一、基本情況
包鋼60mm PQF連軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)組設(she)計能力為(wei)年(nian)產(chan)(chan)(chan)無縫鋼管(guan)(guan)(guan)62萬噸，產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)外(wai)徑ф244.5～457mm，壁厚(hou)6～60mm，長度6～15m。該機(ji)組2010年(nian)開(kai)工建設(she)，2012年(nian)8月建成投產(chan)(chan)(chan)，由(you)中冶京誠做工廠設(she)計，熱軋(ya)線(xian)的主(zhu)要(yao)設(she)備由(you)德(de)國梅(mei)爾公司和意大利因(yin)西公司設(she)計制造。該生產(chan)(chan)(chan)線(xian)主(zhu)要(yao)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)為(wei)石油套管(guan)(guan)(guan)（產(chan)(chan)(chan)量占全部熱軋(ya)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)的50.3％），其他(ta)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)為(wei)高(gao)壓鍋爐(lu)管(guan)(guan)(guan)、機(ji)械結構管(guan)(guan)(guan)、管(guan)(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)(guan)、氣瓶管(guan)(guan)(guan)和石化用管(guan)(guan)(guan)等。在石油套管(guan)(guan)(guan)中，高(gao)合金(jin)高(gao)抗腐(fu)蝕(shi)系列套管(guan)(guan)(guan)、高(gao)抗硫系列套管(guan)(guan)(guan)、3Cr抗腐(fu)蝕(shi)系列套管(guan)(guan)(guan)、高(gao)鋼級套管(guan)(guan)(guan)等高(gao)合金(jin)含量、高(gao)附加值的套管(guan)(guan)(guan)又占了主(zhu)要(yao)部分。
二、工藝流程
工(gong)藝(yi)流程(cheng)：合格管坯→鋸切(qie)→冷(leng)定(ding)心→環(huan)形爐(lu)加(jia)熱→高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)除(chu)(chu)磷→穿孔(kong)→吹硼砂→穿芯棒→高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)除(chu)(chu)鱗→PQF 連軋→脫管→高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)除(chu)(chu)鱗→定(ding)徑→冷(leng)卻→定(ding)尺鋸切(qie)→人工(gong)內(nei)外表面檢查→噴標→收集入(ru)庫。
三(san)、主要工藝設備參數(shu)及(ji)性能特點
1. 環形(xing)加熱爐
環形(xing)爐(lu)由(you)LOI天津公司設計及制作(zuo)。環形(xing)加熱(re)爐(lu)主要(yao)參數包括：
管坯直(zhi)徑：ф350、φ390、φ430；
環形爐中徑：50m；
爐底寬度：5.3m；
最大加熱長度(du)：5.0m；
最大坯重：5665kg；
最大加熱能力：220t／h；
最(zui)大裝出料節(jie)奏：100p／h。
2. 錐形輥穿孔(kong)機
該機組采用立式(shi)導板(ban)錐形輥(gun)穿孔(kong)機，穿孔(kong)輥(gun)直徑1500mm。由于本機組采用的管坯(pi)重(zhong)量較大，為方便管坯(pi)咬(yao)入(ru)，防止(zhi)前卡(ka)事故，在(zai)前臺設置(zhi)了(le)管坯(pi)預(yu)旋(xuan)(xuan)轉裝置(zhi)，大管坯(pi)在(zai)推(tui)鋼機推(tui)入(ru)軋輥(gun)前在(zai)預(yu)旋(xuan)(xuan)轉的驅(qu)動下旋(xuan)(xuan)轉起來，這樣很(hen)大程度改善了(le)咬(yao)入(ru)條件，減少了(le)事故，提高了(le)軋輥(gun)壽命。穿孔(kong)機主要參數(shu)包(bao)括：
