三輥行星軋機又稱PSW軋機(PlanetSchrageWalzwerk)，它作為一種新的大壓下量軋機在20世紀70年代初問世以來，由于具有許多獨特的優點和能為軋制半成品或成品園棒提供一種經濟方法而在銅加工行業得到很大的發展。

　　與以往的大壓下量軋機，如皮爾格鋼管軋機、森吉米爾帶材軋機的非連續工作和軋鍛聯合成形不同，三輥行星軋機是第一種連續軋制的大壓下量軋機。除壓下量大外(其單道次延伸率最大可達15，相當于一組八機架連續軋機的總延伸量)，還有如下優點:

　　需要投資少;結構緊湊,占地面積小;構造簡單,無導向裝置,避免了相關的一些問題;能軋制耐加工材料,如表面硬化鋼,閥門鋼,軸承鋼等難變形鋼材;操作很簡單;采用簡單的電氣傳動;工作噪音低,適合環境保護的要求;耗電量及耗水量小;停軋時間短,三個軋輥的更換時間只需要十五分鐘。因而,該軋機特別適合于中小型規模的有色和黑色的棒材、鋼管生產企業。

　　大壓下三輥行星軋機PSW的結構分為軋機本體和傳動兩個部分。軋機本體是由回轉大盤，中心套管和機座組成。回轉大盤的一側裝有傳動齒輪，另一側裝有120`均布的3個圓錐形軋輥。套管軸上裝有兩個齒輪，中心輪即太陽輪和疊加傳動的傘齒輪。傳動部分是由疊加傳動和主傳動組成，其工作原理類似于齒輪行星傳動中的差動系統。主電機傳動系統和疊加電機傳動系統一起帶動錐形軋輥，使軋輥產生繞軋制線的公轉和繞本身軸線的自轉運動。在一定的條件下，棒材或管坯和芯棒類似于固定的太陽輪，只有軸向運動而沒有旋轉運動。

　　棒材或管坯的變形過程是:3個斜置的軋輥繞棒材或管坯和芯棒旋轉,其產生的軸向分速度在摩擦力的作用下,迫使棒材或管坯沿著軋制線前進;棒材或管坯在前進的同時又受到軋輥均勻的壓縮,直至達到所要求的棒材或管子尺寸。

　　主電機用于驅動裝有行星軋輥的回轉大盤,使之產生公轉運動。疊加電機用來傳動行星差動輪系的中心輪,使各種材料的棒材或管子不因變形條件的不同而產生微小的旋轉。

　　銅管鑄軋(水平連鑄----三輥行星軋制)生產技術

　　銅管鑄軋生產技術是20世紀80年代由芬蘭outokumpu公司開發的一種短流程銅管加工技術，直接由水平連鑄機組生產空心管坯，再由三輥行星軋管機軋制成一定規格的拉伸管坯，同時卷取入盤。與傳統擠壓加工技術的”棒料鑄造----棒料加熱及熱擠壓----軋制及拉伸成形”工藝相比，由于直接制備銅管坯，水平連鑄工藝可使生產效率得到大幅度提高;其次三輥行星軋制一道次變形量高達96%以上，相當于8道次普通軋制變形量，其生產效率也非常高，且該工藝為冷軋成形，不需要加熱。在軋制過程中，由于會產生極大的變形量，且高摩擦力會生成大量熱能，可使管坯溫度升高到攝氏700度左右。因此，管料發生了動態再結晶，晶粒得到細化，軋制后管料可以直接進行拉伸成形，不需要中間退火，顯著簡化了加工工藝，與擠壓工藝相比，鑄軋工藝連續性強，更適合于自動化連續加工生產線。我國金龍銅管集團于90年代中期在國內首先引進該技術。目前，金龍銅管集團已擁有20余萬噸銅管產能，成為世界上最大的空調銅管制造商，2005年產值超過50億元。同時經過十年左右的生產實踐，逐漸掌握并拓展了這種新型生產工藝。國內企業生產的水平連鑄管坯已由最初的直徑80x20x12200毫米增加到直徑90x24x23000毫米(重約1噸)，最大連鑄管坯的外徑為103毫米，單重達到1250公斤，生產線綜合成品率也由最初的82%提高現在的85%~87%。據介紹，國外水平連鑄管坯為直徑102x25x18000毫米，單重接近970公斤。目前，國產鑄軋生產線已經能夠生產出質量穩定的紫銅盤管，內螺紋管最小規格達到直徑4毫米。采用鑄軋法供坯加工出的產品在國內市場占有較高份額，可以說構成了對擠壓法的巨大挑戰，對一些新建企業具有非常大吸引力。目前，中國2/3企業都采用了這一先進生產技術，共建了66條生產線總生產能力達100萬噸/年。江蘇興榮公司提供的鑄軋設備，可生產經一道次銑面后軋制，卷重可達2噸，而國外同類生產線卷重僅為1噸。常州興榮公司提供的鑄軋法銅管生產線，其裝機水平和產品質量都已達到國際先進水平，不僅深受國內銅加工企業青睞，而且還出口國外。

