我國于20世紀70年(nian)代(dai)(dai)開(kai)始(shi)研制全浮(fu)動(dong)(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)，國產的Φ76mm全浮(fu)動(dong)(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu)于80年(nian)代(dai)(dai)末在衡陽鋼管(guan)(guan)廠試生產。80年(nian)代(dai)(dai)初(chu)開(kai)始(shi)，我國陸續(xu)引進(jin)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)生產線。至今已有46套(tao)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu)。其中限動(dong)(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu)44套(tao)，全浮(fu)動(dong)(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)、半(ban)浮(fu)動(dong)(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu)各1套(tao)。在44套(tao)限動(dong)(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu)中，三輥(gun)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu)28條(tiao)，其余均為(wei)兩輥(gun)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu)。下面(mian)結合幾個(ge)典型機(ji)組(zu)(zu)例子介紹我國連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)組(zu)(zu)發展情況(kuang)。
寶鋼無縫鋼管廠ф140m浮(fu)動芯棒連軋(ya)管機組（8機架，呈45°角布(bu)置(zhi)）
1985年(nian)建成(cheng)投產(chan)(chan)，是(shi)我(wo)國從德國引進的(de)(de)(de)第(di)1套(tao)先進的(de)(de)(de)熱軋(ya)(ya)無(wu)(wu)縫鋼管連軋(ya)(ya)機組(zu)，設(she)計產(chan)(chan)量(liang)50萬噸／年(nian)，產(chan)(chan)品(pin)規格為Φ（21.3～139.7）mmmmx(2.0~252.0～25）mm，主要用于生產(chan)(chan)油井管和鍋爐(lu)管。該(gai)機組(zu)具有現代化的(de)(de)(de)管理(li)模式(shi)和在線全自(zi)動(dong)化運行方式(shi)。它(ta)的(de)(de)(de)建成(cheng)投產(chan)(chan)大(da)大(da)提高了我(wo)國熱軋(ya)(ya)無(wu)(wu)縫鋼管技(ji)術裝備(bei)水平，提高了無(wu)(wu)縫鋼管產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)質量(liang)和生產(chan)(chan)的(de)(de)(de)各項技(ji)術指標，讓(rang)業(ye)內人士大(da)開眼界(jie)，并成(cheng)為我(wo)國現代化無(wu)(wu)縫鋼管發(fa)展史上的(de)(de)(de)一個里程碑(bei)。
1. 與(yu)當(dang)時(shi)國內自動軋(ya)管機、周期式軋(ya)管機相比，該連(lian)軋(ya)管機組的優勢(shi)是：
a. 軋(ya)制節(jie)奏快3.5～4p／min；
b. 產量高(gao)(gao)，設(she)計產量50萬噸／年(nian)（該(gai)機組實際最高(gao)(gao)年(nian)產量超過(guo)了85萬噸）；
c. 壁厚精度(du)較高，壁厚偏(pian)差±7％～9％；
d. 延(yan)伸系數較(jiao)大4～5；
e. 可生產較長(chang)的荒管大于33m；
2. 主要工(gong)藝技(ji)術(shu)裝備和(he)智(zhi)能(neng)化方面創新：
a. 采(cai)用帶導盤的狄塞爾穿孔機；
b. 穿孔(kong)機采用了可(ke)變(bian)速(su)軋制；
c. 采用了頂桿(gan)快速(su)更換；
d. 采用了步進式再加(jia)熱(re)爐；
