一(yi)、基本(ben)情況
包鋼(gang)60mm PQF連軋(ya)管(guan)機組設(she)(she)計能力為(wei)(wei)年(nian)(nian)產(chan)(chan)(chan)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)62萬噸，產(chan)(chan)(chan)品外徑ф244.5～457mm，壁厚6～60mm，長度6～15m。該(gai)機組2010年(nian)(nian)開(kai)工建設(she)(she)，2012年(nian)(nian)8月建成(cheng)投產(chan)(chan)(chan)，由中(zhong)冶京誠做工廠(chang)設(she)(she)計，熱(re)軋(ya)線的主要設(she)(she)備(bei)由德國梅(mei)爾(er)公司(si)(si)和(he)意大利因西公司(si)(si)設(she)(she)計制造(zao)。該(gai)生產(chan)(chan)(chan)線主要產(chan)(chan)(chan)品為(wei)(wei)石油(you)套(tao)管(guan)（產(chan)(chan)(chan)量(liang)占全(quan)部(bu)熱(re)軋(ya)產(chan)(chan)(chan)品的50.3％），其(qi)他產(chan)(chan)(chan)品為(wei)(wei)高壓鍋爐管(guan)、機械(xie)結構(gou)管(guan)、管(guan)線管(guan)、氣瓶管(guan)和(he)石化用管(guan)等。在(zai)石油(you)套(tao)管(guan)中(zhong)，高合(he)金(jin)高抗腐蝕系列套(tao)管(guan)、高抗硫系列套(tao)管(guan)、3Cr抗腐蝕系列套(tao)管(guan)、高鋼(gang)級套(tao)管(guan)等高合(he)金(jin)含量(liang)、高附加值(zhi)的套(tao)管(guan)又占了主要部(bu)分。
二、工藝(yi)流(liu)程
工藝流程：合格管(guan)(guan)坯→鋸切→冷定心→環(huan)形爐(lu)加熱→高(gao)壓(ya)水除磷→穿(chuan)孔→吹硼砂→穿(chuan)芯棒→高(gao)壓(ya)水除鱗→PQF 連軋→脫管(guan)(guan)→高(gao)壓(ya)水除鱗→定徑→冷卻→定尺鋸切→人工內外表面檢查→噴標→收集入庫。
三(san)、主(zhu)要工藝設(she)備(bei)參數及性(xing)能特點
1. 環(huan)形加熱爐
環(huan)形爐(lu)由(you)LOI天津公司設計(ji)及(ji)制作。環(huan)形加熱爐(lu)主要參數包括(kuo)：
管坯直徑：ф350、φ390、φ430；
環形爐(lu)中徑：50m；
爐底寬(kuan)度(du)：5.3m；
最(zui)大加(jia)熱長度：5.0m；
最大坯重：5665kg；
最大加(jia)熱能力(li)：220t／h；
最大裝出(chu)料(liao)節奏：100p／h。
2. 錐形輥穿孔機
該機組(zu)采用立式導板(ban)錐(zhui)形輥穿孔機，穿孔輥直徑1500mm。由于本機組(zu)采用的管(guan)(guan)坯重量(liang)較大，為方便管(guan)(guan)坯咬入，防止前(qian)卡事故，在(zai)前(qian)臺設置(zhi)了(le)管(guan)(guan)坯預(yu)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)裝置(zhi)，大管(guan)(guan)坯在(zai)推鋼(gang)機推入軋輥前(qian)在(zai)預(yu)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)的驅動下旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)起(qi)來，這(zhe)樣很大程度改(gai)善了(le)咬入條件，減少了(le)事故，提高了(le)軋輥壽命。穿孔機主要(yao)參(can)數(shu)包括：
最大軋輥直徑：1500mm；
最大出口速度：0.8m／s；
最大軋制力矩：2500kN·m；
主(zhu)電機功率：7000kW×2臺；
主電機(ji)最大轉速：600r／min。
3. PQF連軋管機
