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(jin)頂管工藝而進(jin)行(xing)的(de)研究始(shi)自20世紀60年代中期，在1974年舉(ju)行(xing)的(de)頂管工藝技術研究會上，該公司提(ti)出了以下(xia)幾點結論(lun)性意見：
1. 水壓穿(chuan)孔機是(shi)整個工藝的薄弱環節，建議以三(san)輥穿(chuan)孔機、杯底成型機取代之。
2. 通過合理(li)的孔型設計和機架配置方式，進一步降低床身系數。
3. 新(xin)的頂管(guan)工藝的目標和(he)要求如表(biao)15-1所(suo)示。
1974年制造的新的頂管(guan)機組(zu)所生產管(guan)子的最大(da)外徑為168.3mm,壁(bi)厚為2.0~12.5mm,毛管(guan)長度為18~20m,年產量20~30萬噸。CPE工藝不是一(yi)個(ge)嶄新的工藝，而(er)是一(yi)個(ge)推陳(chen)出新的新工藝，它(ta)的工藝特征基本(ben)上離不開頂管(guan)工藝。
一、CPE工藝
隨著連(lian)鑄圓坯技術和斜軋穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)技術的(de)(de)發展，人們(men)傾(qing)向于將(jiang)斜軋穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)和頂管(guan)工藝聯合使用，這(zhe)兩(liang)種工藝的(de)(de)結合構成了CPE軋管(guan)工藝，即用斜軋穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)代替傳統的(de)(de)水壓沖孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)和延伸機(ji)(ji)，生(sheng)產用于頂管(guan)機(ji)(ji)的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)毛管(guan)。這(zhe)里所(suo)說的(de)(de)斜軋穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)可采用帶(dai)狄賽(sai)爾(er)導(dao)盤的(de)(de)高(gao)效能斜軋穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)(ji)，它生(sheng)產的(de)(de)穿(chuan)(chuan)(chuan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)毛管(guan)壁厚公差較小。
頂(ding)管(guan)機的(de)特點在于(yu)用1根芯棒(bang)作為內工具，推著穿孔毛管(guan)通(tong)過若干個惰輥機架而將其軋成荒(huang)管(guan)。該工藝需要1臺縮口機對穿孔毛管(guan)的(de)一端進行縮口，以便(bian)芯棒(bang)在頭幾(ji)個機架中能將足(zu)夠的(de)頂(ding)推力傳遞(di)給穿孔毛管(guan)。
CPE軋管(guan)工(gong)藝由以下工(gong)序組成：
1. 斜軋(ya)穿孔；
2. 穿(chuan)孔毛管縮(suo)口；
3. 在頂管機中對穿(chuan)坯(pi)毛管進(jin)行延伸；
4. 在張(zhang)力(li)減徑(jing)機中軋成(cheng)成(cheng)品管。
CPE機組(zu)的(de)(de)平面布置和環形爐與頂管(guan)機之間(jian)的(de)(de)簡化流程參見圖15-1.斜軋穿孔(kong)機與頂管(guan)機的(de)(de)聯合(he)使用為擴大(da)品種、提高質量(liang)創(chuang)造了條(tiao)件(jian)，即：
1. 管(guan)(guan)坯單重增(zeng)大(da)，可以(yi)軋制ф177.8mm,甚至244.5mm以(yi)下(xia)的一般規格的管(guan)(guan)子，并具有足夠的長度(du)，還可以(yi)生產油井管(guan)(guan)；
2. 由于斜軋穿孔機的(de)延伸率高，所以總延伸率的(de)分(fen)配比較均勻，從而減輕了主軋機－頂管機的(de)負擔；
3. 根據不同情況，鋼(gang)管年生產量可達30萬噸.