e. 采用了28機架三(san)輥式張力減徑機，并帶(dai)有頭尾（CEC）控(kong)制技(ji)術；
f. 熱(re)軋(ya)生產線配有過(guo)程管(guan)理(li)機和PLC控制系統，實現了(le)全自(zi)動化生產。
天津(jin)鋼(gang)管(guan)公司ф250mm限(xian)動芯棒連軋管(guan)機組(zu)（7機架，呈45°角布置）
該連軋管(guan)(guan)機組由(you)意大(da)利引進(jin)(jin)，1992年(nian)建(jian)成(cheng)投產，是我國引進(jin)(jin)的第一套限動(dong)芯棒連軋管(guan)(guan)機組，產品直(zhi)徑(jing)為(wei)ф114～273.1mm，壁(bi)厚(hou)4.5～35mm，主(zhu)要產品定位于當時國內緊缺的石(shi)油套管(guan)(guan)。
1. 與浮動式芯(xin)棒(bang)連(lian)軋管機組(zu)相比，限動芯(xin)棒(bang)連(lian)軋管機組(zu)的(de)優勢：
a. 鋼管的壁厚(hou)(hou)精度更高(gao)，壁厚(hou)(hou)偏差±6％～8％；
b. 可軋制D／S大于(yu)42的薄壁(bi)鋼(gang)管(guan)；
c. 可(ke)生產的(de)產品規格(ge)范圍(wei)更寬，該機組(zu)規格(ge)范圍(wei)為(wei)(wei)φ114～273mm（限(xian)動芯棒連軋管機組(zu)目前(qian)可(ke)生產的(de)最大的(de)直徑為(wei)(wei)φ508mm）；
d. 可軋(ya)制的荒(huang)管(guan)長(chang)度更長(chang)（該機(ji)組荒(huang)管(guan)長(chang)度為32～33m，理論上可大(da)于45m）；
e. 延伸(shen)系數大于5；
f. 能耗比浮(fu)動式連軋機組低30％左(zuo)右。
2. 主要工藝技術裝備(bei)和智(zhi)能(neng)化方面(mian)創新：
a. 穿孔(kong)機設置(zhi)了機內定心輥(gun)；
b. 穿孔機采用(yong)了頂桿快速更換；
c. 設置了頂桿(gan)預(yu)旋轉裝置；
d. 采用線外預穿芯棒工藝；
e. 連軋機采用(yong)了快速換輥（兩(liang)側更換）；
f. 配備了在線測(ce)(ce)厚(hou)、測(ce)(ce)徑、測(ce)(ce)長、測(ce)(ce)速、測(ce)(ce)溫(wen)等裝(zhuang)置，能及時(shi)監控鋼管的幾(ji)何(he)尺(chi)寸。
衡陽鋼管廠φ89mm半浮(fu)動芯棒連軋管機(ji)組（6機(ji)架，水(shui)平垂直布(bu)置）
1997年建成投產(chan)，該連(lian)軋管機(ji)(ji)組由德國引(yin)進(jin)，是我國第一(yi)套(tao)半浮(fu)動芯棒連(lian)軋管機(ji)(ji)（也是唯一(yi)的一(yi)套(tao)）。產(chan)品直徑為φ25～89mm，壁厚2.5～12mm，主要產(chan)品為高(gao)壓鍋(guo)爐管。
1. 半浮動芯棒連軋管機組的優(you)勢是：
a. 軋(ya)制節(jie)奏較快(kuai)3～3.5p／min，稍低于浮動(dong)式(shi)軋(ya)機(ji)，但高于限動(dong)芯棒軋(ya)機(ji)；
b. 避免了“竹節”的產生，壁厚精度與限動軋(ya)機相當(dang)；
c. 產(chan)量(liang)(liang)高(gao)。高(gao)于(yu)同規格限動軋(ya)機的產(chan)量(liang)(liang)。
2. 主要工藝技術裝備創新：
a. 采用錐形輥導板式穿(chuan)孔機(ji)(ji)，輾軋(ya)角(jiao)為10°，采用前(qian)臺(tai)主傳(chuan)動(dong)即主電(dian)機(ji)(ji)、傳(chuan)動(dong)軸布置在前(qian)臺(tai)，有利(li)于穿(chuan)孔機(ji)(ji)實現頂(ding)桿循(xun)環(huan)和設備維(wei)護（一般錐形輥穿(chuan)孔機(ji)(ji)的(de)傳(chuan)動(dong)軸布置在出口側，輾軋(ya)角(jiao)為15°）；
b. 芯棒運行采用半(ban)浮(fu)式工藝。既有(you)限動(dong)(dong)軋(ya)機(ji)壁(bi)厚精度高(gao)的(de)特(te)(te)點(dian)，又有(you)浮(fu)動(dong)(dong)軋(ya)管機(ji)節奏快的(de)特(te)(te)點(dian)，適(shi)于生產中、小直(zhi)徑(jing)無縫鋼管。
