匀,内表面比较光洁。


  1939年9月爆发的第二次世界大战对军工生产起到了刺激作用,军舰、飞机、坦克、枪械和其他军事项目需要大量的管材。虽然无缝钢管被视作制造炮管的原材料,但在美国却忽略了无缝不锈钢管的这一用途,其部队所使用炮管仍由锻造后的实心体经镗孔或钻孔制作。在第二次世界大战期间,在Henry Timken 领导下显示了无缝钢管是制作炮管的上乘材料这一优势,随后成立的Timken武器装备公司采用无缝钢管生产了数万支炮管。


 Timken 随后着手将 Canten轧机改造成为采用三辊轧管工艺原理的轧管机,这项计划在1952年完成。



1. 三辊轧管工艺概述


  由于这种斜轧管机采用3个轧辊,因此一般称之为三辊轧管机,而欧美各国则习惯于称它为阿塞尔轧管机(Assel Mill).三辊轧管机采用长芯棒轧管,轧辊的中间有突棱(有些资料也称之为“肩”),高度为5.5~16mm,在轧制时实现主要的压下,并可以实现较大的压下量。在长芯棒上轧管可以获得表面光滑的成品管,并且直径和壁厚准确。


  轧辊中心线倾斜于轧制中心线,并倾斜于通过轧制中心线和轧辊中央所形成的平面,当改变倾斜角时,轧制角和送进角均随之改变,轧辊的直径根据所轧钢管的直径选定。在苏联国立冶金工厂设计院设计的三辊轧管机上,轧制Φ40~75mm的钢管时,选择的轧辊直径为240mm;轧制Φ76~160mm的钢管时,选择的轧辊直径为470mm;当延伸系数为1.7~3.3时,轧管机允许钢管以0.14~0.34m/s前进速度轧制。


  三辊轧管机主要用于生产厚壁的轴承管和其他壁厚为5~25mm或壁厚更大一些的钢管。1939年5月,德国钢管公司的技术人员参观 Wooster 钢管厂时,轧管工艺参数为:外径38~76mm,平均壁厚6.3mm,延伸系数2,壁厚公差5%,小时产量3吨。


  三辊轧管机上也可以轧制管壁较薄(2.5mm以下)的钢管,如法国 Vallourec 钢管厂用它轧制φ56x2.4mm,长11m的钢管。当Assel于1954年参观德国 Hilden 钢管厂时,就三辊轧管机生产较薄壁钢管的问题座谈时指出,Vallourec厂是通过调整轧辊各段长度来实现轧制D/S=24的钢管的。



2. Transval 轧机


  三辊轧管机原仅用于厚壁管生产,应用这种轧管工艺受到轧件三角形形成的限制,而这一倾向在轧制薄壁管时尤为明显,三角形的形成使轧件承受交替的弯曲应力,以致产生裂纹,并在轧出端形成“尾三角”,有时造成后卡,这种倾向在D/S值大时特别严重,故在经典的普通的三辊轧管机上轧制管子的D/S值以12为限,三辊轧管机60余年的发展就是一部采取改进措施轧制薄壁管的发展史。


  Mehren 在德国 Düsseldorf 市 Lierenfeld 钢管厂工作时就和该厂的Assel轧机研究小组人员一起研究制造了七台三辊轧管机,为了减轻三角形形成现象,进一步能轧制薄壁管,在Mehren先生指导下进行试验,措施是在临近轧制完成时改变喂入角。二战后Mehren 先生离德赴法在Vallourec 公司 Aulnoye 钢管厂继续进行上述试验,直到1952年制造出机架可以回转的三辊轧管机,其主要技术特征是用液压传动以回转机架,但传动装置仍置于输入侧。当时这一轧机被称为Mehren轧机,Mehren先生辞世后,这种三辊轧管机易名为Transval轧机。并成为Vallourec专利,为了同一个目的即为了轧薄壁管后来又研究出了三种办法即(1)采用电气或液压办法快速调整轧辊;(2)CAM三辊轧管机;(3)采用NEL调整系统的三辊轧管机。采用这些措施,三辊轧管机所生产成品管的D/S值可达35~40,但有时会产生管子质量劣化的倾向。



3. Assel 和 Mehren


 Assel 和Mehren 分别是经典三辊轧管机和Transval三辊轧管机的发明者。


 W.J.Assel是 Timken Steel & Tube 公司(厂)的工程师,1937年他负责对 Wooster 不锈钢管厂的轧管机进行改造,接着又对Canton钢管厂的轧管机进行类似的改造,这两项技术改造的结果就是世界上第一台和第二台三辊轧管机,Assel轧管机诞生,除了三辊轧管机的专利以外,他还获得其他4项轧管专利,其内容涉及管坯处理、钢管定径及轧管工艺改进等方面。


 Mehren 是 Düsseldorf 市 Lierenfeld 不锈钢管厂的工程师,在他的指导下,该厂制造了七台三辊轧管机,为了将三辊轧管机应用于薄壁不锈钢管生产领域,Mehren 在该不锈钢管厂进行了试验研究,其工艺的特点是在临近轧制完毕时改变喂进角,二战结束后Mehren 去法国Vallourec 公司 Aulnoye钢管厂工作,继续进行上述试验,在轧制将结束时,采用液压传动以回转机架,当时这种轧机被称为Mehren 轧机,Mehren辞世后,Vallourec将传动装置改设在轧出端,并申请专利,将这种轧机改称为Transval轧机。