最大軋輥直徑：1500mm；
最大出口速度：0.8m／s；
最大軋制(zhi)力矩：2500kN·m；
主電機功率：7000kW×2臺；
主電機最大(da)轉速：600r／min。
3. PQF連軋管機
PQF連軋(ya)管(guan)機組(zu)為5機架(jia)的軸向換輥(gun)(gun)(gun)連軋(ya)管(guan)機，優點是隧(sui)道(dao)式筒形(xing)牌坊剛度(du)(du)(du)及強(qiang)度(du)(du)(du)好(hao)，傳動布置緊湊，軋(ya)制穩定性好(hao)。每架(jia)軋(ya)機的三個互(hu)成(cheng)120°的軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)安(an)裝在獨立的軋(ya)制單(dan)元一軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)小(xiao)機架(jia)內，安(an)裝在隧(sui)道(dao)上的伺服液壓小(xiao)倉(cang)，可(ke)以對軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)輥(gun)(gun)(gun)縫進行(xing)同步調(diao)整(zheng)也(ye)可(ke)以單(dan)獨調(diao)整(zheng)，即采用了(le)(le)輥(gun)(gun)(gun)縫自動控制系統（HCCS），從而保證了(le)(le)軋(ya)制質量(liang)，另(ling)外，該連軋(ya)管(guan)機在生產過(guo)程中采用了(le)(le)工(gong)藝過(guo)程控制系統（PSS），實現了(le)(le)溫度(du)(du)(du)補償、咬入沖擊控制、錐形(xing)芯棒伺服和(he)頭尾(wei)削(xue)尖等(deng)功能。
由于該機組(zu)軋制節(jie)奏(zou)較慢（最快(kuai)40秒／支），只(zhi)有在線(xian)(xian)穿(chuan)芯(xin)棒方式，不設預穿(chuan)線(xian)(xian)，減少了(le)(le)芯(xin)棒在線(xian)(xian)數量，減少了(le)(le)芯(xin)棒與(yu)毛管接觸時間(jian)，減少了(le)(le)毛管的溫降，提高了(le)(le)芯(xin)棒壽命，節(jie)省了(le)(le)設備投資(zi)。
PQF連軋機(ji)主要參數包括：
荒(huang)管外徑：Φ322mm，φ403mm，ф482mm；
軋輥直徑：φ1100mm；
最大入口速度：1.5m／s；
最大出口速度(du)：4.0m／s；
最(zui)大軋(ya)制力：600kN；
最大軋制力矩(ju)：250kN·m；
電機功率：1號(hao)(hao)和4號(hao)(hao)機架(jia)各(ge)3×800kW，2號(hao)(hao)和3號(hao)(hao)機架(jia)各(ge)3×1000kW，5號(hao)(hao)機架(jia)3×400kW；
限動力：3000kN；
限動電機功(gong)率：500kW×6臺；
限動最大前進速度(du)：4.5m／s；
限(xian)動(dong)最大(da)返回速度：4.5m／s；
軋制中限動速度：0.9～1.5m／s。
4. 定徑機
采(cai)用(yong)(yong)12架(jia)(jia)(jia)三輥式定徑(jing)機(ji)，每架(jia)(jia)(jia)都有一臺(tai)電機(ji)驅動，機(ji)架(jia)(jia)(jia)采(cai)用(yong)(yong)傘齒輪內傳(chuan)動結(jie)構，在機(ji)架(jia)(jia)(jia)外(wai)有一根傳(chuan)動軸通(tong)過聯軸器與12架(jia)(jia)(jia)組合式的(de)減速器相連(lian)接，奇偶架(jia)(jia)(jia)的(de)電機(ji)前后(hou)排(pai)上下兩層排(pai)列，整個定徑(jing)機(ji)布置緊(jin)湊(cou)。對于參與變形少(shao)的(de)機(ji)架(jia)(jia)(jia)個數的(de)生產規(gui)格來(lai)說(shuo)，設置了(le)空過的(de)傳(chuan)輸(shu)機(ji)架(jia)(jia)(jia)，根據不同的(de)規(gui)格，傳(chuan)輸(shu)機(ji)架(jia)(jia)(jia)的(de)個數不同，傳(chuan)輸(shu)機(ji)架(jia)(jia)(jia)在傳(chuan)動裝(zhuang)置的(de)驅動下能將鋼(gang)管(guan)平穩輸(shu)送給定徑(jing)機(ji)出口輥道(dao)。該(gai)機(ji)組在定徑(jing)機(ji)前設置了(le)高(gao)壓水除(chu)鱗裝(zhuang)置，提高(gao)鋼(gang)管(guan)的(de)外(wai)表面質(zhi)量，延長軋輥壽命(ming)。