包鋼連軋(ya)管廠φ180mm少機架(jia)限動芯棒(bang)連軋(ya)機組（5機架(jia)，水平(ping)垂直(zhi)布置(zhi)）
2000年φ180mm限動芯(xin)棒(bang)連軋管(guan)機組建(jian)成投產（國內第一套5機架連軋管(guan)機組）。該(gai)機組由意大利(li)引進，產品(pin)規格為φ(60~245)mm×(3.2~25)m2～25）mm，主要產品(pin)為油井管(guan)和鍋爐管(guan)。
1. 5機架（Mini-MPM）限動芯(xin)棒連軋管機組的特點是：
a. 連軋機組(zu)采用了5機架，較大幅(fu)度降低了機電(dian)設備投(tou)資和(he)基建費(fei)用，同(tong)時也(ye)減少了生產(chan)工具的(de)費(fei)用；
b. 該(gai)機組的另(ling)一(yi)特點是，12架(jia)微張力定徑機與24架(jia)張力減徑機串列布(bu)置。
2. 主要創新點：
a. 連軋機軋輥(gun)調整采用了液壓壓下，因(yin)而可實現在(zai)線輥(gun)縫(feng)調整；
b. 配備(bei)了(le)鋼管(guan)頭尾(wei)削(xue)尖(jian)功能，以改善鋼管(guan)頭尾(wei)的(de)壁(bi)厚偏(pian)差(cha)。
鞍(an)鋼(gang)無(wu)縫鋼(gang)管廠ф159mm限動(dong)芯棒連軋管機(ji)組（5機(ji)架，水平垂直布置）
2002年鞍鋼集(ji)團無(wu)縫鋼管(guan)(guan)(guan)廠(chang)通過對(dui)靈山ф140mm軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機組的技術改造，建成一套φ159mm限動芯棒連(lian)軋(ya)管(guan)(guan)(guan)機組。該連(lian)軋(ya)機組由德國引(yin)進，產(chan)品直徑(jing)為φ7～177.8mm，壁厚(hou)4.5～16mm，設計產(chan)量為20萬噸(dun)／年。
主要特(te)點和創新點：
1. 除(chu)連軋管主機與限(xian)動(dong)裝(zhuang)置由(you)國(guo)外供貨，其(qi)余設備分別由(you)國(guo)外提供基(ji)本(ben)(ben)數(shu)據、或(huo)基(ji)本(ben)(ben)設計、或(huo)詳(xiang)細設計，由(you)國(guo)內制造。
2. 穿孔機(ji)通過利舊，改造為導板錐形(xing)輥臥(wo)式(shi)穿孔機(ji)，輾軋角為3.3°，完全由國內(nei)設計(ji)制造。
3. 在定徑(jing)機(ji)前設置了(le)電感應再加熱裝置。
天(tian)津鋼管公(gong)司ф168mm三輥限動芯棒(bang)連(lian)軋(ya)管機組（5機架＋1架空減機）
2003年(nian)建成投產，是世(shi)界上(shang)第一(yi)套(tao)三(san)輥連軋(ya)管機(ji)組(zu)（PQF），產品(pin)直徑為Φ32～168.3mm，壁厚3.5～22mm，主要產品(pin)：鉆(zhan)桿、油套(tao)管、高壓鍋爐管等，在設(she)計上(shang)還考慮了可軋(ya)制高合(he)金(jin)、不銹鋼管等難(nan)變形金(jin)屬。
1. 該機組的優勢：
a. 壁(bi)厚精度更高
三輥布置(zhi)使芯棒在孔型(xing)中(zhong)的對中(zhong)性更好，軋制(zhi)過程(cheng)更加平穩，金屬變形更加均勻，壁厚偏差(cha)達到(dao)±5％～6％；
b. 鋼管(guan)表面質量更(geng)好
孔型槽底與輥肩各(ge)點(dian)線(xian)速(su)度差(cha)減(jian)小(xiao)、金(jin)屬不均勻(yun)流動(dong)減(jian)小(xiao)、橫向(xiang)變形減(jian)小(xiao)，減(jian)緩了因軋輥側壁結瘤(liu)而在金(jin)屬表面上(shang)留下(xia)的壓痕(hen)缺陷(xian)，使(shi)鋼管(guan)表面更加光潔；
c. 可(ke)軋制高合金(jin)、不銹鋼(gang)等變形難度更大的金(jin)屬
采用三輥(gun)(gun)軋制工藝和機(ji)架采用圓形結構設計，使機(ji)架的剛性高，受力(li)均勻，單輥(gun)(gun)受力(li)減小；
d. 軋制缺陷減(jian)少
因不均勻(yun)變形減小、金屬的縱向拉(la)應力降低，拉(la)裂、拉(la)凹等(deng)缺陷大幅度(du)減少；
e. 金屬收得率(lv)高
軋制(zhi)缺(que)陷(xian)減(jian)少，尾部不規則部分切除減(jian)少近40％；
f. 可軋制(zhi)更薄的鋼(gang)管
徑壁比D／S達50；
