經(jīng)典三輥軋管機(jī)僅用于不銹鋼厚壁管的生產(chǎn)，應(yīng)用這種軋制不銹鋼管工藝受到軋件“三角形”形成的限制，而這一傾向在軋制薄壁不銹鋼管時(shí)尤為明顯。“三角形”的形成使軋件承受交替的彎曲應(yīng)力，以致產(chǎn)生裂紋，并在軋出端形成“三角形”，有時(shí)造成“后卡”。這種傾向在D/S值大時(shí)特別嚴(yán)重，故經(jīng)典的普通的三輥軋管機(jī)軋制管子以D/S=12為限。
新式的三輥軋管機(jī)的應(yīng)用范圍有所擴(kuò)大，可以軋制薄壁不銹鋼管。MDM稱這種新式的三輥軋管機(jī)為高效能三輥軋管機(jī)（High Pe-formence Assel Mill),具體數(shù)據(jù)如下：存在的問(wèn)題是D/S值太大時(shí)管子質(zhì)量有劣化傾向。
一、從經(jīng)典式三輥軋管機(jī)到現(xiàn)代化三輥軋管機(jī)的發(fā)展
三輥軋管工藝是將空心坯斜軋成管的軋制過(guò)程，它在無(wú)縫鋼管廠的應(yīng)用是將經(jīng)穿孔機(jī)穿孔的空心坯加以延伸，主要設(shè)置在具有中、小生產(chǎn)能力的鋼管廠。其生產(chǎn)大綱包括外徑為25~300mm的不銹鋼管，甚至可以更大一些，三輥軋管機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：
1. 產(chǎn)品質(zhì)量好，軋制精度高；
2. 對(duì)于生產(chǎn)各種不同管徑和壁厚的管子來(lái)說(shuō)，可以很快更換規(guī)格。
在三輥軋管過(guò)程中空心坯的外表面在工件中心線對(duì)稱布置的互成120°的三個(gè)軋輥所包容的區(qū)域內(nèi)變形，而芯棒則在其內(nèi)表面限制了它的成形面。空心坯被咬人后，在軋輥的作用下邊旋轉(zhuǎn)邊前進(jìn)，在變形區(qū)內(nèi)作螺旋狀運(yùn)動(dòng)，在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中減徑減壁。
為了能軋薄壁不銹鋼管在10年時(shí)間內(nèi)制造了三臺(tái)Transval 軋機(jī)，如表16-1所示。
表16-1中三臺(tái)軋機(jī)只有Tubacex 廠的三輥軋管機(jī)生產(chǎn)薄壁不銹鋼管，而厚壁管及軸承管只是少量生產(chǎn)，熱軋成品管外徑為90mm,減徑生產(chǎn)ф27~80mm的不銹鋼管。
1972年Demag 制造的專門生產(chǎn)軸承管的三輥軋管機(jī)在KrefeldWRG廠投產(chǎn)，采用液壓快速調(diào)整正軋輥的裝置，可以生產(chǎn)薄壁不銹鋼管。
在以后的12年時(shí)間內(nèi)共有10臺(tái)Transval 軋機(jī)投產(chǎn)，這種Transval軋機(jī)的一個(gè)牌坊是固定的，另一個(gè)牌坊可繞軋制線旋轉(zhuǎn)，以調(diào)整角度，其最大旋轉(zhuǎn)角可達(dá)23°.回轉(zhuǎn)牌坊的旋轉(zhuǎn)借助于液壓缸，軋機(jī)可按以下三種方式工作：
1. 簡(jiǎn)單的傾斜，此時(shí)軋機(jī)和普通的斜軋一樣；
2.“兩傾角”工藝，此時(shí)軋機(jī)可具有“軋制傾角”及終軋時(shí)的“減小傾角”；
3.“三傾角”工藝，除了軋制尾端時(shí)減少傾角外，軋制開(kāi)始進(jìn)也改變傾角。
Transval 軋機(jī)為 Vallourec專利。
1987年MDM 為西班牙 Tubos Reunidos 廠制造的CAM 三輥軋管機(jī)投產(chǎn)、CAM是 Convergent Assel Mill的縮寫，這種軋機(jī)的主要技術(shù)特征是軋輥采用收斂式布置，可軋D/S=40的不銹鋼管，采用較短的限動(dòng)芯棒軋制25m長(zhǎng)的不銹鋼管，傳動(dòng)裝置布置在軋入端，輾軋角可達(dá)20°。
CAM三輥軋管機(jī)是三輥軋管機(jī)發(fā)展史中一個(gè)界碑，以前的三輥軋管機(jī)均采用軋輥擴(kuò)散式布置，傳動(dòng)裝置設(shè)在軋出端，由于切向金屬流動(dòng)較強(qiáng)，導(dǎo)致軋件管料外擴(kuò)，而在收斂式軋輥布置的三輥軋管機(jī)（CAM)中變形區(qū)中金屬流動(dòng)加速，軸向拉伸的加強(qiáng)有利于防止改善管料的外擴(kuò)，在Krefeld WRG廠的試驗(yàn)證實(shí)這種外擴(kuò)量可減少40%,如圖16-7所示。
二、幾種形式的三輥軋管機(jī)