定徑機(ji)主要參數包(bao)括(kuo)：
軋輥名義直徑(jing)：Φ950mm；
機架間距：840mm；
入(ru)口鋼(gang)管速度：0.5m／s；
出(chu)口鋼(gang)管速度(du)：1.5m／s；
電機功率：350kW×12臺；
電機轉速：200～600／1200r／min。
四、機(ji)組的創新點
1. 在線設置管(guan)坯尾定(ding)心(xin)機(ji)
在熱軋管工藝中，為(wei)了改善(shan)鋼(gang)(gang)(gang)管尾(wei)部形狀、減少鋼(gang)(gang)(gang)管切(qie)尾(wei)損(sun)失(shi)，降低工具(ju)消耗，保證鋼(gang)(gang)(gang)管內表面質量，管坯尾(wei)定心的作(zuo)用也越來越受到(dao)生產企業的重視(shi)。
包鋼(gang)新近(jin)建設的Φ460mm熱(re)軋無縫鋼(gang)管機(ji)(ji)組(zu)中，環形加熱(re)爐與穿孔機(ji)(ji)之(zhi)間均在(zai)線設置了由(you)中冶(ye)京誠設計制造的液壓(ya)夾鉗式管坯尾端熱(re)定心機(ji)(ji)，如圖(tu)6-12為包鋼(gang)φ460mm機(ji)(ji)組(zu)液壓(ya)熱(re)定心機(ji)(ji)的安裝現場。
2. 脫管(guan)后輥道定位塊(kuai)式升降(jiang)輥道
在國內已建成的ф460mm機(ji)組中，脫管機(ji)后輥道升(sheng)降(jiang)輥道全部為螺(luo)旋電動升(sheng)降(jiang)式，其(qi)結構示(shi)意如圖6-13所示(shi)；它是(shi)利用電機(ji)帶動螺(luo)旋升(sheng)降(jiang)機(ji)來調(diao)整輥道面的標高以適應不同外徑的荒管。但此機(ji)構的現場工作環境通常比(bi)較惡劣，經常伴隨(sui)著高溫、潮濕、氧化鐵皮(pi)、油(you)泥等，此機(ji)構容易發生(sheng)脹(zhang)死、調(diao)整困難等情況。
為了應對這一(yi)情況，在(zai)包鋼φ460mm 機(ji)組中(zhong)設計(ji)了一(yi)種(zhong)是(shi)液壓定位(wei)塊式升降輥道，其結構如圖6-14所示；由于脫管(guan)至定徑(jing)機(ji)間只有φ307.5mm、ф388mm和ф467.7mm三(san)種(zhong)規格(ge)荒管(guan)，所以(yi)設計(ji)了一(yi)種(zhong)帶有三(san)種(zhong)不(bu)同的(de)接觸面(mian)定位(wei)塊式調(diao)整機(ji)構；當對輥道高度(du)調(diao)整時，由定位(wei)塊調(diao)整液壓缸4推(tui)動擺桿(gan)，通(tong)過調(diao)整升降臺架下方定位(wei)塊的(de)不(bu)同接觸面(mian)以(yi)滿足3種(zhong)規格(ge)荒管(guan)。此(ci)輥道調(diao)整機(ji)構具有結構簡單(dan)、受工作(zuo)環境(jing)影響小、操作(zuo)簡單(dan)、故障率(lv)低等(deng)等(deng)一(yi)系(xi)列優點，可(ke)以(yi)顯(xian)著改善現場維(wei)檢人員的(de)勞(lao)動強度(du)。
3. 冷床(chuang)前(qian)增加鋼管抽檢與取(qu)樣臺架
為(wei)了能(neng)夠及(ji)時(shi)發現熱(re)軋鋼管(guan)(guan)表(biao)面缺(que)陷及(ji)方便(bian)鋼管(guan)(guan)熱(re)取(qu)樣(yang)，在定徑機(ji)后、冷床入(ru)口前輥道一側增(zeng)加了鋼管(guan)(guan)抽樣(yang)檢查與取(qu)樣(yang)臺(tai)架，如圖6-15所示。當需要對熱(re)軋的鋼管(guan)(guan)進(jin)行外(wai)表(biao)面抽檢及(ji)頭尾(wei)取(qu)樣(yang)時(shi)，人工啟動撥叉將熱(re)軋鋼管(guan)(guan)撥入(ru)到臺(tai)架的旋轉(zhuan)(zhuan)托輥上，旋轉(zhuan)(zhuan)托輥轉(zhuan)(zhuan)速(su)預先設定為(wei)8r／min和1r／min；外(wai)表(biao)面檢查使用8r／min而(er)頭尾(wei)取(qu)樣(yang)時(shi)使用1r／min的轉(zhuan)(zhuan)速(su)。
