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(gai)進(jin)(jin)頂管工藝而進(jin)(jin)行的(de)研究(jiu)始自20世紀(ji)60年代中期，在1974年舉行的(de)頂管工藝技(ji)術(shu)研究(jiu)會(hui)上，該公司提出了以(yi)下幾點結論性意見：
1. 水壓穿孔(kong)機(ji)是整個工藝(yi)的(de)薄弱環節，建(jian)議以三(san)輥(gun)穿孔(kong)機(ji)、杯(bei)底成型機(ji)取(qu)代之。
2. 通(tong)過合理的孔型設(she)計和機架配置(zhi)方(fang)式，進(jin)一步降低床身系(xi)數。
3. 新的頂管(guan)工藝的目(mu)標(biao)和要求如表(biao)15-1所示。
1974年制造的(de)(de)新的(de)(de)頂管(guan)(guan)機組所生(sheng)產管(guan)(guan)子的(de)(de)最大外徑(jing)為168.3mm,壁厚為2.0~12.5mm,毛管(guan)(guan)長度為18~20m,年產量20~30萬噸。CPE工(gong)(gong)藝(yi)不是一個(ge)嶄新的(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)，而是一個(ge)推(tui)陳出新的(de)(de)新工(gong)(gong)藝(yi)，它(ta)的(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)特征基(ji)本上離不開頂管(guan)(guan)工(gong)(gong)藝(yi)。
一、CPE工藝
隨著連鑄圓坯技(ji)(ji)術和(he)(he)(he)斜(xie)(xie)軋穿孔技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)發(fa)展，人們(men)傾向于將斜(xie)(xie)軋穿孔和(he)(he)(he)頂(ding)管(guan)(guan)工(gong)藝(yi)聯合使用，這兩種工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)結合構成了CPE軋管(guan)(guan)工(gong)藝(yi)，即用斜(xie)(xie)軋穿孔機(ji)(ji)(ji)(ji)代替傳統(tong)的(de)(de)(de)水壓沖(chong)孔機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)(he)延伸(shen)機(ji)(ji)(ji)(ji)，生產用于頂(ding)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)穿孔毛管(guan)(guan)。這里所(suo)說的(de)(de)(de)斜(xie)(xie)軋穿孔機(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)采(cai)用帶狄賽爾導盤的(de)(de)(de)高(gao)效能斜(xie)(xie)軋穿孔機(ji)(ji)(ji)(ji)，它生產的(de)(de)(de)穿孔毛管(guan)(guan)壁厚(hou)公差較小。
頂管(guan)(guan)機的特點在(zai)(zai)于用1根芯棒作為內工(gong)具，推(tui)著穿(chuan)孔毛(mao)管(guan)(guan)通(tong)過若干(gan)個(ge)惰輥(gun)機架而將其(qi)軋成荒管(guan)(guan)。該(gai)工(gong)藝需要(yao)1臺縮(suo)(suo)口機對穿(chuan)孔毛(mao)管(guan)(guan)的一端進行縮(suo)(suo)口，以便芯棒在(zai)(zai)頭幾(ji)個(ge)機架中能將足(zu)夠的頂推(tui)力傳遞給(gei)穿(chuan)孔毛(mao)管(guan)(guan)。
CPE軋管工藝由(you)以下(xia)工序組(zu)成(cheng)：
1. 斜軋(ya)穿孔(kong)；
2. 穿孔(kong)毛(mao)管縮口；
3. 在頂管(guan)機(ji)中對穿坯毛管(guan)進行延伸；
4. 在張力減徑(jing)機中軋成成品管。
CPE機組(zu)的(de)平(ping)面(mian)布置和環形(xing)爐與頂管機之間的(de)簡化流程(cheng)參見圖15-1.斜軋穿孔機與頂管機的(de)聯合使用為(wei)擴大品種、提高(gao)質量(liang)創造了條(tiao)件，即：
1. 管坯單重增大，可以軋制ф177.8mm,甚至244.5mm以下的一般規格的管子，并具(ju)有足夠的長度，還可以生產油井管；
2. 由(you)于斜軋(ya)穿孔(kong)機(ji)(ji)(ji)的延伸率高，所以總延伸率的分配比較(jiao)均勻，從而減輕了主(zhu)軋(ya)機(ji)(ji)(ji)－頂管機(ji)(ji)(ji)的負擔(dan)；
3. 根據(ju)不同情況，鋼管年生(sheng)產量(liang)可達30萬噸.
