CPE軋管工藝是改良的頂管工藝，和頂管工藝相比較，CPE工藝的主要特征是采用斜軋穿孔機將管坯穿透，然后再用杯底成型機將穿孔坯做成杯狀體，由頂管機延伸，軋制成在線亞洲日產一區二區:不銹鋼管。CPE這一工藝名稱中“CP”指的是斜軋穿孔，“E”是指延伸。曼內斯曼公司對CPE工藝的研究開發主要包括頂管工藝和杯底成型工藝。

 MDM為(wei)改進頂管(guan)工藝而(er)進行(xing)的研(yan)究始自(zi)20世紀60年代中期，在1974年舉行(xing)的頂管(guan)工藝技術研(yan)究會上，該公司提出了以下幾(ji)點結論性意見(jian)：

1. 水壓穿孔(kong)機是整個工(gong)藝的(de)薄弱環節，建(jian)議以三輥穿孔(kong)機、杯底成型機取代(dai)之。

2. 通過(guo)合理的孔型設計(ji)和機架配置(zhi)方(fang)式，進一步降(jiang)低床(chuang)身系數。

3. 新的頂(ding)管工(gong)藝的目(mu)標和要求如表15-1所示。

 1974年制造的(de)(de)新(xin)的(de)(de)頂管機組所生(sheng)產(chan)管子的(de)(de)最大外徑為168.3mm,壁(bi)厚為2.0~12.5mm,毛管長(chang)度為18~20m,年產(chan)量(liang)20~30萬噸。CPE工藝不是一(yi)個嶄新(xin)的(de)(de)工藝，而是一(yi)個推陳出新(xin)的(de)(de)新(xin)工藝，它(ta)的(de)(de)工藝特征基(ji)本上離(li)不開頂管工藝。

一、CPE工(gong)藝

 隨著(zhu)連鑄圓坯(pi)技(ji)術和斜(xie)(xie)軋(ya)(ya)穿(chuan)孔(kong)技(ji)術的發展，人(ren)們傾向于(yu)將斜(xie)(xie)軋(ya)(ya)穿(chuan)孔(kong)和頂(ding)管(guan)工(gong)藝(yi)聯合使用，這兩種工(gong)藝(yi)的結合構(gou)成了CPE軋(ya)(ya)管(guan)工(gong)藝(yi)，即用斜(xie)(xie)軋(ya)(ya)穿(chuan)孔(kong)機代替傳統(tong)的水壓沖孔(kong)機和延伸機，生產用于(yu)頂(ding)管(guan)機的穿(chuan)孔(kong)毛管(guan)。這里所說的斜(xie)(xie)軋(ya)(ya)穿(chuan)孔(kong)機可(ke)采用帶狄賽爾(er)導盤(pan)的高效能斜(xie)(xie)軋(ya)(ya)穿(chuan)孔(kong)機，它生產的穿(chuan)孔(kong)毛管(guan)壁厚公差較小。

 頂管(guan)機的(de)(de)特點在于(yu)用1根芯(xin)棒作(zuo)為內工具，推著穿(chuan)孔(kong)毛(mao)管(guan)通過若干個(ge)(ge)惰(duo)輥(gun)機架而將(jiang)其(qi)軋(ya)成荒管(guan)。該工藝(yi)需要1臺縮口(kou)機對穿(chuan)孔(kong)毛(mao)管(guan)的(de)(de)一(yi)端進行縮口(kou)，以便(bian)芯(xin)棒在頭幾個(ge)(ge)機架中能將(jiang)足夠(gou)的(de)(de)頂推力傳遞給穿(chuan)孔(kong)毛(mao)管(guan)。

CPE軋管工(gong)藝由以下工(gong)序組成(cheng)：

  1. 斜軋穿孔(kong)；

  2. 穿孔毛管縮口；

  3. 在頂(ding)管(guan)機中對穿坯毛管(guan)進(jin)行延(yan)伸；

  4. 在(zai)張(zhang)力減徑機中軋成成品管。

CPE機(ji)組的平面布(bu)置和環形爐與頂(ding)管機(ji)之間的簡(jian)化流(liu)程(cheng)參見圖15-1.斜(xie)軋穿孔(kong)機(ji)與頂(ding)管機(ji)的聯合(he)使用為擴大品種、提高質量創造了條件，即：

  1. 管坯單重增大，可(ke)以軋制(zhi)ф177.8mm,甚至244.5mm以下(xia)的(de)一般(ban)規格的(de)管子，并具(ju)有足夠的(de)長(chang)度，還可(ke)以生產(chan)油井管；

  2. 由于斜軋穿孔機(ji)(ji)的延伸(shen)率高，所以總(zong)延伸(shen)率的分配比較均勻，從(cong)而減輕了主(zhu)軋機(ji)(ji)－頂管機(ji)(ji)的負擔(dan)；

  3. 根據不(bu)同(tong)情況，鋼管年生產量可(ke)達30萬噸.

