我(wo)(wo)國(guo)(guo)于20世紀70年代開始(shi)研制(zhi)全浮(fu)動芯棒連軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)，國(guo)(guo)產的Φ76mm全浮(fu)動芯棒連軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)于80年代末在衡陽鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廠試生(sheng)產。80年代初(chu)開始(shi)，我(wo)(wo)國(guo)(guo)陸(lu)續引(yin)進連軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)生(sheng)產線(xian)。至今已有46套連軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)。其中(zhong)限動芯棒連軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)44套，全浮(fu)動芯棒、半浮(fu)動芯棒連軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)各(ge)1套。在44套限動芯棒連軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)中(zhong)，三輥連軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)28條，其余均為兩輥連軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)。下面(mian)結合(he)幾個(ge)典型機(ji)(ji)組(zu)例子(zi)介(jie)紹我(wo)(wo)國(guo)(guo)連軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)發展情況。
寶鋼無縫鋼管(guan)廠ф140m浮動芯棒連(lian)軋管(guan)機(ji)組(zu)（8機(ji)架，呈45°角布置）
1985年(nian)建(jian)成(cheng)投產(chan)，是我國從德國引進的(de)第1套(tao)先(xian)進的(de)熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)連軋(ya)(ya)機組，設計產(chan)量(liang)50萬(wan)噸／年(nian)，產(chan)品規格為(wei)(wei)Φ（21.3～139.7）mmmmx(2.0~252.0～25）mm，主要用于生產(chan)油(you)井管(guan)(guan)(guan)和(he)鍋(guo)爐管(guan)(guan)(guan)。該機組具有現代(dai)(dai)化(hua)的(de)管(guan)(guan)(guan)理模式和(he)在線全(quan)自動化(hua)運(yun)行方式。它的(de)建(jian)成(cheng)投產(chan)大大提高了我國熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)技術裝備水平，提高了無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)品的(de)質量(liang)和(he)生產(chan)的(de)各項技術指標，讓(rang)業內人(ren)士大開眼界，并成(cheng)為(wei)(wei)我國現代(dai)(dai)化(hua)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)發展史上的(de)一個里程碑(bei)。
1. 與當(dang)時國內(nei)自動軋管(guan)(guan)機(ji)、周期式軋管(guan)(guan)機(ji)相比，該連軋管(guan)(guan)機(ji)組(zu)的優勢(shi)是：
a. 軋制(zhi)節奏快3.5～4p／min；
b. 產(chan)量高，設計(ji)產(chan)量50萬噸(dun)(dun)／年（該機組(zu)實際最高年產(chan)量超過(guo)了85萬噸(dun)(dun)）；
c. 壁(bi)厚精度較高，壁(bi)厚偏差±7％～9％；
d. 延伸(shen)系數較大4～5；
e. 可生產較長的(de)荒管大于33m；
2. 主要工(gong)藝技術裝備(bei)和智(zhi)能化方面創新：
a. 采用帶導盤的狄塞(sai)爾穿孔機(ji)；
b. 穿孔機(ji)采用(yong)了可變速軋制(zhi)；
c. 采用了頂(ding)桿(gan)快(kuai)速(su)更換；