g. 工具消耗顯著降低
無(wu)論是軋輥的尺寸，還是軋輥的磨損，都呈較大幅度(du)下降。
2. 主要(yao)工(gong)藝技術裝備和(he)智能化方面的創新：
a. 牌(pai)(pai)坊的結構(gou)設(she)計使(shi)其(qi)剛性高(gao)、穩(wen)定(ding)(ding)性好。牌(pai)(pai)坊采用(yong)(yong)全新的整(zheng)體圓筒形框架(jia)結構(gou)設(she)計，5個機架(jia)加空減機架(jia)的牌(pai)(pai)坊全部用(yong)(yong)大型螺(luo)桿(gan)連(lian)接為一體，牌(pai)(pai)坊結構(gou)緊湊，長度方(fang)向縮(suo)短。其(qi)剛性更(geng)高(gao)，穩(wen)定(ding)(ding)性更(geng)好，同時(shi)便(bian)于運輸及安裝，見(jian)圖(tu)6-42所示；
b. 采(cai)用(yong)軸向(xiang)換(huan)輥(gun)(gun)方(fang)式(shi)。有利于保持(chi)軋機中心(xin)線的穩定和對中性，可減少廠房(fang)跨(kua)距，但不利于單機架換(huan)輥(gun)(gun)和事(shi)故(gu)處理；
c. 軋輥(gun)的(de)液(ye)壓平衡采用獨特的(de)擺(bai)臂式結構設計，見圖(tu)6-43所示；
d. 連軋機采用了液壓小艙控(kong)制系統（HCCS），可(ke)實現動態輥(gun)縫(feng)調整；
e. 采(cai)用了芯棒前行循環工(gong)藝。該(gai)工(gong)藝是指當(dang)軋制結束時(shi)，芯棒不返回而(er)繼續前行的循環工(gong)藝以及相
關(guan)的配套技術，省去了芯棒返回時間，使(shi)每根管(guan)的軋(ya)制周期縮短4～5s，可(ke)提(ti)高機組的產能20％以上；
f. 采用了(le)多項工(gong)藝(yi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)（智能）技術如CARTA技術：是將生產計(ji)劃、生產過(guo)程(cheng)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)和(he)質量保(bao)證三者有(you)機結(jie)合(he)起來，以(yi)保(bao)證優質、高效、低(di)消耗地生產鋼管；液(ye)壓小艙控(kong)(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統（HCCS）：可控(kong)(kong)(kong)制(zhi)連軋(ya)機的(de)(de)液(ye)壓壓下動(dong)作，實現(xian)(xian)輥縫調(diao)節。包(bao)括實現(xian)(xian)溫度補償(chang)、咬(yao)入沖擊補償(chang)、錐形芯棒(bang)伺(si)服和(he)頭尾削(xue)薄等功能；QAS系(xi)統：通(tong)(tong)過(guo)對物料的(de)(de)跟(gen)蹤、檢／監測(ce)，對數(shu)據(ju)進行收集、分析和(he)存儲并將分析的(de)(de)結(jie)果及(ji)時反饋給生產控(kong)(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統，以(yi)實施對物料的(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，保(bao)證鋼管的(de)(de)質量；MTS系(xi)統：向QAS、CARTA（包(bao)括PSS）系(xi)統傳遞(di)訂(ding)單信(xin)息，收集這些系(xi)統的(de)(de)檢測(ce)數(shu)據(ju)并歸檔(dang)保(bao)存：從管坯稱重開始到冷床(chuang)結(jie)束(shu)，跟(gen)蹤物料通(tong)(tong)過(guo)不同工(gong)序時的(de)(de)流水號和(he)各種工(gong)藝(yi)調(diao)整數(shu)據(ju)。
衡陽華菱鋼(gang)管ф340mm連軋管機組(zu)、攀成鋼(gang)Φ340mm連軋管機組(zu)
該兩機(ji)(ji)組均為2005年建成投(tou)產(chan)(chan)，設(she)計規(gui)模為年產(chan)(chan)熱軋無縫鋼管50萬噸。機(ji)(ji)組采用(yong)帶(dai)導盤錐形輥穿(chuan)孔，帶(dai)空減(jian)機(ji)(ji)架（VRS）的5機(ji)(ji)架限動芯棒連軋機(ji)(ji)，12機(ji)(ji)架微張力定（減(jian)）徑(jing)，主要設(she)備從德國SMSMeer公(gong)司引進。
