阿塞爾軋管機的三個軋輥在機架中呈120°“品”字形對稱布置在以軋制線為中心的等邊三角形的頂點（見圖4-11),與長芯棒構(gòu)成一個半封閉的孔喉。以上輥為例，軋輥軸線相對于軋制中心線水平方向和垂直方向均傾斜于一定角度，分別叫喂入角和輾軋角。喂入角使不銹鋼管在軋制過程中獲得旋轉(zhuǎn)前進運動；輾軋角主要是設(shè)備結(jié)構(gòu)上的需要，有正負兩種輾軋角。軋輥軸線向入口傾斜為正，也稱之為擴散型、發(fā)散型；向出口傾斜為負，稱為收斂型，德國人稱之為CAM。發(fā)散、收斂是相對于出口側(cè)軋輥的開口度而言的，收斂型的可減少擴徑量，在不改變壓下量的情況下，所軋制荒管的D/S值更大一些。新建的軋機都采用正輾軋角。軋輥形狀呈錐形，輥身分入口錐、輥肩、平整段和出口錐四段，中間段凸起的圓滑過渡帶叫做輥肩，輥肩的高度大約等于減壁量，軋制時與長芯棒共同完成集中變形，實現(xiàn)較大的管壁壓下量，荒管的延伸系數(shù)可達2左右。
阿塞爾軋管機主要用于生產(chǎn)厚壁的軸承管和其他壁厚在5~35mm的結(jié)構(gòu)用不銹鋼管等，最大壁厚可達50mm(60mm).軋輥直徑一般在ф320~ф570mm(ф800mm)之間，軋輥長度在280~400mm之間。目前該軋機生產(chǎn)的最大不銹鋼管直徑為Φ250mm,其壁厚精度可達±5.0%。
阿塞爾軋管機適用于小批量、多品種的生產(chǎn)方式，但軋制不銹鋼管的壁厚不宜太薄，一般D/S值控制在30以下較為適宜。
一、芯棒運行的方式
1. 浮動式
與上述連續(xù)軋管機的浮動芯棒形式相同，軋制過程中對芯棒速度不加以控制，芯棒由被輾軋金屬的摩擦力帶動自由跟隨管子通過軋機，芯棒的運行速度是不受控的；軋制結(jié)束后，芯棒隨荒管軋出至連軋機后的輸出輥道，在軋制薄壁不銹鋼管時芯棒的幾乎全長都在荒管內(nèi)，參見圖4-8;帶有芯棒的荒管橫移至脫棒線，由脫棒機將芯棒從荒管中抽出以便冷卻、潤滑后循環(huán)使用。其特點是軋制節(jié)奏快，每分鐘可軋2支甚至更多的不銹鋼管；但設(shè)有脫棒機其工藝流程較長、芯棒的長度接近于管子的長度。隨著芯棒規(guī)格的加大，芯棒重量增加很多，大規(guī)格的芯棒運行起來可能要遇到一些困難，適合生產(chǎn)較小規(guī)格（外徑小于140mm)的不銹鋼無縫管。
2. 限動式
與上述連續(xù)軋管機的限動芯棒形式相近，軋管時芯棒的運行是限動的、速度是可控的，芯棒前進的速度比荒管的小，由專門機構(gòu)控制，只是使用一支空心芯棒，芯棒在線內(nèi)水冷，軋制結(jié)束后，將芯棒從荒管中回退抽出并返回原始位置，繼續(xù)進行下一根管子的軋制操作。軋制的整個過程中芯棒速度是恒定不變的，軋制不同規(guī)格的管子時芯棒的速度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。其特點是不用脫棒機，縮短了工藝流程，芯棒較短；但軋制節(jié)奏較慢，每分鐘可軋1支或稍多一點的鋼管，適合生產(chǎn)中等規(guī)格（外徑小于250mm)的無縫不銹鋼管。
3. 回退式