d. 采(cai)用(yong)了(le)步進式(shi)再加熱爐；
e. 采用了28機架三輥式張力減徑機，并帶(dai)有頭(tou)尾(wei)（CEC）控制技(ji)術；
f. 熱軋(ya)生(sheng)產線(xian)配有(you)過程管理機和PLC控制(zhi)系統(tong)，實現了全自(zi)動化生(sheng)產。
天津(jin)鋼(gang)管(guan)公(gong)司ф250mm限動(dong)芯棒連(lian)軋管(guan)機(ji)組（7機(ji)架，呈(cheng)45°角(jiao)布置(zhi)）
該連(lian)軋管(guan)機組由意大利引進，1992年建成(cheng)投產，是我國引進的(de)第一套限(xian)動芯棒連(lian)軋管(guan)機組，產品直徑(jing)為ф114～273.1mm，壁厚4.5～35mm，主(zhu)要產品定位于當時國內緊缺的(de)石油套管(guan)。
1. 與浮(fu)動式芯棒連(lian)軋管(guan)機組相(xiang)比，限動芯棒連(lian)軋管(guan)機組的優勢(shi)：
a. 鋼管(guan)的(de)壁厚精度(du)更高(gao)，壁厚偏(pian)差±6％～8％；
b. 可軋制(zhi)D／S大于42的薄壁鋼(gang)管(guan)；
c. 可(ke)生產的(de)產品規格范(fan)圍更(geng)寬(kuan)，該機組(zu)規格范(fan)圍為φ114～273mm（限動芯棒連(lian)軋管機組(zu)目前可(ke)生產的(de)最大的(de)直徑為φ508mm）；
d. 可(ke)軋制(zhi)的荒管(guan)(guan)長(chang)度更長(chang)（該機組荒管(guan)(guan)長(chang)度為32～33m，理論上(shang)可(ke)大于45m）；
e. 延(yan)伸系數(shu)大于5；
f. 能耗比浮(fu)動式連軋機組低30％左(zuo)右(you)。
2. 主(zhu)要工藝技(ji)術裝備(bei)和智能化(hua)方面創新：
a. 穿孔機設置(zhi)了機內(nei)定心輥；
b. 穿孔機采(cai)用了頂桿快速(su)更換；
c. 設(she)置(zhi)了(le)頂桿預旋轉裝置(zhi)；
d. 采(cai)用(yong)線外(wai)預穿(chuan)芯棒工藝(yi)；
e. 連軋機采用了(le)快速(su)換輥(gun)（兩側更換）；
f. 配備(bei)了在線測(ce)(ce)厚、測(ce)(ce)徑、測(ce)(ce)長、測(ce)(ce)速、測(ce)(ce)溫等裝置，能(neng)及時監控鋼管的幾何尺寸。
衡陽鋼管廠φ89mm半浮動芯棒連軋(ya)管機組(zu)（6機架，水平垂直布(bu)置）
1997年建成投產(chan)，該連(lian)軋(ya)(ya)管機組由德國引進，是我國第一套半浮動芯棒(bang)連(lian)軋(ya)(ya)管機（也是唯(wei)一的一套）。產(chan)品直徑(jing)為(wei)φ25～89mm，壁厚(hou)2.5～12mm，主要(yao)產(chan)品為(wei)高壓鍋爐管。
1. 半浮動芯棒連軋管機組的優勢是(shi)：
a. 軋制節奏較快3～3.5p／min，稍低于(yu)(yu)浮動(dong)式軋機(ji)，但(dan)高于(yu)(yu)限動(dong)芯棒軋機(ji)；
b. 避免了“竹節”的產生，壁厚(hou)精度與限動軋機相當(dang)；
c. 產(chan)量高。高于同規格限動軋機的產(chan)量。
2. 主要工(gong)藝技術裝備創新：
a. 采用錐形輥導(dao)板式穿孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)，輾軋(ya)(ya)角為10°，采用前臺(tai)主傳動(dong)即主電(dian)機(ji)(ji)、傳動(dong)軸(zhou)布(bu)置(zhi)(zhi)在(zai)前臺(tai)，有利(li)于穿孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)實現頂(ding)桿循環和(he)設備維(wei)護(hu)（一(yi)般(ban)錐形輥穿孔(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)的傳動(dong)軸(zhou)布(bu)置(zhi)(zhi)在(zai)出口(kou)側(ce)，輾軋(ya)(ya)角為15°）；
b. 芯棒運(yun)行(xing)采(cai)用(yong)半浮式工(gong)藝。既有限動(dong)軋機(ji)壁厚精度高的(de)特點(dian)，又有浮動(dong)軋管機(ji)節奏快的(de)特點(dian)，適于生(sheng)產中、小直徑無(wu)縫鋼管。
包鋼連軋管(guan)廠φ180mm少機架限動芯棒連軋機組（5機架，水平垂直(zhi)布置）
