一、基(ji)本情(qing)況
包鋼60mm PQF連軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機組設計(ji)能力為(wei)(wei)(wei)年產無縫鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)62萬噸(dun)，產品(pin)外徑ф244.5～457mm，壁厚6～60mm，長(chang)度6～15m。該機組2010年開(kai)工建設，2012年8月建成投產，由中(zhong)冶(ye)京誠做工廠設計(ji)，熱軋(ya)(ya)線(xian)的主(zhu)要(yao)設備由德(de)國梅爾公司(si)和意大(da)利因西公司(si)設計(ji)制造。該生產線(xian)主(zhu)要(yao)產品(pin)為(wei)(wei)(wei)石油(you)套管(guan)(guan)(guan)(guan)（產量占全部熱軋(ya)(ya)產品(pin)的50.3％），其他產品(pin)為(wei)(wei)(wei)高壓鍋(guo)爐管(guan)(guan)(guan)(guan)、機械結構管(guan)(guan)(guan)(guan)、管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)(guan)(guan)、氣(qi)瓶管(guan)(guan)(guan)(guan)和石化用管(guan)(guan)(guan)(guan)等(deng)。在石油(you)套管(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)，高合金高抗(kang)腐蝕(shi)系(xi)列套管(guan)(guan)(guan)(guan)、高抗(kang)硫系(xi)列套管(guan)(guan)(guan)(guan)、3Cr抗(kang)腐蝕(shi)系(xi)列套管(guan)(guan)(guan)(guan)、高鋼級套管(guan)(guan)(guan)(guan)等(deng)高合金含(han)量、高附加(jia)值(zhi)的套管(guan)(guan)(guan)(guan)又占了主(zhu)要(yao)部分。
二(er)、工藝流程(cheng)
工藝流(liu)程(cheng)：合格管坯→鋸切(qie)→冷定(ding)心→環(huan)形爐(lu)加(jia)熱(re)→高(gao)壓水除磷(lin)→穿孔→吹硼砂→穿芯棒(bang)→高(gao)壓水除鱗→PQF 連軋→脫管→高(gao)壓水除鱗→定(ding)徑→冷卻→定(ding)尺鋸切(qie)→人工內外(wai)表面檢查(cha)→噴標→收集入庫。
三(san)、主要工藝設備(bei)參數及性能特點
1. 環形加(jia)熱爐
環形(xing)爐由LOI天津公司設計及制(zhi)作。環形(xing)加熱爐主要參數包括：
管坯直徑：ф350、φ390、φ430；
環(huan)形爐中(zhong)徑(jing)：50m；
爐底寬(kuan)度(du)：5.3m；
最大(da)加(jia)熱長度：5.0m；
最大坯重：5665kg；
最大加熱能力：220t／h；
最大(da)裝出料(liao)節奏：100p／h。
2. 錐形輥穿(chuan)孔機
該機(ji)(ji)組(zu)采(cai)(cai)用立式導板(ban)錐形輥(gun)(gun)(gun)穿孔機(ji)(ji)，穿孔輥(gun)(gun)(gun)直徑1500mm。由于本機(ji)(ji)組(zu)采(cai)(cai)用的(de)(de)管坯重量較(jiao)大(da)，為方便管坯咬(yao)入(ru)，防止前卡事故(gu)，在前臺設置(zhi)了(le)管坯預旋(xuan)轉(zhuan)裝置(zhi)，大(da)管坯在推鋼機(ji)(ji)推入(ru)軋輥(gun)(gun)(gun)前在預旋(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)驅動下旋(xuan)轉(zhuan)起來，這樣很大(da)程度改善了(le)咬(yao)入(ru)條件(jian)，減少了(le)事故(gu)，提高了(le)軋輥(gun)(gun)(gun)壽命(ming)。穿孔機(ji)(ji)主要參數包括：
最大軋(ya)輥直徑：1500mm；
最大出口速度(du)：0.8m／s；
最大軋(ya)制力矩：2500kN·m；