將芯棒裝在小車上，芯棒的運行受到小車的限制，芯棒穿過毛管并達到最前部極限位置時開始軋管，軋制時開動芯棒小車使芯棒按給定速度后退，芯棒逐漸地從鋼管已軋完的部分中抽出，軋制結(jié)束時抽出工作已全部完畢。這種方式可生產(chǎn)D/S=2.5的特厚壁管。
阿塞爾軋管機的芯棒不論采用以上哪種方式運行，與連續(xù)軋管機最大的不同是芯棒要做螺旋運動，即除了隨軋件向前運動外，還要與軋件一起繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。
二、阿塞爾軋管機特點
由于斜軋是一種分散累計變形方式，能獲得較大的總變形量。軋件通過斜軋變形區(qū)時，自身最少要轉(zhuǎn)4圈以上，在三個軋輥之間軋制，通過變形區(qū)后被輾軋12次以上。在一道次中多次、良好的輾軋效果，能極大的消除壁厚不均現(xiàn)象，使荒管的壁厚精度大大提高，也不易產(chǎn)生劃道、耳子和青線等缺陷；生產(chǎn)中靈活性大，借助軋輥的離合就可改變孔型尺寸，特別適應(yīng)較小量多批定貨，對組織生產(chǎn)有很大的優(yōu)越性，可生產(chǎn)D/S=2.5的特厚壁管；工具儲備數(shù)量少。不足是規(guī)格范圍窄，品種受限制，不能生產(chǎn)不銹鋼等難變形材質(zhì)。缺點是產(chǎn)能低，成材率低，年產(chǎn)低于25萬t;延伸較?。ㄒ话悝?lt;2.5);荒管D/S一般＜35、長度小于15m。
三、阿塞爾軋管機組工藝流程
阿塞爾軋管機組的主要工藝包括：
1. 實心圓管坯在環(huán)形加熱爐里進行加熱；
2. 實心圓管坯在斜軋錐型輥穿孔機上被穿制成空心毛管；
3. 毛管在阿塞爾軋管機上輾軋成一定壁厚的荒管；
4. 荒管在定徑機上軋制規(guī)圓為成品鋼管；
5. 成品鋼管進入冷床冷卻至100℃以下；
6. 冷卻后的成品鋼管進入精整區(qū)進行矯直、吹灰、鋸切管端、平頭倒棱、人工滾動檢驗、無損探傷、稱重、測長、噴印標記、打捆、人庫、發(fā)運。
如圖4-12所示，加熱后的圓管坯經(jīng)錐形穿孔機穿制成毛管后，通過鏈式輸送裝置或橋式輸送裝置運送到阿塞爾軋管機前臺入口處，移送臂將毛管移入一個可升降的擋板前停在芯棒插入位置上。
啟動芯棒小車將芯棒插人毛管中，芯棒的工作帶部分則在開始穿棒的過程中被噴灑上潤滑劑，然后芯棒的支撐輥根據(jù)移動的距離則分別下降。
隨著芯棒插人達到的位置，擋板和人口側(cè)的所有輸送輥同時升起，此時帶有芯棒的毛管由輸送輥和芯棒小車裝置同步送入到工作輥中。毛管在接觸工作輥之前芯棒由帶有超越離合器的輔助裝置進行預(yù)旋轉(zhuǎn)，同時啟動夾送輥，芯棒小車裝置已接觸到由兩個液壓缸控制的限動梁上，隨著限動梁開始向前運動，毛管被工作輥咬人軋制，入口側(cè)輸送輥和夾送輥同時降低、打開。毛管和芯棒則由前臺人口側(cè)可調(diào)式三輥液壓定心輥進行導衛(wèi)。在穿棒、送毛管咬入和軋制過程中，可調(diào)式三輥液壓定心輥的打開、抱管和抱芯棒三個位置的動作是由熱輻射毛管的移動來控制，該控制取決于芯棒的位置及紅外光電信號。
軋制結(jié)束前，用于工作輥快速打開的信號是通過毛管尾部的移動以及計算出的時間延時由紅外線光電管發(fā)出。軋制結(jié)束后，芯棒小車裝置將以最快速度重新回到初始位置，被軋制過的荒管通過升降輸送輥和夾送輥送出出口側(cè)經(jīng)輸送輥道進入定徑工序。