新軋管(guan)工藝具有的(de)優(you)點是：

 1. 穿孔毛管(guan)(guan)的壁厚公差可達(da)到±3%,從(cong)而(er)大(da)大(da)地改善了(le)成品管(guan)(guan)的壁厚公差；

 2. 鋼管的(de)基本建設投(tou)資降低：

 3. 采用該工藝能可(ke)靠地生(sheng)產普通壁厚的鋼管；

 4. 由于減少(shao)了(le)頂管后的(de)切頭損失(shi)，增加(jia)了(le)鋼管的(de)長(chang)度。

因(yin)此成材率高(gao)于(yu)傳統的頂管(guan)機組，鋼管(guan)的質量(liang)也大(da)大(da)提高(gao)。

二、杯底成形(xing)的(de)三種方法(fa)

穿孔毛管(guan)縮口(kou)共有三種方(fang)法。

 1. MDM采用全液壓臥式壓力機，即用油缸(gang)夾住穿孔坯(pi)，然(ran)后主缸(gang)將底模向前移(yi)動一段距離(li)以形成杯底，這是在(zai)西班牙(ya)Tubos Reunidos 廠試驗的結果，在(zai)MDM 設計的 Tubos Reumide CPE機組中作為縮(suo)口機于1981年(nian)4月正式使用。

 2. Benteler 鋼管(guan)廠對頂管(guan)機組進行技術改(gai)造時采用徑向(xiang)柱(zhu)塞式壓力機，油缸呈(cheng)徑向(xiang)布置(zhi)，在(zai)具(ju)有(you)(you)特殊形狀(zhuang)的(de)(de)芯棒(bang)端部，徑向(xiang)壓制成杯(bei)底狀(zhuang)。被稱為(wei)徑向(xiang)滑塊式縮口機，液壓缸驅動八(ba)個(ge)滑塊，使空心坯在(zai)直徑略(lve)小于芯棒(bang)且具(ju)有(you)(you)適當(dang)形狀(zhuang)的(de)(de)芯棒(bang)端部收縮成杯(bei)狀(zhuang)體，這(zhe)是Benteler廠自(zi)行設計(ji)制造的(de)(de)，并申請有(you)(you)專(zhuan)利權(quan)的(de)(de)縮口機。

3. 美國2819790號專利采用的(de)(de)縮口裝置設(she)置在頂管機第一機架前，借助(zhu)于頂管機本身(shen)的(de)(de)推(tui)力(li)以形(xing)成足以承受頂推(tui)力(li)的(de)(de)中空杯底，如(ru)圖15-2所(suo)示(shi)。

三(san)、Benteler 鋼(gang)管廠CPE軋(ya)機組

Siegen Weidenau 的 Benteler 在線亞洲日產一區二區:不銹鋼管廠的頂管機組于1985年進行了技術改造，采用CPE軋管工藝，改造前后的機組組成列表對比如表15-2所示。

改造后(hou) Benteler 不(bu)銹鋼管(guan)廠可(ke)生產(chan)外徑(jing)17.2~159mm,壁厚2.3~25mm鋼管(guan)，生產(chan)能力為11000噸/月。

CPE軋管(guan)工藝在經濟(ji)方(fang)(fang)面的(de)一(yi)大優點是收得(de)率高，根據Benteler鋼管(guan)廠專利，收得(de)率高于曼內(nei)斯曼公司的(de)設計水平，由77.5%提高到85%.由于管(guan)坯單重增(zeng)大及采(cai)用(yong)斜軋穿孔機(ji)后(hou)變形能力的(de)改善，使包括(kuo)張減機(ji)在內(nei)的(de)頂(ding)管(guan)機(ji)組在技術(shu)方(fang)(fang)面和經濟(ji)方(fang)(fang)面有如下(xia)一(yi)系列的(de)優越性：

 1. 將現有的(de)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)計劃擴(kuo)展延伸至(zhi)厚壁(bi)管(guan)的(de)范圍(wei)，新的(de)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)組可以生產S/D=0.25的(de)商品管(guan)，采用普通孔型可生產壁(bi)厚12.5mm的(de)管(guan)子，并可經濟地批(pi)量(liang)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)壁(bi)厚為(wei)25mm的(de)管(guan)子，以及為(wei)本廠冷軋(ya)(ya)(ya)、冷拔車間提供D≥38mm,S≥5.6mm的(de)管(guan)料；

 2. 可(ke)以(yi)生(sheng)產(chan)較長(chang)的(de)商(shang)品管(guan)及厚壁管(guan)，由于管(guan)坯單重增大，因此(ci)可(ke)生(sheng)產(chan)符合(he)商(shang)品管(guan)長(chang)度（達(da)13m)要求的(de)厚壁管(guan)如(ru)φ88.9mm×10mm;

 3. 直徑公(gong)差(cha)和(he)壁厚公(gong)差(cha)均(jun)有所改善，Benteler鋼管廠在斜軋(ya)(ya)穿(chuan)孔機上所作的(de)試(shi)驗確認(ren)可(ke)以達到±5%~6%的(de)壁厚公(gong)差(cha)，這樣(yang)范圍的(de)壁厚公(gong)差(cha)為保持熱(re)軋(ya)(ya)成品管的(de)尺寸穩(wen)定性創造(zao)了有利條件，新(xin)軋(ya)(ya)管機的(de)軋(ya)(ya)輥孔型加(jia)工精度高和(he)機架剛度大(da)，因此使管子的(de)外徑公(gong)差(cha)波動區域變窄；