2000年φ180mm限動芯棒連軋管(guan)(guan)機組建成(cheng)投產(chan)（國內第(di)一套(tao)5機架連軋管(guan)(guan)機組）。該機組由意大利引進，產(chan)品(pin)規(gui)格為(wei)φ(60~245)mm×(3.2~25)m2～25）mm，主要產(chan)品(pin)為(wei)油井管(guan)(guan)和(he)鍋爐管(guan)(guan)。
1. 5機架（Mini-MPM）限動芯(xin)棒連軋管機組的(de)特(te)點是：
a. 連(lian)軋機組采用(yong)(yong)(yong)了(le)5機架，較大幅度降(jiang)低了(le)機電(dian)設備投資和基(ji)建費用(yong)(yong)(yong)，同時也減少了(le)生產工具的費用(yong)(yong)(yong)；
b. 該機(ji)組(zu)的另一特(te)點是，12架微(wei)張力定(ding)徑(jing)機(ji)與24架張力減徑(jing)機(ji)串列布置(zhi)。
2. 主要創新點：
a. 連軋機軋輥調整采(cai)用了液壓壓下，因(yin)而可實現在(zai)線(xian)輥縫(feng)調整；
b. 配備了(le)鋼(gang)管(guan)頭(tou)尾削尖功能，以改(gai)善(shan)鋼(gang)管(guan)頭(tou)尾的壁(bi)厚偏差。
鞍鋼(gang)無縫鋼(gang)管廠ф159mm限(xian)動(dong)芯棒連(lian)軋管機組（5機架，水平(ping)垂直布置）
2002年(nian)鞍鋼(gang)集團(tuan)無縫鋼(gang)管(guan)(guan)廠(chang)通過對(dui)靈山ф140mm軋管(guan)(guan)機組的技術(shu)改造，建成(cheng)一套φ159mm限(xian)動芯棒連(lian)軋管(guan)(guan)機組。該連(lian)軋機組由(you)德國引進，產品直徑(jing)為φ7～177.8mm，壁(bi)厚4.5～16mm，設計產量為20萬噸(dun)／年(nian)。
主要特點和(he)創新(xin)點：
1. 除連軋管(guan)主機與限動裝置由國(guo)(guo)外(wai)供貨，其余(yu)設(she)備分別(bie)由國(guo)(guo)外(wai)提(ti)供基(ji)本數據、或基(ji)本設(she)計、或詳細設(she)計，由國(guo)(guo)內制造。
2. 穿孔機通過利(li)舊(jiu)，改造為導(dao)板錐(zhui)形輥臥式穿孔機，輾軋(ya)角為3.3°，完全由國內設計(ji)制造。
3. 在定徑機前設置了電感應再加(jia)熱裝(zhuang)置。
天(tian)津鋼管公(gong)司ф168mm三輥限動芯(xin)棒連軋(ya)管機(ji)組（5機(ji)架(jia)＋1架(jia)空減機(ji)）
2003年建成投產(chan)，是世界上(shang)第一(yi)套(tao)三輥連軋管(guan)(guan)機組（PQF），產(chan)品直徑(jing)為(wei)Φ32～168.3mm，壁厚3.5～22mm，主(zhu)要(yao)產(chan)品：鉆(zhan)桿、油套(tao)管(guan)(guan)、高壓鍋爐管(guan)(guan)等，在設(she)計上(shang)還(huan)考慮了(le)可軋制高合金、不銹鋼管(guan)(guan)等難變(bian)形金屬。
1. 該機組的優(you)勢：
a. 壁厚(hou)精度(du)更(geng)高
三輥(gun)布置(zhi)使芯(xin)棒在孔型(xing)中的對(dui)中性更(geng)(geng)好，軋制過(guo)程更(geng)(geng)加平穩(wen)，金屬變形更(geng)(geng)加均勻，壁(bi)厚偏差達到±5％～6％；
b. 鋼(gang)管表面質量更好
孔型槽底與(yu)輥肩各點(dian)線速(su)度(du)差減(jian)小(xiao)、金屬(shu)不均(jun)勻(yun)流(liu)動減(jian)小(xiao)、橫(heng)向變形減(jian)小(xiao)，減(jian)緩了因軋(ya)輥側壁結瘤而在金屬(shu)表面上留下(xia)的壓痕(hen)缺陷，使鋼(gang)管(guan)表面更加光潔；
c. 可軋制高合(he)金、不銹鋼等變形(xing)難度(du)更大的金屬
采用(yong)三輥軋制(zhi)工藝(yi)和機架采用(yong)圓形(xing)結構設計(ji)，使機架的剛性高，受力均勻，單輥受力減小；
d. 軋(ya)制缺陷減少(shao)
因不均(jun)勻變形減(jian)小、金屬的縱向(xiang)拉(la)(la)應力(li)降低，拉(la)(la)裂、拉(la)(la)凹等缺陷(xian)大幅度減(jian)少(shao)；
