一(yi)、基本情(qing)況
包鋼(gang)60mm PQF連軋管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組設計(ji)能力為年(nian)(nian)產無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)62萬噸，產品(pin)(pin)外徑ф244.5～457mm，壁厚6～60mm，長度(du)6～15m。該機(ji)(ji)組2010年(nian)(nian)開工建設，2012年(nian)(nian)8月(yue)建成投產，由中(zhong)(zhong)冶京誠(cheng)做工廠設計(ji)，熱(re)(re)軋線的主(zhu)要設備由德(de)國(guo)梅爾(er)公司和意大利因西(xi)公司設計(ji)制造(zao)。該生產線主(zhu)要產品(pin)(pin)為石(shi)(shi)油(you)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)（產量(liang)占全(quan)部熱(re)(re)軋產品(pin)(pin)的50.3％），其他產品(pin)(pin)為高壓(ya)鍋(guo)爐管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、機(ji)(ji)械結構(gou)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、氣瓶管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和石(shi)(shi)化用(yong)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)等。在石(shi)(shi)油(you)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)(zhong)，高合金高抗腐(fu)蝕(shi)系列(lie)(lie)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、高抗硫系列(lie)(lie)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、3Cr抗腐(fu)蝕(shi)系列(lie)(lie)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、高鋼(gang)級套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)等高合金含量(liang)、高附(fu)加值的套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)又(you)占了(le)主(zhu)要部分。
二(er)、工藝流(liu)程(cheng)
工藝流程：合(he)格管坯→鋸切→冷定心→環形爐加熱→高壓(ya)水除磷→穿(chuan)孔→吹(chui)硼砂→穿(chuan)芯(xin)棒→高壓(ya)水除鱗(lin)→PQF 連軋→脫管→高壓(ya)水除鱗(lin)→定徑→冷卻→定尺鋸切→人工內外表面檢查(cha)→噴標→收集入庫。
三、主要工藝(yi)設備參(can)數(shu)及性能特點
1. 環形加(jia)熱爐
環形爐(lu)(lu)由LOI天津公司設計及(ji)制作。環形加熱爐(lu)(lu)主要參數包括：
管坯直徑：ф350、φ390、φ430；
環(huan)形爐中徑(jing)：50m；
爐(lu)底(di)寬度：5.3m；
最大加(jia)熱(re)長度：5.0m；
最大坯重：5665kg；
最大加熱能力：220t／h；
最(zui)大裝出(chu)料節(jie)奏：100p／h。
2. 錐形輥穿孔機
該機組采用立(li)式導板錐形(xing)輥(gun)(gun)(gun)穿孔(kong)機，穿孔(kong)輥(gun)(gun)(gun)直(zhi)徑(jing)1500mm。由于本機組采用的(de)管坯(pi)重量較(jiao)大，為(wei)方便管坯(pi)咬入(ru)，防止前卡事(shi)故，在(zai)(zai)前臺設置(zhi)了(le)(le)管坯(pi)預旋(xuan)轉(zhuan)裝置(zhi)，大管坯(pi)在(zai)(zai)推(tui)鋼機推(tui)入(ru)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)前在(zai)(zai)預旋(xuan)轉(zhuan)的(de)驅動下旋(xuan)轉(zhuan)起來(lai)，這樣很大程度改善了(le)(le)咬入(ru)條件，減少了(le)(le)事(shi)故，提(ti)高了(le)(le)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)壽命。穿孔(kong)機主要(yao)參數包(bao)括：
最大(da)軋輥直徑：1500mm；
最大出口速度：0.8m／s；
最大軋制力矩：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(ji)