現(xiàn)代阿塞爾軋管機與傳統(tǒng)阿塞爾軋管機比較有如下工藝特點：
1. 通過機架上部的液壓旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，迅速的完成三個軋輥的集體吊裝卸，提高了生產(chǎn)效率；
2. 為防止軋制薄壁管時出現(xiàn)荒管表面劃傷和扭曲現(xiàn)象，在出口端安裝有兩條平行與軋制方向的長驅(qū)動輥，以均勻的同向轉(zhuǎn)速輸送鋼管；
3. 采用限動階梯芯棒軋制方式，一是解決了芯棒冷卻循環(huán)系統(tǒng)；二是減少了芯棒長度，降低了工具消耗；三是避免了軋制薄壁管時管端擴口，即喇叭口，減少了材料消耗；
4. 每個軋輥采用獨立的傳動系統(tǒng)，避免了高溫荒管穿越減速機時的不利因素。
四、軋機的設(shè)置
1. 阿塞爾軋管機芯棒插入位置的控制
芯棒小車的作用是把芯棒插人要軋制的毛管，在升降輸送輥道的支撐下送人阿塞爾軋管機的工作輥，芯棒小車的移動是由鏈和鏈輪來帶官，在和鏈輪提通過一個齒輪裝置由DC并勵電動機傳動的。每個橫移距離都由精確的旋轉(zhuǎn)傳感器記錄下來，該傳感器由旋轉(zhuǎn)凸輪開關(guān)來限制其最大移動行程。
在軋制過程中芯棒前進或回退運動是通過控制臺上的選擇開關(guān)設(shè)定所需的操作方式。當毛管被送人阿塞爾軋管機插棒位置時，在芯棒小車的驅(qū)動下芯棒運動到距毛管端頭一定距離，毛管端頭是由紅外信號確定的，接著芯棒以緩速插入毛管中直到芯棒端頭從毛管管端伸出。
在毛管擋板升起后，通過升降輸送輥道，芯棒小車與插入芯棒的毛管一邊保持它們的相對位置，一邊以一定速度向工作輥方向運動，直到其工藝位置。在采用前進方式操作時，該位置處于軋輥中心之前；在采用回退方式操作時，該位置處于軋輥中心之后。爾后毛管被以低速送入軋輥。在毛管被工作輥咬人前，前進方式芯棒端頭在工作輥中心前，回退方式芯棒端頭在工作輥中心后，芯棒小車緊靠在與限動液壓缸相連的止推器上，從這點開始，限動液壓缸向前或向后都控制著芯棒的運動。
軋制結(jié)束后，荒管與芯棒脫離，芯棒小車以高速度返回原始位置，以進行下一個軋制周期。
2. 阿塞爾軋管機芯棒的限動速度控制
液壓缸限動速度直接控制著芯棒的前進或回退限動速度。在軋制過程中依據(jù)設(shè)定的芯棒限動速度來控制液壓缸限動速度，液壓缸的限動速度是由比例閥調(diào)節(jié)油量來實現(xiàn)的。相對不變的液壓油流量是由±9V的直流模擬量來調(diào)節(jié)的，送往比例閥放大器板的±9V的直流模擬量取決于芯棒的運動方向（芯棒沿軋制方向是前進或回退）。適合工藝要求的液壓缸限動速度是根據(jù)毛管的純軋制時間而設(shè)定，同時取決于所軋毛管的長度、軋制速度以及液壓缸的有效行程。設(shè)定液壓缸限動速度為0.07~0.2m/s.液壓缸的最大行程由兩個接近開關(guān)來限定。
軋制結(jié)束后，液壓缸以最大速度返回到初始位置。
3. 阿塞爾軋管機的液壓快開和作用
