一、基(ji)本情況
包鋼60mm PQF連(lian)軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)組設(she)計能力為(wei)年(nian)產(chan)(chan)無縫鋼管(guan)(guan)(guan)62萬噸(dun)，產(chan)(chan)品外徑(jing)ф244.5～457mm，壁(bi)厚6～60mm，長度6～15m。該機(ji)組2010年(nian)開工(gong)建設(she)，2012年(nian)8月(yue)建成投產(chan)(chan)，由中(zhong)冶(ye)京誠做工(gong)廠(chang)設(she)計，熱軋線的主要設(she)備由德(de)國梅(mei)爾(er)公司和意(yi)大(da)利(li)因西(xi)公司設(she)計制造(zao)。該生產(chan)(chan)線主要產(chan)(chan)品為(wei)石(shi)油套(tao)管(guan)(guan)(guan)（產(chan)(chan)量占(zhan)全部(bu)熱軋產(chan)(chan)品的50.3％），其(qi)他(ta)產(chan)(chan)品為(wei)高(gao)(gao)壓鍋爐(lu)管(guan)(guan)(guan)、機(ji)械(xie)結構(gou)管(guan)(guan)(guan)、管(guan)(guan)(guan)線管(guan)(guan)(guan)、氣瓶(ping)管(guan)(guan)(guan)和石(shi)化用管(guan)(guan)(guan)等。在石(shi)油套(tao)管(guan)(guan)(guan)中(zhong)，高(gao)(gao)合金(jin)高(gao)(gao)抗腐蝕(shi)系(xi)列套(tao)管(guan)(guan)(guan)、高(gao)(gao)抗硫系(xi)列套(tao)管(guan)(guan)(guan)、3Cr抗腐蝕(shi)系(xi)列套(tao)管(guan)(guan)(guan)、高(gao)(gao)鋼級套(tao)管(guan)(guan)(guan)等高(gao)(gao)合金(jin)含(han)量、高(gao)(gao)附加值(zhi)的套(tao)管(guan)(guan)(guan)又占(zhan)了(le)主要部(bu)分。
二、工藝流程
工藝(yi)流(liu)程：合格(ge)管坯→鋸(ju)切(qie)→冷(leng)定心(xin)→環形爐加熱→高壓水除(chu)磷→穿孔→吹硼砂→穿芯棒→高壓水除(chu)鱗→PQF 連(lian)軋→脫管→高壓水除(chu)鱗→定徑→冷(leng)卻→定尺鋸(ju)切(qie)→人工內(nei)外表面檢查→噴標→收集入庫。
三、主要工藝設(she)備參數及性(xing)能(neng)特點
1. 環形(xing)加熱爐
環(huan)形爐(lu)由LOI天津公司設計及制作。環(huan)形加熱爐(lu)主要參數包(bao)括：
管坯直徑：ф350、φ390、φ430；
環形爐中徑：50m；
爐底寬度：5.3m；
最大加熱長度：5.0m；
最大坯重：5665kg；
最(zui)大(da)加熱(re)能力：220t／h；
最大裝出料(liao)節(jie)奏：100p／h。
2. 錐形(xing)輥穿孔機
該機(ji)(ji)組采(cai)用立式(shi)導板錐形輥(gun)穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)，穿(chuan)孔(kong)(kong)輥(gun)直徑(jing)1500mm。由于本機(ji)(ji)組采(cai)用的(de)管坯(pi)重量較大(da)，為方便管坯(pi)咬入(ru)，防(fang)止前卡事故，在前臺設置了(le)(le)管坯(pi)預(yu)旋轉(zhuan)裝置，大(da)管坯(pi)在推(tui)鋼(gang)機(ji)(ji)推(tui)入(ru)軋輥(gun)前在預(yu)旋轉(zhuan)的(de)驅動下旋轉(zhuan)起(qi)來，這樣(yang)很大(da)程度改善了(le)(le)咬入(ru)條件(jian)，減少了(le)(le)事故，提高了(le)(le)軋輥(gun)壽命。穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)主要參數包括：
最(zui)大(da)軋輥直徑：1500mm；
最大出口速度(du)：0.8m／s；
最大軋制(zhi)力矩(ju)：2500kN·m；
主(zhu)電機功率：7000kW×2臺；
主電機最大轉速：600r／min。
