限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)簡(jiǎn)稱MPM(Muli-Stand Pipe Mill),一般7~8個(gè)機(jī)架，由意大利因西公司推廣應(yīng)用。軋管時(shí)芯棒的運(yùn)行是限動(dòng)的、速度是可控的，芯棒的速度應(yīng)高于第一架的咬入速度而低于第一架的軋出速度。在軋制的整個(gè)程中，芯棒速度是恒定不變的，從而確保不銹鋼管壁厚的精度，軋制不同的管子時(shí)芯棒的速度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。軋制結(jié)束后，芯棒停止運(yùn)動(dòng)，由脫管機(jī)將荒管從芯棒中脫出，實(shí)際上，此時(shí)軋件不單是在軋管機(jī)上連軋，還要在軋管機(jī)與脫管機(jī)之間連軋。而后芯棒回送離開(kāi)軋機(jī)，移出軋線冷卻、潤(rùn)滑后循環(huán)使用。其特點(diǎn)是荒管的壁厚的精度高，用脫管機(jī)取代了脫棒機(jī)，縮短了工藝流程，芯棒較短；但軋制節(jié)奏慢，每分鐘可軋2支或稍多一點(diǎn)的鋼管，適合生產(chǎn)中等規(guī)格（外徑小于460mm)的無(wú)縫不銹鋼管。代表性機(jī)組有意大利達(dá)爾的ф356mm機(jī)組和我國(guó)天津鋼管公司的φ250mm機(jī)組。
限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)的基本特點(diǎn)就是控制芯棒的運(yùn)行速度，使芯棒在整個(gè)軋制過(guò)程中均以低于第一機(jī)架金屬軋出速度的恒定速度前進(jìn)，這是相當(dāng)重要的工藝改進(jìn)，使限動(dòng)芯棒軋機(jī)具有浮動(dòng)芯棒軋機(jī)不可比擬的優(yōu)越性。近年來(lái)的實(shí)踐表明，芯棒的速度應(yīng)高于第一機(jī)架的咬入速度而低于第一機(jī)架的軋出速度，這樣，在整個(gè)軋制過(guò)程中芯棒的移動(dòng)速度均以低于所有機(jī)架的軋制速度，避免了不規(guī)律的金屬流動(dòng)和軋制條件的變化。由于芯棒速度受到控制，每一機(jī)架的軋制壓力都較小，金屬流動(dòng)有規(guī)律，加之帶有微張力軋制狀態(tài)，從而減小了橫向變形，根本不存在浮動(dòng)芯棒連軋所產(chǎn)生的“竹節(jié)”現(xiàn)象，使鋼管內(nèi)外表面和尺寸精度有了很大提高。延伸系數(shù)可大一些，這就可以獲得較小的壁厚偏差。
由于芯棒速度限動(dòng)，可大大縮短芯棒的長(zhǎng)度，軋制32m長(zhǎng)的不銹鋼管，芯棒的工作長(zhǎng)度只有15m左右。鋼管從芯棒上軋出后用脫管機(jī)將其從芯棒前端抽出，芯棒快速返回，取消了脫棒機(jī)，縮短了工藝流程，提高了鋼管的終軋溫度。部分品種可省去定徑前的再加熱工序，從而節(jié)省了能源。由于減小了芯棒的長(zhǎng)度和芯棒的重量，允許加大芯棒的直徑，使鋼管的最大外徑由177.8mm擴(kuò)大到426mm甚至更大。因此可以生產(chǎn)中型和大型規(guī)格的無(wú)縫不銹鋼管。
限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)代表著現(xiàn)代無(wú)縫不銹鋼管生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)，它集中體現(xiàn)了無(wú)縫不銹鋼管生產(chǎn)的連續(xù)性、高效率、機(jī)械化及工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。20世紀(jì)80年代以后限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)已經(jīng)在無(wú)縫鋼管生產(chǎn)領(lǐng)域占了主導(dǎo)的地位。
少機(jī)架限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)（MINI-MPM)是在20世紀(jì)90年代由意大利因西公司推出的工藝，它的實(shí)質(zhì)與MPM一樣，主要是針對(duì)南非托沙廠的技術(shù)改造，設(shè)計(jì)為四個(gè)機(jī)架，基本保留了MPM機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)。與MPM相比，它的最大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了用更短的芯棒軋制長(zhǎng)鋼管，芯棒的工作段長(zhǎng)度比MPM小2~3m,芯棒總長(zhǎng)度可縮短5m左右。