在機架牌坊出口側(cè)的壓下螺絲、上軋輥調(diào)整裝置和軋輥軸承座之間，安裝了一個液壓快開裝置，它的作用是在軋制快結(jié)束時投入工作。它用一個連接環(huán)限制行程并滿足運行要求，當活塞向內(nèi)運動時，上軋輥提起，以實現(xiàn)對毛管尾部的無壓下軋制，以此防止毛管尾端形成三角形喇叭口。
在軋制過程中為使工作輥準確、快速打開，毛管管端的軋制速度是通過紅外接收信號的時間測定和計算來確定，以便形成打開工作輥所需的延時信號。
當工作輥出口端打開，實現(xiàn)毛管尾端無壓下軋制，避免毛管尾端形成三角形喇叭口。
4. 阿塞爾軋管機孔喉與輾軋角的調(diào)整
阿塞爾軋管機的三個工作輥在機架中呈120°布置，每個工作輥安裝在軸承座上，然后安裝在轉(zhuǎn)鼓里。每個轉(zhuǎn)鼓都由兩個可調(diào)液壓壓力心軸來鎖緊，以免產(chǎn)生相對運動。每個工作輥裝配有兩個壓力心軸，從軋制方向看，兩個壓力心軸一個在前一個在后，即一個在入口端一個在出口端。當同向或反向旋轉(zhuǎn)，同步或單獨調(diào)節(jié)人口端或出口端壓力心軸時，就可將軋輥孔喉和輾軋角調(diào)整到工藝要求值。與軋件直徑相應(yīng)的壓力心軸位置高度的設(shè)定是通過變極三相齒輪馬達來完成的。調(diào)整距離由一個旋轉(zhuǎn)式增量傳感器記錄下來，調(diào)節(jié)行程由兩個接近開關(guān)來限定。
5. 阿塞爾軋管機的喂入角的設(shè)定
現(xiàn)代阿塞爾軋管機上安裝有三個轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓里面的六個軸承座和三個軋輥是按照旋轉(zhuǎn)方式排列的。對三個轉(zhuǎn)鼓軸線的調(diào)節(jié)，將導致軋制喂人角的變化，就同一規(guī)格毛管而言，軋制喂入角越大，毛管的前進速度也越快。按工藝要求，對三個工作輥的喂入角通過各自的三向齒輪馬達進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)距離是由一個旋轉(zhuǎn)增量傳感器來記錄，調(diào)整行程是由兩個接近開關(guān)來限定。
五、阿塞爾軋管機組成和作用
阿塞爾軋管機主要包括以下四部分。
1. 前臺入口端
它包括毛管移送系統(tǒng)、芯棒移送系統(tǒng)。芯棒通過法蘭盤與小車連接，帶有預(yù)旋轉(zhuǎn)裝置的芯棒小車在底座導軌上水平往返移動，芯棒小車的水平往返移動由雙連輪傳動系統(tǒng)驅(qū)動。為保證軋制時芯棒移動速度處于控制狀態(tài)，由安裝在導軌底座上的兩個液壓缸來限制芯棒小車的前進速度。芯棒進行內(nèi)水冷?？烧{(diào)式三輥定心裝置分布在芯棒移送系統(tǒng)和軋機之間，它的作用一是打開接受毛管；二是抱毛管；三是抱芯棒。芯棒潤滑系統(tǒng)在芯棒小車止推器與最末可調(diào)式三輥定心裝置之間，在芯棒插入毛管的過程中對芯棒工作帶進行軋制前的潤滑。升降輸送輥和夾送輥是確保毛管準確送入軋輥、擋管器，是確保芯棒插人毛管的一個裝置。
2. 主機架
