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(jin)(jin)頂管工藝而進(jin)(jin)行的(de)研究始自20世紀60年(nian)代中期(qi)，在1974年(nian)舉(ju)行的(de)頂管工藝技術(shu)研究會上，該公司提(ti)出了以下(xia)幾點結(jie)論性意見：

1. 水壓穿(chuan)孔機(ji)是整個工藝的薄弱環(huan)節，建(jian)議以三輥穿(chuan)孔機(ji)、杯底成型(xing)機(ji)取代之。

2. 通過合理的孔型(xing)設計和機架配置方(fang)式，進(jin)一(yi)步降低床身系數。

3. 新的頂管工藝的目標(biao)和要求如表(biao)15-1所示(shi)。

 1974年(nian)制(zhi)造(zao)的(de)新(xin)(xin)的(de)頂管機組(zu)所(suo)生產(chan)管子的(de)最(zui)大外(wai)徑為(wei)(wei)168.3mm,壁厚為(wei)(wei)2.0~12.5mm,毛管長度(du)為(wei)(wei)18~20m,年(nian)產(chan)量20~30萬噸。CPE工(gong)藝(yi)(yi)不是一個嶄新(xin)(xin)的(de)工(gong)藝(yi)(yi)，而是一個推陳出新(xin)(xin)的(de)新(xin)(xin)工(gong)藝(yi)(yi)，它的(de)工(gong)藝(yi)(yi)特征基本(ben)上離不開頂管工(gong)藝(yi)(yi)。

一、CPE工藝

 隨著連鑄圓(yuan)坯(pi)技(ji)術和(he)斜(xie)軋(ya)穿(chuan)孔(kong)(kong)技(ji)術的(de)發展，人們傾向于將斜(xie)軋(ya)穿(chuan)孔(kong)(kong)和(he)頂管工(gong)藝(yi)聯合(he)使用(yong)，這(zhe)兩(liang)種工(gong)藝(yi)的(de)結(jie)合(he)構(gou)成了CPE軋(ya)管工(gong)藝(yi)，即用(yong)斜(xie)軋(ya)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)代替傳(chuan)統的(de)水壓(ya)沖孔(kong)(kong)機(ji)和(he)延(yan)伸機(ji)，生(sheng)(sheng)產(chan)用(yong)于頂管機(ji)的(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)毛管。這(zhe)里所說的(de)斜(xie)軋(ya)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)可(ke)采用(yong)帶狄賽爾導盤的(de)高效能斜(xie)軋(ya)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)，它(ta)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)穿(chuan)孔(kong)(kong)毛管壁(bi)厚公差較小。

 頂管(guan)機的(de)(de)特點在于用1根芯(xin)棒作為內工具，推著穿(chuan)孔毛管(guan)通過若干個(ge)惰輥機架而將(jiang)(jiang)其軋成(cheng)荒管(guan)。該工藝需(xu)要1臺縮(suo)口機對穿(chuan)孔毛管(guan)的(de)(de)一端進行縮(suo)口，以(yi)便芯(xin)棒在頭幾個(ge)機架中能將(jiang)(jiang)足夠(gou)的(de)(de)頂推力傳遞給穿(chuan)孔毛管(guan)。

CPE軋管工藝由以下工序組成：

  1. 斜軋穿孔；

  2. 穿孔毛管(guan)縮口；

  3. 在頂(ding)管機(ji)中(zhong)對穿坯毛管進行延伸；

  4. 在張力(li)減徑機中軋成成品管。

CPE機組(zu)的(de)(de)平(ping)面布置和(he)環形爐與頂(ding)管機之(zhi)間(jian)的(de)(de)簡(jian)化流程參見圖15-1.斜軋穿(chuan)孔機與頂(ding)管機的(de)(de)聯(lian)合使用為擴大品種、提高質量創(chuang)造了條件，即：

  1. 管(guan)坯單重增大，可(ke)以(yi)軋制ф177.8mm,甚至244.5mm以(yi)下的一般規格的管(guan)子，并具有足夠的長度，還可(ke)以(yi)生產(chan)油井管(guan)；

  2. 由于(yu)斜軋(ya)穿(chuan)孔機(ji)的延(yan)伸率高，所(suo)以總延(yan)伸率的分(fen)配比較均勻，從而減輕了主軋(ya)機(ji)－頂管機(ji)的負擔；

  3. 根據不同(tong)情況，鋼管年生產量可達30萬噸.

