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)藝而進行的(de)研(yan)(yan)究始(shi)自20世紀60年代中期，在1974年舉(ju)行的(de)頂管工(gong)藝技(ji)術研(yan)(yan)究會(hui)上，該公(gong)司提(ti)出了以下幾點結(jie)論性(xing)意見：
1. 水壓(ya)穿孔(kong)機是(shi)整個工藝(yi)的薄弱(ruo)環節，建(jian)議以(yi)三輥穿孔(kong)機、杯底成型機取代之。
2. 通過合理的孔型設計和(he)機架配置(zhi)方式，進一步降低床身系數(shu)。
3. 新的(de)頂管工藝的(de)目標和要求(qiu)如表15-1所示。
1974年制造的(de)(de)新的(de)(de)頂管(guan)機組所生(sheng)產(chan)管(guan)子(zi)的(de)(de)最(zui)大外徑為168.3mm,壁厚(hou)為2.0~12.5mm,毛管(guan)長(chang)度(du)為18~20m,年產(chan)量20~30萬噸(dun)。CPE工(gong)(gong)藝(yi)不是(shi)一個嶄新的(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)，而是(shi)一個推陳(chen)出新的(de)(de)新工(gong)(gong)藝(yi)，它的(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)特征(zheng)基(ji)本上離(li)不開頂管(guan)工(gong)(gong)藝(yi)。
一(yi)、CPE工藝(yi)
隨著(zhu)連鑄(zhu)圓坯技(ji)術和斜軋(ya)穿孔技(ji)術的(de)發展，人們傾向于(yu)將斜軋(ya)穿孔和頂(ding)管(guan)(guan)工藝(yi)聯合使用(yong)，這(zhe)兩種工藝(yi)的(de)結合構成了CPE軋(ya)管(guan)(guan)工藝(yi)，即用(yong)斜軋(ya)穿孔機代(dai)替傳統(tong)的(de)水壓沖孔機和延伸機，生產用(yong)于(yu)頂(ding)管(guan)(guan)機的(de)穿孔毛(mao)管(guan)(guan)。這(zhe)里所說(shuo)的(de)斜軋(ya)穿孔機可(ke)采用(yong)帶狄(di)賽(sai)爾導盤(pan)的(de)高效能斜軋(ya)穿孔機，它生產的(de)穿孔毛(mao)管(guan)(guan)壁厚(hou)公差較小(xiao)。
頂管(guan)機的特點在(zai)(zai)于(yu)用(yong)1根芯(xin)棒作為內工具，推(tui)(tui)著穿(chuan)孔毛(mao)管(guan)通過(guo)若干個惰(duo)輥機架(jia)而將其軋成荒管(guan)。該工藝(yi)需要1臺縮(suo)口(kou)機對穿(chuan)孔毛(mao)管(guan)的一端進行縮(suo)口(kou)，以便芯(xin)棒在(zai)(zai)頭幾(ji)個機架(jia)中能將足夠的頂推(tui)(tui)力(li)傳遞給穿(chuan)孔毛(mao)管(guan)。
CPE軋管工藝由(you)以(yi)下工序(xu)組成：
1. 斜軋穿孔；
2. 穿孔毛管縮口；
3. 在頂(ding)管(guan)機中(zhong)對穿坯毛(mao)管(guan)進行延(yan)伸；
4. 在張力減徑機中軋成成品管。
CPE機組(zu)的平面布置和環(huan)形(xing)爐與(yu)頂(ding)管機之間的簡化流程參見圖(tu)15-1.斜軋穿孔機與(yu)頂(ding)管機的聯合使用為擴(kuo)大品種、提高質(zhi)量創造了條件，即：
1. 管坯單重增大，可(ke)以(yi)軋(ya)制ф177.8mm,甚至244.5mm以(yi)下(xia)的一般規格的管子(zi)，并具有足夠的長(chang)度(du)，還可(ke)以(yi)生(sheng)產油(you)井管；
2. 由于(yu)斜(xie)軋穿孔機(ji)的(de)(de)延伸率(lv)高(gao)，所以總(zong)延伸率(lv)的(de)(de)分(fen)配比(bi)較均勻，從而(er)減輕了(le)主軋機(ji)－頂管機(ji)的(de)(de)負(fu)擔；
3. 根據不同(tong)情況，鋼管年生(sheng)產量可達(da)30萬噸.