PQF連軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)組為5機(ji)架的軸向換輥(gun)(gun)(gun)連軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)，優點是隧道式(shi)筒形牌(pai)坊剛度及強(qiang)度好，傳動布置緊湊，軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)穩(wen)定(ding)性好。每架軋(ya)(ya)(ya)機(ji)的三個(ge)互成120°的軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)安裝在獨立的軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)單(dan)元(yuan)一軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)小(xiao)(xiao)機(ji)架內，安裝在隧道上的伺(si)服液壓小(xiao)(xiao)倉，可以(yi)對軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)輥(gun)(gun)(gun)縫進行(xing)同步調整也可以(yi)單(dan)獨調整，即采(cai)(cai)用(yong)了輥(gun)(gun)(gun)縫自動控(kong)制(zhi)系(xi)統（HCCS），從而保(bao)證了軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)質量，另(ling)外(wai)，該連軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)在生產(chan)過程(cheng)中采(cai)(cai)用(yong)了工藝過程(cheng)控(kong)制(zhi)系(xi)統（PSS），實現(xian)了溫(wen)度補(bu)償(chang)、咬(yao)入沖擊控(kong)制(zhi)、錐(zhui)形芯(xin)棒伺(si)服和(he)頭尾削(xue)尖等功能(neng)。
由于(yu)該機組軋(ya)制節(jie)奏較慢(man)（最(zui)快40秒(miao)／支(zhi)），只有在線穿芯(xin)棒(bang)方式，不設預穿線，減(jian)(jian)少了(le)芯(xin)棒(bang)在線數量，減(jian)(jian)少了(le)芯(xin)棒(bang)與毛管(guan)接觸(chu)時間(jian)，減(jian)(jian)少了(le)毛管(guan)的溫降，提高了(le)芯(xin)棒(bang)壽命(ming)，節(jie)省了(le)設備投(tou)資(zi)。
PQF連軋機主要參數包(bao)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(chu)口速(su)度：4.0m／s；
最大軋制(zhi)力：600kN；
最大軋制力矩(ju)：250kN·m；
電機功率：1號(hao)(hao)和(he)4號(hao)(hao)機架各3×800kW，2號(hao)(hao)和(he)3號(hao)(hao)機架各3×1000kW，5號(hao)(hao)機架3×400kW；
限動力：3000kN；
限動電(dian)機功率(lv)：500kW×6臺；
限動最大前進速度：4.5m／s；
限動最大(da)返回速度：4.5m／s；
軋制中限(xian)動速度：0.9～1.5m／s。
4. 定徑機
采(cai)用(yong)12架(jia)(jia)(jia)三輥式定徑(jing)(jing)機(ji)(ji)，每架(jia)(jia)(jia)都(dou)有(you)一臺電(dian)機(ji)(ji)驅動(dong)(dong)，機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)采(cai)用(yong)傘齒輪內(nei)傳動(dong)(dong)結構，在機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)外(wai)有(you)一根(gen)傳動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)通過聯軸(zhou)(zhou)器(qi)(qi)與12架(jia)(jia)(jia)組合(he)式的(de)(de)減速器(qi)(qi)相連接，奇偶架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)電(dian)機(ji)(ji)前后排上下(xia)兩層排列，整個(ge)定徑(jing)(jing)機(ji)(ji)布置(zhi)(zhi)緊(jin)湊。