新軋(ya)管工藝具有的優點(dian)是(shi)：
1. 穿孔毛管(guan)的(de)(de)壁厚公差可達到±3%,從而大大地改(gai)善了(le)成品管(guan)的(de)(de)壁厚公差；
2. 鋼管(guan)的基本建設投資降低：
3. 采(cai)用(yong)該(gai)工藝能可靠地生產普通壁(bi)厚(hou)的鋼管；
4. 由于減少了頂管后的切(qie)頭損失，增(zeng)加了鋼管的長度。
因此(ci)成材率高(gao)于傳統的頂(ding)管(guan)機組，鋼管(guan)的質量也大大提高(gao)。
二、杯(bei)底成形的三(san)種方法(fa)
穿孔毛管縮口(kou)共有三種方法。
1. MDM采(cai)用(yong)全液壓臥式壓力機，即用(yong)油(you)缸(gang)夾(jia)住(zhu)穿孔坯，然后(hou)主缸(gang)將底(di)(di)模向前移動一段(duan)距離(li)以(yi)形成杯底(di)(di)，這是(shi)在西班(ban)牙Tubos Reunidos 廠試驗的(de)結果，在MDM 設計的(de) Tubos Reumide CPE機組(zu)中作為縮口(kou)機于1981年4月正式使用(yong)。
2. Benteler 鋼(gang)管(guan)廠對頂管(guan)機組進行技術改造(zao)時采用(yong)徑(jing)(jing)(jing)向(xiang)柱塞式(shi)壓力機，油(you)缸(gang)呈(cheng)徑(jing)(jing)(jing)向(xiang)布(bu)置，在(zai)具有特殊形(xing)狀(zhuang)的芯(xin)(xin)棒(bang)端(duan)部，徑(jing)(jing)(jing)向(xiang)壓制成杯底狀(zhuang)。被(bei)稱(cheng)為徑(jing)(jing)(jing)向(xiang)滑(hua)塊(kuai)式(shi)縮口(kou)機，液壓缸(gang)驅動八(ba)個滑(hua)塊(kuai)，使空心坯在(zai)直徑(jing)(jing)(jing)略小(xiao)于芯(xin)(xin)棒(bang)且具有適(shi)當(dang)形(xing)狀(zhuang)的芯(xin)(xin)棒(bang)端(duan)部收(shou)縮成杯狀(zhuang)體，這是Benteler廠自行設計制造(zao)的，并申請(qing)有專利權(quan)的縮口(kou)機。
3. 美國2819790號專利采用的(de)縮口(kou)裝(zhuang)置設置在頂(ding)管(guan)(guan)機(ji)第一機(ji)架前，借(jie)助于頂(ding)管(guan)(guan)機(ji)本(ben)身的(de)推力(li)以形成足以承受頂(ding)推力(li)的(de)中空杯底，如圖(tu)15-2所示。
三、Benteler 鋼管(guan)廠CPE軋機組(zu)
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(guan)廠可生(sheng)產(chan)外徑17.2~159mm,壁厚(hou)2.3~25mm鋼管(guan)，生(sheng)產(chan)能力為11000噸/月。
CPE軋管工藝在經(jing)濟(ji)方(fang)面的一(yi)大優點是收得率(lv)高(gao)(gao)，根據(ju)Benteler鋼管廠專利，收得率(lv)高(gao)(gao)于曼內(nei)斯曼公司(si)的設計水平，由77.5%提(ti)高(gao)(gao)到85%.由于管坯單重增大及(ji)采用斜軋穿孔機后變形(xing)能力的改善，使(shi)包括張減機在內(nei)的頂管機組(zu)在技(ji)術方(fang)面和(he)經(jing)濟(ji)方(fang)面有如(ru)下一(yi)系列(lie)的優越性(xing)：
1. 將現有的(de)軋(ya)(ya)制(zhi)計劃擴(kuo)展延伸至(zhi)厚(hou)(hou)壁(bi)管的(de)范圍，新的(de)軋(ya)(ya)管機組(zu)可(ke)以生產S/D=0.25的(de)商品管，采用普通孔型可(ke)生產壁(bi)厚(hou)(hou)12.5mm的(de)管子，并可(ke)經濟地批(pi)量(liang)軋(ya)(ya)制(zhi)壁(bi)厚(hou)(hou)為25mm的(de)管子，以及為本廠冷軋(ya)(ya)、冷拔車間(jian)提供D≥38mm,S≥5.6mm的(de)管料；
2. 可以生(sheng)產較長(chang)的商品管及厚(hou)壁管，由于管坯(pi)單(dan)重(zhong)增(zeng)大，因此可生(sheng)產符合商品管長(chang)度（達13m)要求的厚(hou)壁管如φ88.9mm×10mm;
3. 直(zhi)徑(jing)(jing)公(gong)(gong)差(cha)和(he)壁厚(hou)公(gong)(gong)差(cha)均有所(suo)改善，Benteler鋼管廠(chang)在斜(xie)軋穿(chuan)孔機上所(suo)作(zuo)的(de)(de)(de)試驗(yan)確認(ren)可(ke)以達(da)到±5%~6%的(de)(de)(de)壁厚(hou)公(gong)(gong)差(cha)，這樣范圍的(de)(de)(de)壁厚(hou)公(gong)(gong)差(cha)為保持熱軋成品管的(de)(de)(de)尺寸穩定性(xing)創造了(le)有利(li)條件，新軋管機的(de)(de)(de)軋輥孔型加工精度高(gao)和(he)機架剛(gang)度大，因此使(shi)管子的(de)(de)(de)外徑(jing)(jing)公(gong)(gong)差(cha)波動區(qu)域變窄(zhai)；