主電(dian)機功率：7000kW×2臺；
主電機最大轉速：600r／min。
3. PQF連軋管機
PQF連(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機組(zu)為5機架的(de)軸向換輥連(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機，優點是隧道式筒(tong)形牌坊剛度及強(qiang)度好，傳動布置緊(jin)湊，軋(ya)(ya)制穩(wen)定(ding)性好。每架軋(ya)(ya)機的(de)三個互成120°的(de)軋(ya)(ya)輥安(an)裝(zhuang)在獨立的(de)軋(ya)(ya)制單元(yuan)一(yi)軋(ya)(ya)輥小機架內，安(an)裝(zhuang)在隧道上(shang)的(de)伺服(fu)液壓小倉，可以對軋(ya)(ya)輥輥縫進行同步調整(zheng)也可以單獨調整(zheng)，即(ji)采(cai)用了(le)輥縫自動控制系(xi)統(tong)（HCCS），從(cong)而保(bao)證了(le)軋(ya)(ya)制質量，另外，該連(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機在生產過程中采(cai)用了(le)工藝過程控制系(xi)統(tong)（PSS），實現了(le)溫度補償、咬入沖擊控制、錐形芯棒伺服(fu)和頭尾削尖等功能。
由(you)于該機組軋(ya)制節奏(zou)較慢（最快40秒／支），只有在(zai)線(xian)穿芯棒(bang)方式，不設預穿線(xian)，減少(shao)了(le)(le)芯棒(bang)在(zai)線(xian)數量，減少(shao)了(le)(le)芯棒(bang)與毛(mao)管(guan)接觸時間，減少(shao)了(le)(le)毛(mao)管(guan)的溫(wen)降，提(ti)高了(le)(le)芯棒(bang)壽命，節省(sheng)了(le)(le)設備投資。
PQF連軋機主要參(can)數(shu)包括：
荒(huang)管外徑：Φ322mm，φ403mm，ф482mm；
軋輥直徑：φ1100mm；
最大(da)入(ru)口速度：1.5m／s；
最大出口速度：4.0m／s；
最大軋(ya)制(zhi)力：600kN；
最大軋制力矩(ju)：250kN·m；
電機(ji)功(gong)率：1號(hao)和4號(hao)機(ji)架(jia)(jia)各3×800kW，2號(hao)和3號(hao)機(ji)架(jia)(jia)各3×1000kW，5號(hao)機(ji)架(jia)(jia)3×400kW；
限(xian)動力(li)：3000kN；
限動電機功率(lv)：500kW×6臺；
限動最大前(qian)進速度：4.5m／s；
限動最大(da)返回速度：4.5m／s；
軋制中限動速(su)度：0.9～1.5m／s。
4. 定(ding)徑機
采用12架(jia)(jia)(jia)三輥(gun)(gun)式(shi)定(ding)徑(jing)機，每架(jia)(jia)(jia)都有一(yi)臺電機驅(qu)動，機架(jia)(jia)(jia)采用傘齒輪(lun)內(nei)傳(chuan)動結構，在機架(jia)(jia)(jia)外有一(yi)根(gen)傳(chuan)動軸通過聯軸器與(yu)12架(jia)(jia)(jia)組合式(shi)的(de)(de)(de)減(jian)速器相連接，奇偶架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)電機前(qian)后排上下(xia)兩層排列，整個(ge)定(ding)徑(jing)機布置(zhi)緊湊。對(dui)于參與(yu)變(bian)形少(shao)的(de)(de)(de)機架(jia)(jia)(jia)個(ge)數的(de)(de)(de)生產規格來說，設置(zhi)了空過的(de)(de)(de)傳(chuan)輸機架(jia)(jia)(jia)，根(gen)據(ju)不同(tong)的(de)(de)(de)規格，傳(chuan)輸機架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)個(ge)數不同(tong)，傳(chuan)輸機架(jia)(jia)(jia)在傳(chuan)動裝置(zhi)的(de)(de)(de)驅(qu)動下(xia)能將鋼(gang)管平穩(wen)輸送給定(ding)徑(jing)機出口(kou)輥(gun)(gun)道。該(gai)機組在定(ding)徑(jing)機前(qian)設置(zhi)了高(gao)壓水除鱗裝置(zhi)，提高(gao)鋼(gang)管的(de)(de)(de)外表面(mian)質量，延(yan)長軋輥(gun)(gun)壽命(ming)。