對于(yu)參與變形少的(de)(de)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)個(ge)數(shu)的(de)(de)生(sheng)產規格來說，設置(zhi)(zhi)了(le)空過的(de)(de)傳輸機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)，根(gen)據(ju)不同的(de)(de)規格，傳輸機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)個(ge)數(shu)不同，傳輸機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)在傳動(dong)(dong)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)(de)驅動(dong)(dong)下(xia)能將(jiang)鋼管平穩輸送(song)給定徑(jing)(jing)機(ji)(ji)出(chu)口輥道(dao)。該機(ji)(ji)組在定徑(jing)(jing)機(ji)(ji)前設置(zhi)(zhi)了(le)高壓水(shui)除鱗裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，提高鋼管的(de)(de)外(wai)表面質(zhi)量，延長軋輥壽命。
定徑機主要參數包括：
軋輥名義直徑(jing)：Φ950mm；
機(ji)架間(jian)距(ju)：840mm；
入口鋼管(guan)速度：0.5m／s；
出口鋼(gang)管(guan)速(su)度：1.5m／s；
電機功率：350kW×12臺；
電機轉速：200～600／1200r／min。
四(si)、機組的創新(xin)點(dian)
1. 在線設置管坯尾定心機
在熱(re)軋管(guan)(guan)(guan)工藝中(zhong)，為了改善鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)尾部形狀、減少鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)切尾損失，降低工具消耗，保證鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)內表面質量，管(guan)(guan)(guan)坯尾定心的(de)作(zuo)用(yong)也(ye)越來(lai)越受到生(sheng)產(chan)企業的(de)重視(shi)。
包鋼新近(jin)建設的(de)Φ460mm熱(re)軋無縫鋼管機(ji)(ji)組中，環形加熱(re)爐與穿孔(kong)機(ji)(ji)之間均在線(xian)設置了由中冶京誠設計制(zhi)造的(de)液壓夾(jia)鉗(qian)式管坯尾(wei)端熱(re)定心機(ji)(ji)，如圖6-12為包鋼φ460mm機(ji)(ji)組液壓熱(re)定心機(ji)(ji)的(de)安裝現場。
2. 脫管后(hou)輥道定位塊式升降(jiang)輥道
在(zai)國(guo)內(nei)已(yi)建成的(de)(de)ф460mm機組(zu)中，脫管(guan)機后輥道升(sheng)(sheng)降輥道全部(bu)為螺(luo)旋(xuan)電(dian)動升(sheng)(sheng)降式，其結構(gou)(gou)示意如圖6-13所示；它是利用電(dian)機帶動螺(luo)旋(xuan)升(sheng)(sheng)降機來調整輥道面的(de)(de)標高(gao)以適應不同外徑的(de)(de)荒管(guan)。但此(ci)機構(gou)(gou)的(de)(de)現場工作環境(jing)通常比較惡劣，經常伴隨著高(gao)溫、潮濕、氧化鐵皮(pi)、油(you)泥等(deng)，此(ci)機構(gou)(gou)容易發生(sheng)脹(zhang)死(si)、調整困難等(deng)情況。
為了應(ying)對(dui)這一(yi)情況，在包鋼φ460mm 機(ji)(ji)(ji)組中設(she)計了一(yi)種是液壓定(ding)位(wei)塊式升(sheng)降輥道(dao)，其結(jie)(jie)構(gou)如圖6-14所示；由(you)于脫管(guan)至定(ding)徑機(ji)(ji)(ji)間(jian)只有(you)φ307.5mm、ф388mm和ф467.7mm三種規格(ge)荒管(guan)，所以(yi)(yi)設(she)計了一(yi)種帶有(you)三種不(bu)同的接觸(chu)面(mian)定(ding)位(wei)塊式調(diao)(diao)整(zheng)機(ji)(ji)(ji)構(gou)；當對(dui)輥道(dao)高度調(diao)(diao)整(zheng)時，由(you)定(ding)位(wei)塊調(diao)(diao)整(zheng)液壓缸4推動(dong)(dong)擺桿，通過調(diao)(diao)整(zheng)升(sheng)降臺架下方(fang)定(ding)位(wei)塊的不(bu)同接觸(chu)面(mian)以(yi)(yi)滿(man)足3種規格(ge)荒管(guan)。此輥道(dao)調(diao)(diao)整(zheng)機(ji)(ji)(ji)構(gou)具有(you)結(jie)(jie)構(gou)簡(jian)單、受工(gong)作(zuo)環境影(ying)響小、操作(zuo)簡(jian)單、故障率低等等一(yi)系(xi)列優點，可以(yi)(yi)顯著改善現場維(wei)檢人員的勞動(dong)(dong)強度。