新軋管工藝具有的優點是：
1. 穿孔毛管的壁(bi)厚(hou)公差可達到±3%,從而大大地改(gai)善(shan)了成品(pin)管的壁(bi)厚(hou)公差；
2. 鋼(gang)管的基本建(jian)設(she)投資(zi)降低：
3. 采(cai)用(yong)該工藝能(neng)可靠地生產普通壁厚的鋼管；
4. 由于減少了頂管后的切頭損失，增加了鋼(gang)管的長度。
因此(ci)成材率(lv)高(gao)于(yu)傳統的頂管機組(zu)，鋼(gang)管的質量也大大提高(gao)。
二(er)、杯底成形的三(san)種方(fang)法
穿孔毛管縮口共有三種(zhong)方法。
1. MDM采用全液(ye)壓臥(wo)式(shi)壓力機(ji)(ji)，即用油缸(gang)夾住穿孔坯，然后主缸(gang)將底(di)(di)模向(xiang)前移動一(yi)段距(ju)離以形成杯底(di)(di)，這是在西(xi)班牙Tubos Reunidos 廠試驗的結果，在MDM 設計的 Tubos Reumide CPE機(ji)(ji)組中作(zuo)為縮(suo)口機(ji)(ji)于1981年4月正式(shi)使用。
2. Benteler 鋼管(guan)(guan)廠對頂管(guan)(guan)機組進(jin)行技(ji)術改造(zao)時采用徑向(xiang)柱塞式(shi)壓(ya)力機，油缸(gang)呈(cheng)徑向(xiang)布置，在(zai)具(ju)有(you)特殊形狀(zhuang)的(de)芯棒(bang)端部，徑向(xiang)壓(ya)制(zhi)成杯(bei)底狀(zhuang)。被稱為徑向(xiang)滑(hua)塊(kuai)(kuai)式(shi)縮(suo)(suo)口機，液(ye)壓(ya)缸(gang)驅動八個(ge)滑(hua)塊(kuai)(kuai)，使空心(xin)坯在(zai)直徑略小于芯棒(bang)且(qie)具(ju)有(you)適當形狀(zhuang)的(de)芯棒(bang)端部收縮(suo)(suo)成杯(bei)狀(zhuang)體(ti)，這是Benteler廠自行設計制(zhi)造(zao)的(de)，并申請有(you)專利權(quan)的(de)縮(suo)(suo)口機。
3. 美(mei)國(guo)2819790號專利(li)采用的縮(suo)口(kou)裝(zhuang)置設(she)置在頂(ding)管機(ji)第一(yi)機(ji)架前，借助于頂(ding)管機(ji)本身的推(tui)力以形成足以承受頂(ding)推(tui)力的中(zhong)空杯底，如圖15-2所(suo)示。
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 Benteler 不銹鋼管廠可生產(chan)(chan)外徑(jing)17.2~159mm,壁厚2.3~25mm鋼管，生產(chan)(chan)能力(li)為11000噸/月。
CPE軋管(guan)工藝在(zai)(zai)經濟方面(mian)的一(yi)大(da)優(you)點是收得率高，根據(ju)Benteler鋼管(guan)廠專利，收得率高于曼內斯曼公司的設計水(shui)平，由77.5%提高到85%.由于管(guan)坯單重增大(da)及采用斜軋穿孔機(ji)后變(bian)形能(neng)力的改(gai)善(shan)，使包括張減機(ji)在(zai)(zai)內的頂(ding)管(guan)機(ji)組在(zai)(zai)技(ji)術方面(mian)和經濟方面(mian)有如下(xia)一(yi)系(xi)列的優(you)越性：
1. 將現有的軋制計劃擴展延伸至厚(hou)壁(bi)管(guan)(guan)的范圍，新的軋管(guan)(guan)機組(zu)可(ke)以(yi)生(sheng)產(chan)S/D=0.25的商品(pin)管(guan)(guan)，采用普通孔型可(ke)生(sheng)產(chan)壁(bi)厚(hou)12.5mm的管(guan)(guan)子，并可(ke)經(jing)濟地(di)批(pi)量軋制壁(bi)厚(hou)為25mm的管(guan)(guan)子，以(yi)及為本廠冷軋、冷拔車間(jian)提(ti)供D≥38mm,S≥5.6mm的管(guan)(guan)料(liao)；
2. 可(ke)以生(sheng)產(chan)較長的商(shang)(shang)品管(guan)及厚(hou)(hou)壁管(guan)，由(you)于(yu)管(guan)坯(pi)單重增大，因(yin)此(ci)可(ke)生(sheng)產(chan)符合商(shang)(shang)品管(guan)長度（達13m)要(yao)求(qiu)的厚(hou)(hou)壁管(guan)如(ru)φ88.9mm×10mm;
3. 直徑公(gong)(gong)差和壁(bi)厚(hou)公(gong)(gong)差均(jun)有所改善，Benteler鋼管(guan)(guan)廠(chang)在斜軋穿孔機上所作(zuo)的試驗確認(ren)可(ke)以達到(dao)±5%~6%的壁(bi)厚(hou)公(gong)(gong)差，這樣范(fan)圍的壁(bi)厚(hou)公(gong)(gong)差為保持熱軋成品管(guan)(guan)的尺寸穩定(ding)性(xing)創造了有利條件，新軋管(guan)(guan)機的軋輥孔型加(jia)工精度(du)高(gao)和機架剛度(du)大(da)，因此(ci)使管(guan)(guan)子的外徑公(gong)(gong)差波(bo)動區域變窄；
4. 內外表(biao)面(mian)(mian)質(zhi)量提(ti)高，在試驗(yan)中(zhong)采用本廠生(sheng)產的(de)(de)連鑄坯穿孔(kong)無內壁(bi)(bi)缺陷(xian)的(de)(de)毛(mao)管，已被(bei)質(zhi)檢部門的(de)(de)報告所確認，原(yuan)有的(de)(de)老(lao)式減徑機(ji)因速度不可(ke)(ke)調，所軋的(de)(de)管子表(biao)面(mian)(mian)缺陷(xian)嚴重，甚(shen)至(zhi)有穿透管壁(bi)(bi)的(de)(de)缺陷(xian)出(chu)現，而(er)新張力減徑機(ji)是按(an)新的(de)(de)軋制(zhi)原(yuan)理運行的(de)(de)且(qie)各機(ji)架的(de)(de)速度調整準(zhun)確，并(bing)可(ke)(ke)按(an)壁(bi)(bi)厚(hou)要求使機(ji)架間(jian)產生(sheng)最佳(jia)的(de)(de)縱向張力，這就為改善內外表(biao)面(mian)(mian)質(zhi)量創造(zao)了條件；