e. 金屬收得率高(gao)
軋制缺陷減(jian)(jian)少，尾部不規則部分(fen)切(qie)除減(jian)(jian)少近40％；
f. 可(ke)軋制(zhi)更(geng)薄的鋼管
徑壁比(bi)D／S達50；
g. 工具消(xiao)耗顯著降低
無論是(shi)軋輥的尺寸，還是(shi)軋輥的磨損，都呈較大幅度(du)下降。
2. 主要(yao)工藝技術裝備和智能化(hua)方面的創新：
a. 牌(pai)坊(fang)的(de)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)使其剛性高、穩定性好(hao)。牌(pai)坊(fang)采(cai)用全(quan)(quan)新的(de)整體圓筒形框架(jia)(jia)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)，5個(ge)機(ji)架(jia)(jia)加空減機(ji)架(jia)(jia)的(de)牌(pai)坊(fang)全(quan)(quan)部用大型螺桿連接為(wei)一體，牌(pai)坊(fang)結(jie)構(gou)緊湊，長度(du)方向縮短。其剛性更高，穩定性更好(hao)，同時便于運輸及安裝，見圖6-42所示；
b. 采用(yong)軸向換(huan)輥方式。有利于保持軋機中(zhong)心線的(de)穩定和對中(zhong)性(xing)，可減(jian)少廠(chang)房(fang)跨距，但不利于單機架換(huan)輥和事故處理；
c. 軋輥(gun)的(de)(de)液(ye)壓平衡(heng)采用獨(du)特的(de)(de)擺臂式結構設計(ji)，見圖6-43所示；
d. 連(lian)軋機采用了液壓小艙控(kong)制(zhi)系(xi)統（HCCS），可實現動態輥(gun)縫調整；
e. 采用了芯棒前行(xing)循環(huan)工藝。該(gai)工藝是指當軋制(zhi)結束時，芯棒不返回(hui)而(er)繼續前行(xing)的循環(huan)工藝以及(ji)相(xiang)
關的(de)配套技術，省(sheng)去了芯(xin)棒返(fan)回時間，使每根管的(de)軋制周期縮短4～5s，可提高機組的(de)產能20％以(yi)上；
f. 采用(yong)了多項(xiang)工藝(yi)控制(zhi)(zhi)（智能）技術(shu)如CARTA技術(shu)：是將生產計(ji)劃、生產過(guo)程控制(zhi)(zhi)和(he)質(zhi)(zhi)量(liang)保證(zheng)三者有機(ji)結(jie)合(he)起來(lai)，以保證(zheng)優質(zhi)(zhi)、高(gao)效(xiao)、低消耗地生產鋼(gang)(gang)管；液(ye)壓(ya)小艙控制(zhi)(zhi)系統(tong)(tong)（HCCS）：可控制(zhi)(zhi)連軋機(ji)的液(ye)壓(ya)壓(ya)下動作，實(shi)現(xian)輥縫調(diao)節。包括(kuo)實(shi)現(xian)溫度補償(chang)(chang)、咬入沖擊補償(chang)(chang)、錐形芯(xin)棒伺服和(he)頭尾削薄等功能；QAS系統(tong)(tong)：通過(guo)對(dui)(dui)物料(liao)的跟蹤(zong)、檢(jian)／監測，對(dui)(dui)數據進(jin)行(xing)收集、分析(xi)和(he)存儲并將分析(xi)的結(jie)果及時反(fan)饋給生產控制(zhi)(zhi)系統(tong)(tong)，以實(shi)施對(dui)(dui)物料(liao)的控制(zhi)(zhi)，保證(zheng)鋼(gang)(gang)管的質(zhi)(zhi)量(liang)；MTS系統(tong)(tong)：向QAS、CARTA（包括(kuo)PSS）系統(tong)(tong)傳(chuan)遞訂單信(xin)息，收集這些系統(tong)(tong)的檢(jian)測數據并歸(gui)檔(dang)保存：從管坯稱重開始到冷床結(jie)束，跟蹤(zong)物料(liao)通過(guo)不同工序時的流水號和(he)各種工藝(yi)調(diao)整數據。
衡陽華菱鋼管ф340mm連軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)組(zu)、攀成鋼Φ340mm連軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)組(zu)
該兩(liang)機(ji)(ji)(ji)組均為(wei)2005年建成(cheng)投產，設計規(gui)模為(wei)年產熱(re)軋無(wu)縫鋼管(guan)50萬(wan)噸。機(ji)(ji)(ji)組采(cai)用帶導盤錐(zhui)形輥穿孔(kong)，帶空減機(ji)(ji)(ji)架（VRS）的5機(ji)(ji)(ji)架限動芯棒連軋機(ji)(ji)(ji)，12機(ji)(ji)(ji)架微張力定（減）徑，主要設備從(cong)德(de)國SMSMeer公司引進。