定(ding)徑機(ji)主(zhu)要參數包括：
軋輥名義直徑(jing)：Φ950mm；
機架間距(ju)：840mm；
入口(kou)鋼(gang)管速(su)度：0.5m／s；
出口(kou)鋼管速度：1.5m／s；
電機功率：350kW×12臺；
電機轉速：200～600／1200r／min。
四、機組的創(chuang)新點
1. 在線(xian)設(she)置(zhi)管坯尾定(ding)心(xin)機
在熱軋(ya)管(guan)工藝中，為了改善鋼管(guan)尾部形(xing)狀、減少鋼管(guan)切尾損(sun)失，降(jiang)低(di)工具消耗，保證鋼管(guan)內表面質量，管(guan)坯尾定心的作用也越來(lai)越受到生產(chan)企業(ye)的重視。
包鋼(gang)新近建設的(de)Φ460mm熱軋無縫(feng)鋼(gang)管(guan)機組中，環形加熱爐與穿孔機之(zhi)間均在(zai)線(xian)設置了由(you)中冶(ye)京誠設計制造的(de)液壓(ya)夾鉗式管(guan)坯尾端熱定(ding)心機，如圖6-12為包鋼(gang)φ460mm機組液壓(ya)熱定(ding)心機的(de)安裝現場(chang)。
2. 脫管后輥道定位塊(kuai)式升降輥道
在國內已建成的ф460mm機(ji)(ji)組中，脫管(guan)機(ji)(ji)后輥(gun)道升降輥(gun)道全部為螺旋電(dian)動升降式，其結構(gou)示意如圖6-13所示；它是利(li)用電(dian)機(ji)(ji)帶動螺旋升降機(ji)(ji)來調(diao)整輥(gun)道面(mian)的標(biao)高以適應不同外(wai)徑的荒管(guan)。但此機(ji)(ji)構(gou)的現(xian)場工(gong)作(zuo)環境通常比較惡(e)劣，經常伴(ban)隨著(zhu)高溫、潮(chao)濕、氧(yang)化鐵皮、油泥等，此機(ji)(ji)構(gou)容易發生脹(zhang)死(si)、調(diao)整困難(nan)等情況。
為了(le)應對這(zhe)一(yi)(yi)情況(kuang)，在包鋼φ460mm 機(ji)組中設計了(le)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)是液壓定位(wei)塊式升降輥(gun)道(dao)(dao)，其結構(gou)(gou)如圖6-14所(suo)示；由(you)于脫管至定徑機(ji)間只(zhi)有φ307.5mm、ф388mm和ф467.7mm三種(zhong)(zhong)規(gui)格荒管，所(suo)以(yi)設計了(le)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)帶有三種(zhong)(zhong)不(bu)同的接觸面(mian)定位(wei)塊式調(diao)整機(ji)構(gou)(gou)；當對輥(gun)道(dao)(dao)高(gao)度(du)調(diao)整時，由(you)定位(wei)塊調(diao)整液壓缸4推(tui)動擺桿，通(tong)過(guo)調(diao)整升降臺架下方定位(wei)塊的不(bu)同接觸面(mian)以(yi)滿足3種(zhong)(zhong)規(gui)格荒管。此輥(gun)道(dao)(dao)調(diao)整機(ji)構(gou)(gou)具有結構(gou)(gou)簡單、受工(gong)作環(huan)境(jing)影響小、操作簡單、故(gu)障率低(di)等(deng)(deng)等(deng)(deng)一(yi)(yi)系列(lie)優點，可以(yi)顯著改善現場(chang)維檢(jian)人員(yuan)的勞動強度(du)。
3. 冷(leng)床(chuang)前(qian)增加(jia)鋼管抽(chou)檢與取樣臺架