5. 能生(sheng)產合(he)金鋼，軋(ya)制試(shi)驗表明(ming)，采用具有(you)較大功率的電機傳動和(he)改(gai)進了自動控制裝置的頂管機，不僅適用于(yu)生(sheng)產普通鍋(guo)爐(lu)管，而且也(ye)適用于(yu)生(sheng)產高合(he)金鋼管如X10Cr13、X20CrMo12.1、100Cr6鋼管等，和(he)原有(you)機組相比較，CPE機組的有(you)利條件是延長率較低；
6. 生(sheng)產(chan)能(neng)力提高(gao)，管(guan)坯(pi)單(dan)重增(zeng)大使生(sheng)產(chan)能(neng)力提高(gao)，當然(ran)管(guan)坯(pi)單(dan)重是受產(chan)品(pin)(pin)大綱限制的，按照產(chan)品(pin)(pin)大綱的平均坯(pi)重計(ji)算，小時裝爐料為26t,僅相當于(yu)新(xin)爐加熱能(neng)力的65%。
四、CF&I和 Maharastra 的 CPE 軋(ya)管機組
Benteler 不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)廠(chang)(chang)改造后由(you)于生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)能(neng)力和(he)收(shou)得率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)，使鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)成(cheng)本發(fa)生(sheng)了有(you)利的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化，這是(shi)完全可以(yi)肯(ken)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)，但(dan)現代化不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)廠(chang)(chang)要(yao)有(you)活力，要(yao)有(you)競爭(zheng)(zheng)能(neng)力必須(xu)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)高(gao)、質量(liang)好、成(cheng)本低(di)，這里面(mian)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)工藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)先進性具有(you)決定(ding)意義(yi)，和(he)其他軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)工藝(yi)(yi)相比(bi)較，CPE工藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)品管(guan)(guan)(guan)(guan)短，收(shou)得率(lv)低(di)，生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)能(neng)力偏低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)缺點確實存(cun)在，特別(bie)是(shi)和(he)MINI-MPM 工藝(yi)(yi)相比(bi)較，競爭(zheng)(zheng)能(neng)力相對較弱，這種工藝(yi)(yi)唯(wei)一(yi)突出的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)點是(shi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)一(yi)噸不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)基建費用低(di)。原擬在1983年6月投(tou)(tou)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)美國CF&I公司的(de)(de)(de)(de)(de)CPE軋(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)取消了基建設計，就從一(yi)個方面(mian)說(shuo)明了問題，而只有(you)不(bu)需要(yao)太(tai)大的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)能(neng)力，又(you)不(bu)擬作(zuo)太(tai)大投(tou)(tou)資的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)廠(chang)(chang)，才采用這一(yi)工藝(yi)(yi)。印度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)Maha rashtra 無縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)廠(chang)(chang)（近Bombay)的(de)(de)(de)(de)(de)CPE機(ji)組于1992年3月投(tou)(tou)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)，投(tou)(tou)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)初期生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)621.3~141.13mm的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)，將來擬將外徑擴至177.8mm,主要(yao)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)油井管(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)鍋爐管(guan)(guan)(guan)(guan)以(yi)適應印度(du)國內市場的(de)(de)(de)(de)(de)需要(yao)，這是(shi)近年來上CPE機(ji)組的(de)(de)(de)(de)(de)唯(wei)一(yi)實例(li)。
