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為改進頂管工(gong)藝(yi)而進行的研究(jiu)始自20世紀60年代中期，在1974年舉行的頂管工(gong)藝(yi)技(ji)術(shu)研究(jiu)會上，該公司提(ti)出了以下幾點(dian)結論性意見(jian)：

1. 水壓穿(chuan)孔(kong)機是(shi)整(zheng)個工藝(yi)的薄弱環(huan)節，建(jian)議(yi)以三輥(gun)穿(chuan)孔(kong)機、杯底成型(xing)機取代之(zhi)。

2. 通過合理的孔型設計和機架(jia)配置(zhi)方(fang)式，進一步(bu)降低床身系數。

3. 新(xin)的頂管工(gong)藝的目(mu)標(biao)和(he)要求(qiu)如表15-1所示。

 1974年(nian)制造的新的頂管(guan)機組所生產(chan)管(guan)子的最大外徑(jing)為(wei)168.3mm,壁厚為(wei)2.0~12.5mm,毛(mao)管(guan)長度為(wei)18~20m,年(nian)產(chan)量20~30萬噸。CPE工(gong)藝(yi)不是一個嶄新的工(gong)藝(yi)，而是一個推(tui)陳(chen)出(chu)新的新工(gong)藝(yi)，它的工(gong)藝(yi)特征基(ji)本上離不開頂管(guan)工(gong)藝(yi)。

一(yi)、CPE工藝

 隨著連鑄(zhu)圓坯(pi)技(ji)術和(he)斜(xie)軋(ya)(ya)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)技(ji)術的(de)發(fa)展，人們傾向于將斜(xie)軋(ya)(ya)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)和(he)頂(ding)(ding)管(guan)工藝(yi)聯合(he)使(shi)用(yong)，這(zhe)兩(liang)種工藝(yi)的(de)結合(he)構成了CPE軋(ya)(ya)管(guan)工藝(yi)，即用(yong)斜(xie)軋(ya)(ya)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機代替傳統的(de)水壓沖孔(kong)(kong)(kong)機和(he)延伸機，生(sheng)產用(yong)于頂(ding)(ding)管(guan)機的(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)毛管(guan)。這(zhe)里所說的(de)斜(xie)軋(ya)(ya)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機可采用(yong)帶(dai)狄賽爾導(dao)盤的(de)高效能(neng)斜(xie)軋(ya)(ya)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)機，它生(sheng)產的(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)(kong)毛管(guan)壁厚公(gong)差較小。

 頂(ding)管機(ji)的(de)特(te)點(dian)在(zai)于用1根芯棒作為內工具，推著穿孔(kong)(kong)毛管通過若干個(ge)惰輥機(ji)架而(er)將(jiang)其軋成荒管。該(gai)工藝需要(yao)1臺縮口機(ji)對(dui)穿孔(kong)(kong)毛管的(de)一端進行縮口，以便(bian)芯棒在(zai)頭幾個(ge)機(ji)架中能將(jiang)足夠的(de)頂(ding)推力傳遞(di)給穿孔(kong)(kong)毛管。

CPE軋管工(gong)藝由以(yi)下工(gong)序組成：

  1. 斜(xie)軋穿孔；

  2. 穿孔(kong)毛管縮(suo)口；

  3. 在頂管(guan)機中對穿坯毛管(guan)進行延伸(shen)；

  4. 在張力減徑機中(zhong)軋(ya)成成品管。

CPE機組的平面布置和環形(xing)爐(lu)與頂管機之間的簡(jian)化流程參見圖15-1.斜軋穿孔機與頂管機的聯合使用為擴大品種、提高質量(liang)創(chuang)造了條件(jian)，即：

  1. 管(guan)坯(pi)單重(zhong)增(zeng)大，可以軋制ф177.8mm,甚至244.5mm以下的一般規(gui)格的管(guan)子，并具有足夠的長度(du)，還可以生產(chan)油井管(guan)；

  2. 由于斜軋(ya)穿孔機的延(yan)伸(shen)率高，所以總(zong)延(yan)伸(shen)率的分配比較均勻，從而(er)減輕了主軋(ya)機－頂管機的負擔；

  3. 根據不同情(qing)況，鋼管年生產量(liang)可達30萬(wan)噸.

