一、基本(ben)情況
包鋼60mm PQF連軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)組設(she)計能(neng)力為(wei)(wei)年產無縫鋼管(guan)(guan)62萬(wan)噸，產品外徑ф244.5～457mm，壁(bi)厚6～60mm，長度6～15m。該機(ji)(ji)組2010年開工建(jian)設(she)，2012年8月建(jian)成(cheng)投產，由中冶京誠做工廠(chang)設(she)計，熱(re)軋(ya)線(xian)的主(zhu)要設(she)備由德國梅爾公(gong)(gong)司(si)和(he)意大(da)利(li)因(yin)西公(gong)(gong)司(si)設(she)計制造(zao)。該生產線(xian)主(zhu)要產品為(wei)(wei)石油套(tao)(tao)管(guan)(guan)（產量(liang)占(zhan)全(quan)部熱(re)軋(ya)產品的50.3％），其(qi)他產品為(wei)(wei)高(gao)(gao)壓鍋爐管(guan)(guan)、機(ji)(ji)械結構管(guan)(guan)、管(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)、氣瓶(ping)管(guan)(guan)和(he)石化用管(guan)(guan)等。在石油套(tao)(tao)管(guan)(guan)中，高(gao)(gao)合(he)金高(gao)(gao)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)系(xi)列(lie)套(tao)(tao)管(guan)(guan)、高(gao)(gao)抗(kang)硫系(xi)列(lie)套(tao)(tao)管(guan)(guan)、3Cr抗(kang)腐(fu)蝕(shi)系(xi)列(lie)套(tao)(tao)管(guan)(guan)、高(gao)(gao)鋼級套(tao)(tao)管(guan)(guan)等高(gao)(gao)合(he)金含量(liang)、高(gao)(gao)附加(jia)值的套(tao)(tao)管(guan)(guan)又占(zhan)了(le)主(zhu)要部分。
二、工藝流程
工藝流程：合(he)格管(guan)坯→鋸切(qie)→冷(leng)定心→環形爐加熱(re)→高壓(ya)水除磷(lin)→穿(chuan)孔(kong)→吹硼(peng)砂→穿(chuan)芯棒→高壓(ya)水除鱗→PQF 連軋→脫管(guan)→高壓(ya)水除鱗→定徑→冷(leng)卻→定尺鋸切(qie)→人工內外表面(mian)檢(jian)查→噴(pen)標(biao)→收集入庫。
三、主要工(gong)藝設(she)備參數及(ji)性(xing)能特點(dian)
1. 環(huan)形加熱爐
環形爐(lu)由(you)LOI天津公司設計及制作。環形加(jia)熱(re)爐(lu)主要參數(shu)包括(kuo)：
管坯直(zhi)徑：ф350、φ390、φ430；
環(huan)形爐中徑：50m；
爐底寬(kuan)度：5.3m；
最大(da)加(jia)熱長(chang)度：5.0m；
最(zui)大坯重：5665kg；
最大加(jia)熱能力：220t／h；
最大裝出料(liao)節奏：100p／h。
2. 錐形輥穿孔機
該機組采用立式導板錐形輥(gun)穿(chuan)孔機，穿(chuan)孔輥(gun)直徑1500mm。由(you)于本(ben)機組采用的管(guan)(guan)坯重量較大(da)，為方便管(guan)(guan)坯咬入(ru)(ru)，防止前(qian)卡事故(gu)，在(zai)前(qian)臺設置了(le)(le)管(guan)(guan)坯預旋轉(zhuan)裝置，大(da)管(guan)(guan)坯在(zai)推鋼機推入(ru)(ru)軋(ya)(ya)輥(gun)前(qian)在(zai)預旋轉(zhuan)的驅動下(xia)旋轉(zhuan)起(qi)來，這樣很大(da)程度改善了(le)(le)咬入(ru)(ru)條件，減少了(le)(le)事故(gu)，提高了(le)(le)軋(ya)(ya)輥(gun)壽命。穿(chuan)孔機主要參(can)數包(bao)括(kuo)：
最大軋輥直徑：1500mm；
最大出口速度：0.8m／s；
最(zui)大(da)軋制(zhi)力矩：2500kN·m；
主電機(ji)功(gong)率：7000kW×2臺；
主電機最大轉速：600r／min。