芯棒可以制造成整體，兩端都加工有限動(dòng)頭，可以調(diào)頭使用，降低芯棒的消耗。隨著錐形輥穿孔機(jī)的普及應(yīng)用，使熱軋無(wú)縫鋼管的變形量前移成為可能，連軋工序的延伸可適當(dāng)減小，連續(xù)軋管機(jī)不用再設(shè)置7~8架就可實(shí)現(xiàn)所要求的熱軋變形了，所以以后興建的限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)組大多采用有5個(gè)機(jī)架的MINI-MPM.代表機(jī)組有包頭鋼鐵公司的Φ180mm機(jī)組、鞍山鋼鐵公司的Φ159mm機(jī)組、衡陽(yáng)鋼管廠的ф273mm機(jī)組以及成都鋼管廠的Φ340mm機(jī)組。
如何充分發(fā)揮限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)組生產(chǎn)效率高、金屬消耗少、產(chǎn)品壁厚精度高、內(nèi)外表面質(zhì)量好的優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)出高質(zhì)量水準(zhǔn)的厚壁管是我們亟待解決的問(wèn)題。我們知道，限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)組生產(chǎn)厚壁管要受到兩個(gè)條件的約束：1. 加熱管坯的長(zhǎng)度,目前我國(guó)限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)組的管坯加熱均使用環(huán)形爐，人爐管還的最大長(zhǎng)度均小于等于5m; 2. 軋管機(jī)特脫管機(jī)之間的距離,限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)組在軋管機(jī)后要布置脫管機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)軋制與現(xiàn)律／荒管的分離（通常脫管機(jī)有3-5架），考感到所軋制流管的長(zhǎng)度及芯棒的限動(dòng)速度快時(shí)芯件僅最后一架軋管機(jī)軋輥中心線到第一架脫管機(jī)軋輥中心線的距離設(shè)計(jì)為10m左右，以防止軋制時(shí)芯棒進(jìn)入脫管機(jī)，如圖4-1所示。
我們用γ(一般取0.01~0.03)表示管坯加熱爐（環(huán)形爐）的燒損系數(shù)，μcH、μzH分別表示穿孔和軋管的延伸系數(shù)，生產(chǎn)厚壁管時(shí)，由于延伸相對(duì)較小，當(dāng)Lp×μcH×μzH×(1-γ)<Lt+LAN時(shí)，荒管就進(jìn)入不了脫管機(jī)或不能按工藝要求從芯棒上脫出，此時(shí)荒管要抱在芯棒的前端上，如圖4-5所示，不能實(shí)現(xiàn)軋制終了時(shí)芯棒與荒管分離的工藝目的，阻礙了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。LAN為安全脫管距離，一般為1m左右，即實(shí)現(xiàn)脫管工藝目的時(shí)至少要保證有兩架以上脫管機(jī)咬鋼的長(zhǎng)度。
這樣在不銹鋼厚壁管生產(chǎn)領(lǐng)域就限制了限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)組其產(chǎn)品內(nèi)外表面質(zhì)量和壁厚精度方面優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，不能為市場(chǎng)提供壁厚精度高、表面質(zhì)量好的厚壁無(wú)縫鋼管。另外，在生產(chǎn)某些規(guī)格的厚壁管時(shí)，即使軋管后的荒管長(zhǎng)度能夠滿足要求實(shí)現(xiàn)脫管，因脫管機(jī)入口速度較快，對(duì)脫管機(jī)形成很大沖擊，同時(shí)荒管壁厚較厚，使得脫管機(jī)變形力較大，時(shí)常引起損壞脫管機(jī)安全臼的事故，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
