美國(guó)Phoenix 鋼鐵公司無(wú)縫鋼管廠采用Calmes軋管工藝，其軋管機(jī)組的平面布置圖是由意大利 Albert Calmes博士設(shè)計(jì)的，Phoenix 鋼鐵公司設(shè)計(jì)科在其他工程公司的配合下完成詳細(xì)設(shè)計(jì)，為了生產(chǎn)各種鋼號(hào)的優(yōu)質(zhì)無(wú)縫鋼管，使其內(nèi)外徑和壁厚均具有良好的公差，軋管機(jī)組的設(shè)計(jì)以下列三方面內(nèi)容為核心：Calmes在水壓沖孔機(jī)方面的專利、Calmes關(guān)于改進(jìn)曼內(nèi)斯曼延伸機(jī)方面的專利以及他所提出的周期軋管機(jī)的軋輥孔型。

  這一軋管機(jī)組采用Phoenix 鋼鐵公司平爐頂鑄生產(chǎn)的最大重量達(dá)8000磅的波浪形鋼錠為原料，成品管直徑為51/2~16英寸壁厚為1/4~3英寸。

  這種軋管機(jī)組的一大特點(diǎn)是直接采用平爐鋼錠在一個(gè)連續(xù)的工藝過(guò)程中軋制成管，并且僅一次加熱就能完成沖孔、延伸，周期軋管各工藝過(guò)程，其主要工藝過(guò)程是：鋼錠清理、加熱、沖孔、延伸、周期軋管，再加熱、定徑、修磨，精整和水壓試驗(yàn)，以下主要論述沖孔、延伸和周期軋管等三個(gè)工藝過(guò)程。

1. 水壓沖孔

  鋼錠經(jīng)火焰燒剝?nèi)コ砻嫒毕莺?，在?chē)底式加熱爐內(nèi)加熱到2340~2370℉。用小車(chē)運(yùn)送到?jīng)_孔機(jī)上進(jìn)行沖孔操作。鋼錠在1200t水壓沖孔機(jī)上沖孔，其操作過(guò)程如下：用水壓操縱的裝料機(jī)將鋼錠送人沖孔機(jī)，將其置于支架上的沖孔位置，兩個(gè)支架中有一個(gè)是固定在沖孔模上的，而另一個(gè)則可以伸縮，沖孔模前移時(shí)即將鋼錠套住，開(kāi)始沖孔操作。鋼錠沖孔后，其形狀像杯子，被稱為杯狀體，沖孔模的內(nèi)徑?jīng)Q定杯狀體的外徑。沖頭直徑則確定杯狀體內(nèi)孔的直徑，圖13-1所示是沖孔模前移但尚未套上鋼錠前端時(shí)的狀況，沖孔模前移達(dá)到其沖程的75%,可伸縮支架從下部移出，圖13-2示出鋼錠已被套入沖孔模內(nèi)。

  圖13-3示出整個(gè)杯狀體還套在沖孔模內(nèi)的情況，從圖13-3可以看出被沖孔的鋼錠前端只剩下很薄的杯底。鋼錠呈方形或圓形，即直徑為13英寸，16英寸，19英寸和21英寸的波浪形圓錠。

2. 杯狀體延伸

在延伸機(jī)上，杯狀體在兩個(gè)在水平面上成反向傾斜的斜置軋輥間，通過(guò)具有一定形狀的頂頭進(jìn)行軋制。在垂直平面上有兩個(gè)固定導(dǎo)板，其作用是限制變形區(qū)的杯狀體的斷面形狀使之不至于過(guò)分橢圓。這種延伸機(jī)與曼內(nèi)斯曼斜軋穿孔機(jī)很相似，它可以延伸杯狀體，并穿透杯底使之成為空心坯。

 圖13-4示出采用曼內(nèi)斯曼輥型的延伸機(jī)對(duì)杯狀體進(jìn)行延伸的過(guò)程。圖13-5所示是采用了Calmes軋輥的情況，空心坯延伸時(shí)，最好選用延伸率 λ＝1.75,最大不超過(guò)2。

 延伸機(jī)采用3相、60Hz、功率為2208kW(3000馬力）的同步電機(jī)傳動(dòng)，額定電壓、轉(zhuǎn)速分別為6900V,1500r/min,減速機(jī)的速比為3。