為(wei)了能夠及時發現熱(re)(re)(re)軋鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面缺陷(xian)及方便鋼(gang)(gang)管(guan)熱(re)(re)(re)取(qu)(qu)樣(yang)，在定徑機后、冷(leng)床(chuang)入口(kou)前輥(gun)道一(yi)側增加了鋼(gang)(gang)管(guan)抽(chou)樣(yang)檢查(cha)與(yu)取(qu)(qu)樣(yang)臺架，如圖(tu)6-15所示。當需要對熱(re)(re)(re)軋的鋼(gang)(gang)管(guan)進行外表(biao)面抽(chou)檢及頭尾取(qu)(qu)樣(yang)時，人工啟動撥叉將熱(re)(re)(re)軋鋼(gang)(gang)管(guan)撥入到臺架的旋(xuan)轉托輥(gun)上(shang)，旋(xuan)轉托輥(gun)轉速預先設定為(wei)8r／min和1r／min；外表(biao)面檢查(cha)使用8r／min而頭尾取(qu)(qu)樣(yang)時使用1r／min的轉速。
此臺架的設置能(neng)夠有利于現(xian)場(chang)更快更及時(shi)地發現(xian)熱軋(ya)鋼管表面(mian)的軋(ya)制缺陷、改變了(le)以往(wang)操作(zuo)(zuo)(zuo)人員頂著高(gao)溫(wen)在冷(leng)床上檢查鋼管表面(mian)缺陷及在冷(leng)床兩(liang)側(ce)進行頭尾(wei)取樣，很(hen)大程度(du)上改善了(le)現(xian)場(chang)操作(zuo)(zuo)(zuo)人員的工作(zuo)(zuo)(zuo)條件，減少了(le)發生工傷的可能(neng)性。
4. 下吸式軋機除塵裝置
a. 除塵罩傳統的(de)布置(zhi)形(xing)式
在(zai)(zai)天管Φ460mm機(ji)(ji)(ji)組、煙寶(bao)φ460mm機(ji)(ji)(ji)組及(ji)天淮φ508mm機(ji)(ji)(ji)組等類似(si)機(ji)(ji)(ji)組中，無論是在(zai)(zai)穿孔機(ji)(ji)(ji)抗氧化站尾部、連軋(ya)機(ji)(ji)(ji)出(chu)入口側、脫管機(ji)(ji)(ji)及(ji)定徑機(ji)(ji)(ji)處除塵罩及(ji)管道(dao)均采用了(le)沿設(she)備上方布(bu)置出(chu)廠房(fang)后(hou)與除塵器連接(jie)的(de)方式，此(ci)種(zhong)布(bu)置方式具有管道(dao)布(bu)置靈(ling)活、管道(dao)不易積(ji)灰積(ji)水、維檢工(gong)作量比較少(shao)等特點，但同(tong)時也存在(zai)(zai)易阻擋(dang)操(cao)作員視線、不利于管道(dao)其(qi)下設(she)備檢修吊運(yun)等不利影(ying)響。
b. 包(bao)鋼Φ460mm機組除(chu)塵罩布(bu)置(zhi)形式
在(zai)(zai)包鋼φ460mm機組中除(chu)連軋后、脫(tuo)管機及定徑機仍采(cai)用設備(bei)(bei)上方布置(zhi)(zhi)以外，其(qi)他部位均采(cai)用在(zai)(zai)設備(bei)(bei)下(xia)方及兩側布置(zhi)(zhi)的方式、風管采(cai)用了(le)沿平(ping)臺下(xia)懸(xuan)掛、地下(xia)直埋的布置(zhi)(zhi)形式，能夠避免除(chu)塵管道對設備(bei)(bei)檢修吊運的不利影響、保(bao)證操作員視(shi)線；但也(ye)存(cun)在(zai)(zai)著平(ping)臺下(xia)懸(xuan)掛管道易(yi)與電纜橋架、介(jie)質管線沖突(tu)(tu)、直埋管道易(yi)與其(qi)他設備(bei)(bei)基礎沖突(tu)(tu)及管道內(nei)易(yi)積(ji)(ji)灰積(ji)(ji)水且難于清理會影響后續使(shi)用效果(guo)等問題。
c. 溴化(hua)鋰余熱利用裝置
包鋼φ460機組在余(yu)熱利用(yong)(yong)方面是采用(yong)(yong)了(le)利用(yong)(yong)環形爐煙(yan)氣余(yu)熱的“煙(yan)氣型溴化鋰機組”。可以(yi)直接利用(yong)(yong)環形爐煙(yan)氣余(yu)熱置(zhi)換(huan)出采暖和(he)制冷用(yong)(yong)的冷熱水。
該溴(xiu)化鋰(li)機組(zu)具(ju)有一些先進的特點：
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。