　　鑄軋法的主要生產工序有∶水平連鑄鑄管、管坯表面銑面、三輥行星軋管、直線式聯拉、園盤拉伸、內螺紋管成形、通過式保護性氣體退火等。

　　TP2銅管及銅合金管的行星軋制技術

　　經研究證明，TP2銅管進行三輥行星軋制時，管坯進入軋制變形時，由于三向壓應力的作用而產生極大的塑性變形，在塑性變形熱和摩擦熱的作用下，管料的溫度由進入軋輥初期的常溫而升高到攝氏700度左右，發生了完全動態再結晶，形成了細小的晶粒，軋制的管材可以直接進行多道次拉拔加工而不需要進行中間退火。在對B10銅合金(BFe10-1-1)進行了三輥行星軋制實驗，證明三輥行星軋制工藝是可以生產白銅合金管的，但與TP2銅管三輥行星軋制工藝相比，B10銅管軋制時，溫度可達攝氏850度，設備載荷增加30%以上，因此，原有的模具材料已不能滿足要求，應該選用耐熱性更好的模具材料。

　　經過幾年努力，白銅合金管的鑄軋技術也獲得成功，可實現B10和B30銅管的水平連鑄、行星軋制和直接拉拔生產。

　　銅管鑄軋生產設備的國產化

　　銅管鑄軋生產設備的國產化，主要是指水平連鑄機組和行星軋管機方面的國產化。中國科學院沈陽金屬研究所、中國科學院精密銅管中心和河南金龍銅管集團緊密合作，對這一先進的工藝生產技術和生產設備的國產化進行大量的研究。目前，中國2/3銅管加工企業都采用了這一先進的工藝生產技術，國產鑄軋生產線已經建了66條。銅管鑄軋生產設備的國產化程度比較高。前一時期，我國金龍銅管集團為這一工藝生產技術與芬蘭outokumpu公司發生過知識產權的糾紛事件。最終，金龍銅管集團為這一工藝生產技術推銷國外而賠償芬蘭outokumpu公司的損失達成和解。

　　國產水平連鑄機組多采用三聯體爐潛流鑄造，避免了銅液轉運中的熱損失、氧化和吸氣;自行研制開發出的等壓鑄造、電磁鑄造，助熔調質復合新技術，可穩定鑄造液面、消除鑄坯裂紋、細化鑄坯晶粒;拉坯機由計算機控制，實現拉--停--反推的連鑄工藝，可一次拉鑄2--3根管坯，鑄管最大外徑達到103毫米，單重達到1250公斤。

　　在行星軋管機方面，開發出了新輥型、新型芯棒頭和軋輥連接新技術，可減少軋輥竄動，提高管坯同心度;采用差溫旋軋新技術，提高了軋制溫度，軋出管材晶粒更均勻。鑄軋生產線單機產量達到2萬噸/年。江蘇興榮公司為行星軋管機方面的研制成果還申請了專利，專利名稱∶行星軋管機制造銅及銅合金管的方法，專利申請號∶03149757.8專利公開號∶CN1475316，該發明涉及一種利用行星軋管機制造銅及銅合金管的方法，屬于金屬管材軋制技術，所述的方法是利用行星軋管機對銅及銅合金管坯進行軋制。具體的步驟為∶表面機加工處理;管坯在攝氏701度~攝氏850度溫度之間進行高變形速率軋制形成軋制件;最后使快速冷卻等三個步驟。該發明的制造方法相比于現有技術具有工序少、成材率高、制造成本低以及制品質量穩定等優點。常州興榮公司提供的鑄軋法銅管生產線，其裝機水平和產品質量都已達到國際先進水平，不僅深受國內銅加工企業青睞，而且還出口國外。

　　銅管鑄軋生產工藝的缺點和改進

　　銅管鑄軋生產工藝確實比較先進，因此在中國、韓國和泰國等亞洲國家得到廣泛的應用，然而這生產工藝也存在一些缺點，主要是水平連鑄方面的問題∶

　　由于水平連鑄采用的是石墨結晶器，僅能生產無氧銅及磷脫氧銅，且對所使用的原料要求較高，為保證成品管材質量，一般不加或少加返回廢料;

　　在水平連鑄過程中無法去掉的雜質和氣體殘留在管坯中，影響了產品質量;

　　目前，水平連鑄生產的管坯最大外徑僅為103毫米，成品規格也受到限制，外徑在40毫米以下;

　　受規格所限，單條生產線的生產能力最大為2萬噸/年，一般為1~1.5萬噸/年;

　　水平連鑄管坯只有外壁經過銑面去除表面缺陷，而內壁缺陷無法去除，降低了成品管材的耐腐蝕性。

　　目前，我國的一些采用鑄軋生產工藝的銅加工企業所采取的措施∶

　　(1).連鑄銅板坯鑄造用結晶器一直沿用拼裝組合方式，即使用四塊厚銅板加工組合而成，制造周期長，使用壽命低，鑄銅速度慢。為此，開發了整體銅板式結晶器，斷面尺寸已達200毫米x500~600毫米。制作采用大直徑銅管經特殊液壓成型。結晶器具有規定的錐度和弧度。實踐證明，這種結晶器鑄銅速度和銅坯質量明顯優于組合式結晶器;

　　(2).水平連鑄帶坯電磁攪拌技術的使用，改變了帶坯結晶組織。現在已實現16毫米x450毫米錫磷青銅帶坯結晶過程電磁攪拌，使錫磷青銅帶坯晶粒細化，塑性提高，石墨模具使用壽命延長，帶材成品率提高。