 延伸機(jī)的主要特點(diǎn)之一是它所生產(chǎn)的空心坯壁厚比較均勻。斜軋延伸機(jī)的延伸過(guò)程可參看圖13-6。

 杯狀體離開(kāi)軋輥成為空心坯后，用以?shī)A持頂桿的鎖門(mén)就打開(kāi)，空心坯從延伸機(jī)輸出，用橫移小車(chē)將其運(yùn)送到周期軋管機(jī)。

3. 周期軋管機(jī)軋管

  周期軋管機(jī)由一臺(tái)額定功率為1472kW(2000馬力）的電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，該電動(dòng)機(jī)的功率能達(dá)2208kW(3000馬力）而不至于過(guò)分發(fā)熱。電動(dòng)機(jī)軸上配有飛輪，在每一轉(zhuǎn)中它既提供能量又獲得能量，軋機(jī)速度是30~105r/min,較低的速度用于軋制大管，而較高的速度用來(lái)軋小管。操作喂料器的高壓水壓力為2800 Ibl/in或1500 Ibf/in,以向一個(gè)前進(jìn)缸和兩個(gè)回程缸供水，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，向前進(jìn)缸連續(xù)地供高壓水，向前喂料時(shí)，高壓水由回程缸流出，因此向前喂料的速度受到從回程缸排出的高壓水量的控制。這一操作在咬人時(shí)是手工操作，由操作工自行控制，軋制時(shí)則是自動(dòng)操作的，操作工應(yīng)使喂料器的前進(jìn)速度與軋輥的速度同步；此外，操作工還必須控制空氣壓力p1,空心坯咬人時(shí)，迅速把空氣從缸里排出，開(kāi)始軋制后，根據(jù)所軋管子的規(guī)格調(diào)整空氣壓力P1.液壓自動(dòng)喂料器斷面示意圖如圖13-7所示。

  該喂料器的一個(gè)特點(diǎn)是，空氣缸的沖程長(zhǎng)度都保持不變。軋制152~203mm管子時(shí)沖程長(zhǎng)度為762mm,而軋制228~406mm的管子時(shí)，則沖程長(zhǎng)度為838mm.這意味著軋輥工作段長(zhǎng)度是恒定不變的，在軋輥車(chē)床上凸輪的安裝位置恰可使軋輥的工作段和所對(duì)應(yīng)的喂料器一致。喂料的方向與軋輥旋轉(zhuǎn)的方向是相反的，軋機(jī)操作工控制喂料速度并將此速度和軋輥轉(zhuǎn)速保持同步。芯棒長(zhǎng)度為4572~4877mm,同時(shí)使用的芯棒為5根，其中一根芯棒用于軋制，其余芯棒在空氣中冷卻，然后浸人水中進(jìn)一步冷卻，一般是3根芯棒在空氣中冷卻，一根芯棒在水里冷卻，軋機(jī)運(yùn)行中5根芯棒就這樣反復(fù)循環(huán)著。

  根據(jù)所軋管子規(guī)格調(diào)下輥高度，調(diào)整后其高度是不變的。當(dāng)空心坯被軋成帶有皮爾格頭的管子后，應(yīng)將上輥抬起。上輥是由高壓水缸來(lái)平衡的，其升降由電動(dòng)機(jī)操作，由于芯棒全長(zhǎng)有1.6mm左右的“退拔”，為使壁厚保持不變，軋制時(shí)通過(guò)一個(gè)微調(diào)裝置而將軋輥升高，微調(diào)裝置由專用電動(dòng)機(jī)和減速箱組成，減速箱的出軸通過(guò)空氣離合器與壓下螺絲電動(dòng)機(jī)的軸相連，軋制時(shí)操作工將上軋輥逐漸抬高以補(bǔ)償芯棒的錐度和熱膨脹。

  軋制過(guò)程中金屬流動(dòng)的方向與喂料的方向相同，軋輥每轉(zhuǎn)一周后，芯棒回轉(zhuǎn)90°左右。當(dāng)空心坯被軋制并由芯棒前端向前移動(dòng)時(shí)，毛管繼續(xù)在導(dǎo)槽上滑移，空心坯完全軋成管子后，上軋輥抬起，升降輥升起，將毛管輸送到熱鋸，切去端頭和皮爾格頭，然后測(cè)量和稱量管子，在管壁上標(biāo)出測(cè)得的重量。