新軋管工藝具(ju)有的優點(dian)是：
1. 穿孔(kong)毛管的(de)壁厚公差可達(da)到(dao)±3%,從而大(da)大(da)地改善了(le)成(cheng)品管的(de)壁厚公差；
2. 鋼(gang)管的基本建設投資降低：
3. 采用該工藝能可靠地生產普通壁厚的鋼管；
4. 由(you)于減少(shao)了頂管(guan)后(hou)的切頭(tou)損(sun)失，增加(jia)了鋼管(guan)的長度。
因此成材率高于傳(chuan)統的頂管機組，鋼管的質量也大(da)(da)大(da)(da)提高。
二、杯底成形的三種(zhong)方法
穿孔(kong)毛管(guan)縮口共有三種方法。
1. MDM采(cai)用全液(ye)壓臥式(shi)(shi)壓力機，即用油缸(gang)夾住穿孔坯，然后主缸(gang)將底模向前移動一段距離以形成杯底，這(zhe)是在西班牙Tubos Reunidos 廠試驗的結果，在MDM 設計的 Tubos Reumide CPE機組中(zhong)作為縮口機于1981年4月正(zheng)式(shi)(shi)使(shi)用。
2. Benteler 鋼管廠(chang)對頂管機(ji)組進行技術(shu)改造(zao)時采用徑向柱塞式壓(ya)力(li)機(ji)，油缸(gang)呈徑向布置，在具有特(te)殊形狀的芯(xin)棒(bang)端(duan)(duan)部，徑向壓(ya)制成(cheng)杯底狀。被(bei)稱為徑向滑塊式縮口機(ji)，液壓(ya)缸(gang)驅動八個滑塊，使空(kong)心坯在直徑略小于芯(xin)棒(bang)且具有適當(dang)形狀的芯(xin)棒(bang)端(duan)(duan)部收(shou)縮成(cheng)杯狀體，這是Benteler廠(chang)自(zi)行設(she)計制造(zao)的，并申(shen)請有專利(li)權的縮口機(ji)。
3. 美國2819790號專(zhuan)利采(cai)用的縮口(kou)裝置設置在(zai)頂(ding)管機(ji)第一機(ji)架前，借(jie)助于(yu)頂(ding)管機(ji)本身的推(tui)(tui)力以(yi)形成足(zu)以(yi)承受頂(ding)推(tui)(tui)力的中(zhong)空(kong)杯底，如圖(tu)15-2所示。
三、Benteler 鋼管廠CPE軋機組
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 Benteler 不銹(xiu)鋼(gang)管廠可生(sheng)產外徑17.2~159mm,壁厚2.3~25mm鋼(gang)管，生(sheng)產能力(li)為11000噸/月。
CPE軋管(guan)工藝(yi)在經(jing)濟(ji)方(fang)面的(de)一(yi)(yi)大優點(dian)是收得(de)率高，根據Benteler鋼管(guan)廠專(zhuan)利(li)，收得(de)率高于(yu)曼(man)(man)內(nei)斯曼(man)(man)公(gong)司的(de)設計水平，由77.5%提高到85%.由于(yu)管(guan)坯單重增大及采用(yong)斜軋穿孔機后變(bian)形能力的(de)改(gai)善，使(shi)包括張減機在內(nei)的(de)頂管(guan)機組在技術方(fang)面和經(jing)濟(ji)方(fang)面有如下一(yi)(yi)系列的(de)優越(yue)性(xing)：
1. 將現有(you)的(de)軋(ya)制計劃擴(kuo)展延伸至厚壁(bi)管(guan)(guan)(guan)的(de)范圍(wei)，新的(de)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機組(zu)可(ke)以(yi)(yi)生產S/D=0.25的(de)商品管(guan)(guan)(guan)，采用普(pu)通(tong)孔型可(ke)生產壁(bi)厚12.5mm的(de)管(guan)(guan)(guan)子(zi)，并可(ke)經(jing)濟地批量軋(ya)制壁(bi)厚為25mm的(de)管(guan)(guan)(guan)子(zi)，以(yi)(yi)及為本廠冷(leng)軋(ya)、冷(leng)拔車間(jian)提供D≥38mm,S≥5.6mm的(de)管(guan)(guan)(guan)料；
2. 可以(yi)生產較長的商(shang)品(pin)管(guan)及厚(hou)壁管(guan)，由于管(guan)坯單重增大(da)，因此可生產符(fu)合商(shang)品(pin)管(guan)長度（達(da)13m)要求的厚(hou)壁管(guan)如φ88.9mm×10mm;
3. 直徑(jing)公(gong)差(cha)(cha)和(he)(he)壁厚公(gong)差(cha)(cha)均有所(suo)改(gai)善，Benteler鋼管廠在斜(xie)軋穿孔機(ji)上所(suo)作的(de)試驗確認(ren)可以達(da)到±5%~6%的(de)壁厚公(gong)差(cha)(cha)，這樣(yang)范圍的(de)壁厚公(gong)差(cha)(cha)為保持熱軋成品(pin)管的(de)尺寸穩(wen)定性創造了(le)有利(li)條(tiao)件，新軋管機(ji)的(de)軋輥(gun)孔型加工精度(du)高(gao)和(he)(he)機(ji)架剛度(du)大，因(yin)此使(shi)管子(zi)的(de)外徑(jing)公(gong)差(cha)(cha)波動區域變(bian)窄；
4. 內(nei)外表(biao)面質(zhi)量提高，在試驗中采用本廠生產的連鑄坯穿(chuan)孔無內(nei)壁缺(que)陷(xian)的毛管，已被質(zhi)檢(jian)部(bu)門的報告所(suo)確(que)認，原有的老(lao)式減徑機因(yin)速(su)度不可(ke)調，所(suo)軋的管子表(biao)面缺(que)陷(xian)嚴重，甚至有穿(chuan)透(tou)管壁的缺(que)陷(xian)出現，而新(xin)張力減徑機是(shi)按新(xin)的軋制原理(li)運行(xing)的且各(ge)機架的速(su)度調整準確(que)，并可(ke)按壁厚要(yao)求使機架間(jian)產生最(zui)佳的縱向張力，這就為改善內(nei)外表(biao)面質(zhi)量創造了條件；