創新點(dian)：兩(liang)套(tao)機(ji)組均采用了(le)穿孔(kong)機(ji)工(gong)(gong)藝(yi)輔助設計(ji)系(xi)統（CARTA-CPM）、連軋工(gong)(gong)藝(yi)監控(kong)(kong)系(xi)統（PSS）、連軋輥(gun)縫(feng)控(kong)(kong)制系(xi)統（HCCS）、微張力定（減）徑機(ji)工(gong)(gong)藝(yi)輔助設計(ji)系(xi)統（CARTA-SM）、物(wu)料跟蹤系(xi)統（MTS）和在線檢測質量保證(zheng)系(xi)統（QAS）等工(gong)(gong)藝(yi)控(kong)(kong)制技術。
攀(pan)成鋼ф159mm三輥連軋管(guan)機組(zu)（5機架＋1架空(kong)減機）
2007年建成投產(chan)，產(chan)品(pin)直徑為φ48.3~1777.8mm,壁厚(hou)3.5～25mm；主要產(chan)品(pin)：鉆桿、油套管、高壓鍋爐管等。
特點及創新點：
1. 采用了錐形輥(gun)導盤式穿孔機(ji)，增加了后(hou)臺(tai)(tai)機(ji)內定心(xin)裝(zhuang)置和前臺(tai)(tai)管坯熱定心(xin)裝(zhuang)置。
2. 采用了意大利(li)(li)達涅(nie)利(li)(li)公司(si)開發的三(san)輥限動芯(xin)棒連軋(ya)管機(ji) FQM（Fine Quality Mill），其(qi)機(ji)架結構設計簡捷，軋(ya)輥的液壓平(ping)衡(heng)簡單、直(zhi)接，有利(li)(li)于輥縫調節，軋(ya)輥機(ji)架的拆裝和校準更(geng)方便。結構如圖6-44。
3. 配置了KOCKS公司的(de)(de)24機(ji)架(jia)(jia)三(san)輥式張力(li)減徑機(ji)。采(cai)用(yong)(yong)單獨軋輥傳動(dong)，交流變(bian)頻調速，后三(san)個(ge)機(ji)架(jia)(jia)（K1、K2和K3）軋輥可(ke)(ke)調，便于(yu)張力(li)控(kong)制，減小機(ji)架(jia)(jia)更換次數(shu)和時間(jian)。軋輥機(ji)架(jia)(jia)孔(kong)型是(shi)采(cai)用(yong)(yong)普(pu)通數(shu)控(kong)車床對單個(ge)輥環(huan)進行(xing)單獨加(jia)工(gong)(gong)，不(bu)是(shi)采(cai)用(yong)(yong)傳統的(de)(de)機(ji)架(jia)(jia)軋輥整體加(jia)工(gong)(gong)方式。減少(shao)(shao)了備(bei)用(yong)(yong)機(ji)架(jia)(jia)的(de)(de)數(shu)量，又省去專用(yong)(yong)加(jia)工(gong)(gong)機(ji)床，也降低長期運行(xing)費用(yong)(yong)。同時，由于(yu)各(ge)機(ji)架(jia)(jia)軋輥實際直徑的(de)(de)不(bu)同，采(cai)用(yong)(yong)了變(bian)架(jia)(jia)間(jian)距的(de)(de)緊湊式設計(ji)，縮短了機(ji)組長度，可(ke)(ke)進一步減少(shao)(shao)增厚(hou)端切損。
控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)方面，配置了完善的自(zi)動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系統。可實現鋼管增厚端(duan)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)（HEC）、自(zi)動壁(bi)厚控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)（AWC）、傳(chuan)動系統沖擊補(bu)償(chang)、負荷均衡控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)等必要(yao)的控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)功能；同時，根據在線檢測信息，可實時對三個可調軋輥機(ji)(ji)架進行(xing)遠程調節。既減(jian)少(shao)切(qie)損、降低金屬消耗，又保證了產(chan)品質量。該張力減(jian)徑機(ji)(ji)和軋輥機(ji)(ji)架如圖6-45所示(shi)。