創新點：兩(liang)套機(ji)(ji)組均采用了穿孔機(ji)(ji)工(gong)藝輔(fu)助設(she)計(ji)系統(tong)（CARTA-CPM）、連(lian)軋工(gong)藝監(jian)控(kong)(kong)系統(tong)（PSS）、連(lian)軋輥(gun)縫控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)（HCCS）、微張力定（減）徑機(ji)(ji)工(gong)藝輔(fu)助設(she)計(ji)系統(tong)（CARTA-SM）、物(wu)料跟蹤(zong)系統(tong)（MTS）和在線檢測質量(liang)保(bao)證系統(tong)（QAS）等工(gong)藝控(kong)(kong)制(zhi)技術。
攀成鋼ф159mm三輥(gun)連軋(ya)管機(ji)組（5機(ji)架(jia)＋1架(jia)空(kong)減機(ji)）
2007年建成(cheng)投產(chan)，產(chan)品直徑為(wei)φ48.3~1777.8mm,壁厚3.5～25mm；主要(yao)產(chan)品：鉆桿、油套管、高壓鍋(guo)爐管等。
特點(dian)及創新點(dian)：
1. 采用了錐形輥導盤式穿孔機，增加了后臺機內(nei)定心裝置(zhi)和前臺管(guan)坯熱(re)定心裝置(zhi)。
2. 采(cai)用了意大(da)利(li)達涅利(li)公(gong)司開發的(de)三輥限動芯棒連軋管機 FQM（Fine Quality Mill），其機架(jia)結(jie)構(gou)(gou)設計簡(jian)捷，軋輥的(de)液壓平衡簡(jian)單、直(zhi)接，有利(li)于(yu)輥縫調節，軋輥機架(jia)的(de)拆裝和(he)校準更方便。結(jie)構(gou)(gou)如圖6-44。
3. 配置了KOCKS公司的(de)24機(ji)(ji)架(jia)(jia)三輥(gun)式張力減(jian)徑機(ji)(ji)。采(cai)用(yong)(yong)單(dan)獨軋(ya)(ya)輥(gun)傳動，交流變頻調(diao)速，后三個機(ji)(ji)架(jia)(jia)（K1、K2和(he)K3）軋(ya)(ya)輥(gun)可調(diao)，便(bian)于張力控制，減(jian)小機(ji)(ji)架(jia)(jia)更換(huan)次數(shu)和(he)時(shi)(shi)間。軋(ya)(ya)輥(gun)機(ji)(ji)架(jia)(jia)孔型是采(cai)用(yong)(yong)普通數(shu)控車床對單(dan)個輥(gun)環進行(xing)單(dan)獨加(jia)工(gong)，不是采(cai)用(yong)(yong)傳統的(de)機(ji)(ji)架(jia)(jia)軋(ya)(ya)輥(gun)整體加(jia)工(gong)方式。減(jian)少(shao)了備用(yong)(yong)機(ji)(ji)架(jia)(jia)的(de)數(shu)量，又省(sheng)去(qu)專用(yong)(yong)加(jia)工(gong)機(ji)(ji)床，也(ye)降低長期運行(xing)費(fei)用(yong)(yong)。同(tong)時(shi)(shi)，由于各機(ji)(ji)架(jia)(jia)軋(ya)(ya)輥(gun)實(shi)際直(zhi)徑的(de)不同(tong)，采(cai)用(yong)(yong)了變架(jia)(jia)間距的(de)緊湊式設計，縮短了機(ji)(ji)組長度(du)，可進一步(bu)減(jian)少(shao)增厚(hou)端切(qie)損。
控(kong)(kong)制(zhi)方面，配置了完善的(de)自(zi)動控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)。可(ke)實現鋼管增厚端控(kong)(kong)制(zhi)（HEC）、自(zi)動壁厚控(kong)(kong)制(zhi)（AWC）、傳(chuan)動系(xi)統(tong)(tong)沖(chong)擊補償、負荷均(jun)衡控(kong)(kong)制(zhi)等必要的(de)控(kong)(kong)制(zhi)功能；同時，根據在線檢測(ce)信息，可(ke)實時對三(san)個可(ke)調(diao)軋(ya)輥(gun)機(ji)架進行遠程(cheng)調(diao)節。既減少切損、降低金屬消耗，又(you)保證了產(chan)品質量。該(gai)張力減徑機(ji)和(he)軋(ya)輥(gun)機(ji)架如圖6-45所示。
