三輥限動芯棒連續(xù)軋管機PQF(Premium Quality Finishing)是意大利 INNSE公司為克服二輥連續(xù)軋管機的固有局限性而研制開發(fā)的。如圖4-6所示，PQF軋管機由4~7架三輥可調(diào)式機架組成，采用限動芯棒方式操作，其中ф168mm PQF機組由于采用了獨特的芯棒運行方式，使其軋制節(jié)奏達(dá)到24s/支。代表性機組為我國天津不銹鋼管廠的ф168mm機組。
從軋鋼工藝上講三輥連續(xù)軋管機比二輥連續(xù)軋管機有明顯的優(yōu)點，但多了一個軋輥使得軋機結(jié)構(gòu)有了明顯的差異，用什么樣的結(jié)構(gòu)形式才能滿足新機型的要求，使其發(fā)揮優(yōu)勢，實現(xiàn)高效生產(chǎn)，達(dá)到理想的效果，一直是人們探索的目標(biāo)，多年來全世界一直沒有哪家企業(yè)開發(fā)采用這項技術(shù)。進(jìn)入21世紀(jì)，天津不銹鋼管廠和米爾／因西公司共同成功開發(fā)了Φ168mm PQF限動芯棒連續(xù)軋管機，于2003年8月在天津不銹鋼管廠建成投產(chǎn)，并在當(dāng)年12月就達(dá)到了設(shè)計產(chǎn)量。PQF一經(jīng)問世，就引起了國內(nèi)外同行的高度重視，現(xiàn)對其工藝、結(jié)構(gòu)和傳動等特點作一簡要介紹。
一、工藝特點
三輥連續(xù)軋管機簡稱PQF,是由因西公司開發(fā)推出的。軋管時芯棒是限動的、速度是可控的，芯棒的速度應(yīng)高于第一架的咬入速度，屬于限動芯棒連續(xù)軋管機，每個機架由三個軋輥組成孔型，采用三輥設(shè)計的孔型比傳統(tǒng)的兩輥設(shè)計的孔型圓度好，且孔型的半徑差小，有利于軋件的均勻變形，也使軋輥的磨損均勻。軋槽底部和軋槽頂部之間的圓周速度差較小，從而能在穩(wěn)定的條件下使軋制的金屬變形更加均勻，使所軋制的荒管徑壁比達(dá)到45以上。凸緣面積（不與軋輥或芯棒接觸的管子面積，也就是輥縫處壁厚／外徑的凸起面積，見圖4-2)有所減小，即流向凸緣的金屬量減少了，這一優(yōu)點在軋制不受外端及其他機架約束的鋼管尾端時尤為重要。事實上鋼管尾端在三輥式軋管機上軋制時受控是由于凸緣面積較小（比二輥式的小30%左右）以及軋槽底部與軋槽頂部間的圓周速度差較小的緣故，因此可以避免或大大減少管端折疊和飛翅的形成。由于圓周壓應(yīng)力較高，從而能在軋制時使輥縫處產(chǎn)生的縱向拉應(yīng)力的危險性大大降低。孔型中芯棒的穩(wěn)定性較高，PQF機組可以生產(chǎn)高強度（P110以上）特殊鋼級油井用管、高壓鍋爐管及13Cr、304L等不銹鋼管。POF最大的優(yōu)勢是，由于三輥孔型的半徑差小于兩輥，軋件變形更加均勻、平穩(wěn)，使產(chǎn)品的壁厚精度和表面質(zhì)量高于MPM,軋制的荒管直徑越大，優(yōu)勢越明顯。
二、結(jié)構(gòu)特點
工作機架是由三個軋輥組成一體相對獨立的軋制單元。天津鋼管公司的PQF連續(xù)軋管機由6個工作機架（包括第1架空減機架即VRS)組成。工作機架不承受軋制力，只承受限動力。工作機架內(nèi)的三個軋輥在壓下機構(gòu)和平衡裝置的控制下構(gòu)成一個孔型，并可對孔型進(jìn)行調(diào)整。每個軋輥（包括軸承座）安裝在一個杠桿臂上，杠桿臂通過銷軸安裝在工作機架上，孔型調(diào)整時杠桿以銷軸為支點擺動。每個軋輥軸承座的兩側(cè)，工作機架上都有導(dǎo)向滑板，用來保持軋輥調(diào)整時的位置，并承受限動力。工作機架上有一套軋輥軸承甘油潤滑管線系統(tǒng)和一套軋輥冷卻水系統(tǒng)，由液壓缸操作的快速接頭將這兩個系統(tǒng)連接到外管網(wǎng)上。PQF機架示意圖參見圖4-7。