新軋(ya)管工藝具有(you)的優點是(shi)：

 1. 穿(chuan)孔毛管的(de)(de)壁厚公(gong)差可達到(dao)±3%,從而大大地(di)改善了成(cheng)品管的(de)(de)壁厚公(gong)差；

 2. 鋼管的基本建設投(tou)資降低：

 3. 采用(yong)該工藝(yi)能可(ke)靠地(di)生產普(pu)通(tong)壁厚的鋼管；

 4. 由于減少了頂管后的切頭損失，增加了鋼管的長度。

因此成材率高于傳統的頂管機組，鋼管的質(zhi)量也大(da)(da)大(da)(da)提高。

二、杯(bei)底(di)成形的三種(zhong)方法

穿孔毛管縮口共有三(san)種方(fang)法。

 1. MDM采(cai)用(yong)全液壓(ya)臥式壓(ya)力機(ji)(ji)，即用(yong)油缸夾住穿孔坯，然后主缸將底(di)模(mo)向(xiang)前移動一(yi)段距離(li)以形成杯(bei)底(di)，這是在西(xi)班(ban)牙Tubos Reunidos 廠試驗(yan)的結果，在MDM 設計的 Tubos Reumide CPE機(ji)(ji)組中作為(wei)縮口機(ji)(ji)于(yu)1981年(nian)4月(yue)正式使(shi)用(yong)。

 2. Benteler 鋼管廠對頂管機組進行技術(shu)改造時采用徑(jing)向(xiang)柱塞(sai)式壓力機，油缸(gang)(gang)呈徑(jing)向(xiang)布置，在(zai)具有(you)特殊形(xing)狀(zhuang)(zhuang)的(de)芯(xin)棒端部，徑(jing)向(xiang)壓制成杯底狀(zhuang)(zhuang)。被稱為(wei)徑(jing)向(xiang)滑(hua)塊(kuai)式縮(suo)口機，液壓缸(gang)(gang)驅(qu)動八個(ge)滑(hua)塊(kuai)，使空心(xin)坯在(zai)直徑(jing)略小于芯(xin)棒且具有(you)適當形(xing)狀(zhuang)(zhuang)的(de)芯(xin)棒端部收縮(suo)成杯狀(zhuang)(zhuang)體，這是Benteler廠自行設(she)計制造的(de)，并申請(qing)有(you)專利權的(de)縮(suo)口機。

3. 美國(guo)2819790號(hao)專利采用的(de)縮口裝(zhuang)置(zhi)設置(zhi)在頂(ding)管機(ji)第(di)一(yi)機(ji)架(jia)前，借助于頂(ding)管機(ji)本身的(de)推力(li)以形成足以承受(shou)頂(ding)推力(li)的(de)中空杯底，如圖(tu)15-2所示(shi)。

三、Benteler 鋼管廠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 不銹鋼管廠可生產(chan)外徑17.2~159mm,壁厚(hou)2.3~25mm鋼管，生產(chan)能力為11000噸(dun)/月(yue)。

CPE軋(ya)管工(gong)藝在經濟方(fang)(fang)面(mian)的(de)(de)一(yi)大優(you)(you)點(dian)是(shi)收(shou)得(de)率(lv)(lv)高(gao)，根據Benteler鋼管廠專利，收(shou)得(de)率(lv)(lv)高(gao)于(yu)曼(man)內斯曼(man)公(gong)司的(de)(de)設計(ji)水平，由77.5%提高(gao)到85%.由于(yu)管坯單重增大及采(cai)用斜軋(ya)穿孔機后(hou)變形能力的(de)(de)改(gai)善(shan)，使包(bao)括(kuo)張減機在內的(de)(de)頂管機組在技術方(fang)(fang)面(mian)和經濟方(fang)(fang)面(mian)有(you)如下一(yi)系列的(de)(de)優(you)(you)越性(xing)：

 1. 將現有(you)的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)制計劃(hua)擴(kuo)展延伸(shen)至厚(hou)壁管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)范圍，新的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)組可(ke)以生產(chan)S/D=0.25的(de)(de)(de)商品管(guan)(guan)(guan)，采用普通孔型(xing)可(ke)生產(chan)壁厚(hou)12.5mm的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)子(zi)，并(bing)可(ke)經濟地(di)批量(liang)軋(ya)(ya)制壁厚(hou)為25mm的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)子(zi)，以及為本廠(chang)冷軋(ya)(ya)、冷拔車(che)間提供D≥38mm,S≥5.6mm的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)料(liao)；

 2. 可(ke)以生(sheng)產(chan)較長的(de)商(shang)品(pin)管(guan)及厚(hou)壁管(guan)，由于管(guan)坯(pi)單重增大(da)，因此可(ke)生(sheng)產(chan)符合(he)商(shang)品(pin)管(guan)長度（達13m)要求(qiu)的(de)厚(hou)壁管(guan)如(ru)φ88.9mm×10mm;

 3. 直徑(jing)(jing)公(gong)(gong)差(cha)和壁(bi)厚公(gong)(gong)差(cha)均有所改善，Benteler鋼管廠在斜軋穿孔機上所作的試(shi)驗確(que)認(ren)可以達到±5%~6%的壁(bi)厚公(gong)(gong)差(cha)，這樣(yang)范圍的壁(bi)厚公(gong)(gong)差(cha)為保持熱(re)軋成(cheng)品管的尺寸穩定(ding)性創造了有利條件(jian)，新軋管機的軋輥(gun)孔型加工精度高和機架剛度大，因此使管子的外徑(jing)(jing)公(gong)(gong)差(cha)波(bo)動區域變窄；

