全浮動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)簡稱MM(Mandrel Mill),一般設(shè)有8個(gè)機(jī)架。軋制過程中對(duì)芯棒速度不加以控制,芯棒由被輾軋金屬的摩擦力帶動(dòng)自由跟隨管子通過軋機(jī),芯棒的運(yùn)行速度是不受控的;軋制過程中芯棒的運(yùn)行速度隨著各機(jī)架的咬入、拋鋼有波動(dòng),從而引起管子壁厚的波動(dòng);軋制結(jié)束后,芯棒隨荒管軋出至連軋機(jī)后的輸出輥道。在軋制中薄壁管時(shí)芯棒的全長幾乎都在荒管內(nèi),如圖4-3所示。帶有芯棒的荒管橫移至脫棒線,由脫棒機(jī)將芯棒從荒管中抽出以便冷卻、潤滑后循環(huán)使用。浮動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)的特點(diǎn)是軋制節(jié)奏快,每分鐘可軋4支甚至更多的不銹鋼管;但荒管的壁厚精度稍低,設(shè)有脫棒機(jī)其工藝流程較長,芯棒的長度接近于管子的長度;適合生產(chǎn)較小規(guī)格的無縫不銹鋼管。比較有代表性的浮動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)有德國米爾海姆廠的RK2機(jī)組和我國寶鋼的ф140mm機(jī)組。
連續(xù)軋管時(shí),荒管可以看做是在不同直徑的軋輥間連續(xù)軋制形成的,穿在不銹鋼管中的芯棒可以看做是曲率半徑無窮大的內(nèi)軋輥。浮動(dòng)芯棒軋制時(shí),芯棒除受到軋輥經(jīng)軋件傳遞來的作用力外,再無其他外力作用。當(dāng)軋件頭部經(jīng)第一機(jī)架咬入后,隨著軋件逐一走向后面的延伸機(jī)架,作用在芯棒上的機(jī)架數(shù)相繼增多,故芯棒速度不斷提高,這個(gè)階段稱為“咬入”階段;當(dāng)軋件頭部進(jìn)入最末機(jī)架后,整個(gè)軋件處在連續(xù)軋管機(jī)所有機(jī)架的軋制中,芯棒速度維持不變,稱為“穩(wěn)定軋制”階段;當(dāng)軋件尾部離開第一機(jī)架后,芯棒速度逐級(jí)提高,直到軋制結(jié)束,稱為“軋出”階段。軋輥工作圓周速度是按“穩(wěn)定軋制”狀態(tài)下設(shè)定的,軋制過程中軋件又是遵循著體積不變定律的。然而由芯棒引起的軋件速度的升高,使流入后面機(jī)架的金屬必然增多,也就是說,后面的機(jī)架由芯棒送人了比其設(shè)定的軋輥圓周速度所允許的還要多的金屬,這就出現(xiàn)了使斷面積增大的金屬積累。這種逐步流入的附加金屬造成的較大斷面,盡管在最后的機(jī)架上得到了加工,但仍然導(dǎo)致在荒管的一些部位上直徑變大和壁厚變厚,這種現(xiàn)象稱為“竹節(jié)”。原則上講可能在整根不銹鋼管上均出現(xiàn)“竹節(jié)”。顯然“竹節(jié)”現(xiàn)象屬縱向壁厚不均,對(duì)隨后的張減機(jī)軋制是不利的,應(yīng)盡可能防止。
為了防止或減少“竹節(jié)”形成,孔型設(shè)計(jì)分配壓下量時(shí),在保證總延伸不變的前提下,適當(dāng)增加前幾架壓下量。這樣,就可在后面幾個(gè)機(jī)架中使芯棒速度的躍增得到減弱,從而減輕芯棒速度變化的影響。良好的芯棒潤滑有利于延伸和降低能耗,也可以減少竹節(jié)的形成。還可以采用電控技術(shù)防止竹節(jié)的產(chǎn)生,由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)設(shè)定,軋輥轉(zhuǎn)速按要求變化,當(dāng)軋件通過時(shí)對(duì)軋輥轉(zhuǎn)速進(jìn)行校準(zhǔn),使各機(jī)架的出口速度與芯棒速度的變化相適應(yīng)。
盡管對(duì)“竹節(jié)”現(xiàn)象采取了不少措施并取得了一定的效果,但軋制條件的變化依然存在,且成品管的尺寸精度始終不如限動(dòng)芯棒軋機(jī)。此外,芯棒長,使制造費(fèi)用加大,制造困難,且長芯棒的重量也很大,不銹鋼管帶著過重的芯棒在輥道上運(yùn)行將會(huì)導(dǎo)致不銹鋼管表面損傷。故目前浮動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)均用于小型機(jī)組,至今這種機(jī)組僅能生產(chǎn)直徑小于177.8mm以下的不銹鋼管。浮動(dòng)芯棒連續(xù)軋管機(jī)機(jī)組在20世紀(jì)70年代之前比較盛行。