新軋(ya)管工藝具有的優點(dian)是：

 1. 穿孔毛管(guan)的壁(bi)厚(hou)公(gong)差可(ke)達到±3%,從而大大地(di)改(gai)善了(le)成品(pin)管(guan)的壁(bi)厚(hou)公(gong)差；

 2. 鋼管(guan)的基本建設(she)投資降低：

 3. 采用該工藝(yi)能(neng)可靠地生(sheng)產普通壁厚(hou)的(de)鋼(gang)管(guan)；

 4. 由于減(jian)少了頂管后的切頭損失(shi)，增加了鋼管的長度(du)。

因此成材率(lv)高于傳統的頂管(guan)機組(zu)，鋼管(guan)的質量也大大提高。

二、杯底成形的(de)三種方法

穿孔毛管縮口共有三種方法。

 1. MDM采用(yong)全液壓臥式壓力機(ji)，即用(yong)油(you)缸夾住(zhu)穿孔坯，然后(hou)主缸將底(di)模(mo)向(xiang)前(qian)移動一段(duan)距離以形成杯底(di)，這是在(zai)西班牙(ya)Tubos Reunidos 廠試(shi)驗的結果(guo)，在(zai)MDM 設計的 Tubos Reumide CPE機(ji)組中作(zuo)為縮口機(ji)于1981年4月正式使用(yong)。

 2. Benteler 鋼管(guan)(guan)廠對頂管(guan)(guan)機(ji)組進行(xing)技(ji)術改造(zao)時采用徑向(xiang)柱塞式壓力機(ji)，油缸(gang)呈徑向(xiang)布置，在(zai)具有(you)特(te)殊形狀(zhuang)(zhuang)的(de)芯棒(bang)端部，徑向(xiang)壓制成杯底(di)狀(zhuang)(zhuang)。被稱為徑向(xiang)滑塊式縮口(kou)機(ji)，液(ye)壓缸(gang)驅(qu)動八個滑塊，使空心坯在(zai)直(zhi)徑略小于芯棒(bang)且具有(you)適(shi)當形狀(zhuang)(zhuang)的(de)芯棒(bang)端部收縮成杯狀(zhuang)(zhuang)體(ti)，這是Benteler廠自行(xing)設計制造(zao)的(de)，并(bing)申請(qing)有(you)專利權的(de)縮口(kou)機(ji)。

3. 美國2819790號(hao)專(zhuan)利采用的縮口裝置(zhi)設置(zhi)在頂管(guan)機(ji)第(di)一機(ji)架前，借助(zhu)于(yu)頂管(guan)機(ji)本(ben)身的推(tui)力以形(xing)成足以承受頂推(tui)力的中空杯(bei)底，如(ru)圖15-2所(suo)示。

三、Benteler 鋼管(guan)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 不銹鋼管(guan)廠可生(sheng)產外徑(jing)17.2~159mm,壁厚2.3~25mm鋼管(guan)，生(sheng)產能力為11000噸/月。

CPE軋管(guan)工藝(yi)在經(jing)濟(ji)方面的一大優點是收(shou)得率高，根據Benteler鋼管(guan)廠專利(li)，收(shou)得率高于(yu)曼(man)內斯曼(man)公司的設(she)計水平，由(you)(you)77.5%提高到85%.由(you)(you)于(yu)管(guan)坯單(dan)重增大及采(cai)用斜軋穿孔(kong)機后變形能力的改善(shan)，使包括張減機在內的頂管(guan)機組在技術方面和(he)經(jing)濟(ji)方面有如下(xia)一系列的優越性：

 1. 將現有的(de)軋(ya)制計劃擴展延伸至(zhi)厚壁(bi)(bi)管(guan)的(de)范圍，新的(de)軋(ya)管(guan)機組可(ke)以生產(chan)(chan)S/D=0.25的(de)商(shang)品(pin)管(guan)，采(cai)用普(pu)通孔型(xing)可(ke)生產(chan)(chan)壁(bi)(bi)厚12.5mm的(de)管(guan)子(zi)，并可(ke)經濟(ji)地批量軋(ya)制壁(bi)(bi)厚為25mm的(de)管(guan)子(zi)，以及為本廠冷軋(ya)、冷拔車間提(ti)供D≥38mm,S≥5.6mm的(de)管(guan)料；

 2. 可以生產(chan)較長的商品(pin)管及厚壁管，由于管坯(pi)單重增(zeng)大，因此可生產(chan)符合商品(pin)管長度（達13m)要求的厚壁管如φ88.9mm×10mm;

 3. 直徑(jing)公(gong)(gong)差(cha)和壁厚公(gong)(gong)差(cha)均有所改善，Benteler鋼管(guan)廠(chang)在斜(xie)軋穿孔機(ji)上所作的(de)試驗確認可以達到±5%~6%的(de)壁厚公(gong)(gong)差(cha)，這樣范圍的(de)壁厚公(gong)(gong)差(cha)為保持熱軋成品(pin)管(guan)的(de)尺(chi)寸穩定性創造了有利條件，新軋管(guan)機(ji)的(de)軋輥孔型加工精度高和機(ji)架剛度大，因此使管(guan)子(zi)的(de)外(wai)徑(jing)公(gong)(gong)差(cha)波(bo)動(dong)區域變(bian)窄；