 4. 內(nei)外(wai)表面質(zhi)量提高，在試(shi)驗中(zhong)采用本廠生產的連鑄(zhu)坯穿孔無(wu)內(nei)壁缺陷的毛管，已被質(zhi)檢部(bu)門的報告(gao)所(suo)(suo)確認，原(yuan)有的老式減(jian)(jian)徑(jing)(jing)機(ji)因速度不(bu)可調，所(suo)(suo)軋的管子表面缺陷嚴重(zhong)，甚至有穿透(tou)管壁的缺陷出現，而新(xin)張(zhang)(zhang)力(li)(li)減(jian)(jian)徑(jing)(jing)機(ji)是按(an)新(xin)的軋制原(yuan)理運行的且各機(ji)架的速度調整準(zhun)確，并可按(an)壁厚要求使(shi)機(ji)架間產生最(zui)佳的縱向張(zhang)(zhang)力(li)(li)，這(zhe)就(jiu)為改善(shan)內(nei)外(wai)表面質(zhi)量創造了條件；

 5. 能(neng)生(sheng)(sheng)產合金(jin)鋼，軋制(zhi)試驗表明，采用具有較大(da)功率(lv)的(de)電機傳動和(he)改進(jin)了自動控(kong)制(zhi)裝置的(de)頂(ding)管機，不僅適用于(yu)生(sheng)(sheng)產普通鍋爐管，而且也適用于(yu)生(sheng)(sheng)產高合金(jin)鋼管如X10Cr13、X20CrMo12.1、100Cr6鋼管等，和(he)原有機組相比較，CPE機組的(de)有利條件是延長率(lv)較低；

 6. 生產能力提高，管坯單重(zhong)增大使生產能力提高，當然管坯單重(zhong)是受(shou)產品大綱限(xian)制的，按照產品大綱的平均坯重(zhong)計算(suan)，小時裝爐(lu)料為(wei)26t,僅相當于新爐(lu)加熱能力的65%。

四、CF&I和 Maharastra 的 CPE 軋管機組

  Benteler 不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)廠(chang)改造(zao)后由于生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)和收(shou)得(de)率的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)，使鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)生(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)本(ben)發生(sheng)了(le)(le)(le)有(you)利的(de)(de)(de)變化，這(zhe)(zhe)是完全可以肯定的(de)(de)(de)，但(dan)現代化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)廠(chang)要(yao)(yao)有(you)活力(li)(li)(li)，要(yao)(yao)有(you)競爭能(neng)(neng)力(li)(li)(li)必須(xu)產(chan)(chan)量(liang)高(gao)、質量(liang)好、成(cheng)本(ben)低，這(zhe)(zhe)里面(mian)生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)先(xian)進性具(ju)有(you)決定意(yi)義，和其他軋管(guan)(guan)(guan)(guan)工(gong)藝(yi)相比較(jiao)，CPE工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)成(cheng)品管(guan)(guan)(guan)(guan)短(duan)，收(shou)得(de)率低，生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)偏低的(de)(de)(de)缺點確實(shi)存在，特別是和MINI-MPM 工(gong)藝(yi)相比較(jiao)，競爭能(neng)(neng)力(li)(li)(li)相對較(jiao)弱，這(zhe)(zhe)種工(gong)藝(yi)唯(wei)一(yi)(yi)突出的(de)(de)(de)優(you)點是生(sheng)產(chan)(chan)一(yi)(yi)噸(dun)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)基建(jian)費用低。原擬在1983年6月投(tou)產(chan)(chan)的(de)(de)(de)美國(guo)CF&I公(gong)司的(de)(de)(de)CPE軋管(guan)(guan)(guan)(guan)機取消了(le)(le)(le)基建(jian)設計，就從一(yi)(yi)個方面(mian)說明(ming)了(le)(le)(le)問題，而只有(you)不(bu)(bu)需要(yao)(yao)太大(da)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)，又不(bu)(bu)擬作太大(da)投(tou)資的(de)(de)(de)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)廠(chang)，才采用這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)工(gong)藝(yi)。印(yin)度(du)的(de)(de)(de)Maha rashtra 無(wu)縫鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)廠(chang)（近Bombay)的(de)(de)(de)CPE機組于1992年3月投(tou)產(chan)(chan)，投(tou)產(chan)(chan)初期生(sheng)產(chan)(chan)621.3~141.13mm的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)，將來擬將外(wai)徑擴(kuo)至(zhi)177.8mm,主要(yao)(yao)生(sheng)產(chan)(chan)油井(jing)管(guan)(guan)(guan)(guan)和鍋爐管(guan)(guan)(guan)(guan)以適(shi)應印(yin)度(du)國(guo)內市場的(de)(de)(de)需要(yao)(yao)，這(zhe)(zhe)是近年來上CPE機組的(de)(de)(de)唯(wei)一(yi)(yi)實(shi)例。