如圖4-13所示，由牌坊底座和旋轉(zhuǎn)頂蓋組成。更換軋輥時，機架頂蓋通過兩個液壓缸打開，落在一個承接液壓缸上，以便三個軋輥通過吊車和換輥裝置集體更換。牌坊底座和旋轉(zhuǎn)頂蓋在軋制期間由四個液壓夾緊缸鎖緊。三個工作輥安裝在軋機機架上，呈120°布置，按這種方式頂部一個軋輥，底部兩個軋輥。
軋輥調(diào)整裝置要保證按照軋制要求調(diào)整孔喉和輾軋角，這是由兩個電動壓下螺絲單獨完成的，它們可單獨壓下操作，其中一個液壓缸保持輥箱的穩(wěn)定。輾軋角是無級可調(diào)的。
軋輥軸承座按裝在轉(zhuǎn)鼓上，每個轉(zhuǎn)鼓都有一個獨立的傳動系統(tǒng)，喂入角可無級調(diào)整，每個轉(zhuǎn)鼓都有兩個液壓夾緊缸鎖緊。
在出口側(cè)的壓下螺絲、軋輥調(diào)整裝置和軋輥軸承座之間，安裝了一個液壓快開裝置，它的作用是在軋制快結(jié)束時投入工作。它用一個連接環(huán)限制行程并滿足運行要求，當活塞向內(nèi)運動時，軋輥提起，以實現(xiàn)對毛管尾部的無壓下軋制，以此防止毛管尾端形成三角形喇叭口。
整個牌坊機架放置在緊固于基礎(chǔ)上的兩個地板上。
3. 后臺出口端
如圖4-14所示，為防止荒管表面劃傷和薄壁管發(fā)生表面扭曲現(xiàn)象，在軋機出口處裝有一個輥式導向裝置，它同兩條與軋制方向平行排列的長驅(qū)動輥相連，長驅(qū)動輥以均勻的轉(zhuǎn)速輸送鋼管，當軋制結(jié)束時，上下導輥同時驅(qū)動將荒管送往輸送輥道。長驅(qū)動輥底座根據(jù)荒管直徑的不同可整體上下調(diào)整中心線。
4. 傳動系統(tǒng)
每個軋輥均有獨立的傳動系統(tǒng)，由萬向接軸、接軸托架、減速機和電機組成。
六、阿塞爾軋管機的變形區(qū)
阿塞爾軋管機的變形區(qū)是由軋輥和芯棒構(gòu)成，如圖4-15所示。在軋制過程中毛管從被咬入、減壁到輾軋、拋出的全過程中要經(jīng)受一個由厚壁圓、三角形、再到薄壁圓的變形過程。從縱剖面來看，它的變形區(qū)可分為四個區(qū)域。
Ⅰ區(qū)為軋管準備區(qū)，它的作用是為集中減壁作準備，實現(xiàn)一、二次咬入。即當毛管被咬入并旋轉(zhuǎn)前進時，毛管在直徑上被逐漸壓下，直至與芯棒接觸，毛管表層金屬變形延伸。Ⅱ區(qū)為減壁區(qū)，該區(qū)的作用是將毛管的壁厚集中減薄，縱向流動延伸。主要的軋管變形是在Ⅱ區(qū)完成。
Ⅲ區(qū)為輾軋區(qū)，它的作用是對管壁進行均勻輾軋，改善管壁的精度和表面光潔度。此區(qū)的軋輥母線與芯棒母線平行，它的變形量很小。
Ⅳ區(qū)為歸圓區(qū)，其作用是將三角形的荒管在幾乎無變形的條件下進行歸圓拋出，荒管與芯棒逐漸脫離，直至完全脫離軋輥。
阿塞爾軋管機是一種采用了三個軋輥的斜軋延伸機，因此一般也稱之為三輥軋管機。它的孔喉是由三個呈120°布置的軋輥和長芯棒構(gòu)成。毛管進入孔喉從被咬人、減壁、均壁到荒管拋出的全過程中，要經(jīng)受一個由厚壁圓形、三角形和再到薄壁圓形的變形過程。