 4. 內外表面質(zhi)量提高，在(zai)試(shi)驗中采用(yong)本廠生產的(de)連鑄(zhu)坯穿(chuan)孔無內壁(bi)缺(que)(que)陷(xian)的(de)毛管，已被質(zhi)檢部門的(de)報(bao)告(gao)所確認，原有的(de)老式(shi)減徑機(ji)(ji)因(yin)速(su)度不可調，所軋的(de)管子表面缺(que)(que)陷(xian)嚴重(zhong)，甚至有穿(chuan)透管壁(bi)的(de)缺(que)(que)陷(xian)出現，而新(xin)張力減徑機(ji)(ji)是(shi)按新(xin)的(de)軋制原理運行的(de)且各機(ji)(ji)架的(de)速(su)度調整(zheng)準確，并可按壁(bi)厚要求使機(ji)(ji)架間產生最佳的(de)縱向張力，這就(jiu)為(wei)改善(shan)內外表面質(zhi)量創造了條件(jian)；

 5. 能(neng)生產合金鋼，軋制試(shi)驗表明，采用(yong)具有(you)(you)(you)較大(da)功率的電機(ji)傳動和(he)改進了自動控(kong)制裝(zhuang)置的頂管(guan)機(ji)，不僅適(shi)用(yong)于(yu)生產普通(tong)鍋爐管(guan)，而(er)且也適(shi)用(yong)于(yu)生產高(gao)合金鋼管(guan)如X10Cr13、X20CrMo12.1、100Cr6鋼管(guan)等，和(he)原有(you)(you)(you)機(ji)組相比(bi)較，CPE機(ji)組的有(you)(you)(you)利條件(jian)是(shi)延長率較低；

 6. 生(sheng)產能(neng)力(li)提高(gao)，管坯單重增大(da)使(shi)生(sheng)產能(neng)力(li)提高(gao)，當然管坯單重是受產品(pin)大(da)綱限制(zhi)的(de)(de)，按照產品(pin)大(da)綱的(de)(de)平均坯重計算，小時裝爐(lu)料為26t,僅相當于(yu)新(xin)爐(lu)加熱能(neng)力(li)的(de)(de)65%。

四(si)、CF&I和 Maharastra 的 CPE 軋管機組(zu)

  Benteler 不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)廠(chang)(chang)改造后(hou)由于生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)能力(li)(li)(li)和(he)收得(de)率(lv)的(de)(de)(de)(de)提高(gao)，使鋼(gang)管(guan)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)成本(ben)發生(sheng)(sheng)(sheng)了有(you)利的(de)(de)(de)(de)變化，這是(shi)完全可以肯(ken)定的(de)(de)(de)(de)，但(dan)現(xian)代化不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)廠(chang)(chang)要有(you)活力(li)(li)(li)，要有(you)競爭(zheng)能力(li)(li)(li)必須產(chan)(chan)(chan)量(liang)高(gao)、質量(liang)好、成本(ben)低，這里面(mian)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)工藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)先進性(xing)具有(you)決定意(yi)義，和(he)其他軋(ya)管(guan)工藝(yi)(yi)相比較，CPE工藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)成品管(guan)短，收得(de)率(lv)低，生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)能力(li)(li)(li)偏低的(de)(de)(de)(de)缺點確實存在，特(te)別是(shi)和(he)MINI-MPM 工藝(yi)(yi)相比較，競爭(zheng)能力(li)(li)(li)相對較弱，這種工藝(yi)(yi)唯(wei)一突出(chu)的(de)(de)(de)(de)優點是(shi)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)一噸不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)基建費用低。原擬在1983年6月投產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)美(mei)國(guo)CF&I公司(si)的(de)(de)(de)(de)CPE軋(ya)管(guan)機取消了基建設計，就(jiu)從(cong)一個方面(mian)說明了問(wen)題，而只(zhi)有(you)不需要太大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)能力(li)(li)(li)，又不擬作(zuo)太大(da)(da)投資的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)廠(chang)(chang)，才采用這一工藝(yi)(yi)。印度(du)的(de)(de)(de)(de)Maha rashtra 無縫(feng)鋼(gang)管(guan)廠(chang)(chang)（近Bombay)的(de)(de)(de)(de)CPE機組(zu)于1992年3月投產(chan)(chan)(chan)，投產(chan)(chan)(chan)初(chu)期生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)621.3~141.13mm的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)，將(jiang)來擬將(jiang)外徑擴至(zhi)177.8mm,主要生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)油井管(guan)和(he)鍋爐管(guan)以適應印度(du)國(guo)內市(shi)場的(de)(de)(de)(de)需要，這是(shi)近年來上CPE機組(zu)的(de)(de)(de)(de)唯(wei)一實例。