5. 能(neng)生(sheng)產(chan)合金鋼(gang)，軋制試驗(yan)表明，采用具有(you)較大功率的電(dian)機(ji)(ji)傳動(dong)和改進(jin)了(le)自動(dong)控制裝(zhuang)置的頂(ding)管(guan)機(ji)(ji)，不僅(jin)適用于生(sheng)產(chan)普通鍋(guo)爐管(guan)，而且也(ye)適用于生(sheng)產(chan)高(gao)合金鋼(gang)管(guan)如(ru)X10Cr13、X20CrMo12.1、100Cr6鋼(gang)管(guan)等，和原有(you)機(ji)(ji)組相比(bi)較，CPE機(ji)(ji)組的有(you)利條件是(shi)延(yan)長率較低；
6. 生(sheng)(sheng)產(chan)能力(li)提高，管坯單重增大使生(sheng)(sheng)產(chan)能力(li)提高，當然管坯單重是受產(chan)品大綱限(xian)制的，按(an)照產(chan)品大綱的平均坯重計算，小時裝爐料為26t,僅相當于(yu)新爐加(jia)熱能力(li)的65%。
四、CF&I和 Maharastra 的 CPE 軋管(guan)機組(zu)
Benteler 不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)廠(chang)改(gai)造后(hou)由于生(sheng)產(chan)(chan)(chan)能(neng)力(li)(li)和收(shou)(shou)得率(lv)的(de)(de)提高(gao)，使鋼管(guan)(guan)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)成(cheng)本發(fa)生(sheng)了(le)(le)有利的(de)(de)變(bian)化(hua)，這是(shi)完全(quan)可以(yi)肯(ken)定(ding)的(de)(de)，但現代(dai)化(hua)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)廠(chang)要有活(huo)力(li)(li)，要有競(jing)(jing)爭(zheng)(zheng)能(neng)力(li)(li)必須(xu)產(chan)(chan)(chan)量(liang)高(gao)、質量(liang)好、成(cheng)本低，這里面(mian)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工(gong)藝(yi)的(de)(de)先進性具(ju)有決定(ding)意義，和其他(ta)軋管(guan)(guan)工(gong)藝(yi)相(xiang)比(bi)較，CPE工(gong)藝(yi)的(de)(de)成(cheng)品管(guan)(guan)短，收(shou)(shou)得率(lv)低，生(sheng)產(chan)(chan)(chan)能(neng)力(li)(li)偏低的(de)(de)缺(que)點(dian)(dian)確實存在(zai)，特別是(shi)和MINI-MPM 工(gong)藝(yi)相(xiang)比(bi)較，競(jing)(jing)爭(zheng)(zheng)能(neng)力(li)(li)相(xiang)對(dui)較弱，這種(zhong)工(gong)藝(yi)唯(wei)一(yi)(yi)(yi)突(tu)出的(de)(de)優點(dian)(dian)是(shi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)一(yi)(yi)(yi)噸不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)基建費用(yong)低。原(yuan)擬(ni)在(zai)1983年6月(yue)投產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)美國CF&I公(gong)司的(de)(de)CPE軋管(guan)(guan)機取消了(le)(le)基建設計(ji)，就從一(yi)(yi)(yi)個方面(mian)說明了(le)(le)問題，而只有不需(xu)要太(tai)大的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)能(neng)力(li)(li)，又(you)不擬(ni)作太(tai)大投資的(de)(de)鋼管(guan)(guan)廠(chang)，才采用(yong)這一(yi)(yi)(yi)工(gong)藝(yi)。印(yin)度(du)的(de)(de)Maha rashtra 無(wu)縫鋼管(guan)(guan)廠(chang)（近(jin)Bombay)的(de)(de)CPE機組(zu)于1992年3月(yue)投產(chan)(chan)(chan)，投產(chan)(chan)(chan)初期生(sheng)產(chan)(chan)(chan)621.3~141.13mm的(de)(de)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)，將來擬(ni)將外徑擴(kuo)至177.8mm,主要生(sheng)產(chan)(chan)(chan)油井管(guan)(guan)和鍋(guo)爐管(guan)(guan)以(yi)適應(ying)印(yin)度(du)國內市場的(de)(de)需(xu)要，這是(shi)近(jin)年來上CPE機組(zu)的(de)(de)唯(wei)一(yi)(yi)(yi)實例。