 4. 內外表(biao)(biao)面質量(liang)提(ti)高，在(zai)試(shi)驗(yan)中采用本廠(chang)生產的(de)(de)連鑄坯穿孔無內壁(bi)缺(que)陷(xian)的(de)(de)毛管，已被質檢部門的(de)(de)報告所確認，原有的(de)(de)老式減徑機因速(su)度不(bu)可(ke)調，所軋(ya)(ya)的(de)(de)管子表(biao)(biao)面缺(que)陷(xian)嚴重，甚至有穿透管壁(bi)的(de)(de)缺(que)陷(xian)出現，而新(xin)(xin)張力(li)減徑機是按新(xin)(xin)的(de)(de)軋(ya)(ya)制(zhi)原理運行的(de)(de)且各機架的(de)(de)速(su)度調整準(zhun)確，并可(ke)按壁(bi)厚要求使機架間(jian)產生最佳(jia)的(de)(de)縱向張力(li)，這(zhe)就為改善內外表(biao)(biao)面質量(liang)創造了條件(jian)；

 5. 能(neng)生產合(he)金(jin)(jin)鋼，軋制(zhi)試驗(yan)表明(ming)，采用(yong)具有(you)(you)較大功率(lv)的電機(ji)傳動和改進了(le)自動控制(zhi)裝置的頂管(guan)(guan)(guan)機(ji)，不僅適用(yong)于(yu)生產普(pu)通鍋爐管(guan)(guan)(guan)，而且也適用(yong)于(yu)生產高合(he)金(jin)(jin)鋼管(guan)(guan)(guan)如X10Cr13、X20CrMo12.1、100Cr6鋼管(guan)(guan)(guan)等(deng)，和原有(you)(you)機(ji)組(zu)相(xiang)比(bi)較，CPE機(ji)組(zu)的有(you)(you)利條件(jian)是延(yan)長率(lv)較低；

 6. 生產(chan)能(neng)力提高(gao)，管坯(pi)單(dan)重(zhong)增大(da)使(shi)生產(chan)能(neng)力提高(gao)，當然管坯(pi)單(dan)重(zhong)是受產(chan)品(pin)大(da)綱限制的(de)，按照產(chan)品(pin)大(da)綱的(de)平均坯(pi)重(zhong)計(ji)算，小時裝爐料為(wei)26t,僅相(xiang)當于新爐加熱能(neng)力的(de)65%。

四、CF&I和 Maharastra 的 CPE 軋管機組(zu)

  Benteler 不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)(chang)改(gai)造后(hou)由(you)于(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力和收得率(lv)的(de)(de)(de)(de)提高，使鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)本(ben)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)了(le)有(you)(you)利的(de)(de)(de)(de)變化，這(zhe)是完全可(ke)以肯定的(de)(de)(de)(de)，但現代化不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)(chang)要(yao)有(you)(you)活力，要(yao)有(you)(you)競爭能(neng)(neng)力必須產(chan)(chan)量高、質量好、成(cheng)本(ben)低，這(zhe)里(li)面(mian)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝的(de)(de)(de)(de)先進(jin)性具有(you)(you)決定意義，和其他軋(ya)管(guan)(guan)(guan)工藝相比(bi)較，CPE工藝的(de)(de)(de)(de)成(cheng)品管(guan)(guan)(guan)短(duan)，收得率(lv)低，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力偏低的(de)(de)(de)(de)缺點確實存(cun)在，特別是和MINI-MPM 工藝相比(bi)較，競爭能(neng)(neng)力相對較弱，這(zhe)種工藝唯一(yi)(yi)突出的(de)(de)(de)(de)優點是生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)一(yi)(yi)噸不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)基建費用低。原(yuan)擬在1983年6月(yue)投產(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)美國CF&I公司的(de)(de)(de)(de)CPE軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)取消了(le)基建設計，就從一(yi)(yi)個方(fang)面(mian)說明了(le)問題，而只有(you)(you)不需要(yao)太大的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力，又不擬作太大投資(zi)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)(chang)，才采用這(zhe)一(yi)(yi)工藝。印(yin)(yin)度的(de)(de)(de)(de)Maha rashtra 無縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)(chang)（近Bombay)的(de)(de)(de)(de)CPE機(ji)(ji)組于(yu)1992年3月(yue)投產(chan)(chan)，投產(chan)(chan)初期生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)621.3~141.13mm的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)，將(jiang)(jiang)來(lai)擬將(jiang)(jiang)外(wai)徑擴(kuo)至177.8mm,主要(yao)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)油井管(guan)(guan)(guan)和鍋爐管(guan)(guan)(guan)以適應印(yin)(yin)度國內市場的(de)(de)(de)(de)需要(yao)，這(zhe)是近年來(lai)上CPE機(ji)(ji)組的(de)(de)(de)(de)唯一(yi)(yi)實例。