3. PQF連軋(ya)管機
PQF連軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)組為(wei)5機(ji)架的(de)軸向換輥(gun)連軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)，優點是隧道式筒(tong)形牌坊剛(gang)度及強度好，傳動(dong)布置(zhi)緊湊，軋(ya)(ya)制(zhi)穩定性好。每架軋(ya)(ya)機(ji)的(de)三個互成120°的(de)軋(ya)(ya)輥(gun)安(an)裝在獨(du)立的(de)軋(ya)(ya)制(zhi)單(dan)元一軋(ya)(ya)輥(gun)小機(ji)架內，安(an)裝在隧道上的(de)伺(si)服液壓小倉，可以(yi)對軋(ya)(ya)輥(gun)輥(gun)縫進行同步調整也可以(yi)單(dan)獨(du)調整，即(ji)采用(yong)了輥(gun)縫自動(dong)控制(zhi)系統（HCCS），從(cong)而保證了軋(ya)(ya)制(zhi)質量，另外，該連軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)在生產過(guo)程中(zhong)采用(yong)了工藝(yi)過(guo)程控制(zhi)系統（PSS），實(shi)現了溫度補(bu)償(chang)、咬(yao)入沖擊控制(zhi)、錐形芯棒伺(si)服和頭(tou)尾削(xue)尖等功能。
由于該機組軋制(zhi)節奏較(jiao)慢（最(zui)快40秒／支(zhi)），只有在(zai)線(xian)穿(chuan)芯(xin)(xin)棒(bang)方式，不設預穿(chuan)線(xian)，減(jian)少(shao)了(le)芯(xin)(xin)棒(bang)在(zai)線(xian)數量，減(jian)少(shao)了(le)芯(xin)(xin)棒(bang)與毛(mao)管接觸時間，減(jian)少(shao)了(le)毛(mao)管的溫(wen)降(jiang)，提高(gao)了(le)芯(xin)(xin)棒(bang)壽命，節省了(le)設備投資。
PQF連軋(ya)機(ji)主要參數包括：
荒管(guan)外徑：Φ322mm，φ403mm，ф482mm；
軋輥直徑：φ1100mm；
最大入口速度：1.5m／s；
最大出口速(su)度：4.0m／s；
最大軋制力(li)：600kN；
最大軋制力矩：250kN·m；
電機(ji)功率：1號(hao)和(he)4號(hao)機(ji)架各3×800kW，2號(hao)和(he)3號(hao)機(ji)架各3×1000kW，5號(hao)機(ji)架3×400kW；
限動力(li)：3000kN；
限動電機(ji)功率：500kW×6臺；
限動最大前(qian)進速度：4.5m／s；
限動最大(da)返回速(su)度：4.5m／s；
軋制中限動速度：0.9～1.5m／s。
4. 定徑(jing)機(ji)
采用(yong)12架(jia)(jia)(jia)(jia)三輥(gun)式定(ding)徑機(ji)(ji)，每架(jia)(jia)(jia)(jia)都(dou)有一臺電機(ji)(ji)驅動(dong)(dong)(dong)，機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)采用(yong)傘齒輪(lun)內傳動(dong)(dong)(dong)結構，在(zai)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)外有一根(gen)傳動(dong)(dong)(dong)軸通過(guo)聯軸器與(yu)12架(jia)(jia)(jia)(jia)組(zu)合式的(de)減速器相連接，奇偶架(jia)(jia)(jia)(jia)的(de)電機(ji)(ji)前(qian)后(hou)排(pai)上下兩層排(pai)列，整個定(ding)徑機(ji)(ji)布置緊(jin)湊。對于參與(yu)變形少的(de)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)個數的(de)生產(chan)規格來(lai)說，設置了(le)(le)空過(guo)的(de)傳輸(shu)(shu)(shu)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)，根(gen)據(ju)不同的(de)規格，傳輸(shu)(shu)(shu)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)的(de)個數不同，傳輸(shu)(shu)(shu)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)在(zai)傳動(dong)(dong)(dong)裝置的(de)驅動(dong)(dong)(dong)下能將鋼(gang)管(guan)平穩輸(shu)(shu)(shu)送給定(ding)徑機(ji)(ji)出口輥(gun)道。