PQF連軋(ya)(ya)管機(ji)組為5機(ji)架(jia)的軸向換輥連軋(ya)(ya)管機(ji)，優(you)點是隧(sui)道(dao)式筒(tong)形牌坊(fang)剛度及強度好，傳動布置緊湊，軋(ya)(ya)制(zhi)穩(wen)定性好。每架(jia)軋(ya)(ya)機(ji)的三(san)個互成120°的軋(ya)(ya)輥安(an)裝(zhuang)在獨立的軋(ya)(ya)制(zhi)單(dan)(dan)元(yuan)一軋(ya)(ya)輥小機(ji)架(jia)內，安(an)裝(zhuang)在隧(sui)道(dao)上的伺(si)服液壓小倉，可以(yi)對軋(ya)(ya)輥輥縫(feng)進行(xing)同步調整也可以(yi)單(dan)(dan)獨調整，即采用了(le)輥縫(feng)自(zi)動控(kong)制(zhi)系統(tong)（HCCS），從而保(bao)證了(le)軋(ya)(ya)制(zhi)質(zhi)量，另外(wai)，該連軋(ya)(ya)管機(ji)在生產過程(cheng)中(zhong)采用了(le)工(gong)藝過程(cheng)控(kong)制(zhi)系統(tong)（PSS），實現了(le)溫度補償、咬入(ru)沖擊控(kong)制(zhi)、錐形芯棒(bang)伺(si)服和頭尾削尖等功能。
由(you)于該機組軋制節奏較慢（最快(kuai)40秒／支），只有在(zai)線穿(chuan)芯(xin)棒方(fang)式，不設(she)預穿(chuan)線，減少(shao)了(le)芯(xin)棒在(zai)線數量，減少(shao)了(le)芯(xin)棒與毛管接觸(chu)時間，減少(shao)了(le)毛管的溫降，提高(gao)了(le)芯(xin)棒壽命，節省了(le)設(she)備投資。
PQF連軋(ya)機主要參(can)數包括：
荒管外徑：Φ322mm，φ403mm，ф482mm；
軋輥直徑：φ1100mm；
最大入口速(su)度：1.5m／s；
最大出(chu)口速(su)度：4.0m／s；
最(zui)大(da)軋制力：600kN；
最大軋(ya)制(zhi)力(li)矩：250kN·m；
電機功率：1號(hao)和4號(hao)機架各3×800kW，2號(hao)和3號(hao)機架各3×1000kW，5號(hao)機架3×400kW；
限動力：3000kN；
限(xian)動電機功率(lv)：500kW×6臺(tai)；
限動最大前(qian)進速度：4.5m／s；
限動最大返(fan)回速(su)度：4.5m／s；
軋制中限(xian)動速(su)度：0.9～1.5m／s。
4. 定徑機
采(cai)用(yong)12架(jia)三輥式定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)，每架(jia)都有一(yi)臺電機(ji)(ji)(ji)驅(qu)(qu)動(dong)(dong)，機(ji)(ji)(ji)架(jia)采(cai)用(yong)傘齒輪內傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)結構(gou)，在(zai)(zai)機(ji)(ji)(ji)架(jia)外有一(yi)根傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)通過(guo)(guo)聯(lian)軸(zhou)器(qi)與(yu)12架(jia)組(zu)合式的(de)減速(su)器(qi)相連(lian)接，奇偶架(jia)的(de)電機(ji)(ji)(ji)前后(hou)排(pai)(pai)上下兩層排(pai)(pai)列，整(zheng)個(ge)(ge)定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)布置緊湊。對于參(can)與(yu)變形少的(de)機(ji)(ji)(ji)架(jia)個(ge)(ge)數的(de)生產規格來說，設置了空過(guo)(guo)的(de)傳(chuan)(chuan)輸(shu)機(ji)(ji)(ji)架(jia)，根據不同(tong)的(de)規格，傳(chuan)(chuan)輸(shu)機(ji)(ji)(ji)架(jia)的(de)個(ge)(ge)數不同(tong)，傳(chuan)(chuan)輸(shu)機(ji)(ji)(ji)架(jia)在(zai)(zai)傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)裝置的(de)驅(qu)(qu)動(dong)(dong)下能將鋼管平穩(wen)輸(shu)送給定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)出(chu)口(kou)輥道。該機(ji)(ji)(ji)組(zu)在(zai)(zai)定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)前設置了高壓水除(chu)鱗裝置，提高鋼管的(de)外表面質(zhi)量，延長(chang)軋輥壽命(ming)。