3. PQF連軋(ya)管機
PQF連(lian)軋(ya)管(guan)機(ji)組為5機(ji)架(jia)的(de)(de)軸向換輥(gun)(gun)連(lian)軋(ya)管(guan)機(ji)，優點是隧道式筒形牌坊剛度(du)及強度(du)好，傳動布置緊湊，軋(ya)制(zhi)穩定性好。每(mei)架(jia)軋(ya)機(ji)的(de)(de)三個互成120°的(de)(de)軋(ya)輥(gun)(gun)安裝(zhuang)在(zai)獨立的(de)(de)軋(ya)制(zhi)單元一(yi)軋(ya)輥(gun)(gun)小(xiao)機(ji)架(jia)內，安裝(zhuang)在(zai)隧道上的(de)(de)伺服液壓(ya)小(xiao)倉，可(ke)以(yi)對(dui)軋(ya)輥(gun)(gun)輥(gun)(gun)縫進行(xing)同步調(diao)整(zheng)也(ye)可(ke)以(yi)單獨調(diao)整(zheng)，即采用(yong)了(le)輥(gun)(gun)縫自動控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)（HCCS），從而保證(zheng)了(le)軋(ya)制(zhi)質量，另外，該(gai)連(lian)軋(ya)管(guan)機(ji)在(zai)生(sheng)產過程中采用(yong)了(le)工藝過程控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)（PSS），實現了(le)溫度(du)補償、咬入沖(chong)擊控(kong)(kong)制(zhi)、錐形芯棒伺服和頭尾削尖等功(gong)能(neng)。
由(you)于該機組(zu)軋制節奏較慢（最快(kuai)40秒(miao)／支），只有在線穿芯棒(bang)(bang)方式，不設預穿線，減少(shao)(shao)了(le)(le)芯棒(bang)(bang)在線數量，減少(shao)(shao)了(le)(le)芯棒(bang)(bang)與(yu)毛(mao)管接觸時間，減少(shao)(shao)了(le)(le)毛(mao)管的溫(wen)降，提高(gao)了(le)(le)芯棒(bang)(bang)壽命，節省了(le)(le)設備投資。
PQF連(lian)軋機主要參數包括(kuo)：
荒管外徑：Φ322mm，φ403mm，ф482mm；
軋輥直徑：φ1100mm；
最大入口速度(du)：1.5m／s；
最大出口速度(du)：4.0m／s；
最大軋制力：600kN；
最(zui)大(da)軋制力矩：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；
限動力：3000kN；
限動電(dian)機功率(lv)：500kW×6臺；
限動最大前進速度：4.5m／s；
限動最大返回速度：4.5m／s；
軋制中限動速(su)度：0.9～1.5m／s。
4. 定徑(jing)機
采用12架(jia)三輥(gun)(gun)式定徑機(ji)，每(mei)架(jia)都(dou)有一臺電機(ji)驅動(dong)(dong)，機(ji)架(jia)采用傘齒(chi)輪內傳動(dong)(dong)結構，在(zai)(zai)機(ji)架(jia)外(wai)有一根傳動(dong)(dong)軸通過(guo)聯軸器與(yu)12架(jia)組合式的(de)減(jian)速器相連接，奇偶架(jia)的(de)電機(ji)前(qian)后(hou)排上下(xia)兩(liang)層排列，整(zheng)個定徑機(ji)布置(zhi)(zhi)(zhi)緊湊。對于參(can)與(yu)變形少(shao)的(de)機(ji)架(jia)個數的(de)生產規格(ge)(ge)來說，設(she)置(zhi)(zhi)(zhi)了空(kong)過(guo)的(de)傳輸機(ji)架(jia)，根據不(bu)同(tong)的(de)規格(ge)(ge)，傳輸機(ji)架(jia)的(de)個數不(bu)同(tong)，傳輸機(ji)架(jia)在(zai)(zai)傳動(dong)(dong)裝置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)驅動(dong)(dong)下(xia)能將鋼(gang)管平穩輸送給定徑機(ji)出口輥(gun)(gun)道。該機(ji)組在(zai)(zai)定徑機(ji)前(qian)設(she)置(zhi)(zhi)(zhi)了高壓水(shui)除鱗裝置(zhi)(zhi)(zhi)，提高鋼(gang)管的(de)外(wai)表面質(zhi)量，延長軋輥(gun)(gun)壽(shou)命。