承受軋制力的是隧道，即安裝有液壓壓下缸的高強度、高剛度的焊接結(jié)構(gòu)框架，它起到了通常軋鋼機牌坊的作用，這個焊接結(jié)構(gòu)框架就稱之為“隧道”，其示意圖參見圖4-8。PQF連續(xù)軋管機所有的工作機架和芯棒支撐架都安裝在隧道內(nèi)，它們通過液壓缸從垂方向和軋制線方向被固定在隧道內(nèi)，與軋制線相吻合。PQF的軋制力和限動力都是由隧道來承受的。隧道內(nèi)有用于裝、拆卸工作機架和芯棒支撐架的軌道，軌道保證換輥時工作機架和芯棒支撐架達(dá)到正確的位置。隧道出口有一個鎖緊門，用隧道上的液壓缸沿軋制線方向?qū)⒐ぷ鳈C架和芯棒支撐架固定在隧道內(nèi)，換輥時鎖緊門隨工作機架一起被移出隧道到換輥位置。驅(qū)動每個軋輥的傳動軸（共計18根）從各自的位置由外面伸入隧道與軋輥連接。PQF軋機設(shè)計非常緊湊，在隧道上安裝的設(shè)備很密集，其中包括有100個液壓缸、液壓管、潤滑管、冷卻水管、沖渣水管和各種電器控制管線等輔助設(shè)備，只有通過統(tǒng)籌合理地安排才能安裝恰當(dāng)。與傳統(tǒng)的兩輥式連軋機組交叉排列的軋機機架布置方式比較，使用圓形隧道式的軋機牌坊的機架間距縮短了，減少了在軋制過程中因機架間距大而使軋件運行不穩(wěn)定等因素。
三、傳動系統(tǒng)
PQF每個工作機架上的三個軋輥互成120°,驅(qū)動這三個軋輥的傳動系統(tǒng)在隧道外也要分布在互呈120°的位置上。同一工作機架上的三個軋輥的轉(zhuǎn)速和加速度必須完全一致，因此，三個減速箱的速比必須完全相同，減速箱和傳動軸的轉(zhuǎn)動慣量必須基本一致，電動機的特性和控制變形保持一致。相鄰POF連續(xù)軋管機工作機架之間布置非常緊湊，間距很小，相鄰的傳動系統(tǒng)的間距因此同樣也很小，給設(shè)計減速機和選擇電動機提出了苛刻的要求。傳動軸是可伸縮的，在換輥時傳動軸回縮脫離和軋輥的連接，新工作機架換入后傳動軸伸出并和軋輥連接，伸縮的動作由液壓缸來執(zhí)行。
四、軋輥更換系統(tǒng)
已經(jīng)投產(chǎn)的最初兩套PQF連續(xù)軋管機，在設(shè)計時三個互呈120°的傳動系統(tǒng)占據(jù)了軋機四周的空間、傳統(tǒng)（MPM式）的換輥，即從側(cè)向換輥方式已不可能，只有采用從軸向，即軋制線方向來換輥。在PQF 連續(xù)軋管機和脫管機之間布置一個換輥區(qū)，這個換輥區(qū)應(yīng)滿足以下要求：
1. 軋機出口到脫管機的輸送輥道在換輥時要能移開，換輥結(jié)束后，輸送輥道要及時復(fù)位并可靠地和軋制線對中；
2. 換輥區(qū)要布置兩列換輥小車，分別放置待換人的工作機架和承接從隧道中拉出的需要換掉的工作機架；
3. 每列換輥小車由可單獨橫移的換輥單元組成，其數(shù)量與工作機架和芯棒支撐架的數(shù)量相一致，兩列換輥小車也可整列橫移，并能和軋制線正確對中以達(dá)到整列更換和個別任意一架單獨更換的目的。
五、芯棒的運行方式
限動芯棒連續(xù)軋管機的芯棒運行有兩種方式：1. 軋制結(jié)束時，芯棒停止運動，待荒管從芯棒中脫出后，芯棒快速返回，移出軋制線，冷卻、潤滑后循環(huán)使用，傳統(tǒng)的MPM均采用此種運行方式；2. 軋制結(jié)束時，芯棒停止運動，待荒管由脫管機從芯棒中脫出后，芯棒不是回送，而是向前快速運行跟隨荒管之后依次通過脫管機，芯棒穿過脫管機后，移出軋線再回送、冷卻、潤滑循環(huán)使用，該方法減少了芯棒的在線待軋時間，從而有效地縮短了軋制周期，加快了軋制節(jié)奏，Φ168mm的PQF機組采用此種運行方式。兩種運行方式的主要區(qū)別是脫管完成后，芯棒是與荒管反向運行回退，離開軋機后移出軋制線冷卻、潤滑、循環(huán)使用；還是同向運行芯棒前行離開軋機后、穿過脫管機后撥出軋制線冷卻、潤滑、循環(huán)使用。第二種方法因芯棒要通過脫管機，在軋制薄壁管（脫管機的減徑量大于等于2倍的荒管壁厚）時要求脫管機軋輥必須具備快開快合功能，以免芯棒撞損脫管機軋輥。