可以用以下兩種可能的工藝方法來(lái)改進(jìn)：1. 為了解決因延伸小、軋后荒管短不能完成脫管的問(wèn)題，有人曾提出限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)軋制結(jié)束后采用手動(dòng)或單設(shè)一個(gè)切換程序，使齒條慢速向前運(yùn)行，將荒管喂入脫管機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)脫管的方法生產(chǎn)不銹鋼厚壁管；2. 借鑒法國(guó)瓦盧雷克公司在20世紀(jì)80年代初提出但至今尚未實(shí)施的Neuval R方法，用限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)組來(lái)生產(chǎn)厚壁管。
Neuval方法軋管時(shí)在本質(zhì)上與MPM方法沒(méi)有什么區(qū)別，也是采用限動(dòng)芯棒工藝，只是它沒(méi)有脫管機(jī)，當(dāng)軋制終了時(shí)芯棒隨荒管一起前行，而后用脫棒機(jī)將芯棒／荒管分離，脫棒長(zhǎng)度一般小于8m;Neuval方法的另一個(gè)特點(diǎn)是為了節(jié)省穿孔、軋管之間的輔助時(shí)間，設(shè)計(jì)時(shí)將頂桿與芯棒合二為一，即穿孔后毛管和頂桿（芯棒）一起被送到連續(xù)軋管機(jī)上，事實(shí)上，穿孔時(shí)支撐頂頭的頂桿被用作連續(xù)軋管機(jī)的芯棒，以減少?gòu)拿苤邢让擁敆U再穿芯棒的時(shí)間。Neuval 方法于1978年在瓦盧雷克公司的圣索夫廠建成投產(chǎn)了一套ф127mm機(jī)組，軋制節(jié)奏最快可達(dá)20秒/支。
Neuval R是在Neuval得到實(shí)踐后提出的新方法，工藝方面與Neuval方法相似，只是其脫棒方法設(shè)想得比較獨(dú)特，既不用脫管機(jī)，也不用脫棒機(jī)，而是設(shè)想為當(dāng)軋件離開(kāi)軋管機(jī)最后一架時(shí)，芯棒由限動(dòng)裝置向后（與軋制方向相反）移動(dòng)從鋼管中抽出。在抽芯棒時(shí)有一個(gè)安裝在軋管機(jī)出口側(cè)的卡環(huán)，連續(xù)軋管機(jī)最后一架拋鋼后，芯棒／荒管繼續(xù)向前運(yùn)行一段距離，當(dāng)荒管尾部讓開(kāi)卡環(huán)位置后再停止，使卡環(huán)合攏時(shí)套在芯棒（而不能卡在荒管）上，在往回抽芯棒時(shí)，卡環(huán)將鋼管尾部擋住，軸向限制荒管移動(dòng)，防止荒管隨芯棒一起后退。由于需要脫管／脫棒的長(zhǎng)度較短（軋制厚壁管時(shí)脫棒長(zhǎng)度一般小于4m,脫棒長(zhǎng)度取決于荒管長(zhǎng)度和芯棒限動(dòng)速度的快慢，荒管長(zhǎng)、限動(dòng)速度快則脫棒的行程長(zhǎng)，荒管短、限動(dòng)速度慢則脫棒的行程短），同時(shí)鋼管壁厚較厚，鋼管溫度也較高，所以芯棒很容易抽出。
上述兩種工藝方法，第一種方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定難度，可能對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏影響較多，對(duì)不同規(guī)格（D/S)、不同材質(zhì)的鋼管選用多大的喂入速度等問(wèn)題還需逐步摸索，同時(shí)對(duì)脫管機(jī)的安全臼強(qiáng)度也是一個(gè)考驗(yàn)；第二種方法可能操作性更強(qiáng)，因?yàn)檫@種方法對(duì)軋制節(jié)奏影響不會(huì)很大，在不用進(jìn)行大的改造的前提下，只是需要在軋管機(jī)出口側(cè)增設(shè)一個(gè)控制精度高的卡環(huán)，用來(lái)?yè)踝』墓?，避免荒管與芯棒一起后退，達(dá)到軋制結(jié)束后使芯棒／荒管分離的工藝目的，實(shí)現(xiàn)某種意義上的“在線脫棒”。
由于卡環(huán)的出現(xiàn)，消除了前面提到的限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)組在生產(chǎn)厚壁管時(shí)的兩個(gè)約束，使限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)組擴(kuò)大其產(chǎn)品壁厚范圍成為可能。因?yàn)榭ōh(huán)脫棒法不受荒管長(zhǎng)度的限制、所以限動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)組在不改變加熱管坯長(zhǎng)度及穿孔機(jī)、軋管機(jī)延伸大小的前提下，使用卡環(huán)脫棒就能生產(chǎn)出表面質(zhì)量好、壁厚精度高的厚壁不銹鋼管。值得一提的是，當(dāng)MPM或PQF機(jī)組生產(chǎn)中使用卡環(huán)來(lái)進(jìn)行脫棒時(shí)，要將脫管機(jī)機(jī)架更換為導(dǎo)輥，以便讓荒管從其上面通過(guò)。