該機(ji)(ji)組(zu)在(zai)定(ding)徑機(ji)(ji)前(qian)設置了(le)(le)高壓水除鱗(lin)裝置，提高鋼(gang)管(guan)的(de)外表面質量，延長軋輥(gun)壽命(ming)。
定徑機主要參數包括(kuo)：
軋輥名(ming)義直徑：Φ950mm；
機架間距：840mm；
入(ru)口鋼管(guan)速度(du)：0.5m／s；
出口鋼管速度：1.5m／s；
電(dian)機(ji)功率：350kW×12臺；
電機轉(zhuan)速：200～600／1200r／min。
四、機組的創(chuang)新點
1. 在線設置管(guan)坯尾定心機
在熱軋管(guan)工(gong)藝中，為(wei)了改善鋼(gang)管(guan)尾部(bu)形(xing)狀、減少鋼(gang)管(guan)切(qie)尾損失(shi)，降(jiang)低工(gong)具消耗，保證鋼(gang)管(guan)內表面質量，管(guan)坯(pi)尾定心的(de)作用也越來越受(shou)到生產企業的(de)重視(shi)。
包鋼新近建設(she)的(de)Φ460mm熱軋無縫(feng)鋼管機(ji)組中，環(huan)形(xing)加熱爐與(yu)穿孔機(ji)之間均在線設(she)置了由中冶京誠(cheng)設(she)計(ji)制(zhi)造的(de)液壓夾鉗式管坯尾端熱定(ding)心(xin)(xin)機(ji)，如圖6-12為包鋼φ460mm機(ji)組液壓熱定(ding)心(xin)(xin)機(ji)的(de)安裝現場。
2. 脫(tuo)管后輥道定(ding)位(wei)塊式(shi)升降(jiang)輥道
在國(guo)內已建成的(de)ф460mm機(ji)(ji)(ji)組中，脫管機(ji)(ji)(ji)后輥(gun)道升(sheng)降(jiang)輥(gun)道全(quan)部為螺旋電(dian)動升(sheng)降(jiang)式，其結(jie)構(gou)(gou)(gou)示意如圖6-13所示；它是利(li)用電(dian)機(ji)(ji)(ji)帶(dai)動螺旋升(sheng)降(jiang)機(ji)(ji)(ji)來調(diao)整(zheng)輥(gun)道面的(de)標高以適(shi)應不同外(wai)徑(jing)的(de)荒管。但此(ci)機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)的(de)現(xian)場工作環境通常比較惡劣，經常伴(ban)隨著高溫、潮濕(shi)、氧化(hua)鐵(tie)皮、油泥等，此(ci)機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)容易發生脹死(si)、調(diao)整(zheng)困難等情(qing)況(kuang)。
為了應對這一情況，在(zai)包鋼φ460mm 機組中設(she)計(ji)了一種(zhong)(zhong)是液壓(ya)定(ding)位(wei)塊式升降輥(gun)道(dao)，其結(jie)構如(ru)圖6-14所(suo)示；由于脫管(guan)至定(ding)徑機間只有(you)φ307.5mm、ф388mm和(he)ф467.7mm三種(zhong)(zhong)規格(ge)荒管(guan)，所(suo)以(yi)(yi)設(she)計(ji)了一種(zhong)(zhong)帶有(you)三種(zhong)(zhong)不同的(de)接(jie)觸面定(ding)位(wei)塊式調整(zheng)(zheng)機構；當對輥(gun)道(dao)高度調整(zheng)(zheng)時，由定(ding)位(wei)塊調整(zheng)(zheng)液壓(ya)缸4推(tui)動(dong)擺(bai)桿，通(tong)過調整(zheng)(zheng)升降臺架(jia)下方定(ding)位(wei)塊的(de)不同接(jie)觸面以(yi)(yi)滿(man)足3種(zhong)(zhong)規格(ge)荒管(guan)。此輥(gun)道(dao)調整(zheng)(zheng)機構具有(you)結(jie)構簡單、受(shou)工(gong)作環境影響小(xiao)、操作簡單、故障率低(di)等(deng)等(deng)一系(xi)列優點，可以(yi)(yi)顯著改善現場維檢人員的(de)勞動(dong)強度。