定徑(jing)機主(zhu)要參(can)數包(bao)括(kuo)：
軋(ya)輥名義直徑：Φ950mm；
機架間距：840mm；
入口鋼管速度：0.5m／s；
出口鋼管(guan)速度：1.5m／s；
電機功(gong)率：350kW×12臺；
電機轉速：200～600／1200r／min。
四(si)、機組的(de)創新(xin)點
1. 在線設置(zhi)管(guan)坯尾定心機(ji)
在熱軋管工(gong)藝(yi)中，為了(le)改善鋼(gang)管尾(wei)部形狀、減少鋼(gang)管切尾(wei)損失(shi)，降低工(gong)具消耗，保證鋼(gang)管內表(biao)面(mian)質量，管坯尾(wei)定(ding)心的作用也越(yue)來越(yue)受(shou)到生產企業的重視。
包鋼新近(jin)建(jian)設的Φ460mm熱軋無縫鋼管(guan)機組中(zhong)，環形加熱爐與(yu)穿(chuan)孔機之間均在線設置了由中(zhong)冶京誠設計制造的液壓(ya)夾鉗(qian)式管(guan)坯尾端熱定心(xin)(xin)機，如圖6-12為包鋼φ460mm機組液壓(ya)熱定心(xin)(xin)機的安裝現場。
2. 脫管后輥道(dao)定位塊式升降輥道(dao)
在(zai)國內(nei)已(yi)建成的(de)ф460mm機(ji)(ji)組(zu)中(zhong)，脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)后輥(gun)道(dao)升降輥(gun)道(dao)全部(bu)為螺旋電動(dong)升降式，其結(jie)構示意如圖6-13所示；它是利(li)用電機(ji)(ji)帶動(dong)螺旋升降機(ji)(ji)來調整輥(gun)道(dao)面的(de)標高以適應不同(tong)外徑的(de)荒管(guan)(guan)。但(dan)此機(ji)(ji)構的(de)現場(chang)工作(zuo)環境(jing)通常比較惡劣，經常伴隨(sui)著高溫、潮(chao)濕、氧化鐵皮、油泥(ni)等(deng)，此機(ji)(ji)構容易發生脹死、調整困難(nan)等(deng)情況。
為了(le)(le)應(ying)對(dui)這(zhe)一(yi)(yi)情況，在包鋼φ460mm 機(ji)組中設計了(le)(le)一(yi)(yi)種是液壓定(ding)(ding)位(wei)塊(kuai)式升降輥道(dao)，其結構(gou)如圖6-14所(suo)示；由(you)于脫管至定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)間只有φ307.5mm、ф388mm和(he)ф467.7mm三種規(gui)格荒(huang)管，所(suo)以設計了(le)(le)一(yi)(yi)種帶有三種不同的(de)(de)接觸面(mian)定(ding)(ding)位(wei)塊(kuai)式調(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)機(ji)構(gou)；當對(dui)輥道(dao)高(gao)度調(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)時，由(you)定(ding)(ding)位(wei)塊(kuai)調(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)液壓缸4推動(dong)擺桿(gan)，通(tong)過調(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)升降臺架下方定(ding)(ding)位(wei)塊(kuai)的(de)(de)不同接觸面(mian)以滿足3種規(gui)格荒(huang)管。此輥道(dao)調(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)機(ji)構(gou)具有結構(gou)簡單、受工作環境(jing)影響(xiang)小(xiao)、操作簡單、故障率低(di)等(deng)等(deng)一(yi)(yi)系列(lie)優點(dian)，可以顯著改善現場維檢人員的(de)(de)勞動(dong)強度。
3. 冷床前增加鋼管(guan)抽檢與(yu)取樣臺(tai)架