定徑(jing)機主要參數包括：
軋輥名義直徑(jing)：Φ950mm；
機架間距：840mm；
入(ru)口鋼管速度(du)：0.5m／s；
出口(kou)鋼管(guan)速度(du)：1.5m／s；
電(dian)機功率：350kW×12臺；
電(dian)機轉速：200～600／1200r／min。
四、機組的創新點
1. 在線設置管坯尾定心機
在熱軋(ya)管(guan)工藝中，為了改善鋼管(guan)尾(wei)部形狀、減(jian)少鋼管(guan)切尾(wei)損失，降低工具消耗(hao)，保證鋼管(guan)內表面質量，管(guan)坯(pi)尾(wei)定心(xin)的(de)作用也越(yue)來越(yue)受(shou)到(dao)生產企業的(de)重視。
包(bao)鋼新近(jin)建設(she)的(de)Φ460mm熱(re)(re)軋無(wu)縫鋼管機(ji)組(zu)中，環(huan)形(xing)加熱(re)(re)爐與穿孔機(ji)之間均在(zai)線設(she)置了(le)由中冶(ye)京(jing)誠設(she)計制造(zao)的(de)液壓夾鉗式管坯尾端熱(re)(re)定心機(ji)，如圖6-12為(wei)包(bao)鋼φ460mm機(ji)組(zu)液壓熱(re)(re)定心機(ji)的(de)安裝現場。
2. 脫管后輥道定位塊式(shi)升降輥道
在國內已建成的(de)ф460mm機(ji)組(zu)中，脫(tuo)管(guan)機(ji)后(hou)輥道(dao)(dao)升(sheng)降輥道(dao)(dao)全部為螺旋電動升(sheng)降式，其結構(gou)示意如圖6-13所示；它是利用電機(ji)帶動螺旋升(sheng)降機(ji)來調整輥道(dao)(dao)面(mian)的(de)標高以(yi)適應不(bu)同(tong)外徑(jing)的(de)荒(huang)管(guan)。但此機(ji)構(gou)的(de)現場工作(zuo)環境通常(chang)比(bi)較惡劣，經常(chang)伴隨著高溫、潮濕(shi)、氧化鐵皮(pi)、油泥等，此機(ji)構(gou)容易發生脹死(si)、調整困難等情況。
為了(le)(le)應對這一(yi)情況，在包(bao)鋼φ460mm 機(ji)組中設(she)計(ji)(ji)了(le)(le)一(yi)種(zhong)是液壓定(ding)位塊式(shi)升降(jiang)輥道(dao)，其(qi)結(jie)構(gou)如圖6-14所示；由于脫(tuo)管(guan)至定(ding)徑機(ji)間只有φ307.5mm、ф388mm和ф467.7mm三(san)種(zhong)規格荒(huang)管(guan)，所以(yi)(yi)設(she)計(ji)(ji)了(le)(le)一(yi)種(zhong)帶(dai)有三(san)種(zhong)不同(tong)的接(jie)觸面定(ding)位塊式(shi)調(diao)整(zheng)機(ji)構(gou)；當對輥道(dao)高度(du)調(diao)整(zheng)時，由定(ding)位塊調(diao)整(zheng)液壓缸(gang)4推動(dong)擺桿，通過(guo)調(diao)整(zheng)升降(jiang)臺架下方定(ding)位塊的不同(tong)接(jie)觸面以(yi)(yi)滿足(zu)3種(zhong)規格荒(huang)管(guan)。此輥道(dao)調(diao)整(zheng)機(ji)構(gou)具(ju)有結(jie)構(gou)簡(jian)單、受工作(zuo)環境影響小、操作(zuo)簡(jian)單、故障率低等(deng)(deng)等(deng)(deng)一(yi)系列優(you)點，可以(yi)(yi)顯著(zhu)改善現(xian)場(chang)維檢人員的勞動(dong)強度(du)。
3. 冷床(chuang)前(qian)增加鋼(gang)管抽檢(jian)與取樣(yang)臺(tai)架
為(wei)了(le)能夠(gou)及(ji)(ji)時(shi)發現(xian)熱軋鋼(gang)管(guan)表(biao)面缺陷及(ji)(ji)方便(bian)鋼(gang)管(guan)熱取(qu)(qu)(qu)樣，在定徑機后、冷床入口前輥道一側增加了(le)鋼(gang)管(guan)抽樣檢查(cha)與取(qu)(qu)(qu)樣臺架，如(ru)圖6-15所示。當需(xu)要對熱軋的鋼(gang)管(guan)進(jin)行外(wai)表(biao)面抽檢及(ji)(ji)頭(tou)尾取(qu)(qu)(qu)樣時(shi)，人(ren)工啟動撥(bo)叉將熱軋鋼(gang)管(guan)撥(bo)入到臺架的旋轉(zhuan)托輥上，旋轉(zhuan)托輥轉(zhuan)速(su)預先設定為(wei)8r／min和1r／min；外(wai)表(biao)面檢查(cha)使用8r／min而頭(tou)尾取(qu)(qu)(qu)樣時(shi)使用1r／min的轉(zhuan)速(su)。