當軋制荒管的直徑與壁厚的比值越大，其變形區(qū)三角形壓扁也越大，此時軋件每旋轉(zhuǎn)一周都要被每個軋輥輾軋一次，并在輥縫中間彎曲一次，即軋件每旋轉(zhuǎn)一周，就被輾軋三次，壓扁彎曲三次。軋件從被咬入到拋出軋輥，一般要被輾軋、壓扁和彎曲各12次以上。彎曲的曲率半徑取決于三角形的壓扁程度，而壓扁程度又取決于D/S比值。因此在軋制高合金鋼時，應(yīng)盡量減輕軋件的壓扁程度和縮短純軋時間，這是保證產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑之一。
七、阿塞爾軋管工藝的局限性
盡管現(xiàn)代阿塞爾軋管機顯現(xiàn)了很多的工藝靈活性，但是還是有一定的工藝局限性，尤其對高合金管和不銹鋼管長度的選定有一定的限制。這是由于斜軋變形特點造成的，在軋制變形區(qū)金屬的每個接觸面都會出現(xiàn)不同的應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)力超過了金屬臨界值時，荒管表面就會被破壞，從而產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。生產(chǎn)實踐表明以下情況是導致荒管產(chǎn)生表面缺陷的主要原因：
1. 增加減壁量和總減徑率，即延伸系數(shù)過大；
2. D/S比值過大；
3. 輥肩設(shè)計不合理；
4. 軋輥轉(zhuǎn)速過快；
5. 鋼種熱塑性差；
6. 純軋制時間過長，一般不宜超過30秒。
八、阿塞爾軋管機的調(diào)整
調(diào)整正確的原則是：毛管咬入順利平穩(wěn)，軋管過程穩(wěn)定，荒管拋出順利，芯棒旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，內(nèi)外表面光潔，尤其是薄壁管內(nèi)表面無明顯肉眼見的內(nèi)螺紋線，且尺寸精度符合工序質(zhì)量要求，主電機軋制負荷正常。
為達到上述目的，阿塞爾軋管機應(yīng)遵循的調(diào)整原則是：
1. 出入端軋制線必須與軋管機機架中心線重合；
2. 三個工作輥零位必須通過調(diào)整三角架與調(diào)整棒進行零定位，用塞尺測量三個軋輥的輾軋帶縫隙完全一致；
3. 定心輥開閉自如，接受毛管、抱毛管，抱芯棒及時準確；
4. 芯棒有較高的剛性和耐磨性，軋制不銹鋼管過程中不能有明顯的跳動，甩動；
5. 按工序質(zhì)量要求抽檢荒管壁厚精度和觀察內(nèi)表面質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。
九、尾三角的成因
軋件變形實際上是從圓到三角再到圓的過程，從其變形特點可看出（圖4-16):軋制薄壁管時，金屬具有強烈的擴徑傾向，三個軋輥的配置方式又不能限制這種傾向，反而將抗彎能力小的薄壁壓扁，擠向輥縫。內(nèi)部芯棒的阻力使橫向流動的金屬將該瞬時不變形的管壁部分也擠向輥縫，促使三角擴展。荒管前端和管身因受“后剛端”影響，并不出現(xiàn)三角形（前端稍有擴徑）。軋到尾部時，“后剛端”已消失，結(jié)果就膨脹成了尾三角。其嚴重程度隨延伸率和壁厚壓下區(qū)長度的增加而增加。
阿塞爾軋管機自問世以來，為解決尾三角問題以及提高荒管D/S比，設(shè)計、生產(chǎn)及研究人員在生產(chǎn)實踐中進行了不斷研究、改進和完善，曾進行過3次較大的改進和一次變徑芯棒嘗試。