此(ci)臺架的設置(zhi)能夠有利于現場更快更及(ji)時(shi)地發現熱軋鋼管表面的軋制缺陷、改變了(le)以往操作人員頂著高溫在冷床上檢查鋼管表面缺陷及(ji)在冷床兩側(ce)進行(xing)頭尾取樣，很(hen)大程度上改善(shan)了(le)現場操作人員的工(gong)作條件，減(jian)少了(le)發生(sheng)工(gong)傷的可能性。
4. 下吸(xi)式軋機除塵(chen)裝置(zhi)
a. 除塵罩(zhao)傳(chuan)統(tong)的布置形式
在天(tian)管(guan)Φ460mm機(ji)(ji)組、煙寶φ460mm機(ji)(ji)組及天(tian)淮φ508mm機(ji)(ji)組等類似機(ji)(ji)組中，無論(lun)是(shi)在穿孔機(ji)(ji)抗氧化站尾(wei)部、連(lian)軋機(ji)(ji)出入口側、脫管(guan)機(ji)(ji)及定徑機(ji)(ji)處(chu)除(chu)塵罩及管(guan)道均采用(yong)了(le)沿設備上方(fang)布置(zhi)(zhi)(zhi)出廠房后與除(chu)塵器(qi)連(lian)接的(de)方(fang)式，此(ci)種(zhong)布置(zhi)(zhi)(zhi)方(fang)式具(ju)有管(guan)道布置(zhi)(zhi)(zhi)靈(ling)活、管(guan)道不(bu)(bu)易(yi)積灰積水、維檢工作量比較(jiao)少等特點(dian)，但同時(shi)也(ye)存在易(yi)阻擋(dang)操作員(yuan)視線、不(bu)(bu)利(li)于管(guan)道其下(xia)設備檢修(xiu)吊運等不(bu)(bu)利(li)影響。
b. 包鋼Φ460mm機組除塵罩布置形式
在(zai)包鋼φ460mm機(ji)(ji)組中除(chu)連軋(ya)后、脫管(guan)(guan)機(ji)(ji)及定徑機(ji)(ji)仍采(cai)用(yong)設(she)(she)備(bei)(bei)上方(fang)布置以外，其他部位均采(cai)用(yong)在(zai)設(she)(she)備(bei)(bei)下(xia)方(fang)及兩側布置的方(fang)式(shi)(shi)、風(feng)管(guan)(guan)采(cai)用(yong)了沿平臺(tai)下(xia)懸(xuan)掛、地(di)下(xia)直埋的布置形式(shi)(shi)，能夠避免除(chu)塵(chen)管(guan)(guan)道對設(she)(she)備(bei)(bei)檢修吊(diao)運的不利影響、保證(zheng)操作員視(shi)線；但(dan)也(ye)存(cun)在(zai)著(zhu)平臺(tai)下(xia)懸(xuan)掛管(guan)(guan)道易(yi)與電纜橋架(jia)、介質管(guan)(guan)線沖突、直埋管(guan)(guan)道易(yi)與其他設(she)(she)備(bei)(bei)基礎沖突及管(guan)(guan)道內易(yi)積(ji)灰積(ji)水且難(nan)于清理會影響后續使用(yong)效果等(deng)問題。
c. 溴化鋰余熱利用裝置
包鋼φ460機組在余熱利用方面是(shi)采用了利用環形(xing)爐煙(yan)(yan)氣(qi)余熱的“煙(yan)(yan)氣(qi)型溴化鋰機組”。可(ke)以直(zhi)接利用環形(xing)爐煙(yan)(yan)氣(qi)余熱置(zhi)換出采暖和制(zhi)冷用的冷熱水。
該溴化鋰機組(zu)具有(you)一些先進的(de)特(te)點(dian)：
①. 溴化鋰機組的裝機重量只有94.5t，而如果采用余熱鍋爐其設備重量會達到約300t；節省三分之二的設備投資；
②. 溴化鋰機組主機安裝在車間±0.0平面上，沒有深基礎，而余熱鍋爐主機的設備安裝標高為-6.8m；安裝主機約需要面積為148.5㎡（長x寬：16.5m×9m）的基礎坑，所以在基建投資上采用溴化鋰機組會比采用余熱鍋爐少得多；
③. 采用煙氣型溴化鋰吸收式冷熱水機組無須另設熱源，冬夏季空調需求能一次滿足，且一次能源均為廢熱利用；
④. 制冷系統的運行費用要比電制冷系統低很多。此外，余熱吸收技術已經是一項十分成熟技術，操作也比較簡單便捷，自身維修故障率也比較低；
⑤. 制冷系統的制冷劑為水，是環保型冷媒，吸收劑為溴化鋰溶液，對人體及環境也是無害的。