3. 冷床前增加鋼管(guan)抽檢(jian)與取樣臺架
為(wei)了(le)能(neng)夠及(ji)時(shi)發現熱(re)軋鋼管表(biao)面(mian)缺陷及(ji)方便鋼管熱(re)取(qu)樣(yang)，在定徑機后、冷床入口前輥(gun)(gun)(gun)道一側增加了(le)鋼管抽樣(yang)檢查與(yu)取(qu)樣(yang)臺架(jia)，如圖6-15所(suo)示。當需(xu)要對熱(re)軋的(de)鋼管進行外表(biao)面(mian)抽檢及(ji)頭尾取(qu)樣(yang)時(shi)，人工(gong)啟動(dong)撥叉(cha)將熱(re)軋鋼管撥入到臺架(jia)的(de)旋(xuan)轉托(tuo)輥(gun)(gun)(gun)上(shang)，旋(xuan)轉托(tuo)輥(gun)(gun)(gun)轉速預(yu)先(xian)設定為(wei)8r／min和1r／min；外表(biao)面(mian)檢查使用8r／min而(er)頭尾取(qu)樣(yang)時(shi)使用1r／min的(de)轉速。
此臺(tai)架(jia)的(de)設(she)置能(neng)夠有利于現(xian)場更快更及(ji)時地(di)發現(xian)熱軋鋼管表(biao)面的(de)軋制缺(que)陷、改變了以(yi)往操(cao)作(zuo)人員頂(ding)著高溫在冷(leng)(leng)床(chuang)上(shang)檢(jian)查(cha)鋼管表(biao)面缺(que)陷及(ji)在冷(leng)(leng)床(chuang)兩側進(jin)行頭尾(wei)取樣(yang)，很(hen)大程度(du)上(shang)改善了現(xian)場操(cao)作(zuo)人員的(de)工(gong)作(zuo)條件，減少了發生工(gong)傷的(de)可能(neng)性。
4. 下吸式軋機(ji)除塵裝(zhuang)置
a. 除塵(chen)罩傳統的布(bu)置形(xing)式(shi)
在(zai)天(tian)管(guan)(guan)Φ460mm機(ji)組(zu)、煙寶φ460mm機(ji)組(zu)及(ji)天(tian)淮φ508mm機(ji)組(zu)等類似(si)機(ji)組(zu)中，無(wu)論是(shi)在(zai)穿孔機(ji)抗(kang)氧化站(zhan)尾部(bu)、連軋機(ji)出入口側(ce)、脫管(guan)(guan)機(ji)及(ji)定(ding)徑(jing)機(ji)處除塵(chen)罩及(ji)管(guan)(guan)道均(jun)采用了沿設備(bei)上方(fang)布置(zhi)出廠(chang)房后與除塵(chen)器(qi)連接的方(fang)式，此種布置(zhi)方(fang)式具有管(guan)(guan)道布置(zhi)靈活(huo)、管(guan)(guan)道不易(yi)積灰積水、維檢(jian)工(gong)作量(liang)比(bi)較少等特點，但同時也存(cun)在(zai)易(yi)阻擋操作員視線、不利于管(guan)(guan)道其下設備(bei)檢(jian)修吊運等不利影響。
b. 包鋼Φ460mm機組(zu)除塵罩布(bu)置形式
在包鋼φ460mm機組中除(chu)連軋后(hou)、脫(tuo)管(guan)機及定徑機仍采(cai)用(yong)設(she)(she)備(bei)上方(fang)布置(zhi)以外，其(qi)他部位均(jun)采(cai)用(yong)在設(she)(she)備(bei)下方(fang)及兩側布置(zhi)的方(fang)式(shi)、風管(guan)采(cai)用(yong)了(le)沿平(ping)臺下懸掛、地(di)下直(zhi)埋(mai)的布置(zhi)形式(shi)，能夠避免除(chu)塵管(guan)道(dao)對(dui)設(she)(she)備(bei)檢(jian)修吊運的不利影響(xiang)、保證操作員視(shi)線；但也存(cun)在著平(ping)臺下懸掛管(guan)道(dao)易(yi)與(yu)電(dian)纜橋架、介質管(guan)線沖(chong)突、直(zhi)埋(mai)管(guan)道(dao)易(yi)與(yu)其(qi)他設(she)(she)備(bei)基礎沖(chong)突及管(guan)道(dao)內易(yi)積(ji)灰積(ji)水(shui)且難于清理會影響(xiang)后(hou)續使用(yong)效果等(deng)問(wen)題。
c. 溴化(hua)鋰(li)余熱利用(yong)裝置(zhi)
包(bao)鋼φ460機(ji)組在(zai)余(yu)熱(re)利(li)(li)用(yong)(yong)方面是采用(yong)(yong)了利(li)(li)用(yong)(yong)環(huan)形爐煙氣余(yu)熱(re)的“煙氣型溴化鋰(li)機(ji)組”。可以直接(jie)利(li)(li)用(yong)(yong)環(huan)形爐煙氣余(yu)熱(re)置換出(chu)采暖和制冷用(yong)(yong)的冷熱(re)水。
該溴化(hua)鋰(li)機組具有一些(xie)先進(jin)的特點：
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。