3. 冷床(chuang)前增(zeng)加鋼管抽檢與取樣(yang)臺架
為了能夠及時(shi)發現熱(re)(re)軋鋼管表面(mian)缺陷及方便鋼管熱(re)(re)取(qu)(qu)樣(yang)，在(zai)定徑機后、冷(leng)床(chuang)入口(kou)前輥(gun)道一(yi)側增加了鋼管抽樣(yang)檢查與取(qu)(qu)樣(yang)臺架(jia)，如圖6-15所示。當需要對熱(re)(re)軋的(de)鋼管進行外表面(mian)抽檢及頭尾取(qu)(qu)樣(yang)時(shi)，人工(gong)啟動撥(bo)叉將熱(re)(re)軋鋼管撥(bo)入到臺架(jia)的(de)旋(xuan)轉托(tuo)輥(gun)上，旋(xuan)轉托(tuo)輥(gun)轉速(su)(su)預先設定為8r／min和1r／min；外表面(mian)檢查使(shi)用8r／min而頭尾取(qu)(qu)樣(yang)時(shi)使(shi)用1r／min的(de)轉速(su)(su)。
此臺架的設(she)置能夠有(you)利于現(xian)場更快更及(ji)時地發現(xian)熱軋鋼管表(biao)面(mian)的軋制缺(que)陷、改變了以往操(cao)作(zuo)人(ren)員頂著高溫在(zai)(zai)冷床上檢查鋼管表(biao)面(mian)缺(que)陷及(ji)在(zai)(zai)冷床兩(liang)側進行頭尾取樣，很(hen)大程度上改善了現(xian)場操(cao)作(zuo)人(ren)員的工作(zuo)條件，減少了發生(sheng)工傷的可能性。
4. 下吸式軋機除(chu)塵(chen)裝置
a. 除塵(chen)罩(zhao)傳統的布置形式
在(zai)天管Φ460mm機組(zu)、煙寶φ460mm機組(zu)及天淮φ508mm機組(zu)等(deng)類似機組(zu)中，無論是在(zai)穿(chuan)孔機抗氧化站尾部(bu)、連(lian)軋機出入口側、脫管機及定(ding)徑機處除塵罩及管道(dao)(dao)均采用了沿設備上方布置(zhi)出廠房后與除塵器(qi)連(lian)接的方式，此種(zhong)布置(zhi)方式具有管道(dao)(dao)布置(zhi)靈活(huo)、管道(dao)(dao)不易(yi)積灰(hui)積水、維檢工作(zuo)量比(bi)較少等(deng)特點，但同時也(ye)存在(zai)易(yi)阻擋操(cao)作(zuo)員(yuan)視線、不利(li)于(yu)管道(dao)(dao)其下設備檢修(xiu)吊運等(deng)不利(li)影(ying)響。
b. 包(bao)鋼(gang)Φ460mm機(ji)組(zu)除塵罩(zhao)布置形式
在(zai)包鋼φ460mm機(ji)(ji)組中除連軋(ya)后、脫管(guan)機(ji)(ji)及(ji)定徑機(ji)(ji)仍采用(yong)設備上(shang)方布(bu)置以外，其他部位均采用(yong)在(zai)設備下(xia)方及(ji)兩側布(bu)置的方式(shi)、風管(guan)采用(yong)了沿平(ping)臺下(xia)懸(xuan)掛、地(di)下(xia)直(zhi)埋(mai)的布(bu)置形式(shi)，能夠避(bi)免除塵管(guan)道對(dui)設備檢修吊運的不利影響、保證操作員視線(xian)；但也存在(zai)著平(ping)臺下(xia)懸(xuan)掛管(guan)道易與電纜橋架、介質管(guan)線(xian)沖(chong)突(tu)、直(zhi)埋(mai)管(guan)道易與其他設備基礎沖(chong)突(tu)及(ji)管(guan)道內易積灰(hui)積水且難(nan)于清理會影響后續使用(yong)效果等問(wen)題。
c. 溴化鋰(li)余熱(re)利(li)用裝置
包鋼φ460機(ji)組在余熱利(li)用(yong)方面是采(cai)用(yong)了利(li)用(yong)環形爐(lu)煙氣(qi)(qi)余熱的“煙氣(qi)(qi)型溴化鋰(li)機(ji)組”。可以直接利(li)用(yong)環形爐(lu)煙氣(qi)(qi)余熱置換(huan)出采(cai)暖(nuan)和(he)制冷用(yong)的冷熱水。
該溴(xiu)化鋰機組具有一些先進的特點(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。