此臺架(jia)的設置能(neng)夠有利于現場(chang)更快更及時地發(fa)(fa)現熱(re)軋鋼管(guan)表面的軋制缺陷(xian)(xian)、改(gai)變了以往操作(zuo)(zuo)(zuo)人(ren)員頂(ding)著高溫在冷床(chuang)上檢(jian)查鋼管(guan)表面缺陷(xian)(xian)及在冷床(chuang)兩側進行頭尾(wei)取樣，很大(da)程度上改(gai)善(shan)了現場(chang)操作(zuo)(zuo)(zuo)人(ren)員的工作(zuo)(zuo)(zuo)條(tiao)件，減少了發(fa)(fa)生工傷的可能(neng)性。
4. 下(xia)吸式(shi)軋(ya)機除塵(chen)裝置
a. 除塵罩傳統的(de)布置形式
在天(tian)管(guan)Φ460mm機(ji)(ji)組(zu)(zu)、煙寶(bao)φ460mm機(ji)(ji)組(zu)(zu)及(ji)天(tian)淮φ508mm機(ji)(ji)組(zu)(zu)等(deng)類似機(ji)(ji)組(zu)(zu)中，無論是在穿孔機(ji)(ji)抗氧化站尾部、連(lian)軋機(ji)(ji)出入口側、脫(tuo)管(guan)機(ji)(ji)及(ji)定徑機(ji)(ji)處除(chu)塵罩及(ji)管(guan)道均(jun)采用了沿設(she)備上方布(bu)置出廠房后與除(chu)塵器連(lian)接的方式，此種(zhong)布(bu)置方式具有(you)管(guan)道布(bu)置靈活(huo)、管(guan)道不(bu)易積灰積水、維檢工作量比較(jiao)少等(deng)特點，但同時也存(cun)在易阻擋操作員視線、不(bu)利(li)(li)于管(guan)道其(qi)下(xia)設(she)備檢修(xiu)吊運等(deng)不(bu)利(li)(li)影響。
b. 包鋼Φ460mm機(ji)組除塵罩布(bu)置形式
在(zai)包鋼φ460mm機組中(zhong)除連軋(ya)后、脫管(guan)(guan)機及定徑機仍采(cai)用(yong)設(she)備(bei)上(shang)方(fang)布(bu)置以外，其(qi)他(ta)部位均采(cai)用(yong)在(zai)設(she)備(bei)下(xia)方(fang)及兩側布(bu)置的(de)方(fang)式(shi)、風管(guan)(guan)采(cai)用(yong)了沿平(ping)(ping)臺下(xia)懸掛(gua)(gua)、地下(xia)直埋的(de)布(bu)置形(xing)式(shi)，能(neng)夠避(bi)免(mian)除塵管(guan)(guan)道對設(she)備(bei)檢(jian)修(xiu)吊運的(de)不利影響(xiang)、保證操作員(yuan)視線；但(dan)也(ye)存在(zai)著平(ping)(ping)臺下(xia)懸掛(gua)(gua)管(guan)(guan)道易(yi)與(yu)電纜橋架(jia)、介(jie)質管(guan)(guan)線沖突、直埋管(guan)(guan)道易(yi)與(yu)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)基礎沖突及管(guan)(guan)道內(nei)易(yi)積灰積水且難于清理會(hui)影響(xiang)后續使用(yong)效果等問(wen)題。
c. 溴化鋰余(yu)熱利用裝置
包鋼(gang)φ460機組在余熱(re)利用方面是采用了(le)利用環形(xing)爐煙(yan)氣余熱(re)的(de)“煙(yan)氣型溴化鋰機組”。可以直接利用環形(xing)爐煙(yan)氣余熱(re)置(zhi)換出采暖(nuan)和制冷(leng)用的(de)冷(leng)熱(re)水。
該溴化鋰機(ji)組具有一些先(xian)進的特點：
①. 溴化鋰機組的裝機重量只有94.5t，而如果采用余熱鍋爐其設備重量會達到約300t；節省三分之二的設備投資；
②. 溴化鋰機組主機安裝在車間±0.0平面上，沒有深基礎，而余熱鍋爐主機的設備安裝標高為-6.8m；安裝主機約需要面積為148.5㎡（長x寬：16.5m×9m）的基礎坑，所以在基建投資上采用溴化鋰機組會比采用余熱鍋爐少得多；
③. 采用煙氣型溴化鋰吸收式冷熱水機組無須另設熱源，冬夏季空調需求能一次滿足，且一次能源均為廢熱利用；
④. 制冷系統的運行費用要比電制冷系統低很多。此外，余熱吸收技術已經是一項十分成熟技術，操作也比較簡單便捷，自身維修故障率也比較低；
⑤. 制冷系統的制冷劑為水，是環保型冷媒，吸收劑為溴化鋰溶液，對人體及環境也是無害的。