4. 內(nei)外(wai)表面質(zhi)量提高，在試驗中采(cai)用本廠生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)連鑄坯穿(chuan)孔無內(nei)壁(bi)缺(que)陷的(de)(de)毛管(guan)，已(yi)被(bei)質(zhi)檢部門的(de)(de)報(bao)告所確(que)認(ren)，原有的(de)(de)老(lao)式(shi)減徑機因速度不可調(diao)，所軋(ya)(ya)的(de)(de)管(guan)子表面缺(que)陷嚴(yan)重，甚至有穿(chuan)透管(guan)壁(bi)的(de)(de)缺(que)陷出(chu)現，而新張力(li)減徑機是(shi)按新的(de)(de)軋(ya)(ya)制原理運行的(de)(de)且各機架的(de)(de)速度調(diao)整準確(que)，并可按壁(bi)厚(hou)要求使機架間產(chan)(chan)生(sheng)最(zui)佳的(de)(de)縱向張力(li)，這就為改(gai)善(shan)內(nei)外(wai)表面質(zhi)量創造(zao)了條件；
5. 能生產合金(jin)鋼，軋制試驗表明，采(cai)用具(ju)有(you)較大功率(lv)的(de)電機傳動和改進了(le)自動控(kong)制裝置的(de)頂(ding)管(guan)(guan)機，不僅適用于生產普通(tong)鍋爐管(guan)(guan)，而且也適用于生產高合金(jin)鋼管(guan)(guan)如X10Cr13、X20CrMo12.1、100Cr6鋼管(guan)(guan)等(deng)，和原有(you)機組(zu)相(xiang)比較，CPE機組(zu)的(de)有(you)利(li)條件是延(yan)長率(lv)較低；
6. 生產(chan)能(neng)力(li)提高，管坯單重(zhong)增(zeng)大(da)使生產(chan)能(neng)力(li)提高，當(dang)然(ran)管坯單重(zhong)是受產(chan)品大(da)綱限制(zhi)的，按照產(chan)品大(da)綱的平均坯重(zhong)計算，小時(shi)裝(zhuang)爐料為26t,僅(jin)相當(dang)于(yu)新(xin)爐加熱能(neng)力(li)的65%。
四、CF&I和 Maharastra 的 CPE 軋管機組
Benteler 不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)改造(zao)后由于生產(chan)(chan)能(neng)力(li)(li)和(he)收得(de)率的(de)提高(gao)，使鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)生產(chan)(chan)成(cheng)本發生了(le)有利的(de)變(bian)化，這(zhe)是(shi)完全(quan)可(ke)以肯定的(de)，但現代化不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)要有活力(li)(li)，要有競爭能(neng)力(li)(li)必須產(chan)(chan)量(liang)(liang)高(gao)、質(zhi)量(liang)(liang)好、成(cheng)本低(di)，這(zhe)里(li)面(mian)生產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)先進性具(ju)有決定意義，和(he)其他軋管(guan)(guan)(guan)工(gong)(gong)藝(yi)相(xiang)比較(jiao)，CPE工(gong)(gong)藝(yi)的(de)成(cheng)品管(guan)(guan)(guan)短，收得(de)率低(di)，生產(chan)(chan)能(neng)力(li)(li)偏(pian)低(di)的(de)缺(que)點(dian)確實(shi)存在，特別是(shi)和(he)MINI-MPM 工(gong)(gong)藝(yi)相(xiang)比較(jiao)，競爭能(neng)力(li)(li)相(xiang)對較(jiao)弱，這(zhe)種工(gong)(gong)藝(yi)唯(wei)一突出(chu)的(de)優點(dian)是(shi)生產(chan)(chan)一噸不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)基建費用低(di)。原擬在1983年6月(yue)投產(chan)(chan)的(de)美國(guo)CF&I公司的(de)CPE軋管(guan)(guan)(guan)機取(qu)消了(le)基建設計，就從(cong)一個(ge)方面(mian)說明了(le)問題，而(er)只有不(bu)需(xu)要太大(da)的(de)生產(chan)(chan)能(neng)力(li)(li)，又不(bu)擬作太大(da)投資(zi)的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)，才采用這(zhe)一工(gong)(gong)藝(yi)。印度(du)的(de)Maha rashtra 無縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)廠(chang)（近(jin)(jin)Bombay)的(de)CPE機組于1992年3月(yue)投產(chan)(chan)，投產(chan)(chan)初期(qi)生產(chan)(chan)621.3~141.13mm的(de)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)，將來擬將外徑擴至(zhi)177.8mm,主(zhu)要生產(chan)(chan)油(you)井(jing)管(guan)(guan)(guan)和(he)鍋(guo)爐管(guan)(guan)(guan)以適應印度(du)國(guo)內市場的(de)需(xu)要，這(zhe)是(shi)近(jin)(jin)年來上CPE機組的(de)唯(wei)一實(shi)例。