為(wei)了能夠及時發(fa)現熱(re)軋鋼管(guan)(guan)表(biao)面(mian)缺陷(xian)及方便(bian)鋼管(guan)(guan)熱(re)取樣(yang)，在定徑(jing)機后、冷床入(ru)口前輥(gun)(gun)道一側增(zeng)加了鋼管(guan)(guan)抽樣(yang)檢查(cha)與(yu)取樣(yang)臺(tai)架(jia)，如圖6-15所示。當需(xu)要對熱(re)軋的(de)鋼管(guan)(guan)進行外表(biao)面(mian)抽檢及頭(tou)尾(wei)(wei)取樣(yang)時，人工(gong)啟動撥叉(cha)將熱(re)軋鋼管(guan)(guan)撥入(ru)到臺(tai)架(jia)的(de)旋轉托輥(gun)(gun)上(shang)，旋轉托輥(gun)(gun)轉速(su)預先設定為(wei)8r／min和(he)1r／min；外表(biao)面(mian)檢查(cha)使(shi)(shi)用8r／min而頭(tou)尾(wei)(wei)取樣(yang)時使(shi)(shi)用1r／min的(de)轉速(su)。
此臺架的(de)設置能(neng)夠有利于現(xian)場(chang)更快更及(ji)時地發(fa)現(xian)熱(re)軋鋼管(guan)表面的(de)軋制缺(que)陷、改(gai)變了以往操(cao)作人(ren)員頂著高溫在冷(leng)床(chuang)上檢查鋼管(guan)表面缺(que)陷及(ji)在冷(leng)床(chuang)兩側進行頭尾(wei)取樣，很大程(cheng)度上改(gai)善了現(xian)場(chang)操(cao)作人(ren)員的(de)工(gong)作條件，減(jian)少了發(fa)生工(gong)傷的(de)可能(neng)性。
4. 下吸式軋機除塵裝(zhuang)置
a. 除塵罩傳統的(de)布置形(xing)式
在天管(guan)Φ460mm機(ji)組、煙寶φ460mm機(ji)組及(ji)天淮φ508mm機(ji)組等類似機(ji)組中，無論是在穿(chuan)孔機(ji)抗氧化站尾部、連(lian)(lian)軋機(ji)出(chu)入口側(ce)、脫管(guan)機(ji)及(ji)定徑(jing)機(ji)處除塵(chen)罩及(ji)管(guan)道(dao)均(jun)采(cai)用了沿設(she)(she)備上(shang)方布(bu)置(zhi)出(chu)廠房后(hou)與除塵(chen)器連(lian)(lian)接的方式，此種布(bu)置(zhi)方式具有管(guan)道(dao)布(bu)置(zhi)靈活、管(guan)道(dao)不易(yi)積(ji)灰積(ji)水、維檢工作(zuo)(zuo)量比較少等特點，但(dan)同時也存在易(yi)阻擋操(cao)作(zuo)(zuo)員視線(xian)、不利于管(guan)道(dao)其下設(she)(she)備檢修(xiu)吊運等不利影響。
b. 包鋼Φ460mm機組除塵(chen)罩布置形式
在包(bao)鋼φ460mm機組中除連軋后(hou)(hou)、脫管機及(ji)定徑(jing)機仍采用設備(bei)上方布置以外，其他(ta)(ta)部位(wei)均采用在設備(bei)下方及(ji)兩(liang)側(ce)布置的方式、風管采用了沿平(ping)(ping)臺(tai)下懸掛、地(di)下直(zhi)埋(mai)的布置形式，能夠(gou)避免(mian)除塵管道(dao)(dao)對(dui)設備(bei)檢修(xiu)吊運的不利影響(xiang)、保證操作員視線(xian)；但也(ye)存在著平(ping)(ping)臺(tai)下懸掛管道(dao)(dao)易(yi)與電纜橋架、介質管線(xian)沖(chong)突、直(zhi)埋(mai)管道(dao)(dao)易(yi)與其他(ta)(ta)設備(bei)基礎沖(chong)突及(ji)管道(dao)(dao)內(nei)易(yi)積灰積水且(qie)難于(yu)清理(li)會(hui)影響(xiang)后(hou)(hou)續(xu)使(shi)用效果等問題。
c. 溴化(hua)鋰余熱利用裝置
包鋼φ460機組在余(yu)熱利用(yong)方面是采用(yong)了(le)利用(yong)環形爐煙(yan)(yan)氣余(yu)熱的“煙(yan)(yan)氣型溴化鋰機組”。可以直接利用(yong)環形爐煙(yan)(yan)氣余(yu)熱置換出(chu)采暖和(he)制冷用(yong)的冷熱水(shui)。
該(gai)溴化鋰機(ji)組具有一些先進的特點：
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。