三輥軋管工藝確是一種可靠的軋管技術(shù)，但存在著只能軋制厚壁管的問(wèn)題，三輥軋管機(jī)的60余年的發(fā)展就是一部采取改進(jìn)措施軋制薄壁管的發(fā)展史，Voswincker的良形式作了如下概括，如表16-2所示。
在表16-2中：
1. Transval 軋機(jī)中采用機(jī)架回轉(zhuǎn)的辦法迅速改變喂人角，以便在軋制過(guò)程快結(jié)束時(shí)，喂人角減少，防止管子后端出現(xiàn)“尾三角”；
2. Quick Lifting 系統(tǒng)亦稱做 Quick Open系統(tǒng)，即在管子后端快離開(kāi)軋輥之前提升軋輥，不軋制管子的后端，防止尾端出現(xiàn)“三角形”，快速抬輥共有兩種辦法；一是平抬法；二是先旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，然后再傾斜上抬，再者，從使軋輥打開(kāi)所使用的能源的角度，可分為電氣快速調(diào)整軋輥法和液壓快速調(diào)整軋輥法，而以后者為佳；
3. NEL Process 即“No End Loss”Process之意。
三、管端控制技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段
由于軋入和軋出段空心坯形狀的穩(wěn)定性較差，其延伸是在特殊的變形條件下進(jìn)行的，由于在尾端不存在厚壁空心坯尾隨部分的高度穩(wěn)定效應(yīng)，上述現(xiàn)象在管子尾端特別明顯，直徑的增大導(dǎo)致空心坯尾端形成“三角形”或成“喇叭狀”。所以在生產(chǎn)D/S≥12的管子時(shí)必須采取特殊措施以避免在三輥軋管機(jī)的機(jī)架內(nèi)或（和）下游機(jī)組內(nèi)產(chǎn)生管段的破損。
在三輥軋管機(jī)發(fā)展的歷史過(guò)程中，為了擴(kuò)大這一工藝的使用范圍，特別是為了生產(chǎn)最薄壁厚的管子，對(duì)這一問(wèn)題的解決采取了許多種辦法，有如下三個(gè)主要發(fā)展階段：
1. 20世紀(jì)60年代的Transval工藝可將軋管的范圍擴(kuò)大至D/S≤16,采用專門設(shè)計(jì)的機(jī)架，當(dāng)不銹鋼管件將軋出時(shí)，減小喂入角，以擴(kuò)大孔型，然而采用這一工藝將會(huì)產(chǎn)生較大量的切頭損失；
2. 80年代的“Quick lifting”系統(tǒng)，即“快速液壓抬輥法”可以生產(chǎn)D/S≤35的管子，通過(guò)軋輥徑向快速打開(kāi)的方法使管壁減薄的程度削弱，從而得以避免管端擴(kuò)成喇叭口的現(xiàn)象發(fā)生，采用這種軋輥快速調(diào)整系統(tǒng)，管端切損可減少為50mm左右；
3. 80年代末發(fā)展起來(lái)的NEL系統(tǒng)（NEL即“no end los-8es”三字的字頭）已在許多不銹鋼管廠得到了應(yīng)用，采用這種工藝，由于增厚而產(chǎn)生的切頭損失幾乎降為零，這是因?yàn)榭招呐骱蠖说臏p徑和減壁是分別在不同的變形過(guò)程中發(fā)生的，因此只產(chǎn)生微量的直徑增大，采用這一系統(tǒng)可以生產(chǎn)D/S≤40的管子，NEL系統(tǒng)的示意圖如圖16-8所示。
四、幾種控制芯棒速度的方案
芯棒系統(tǒng)在成本、軋制周期和變形能力等方面對(duì)生產(chǎn)過(guò)程均產(chǎn)生影響，共有以下二種芯棒運(yùn)動(dòng)方式 即
1. 芯棒作自由運(yùn)動(dòng)；
2. 芯棒喂入是受控的；
3. 芯棒抽出是受控的。
方案（1)芯棒易于操作，但其缺點(diǎn)是和成品管長(zhǎng)度相比較，芯棒長(zhǎng)度較長(zhǎng)，而且需要專用的芯棒抽回裝置。相比較而言，方案（2)中芯棒長(zhǎng)度大大縮短，因此軋制比較長(zhǎng)的不銹鋼管時(shí)推薦采用這一方案。管料與工具接觸時(shí)間縮短，有利于不采用再加熱而繼續(xù)軋制薄壁管。采用芯棒速度受控的軋管系統(tǒng)，其設(shè)備制造費(fèi)用也可降低。
軋制不銹鋼厚壁管時(shí)必須解決芯棒抽回問(wèn)題，因此，方案（3)具有更多的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)以上所述為了取得最佳效果，不銹鋼管廠可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要采取相應(yīng)的控制芯棒的方案。
