我(wo)國于20世紀70年代開(kai)(kai)始研制全(quan)(quan)浮動(dong)(dong)(dong)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)，國產的Φ76mm全(quan)(quan)浮動(dong)(dong)(dong)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)于80年代末在(zai)衡陽鋼管(guan)廠試(shi)生產。80年代初開(kai)(kai)始，我(wo)國陸續引(yin)進連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)生產線。至今已(yi)有46套(tao)(tao)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)。其中(zhong)限動(dong)(dong)(dong)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)44套(tao)(tao)，全(quan)(quan)浮動(dong)(dong)(dong)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)、半(ban)浮動(dong)(dong)(dong)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)各(ge)1套(tao)(tao)。在(zai)44套(tao)(tao)限動(dong)(dong)(dong)芯(xin)(xin)棒(bang)(bang)(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)中(zhong)，三輥連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)28條，其余均為(wei)兩(liang)輥連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)。下面結(jie)合幾個典(dian)型機(ji)(ji)組(zu)(zu)例子介紹我(wo)國連(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)發展情況。
寶鋼(gang)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管廠(chang)ф140m浮動芯棒連軋(ya)管機(ji)組（8機(ji)架(jia)，呈45°角布置）
1985年建(jian)成(cheng)(cheng)投產(chan)，是(shi)我(wo)國(guo)從德國(guo)引進(jin)的(de)第(di)1套先進(jin)的(de)熱(re)軋(ya)無(wu)(wu)縫鋼(gang)管(guan)連軋(ya)機組，設計產(chan)量50萬噸／年，產(chan)品(pin)規格為Φ（21.3～139.7）mmmmx(2.0~252.0～25）mm，主要用于生(sheng)產(chan)油井管(guan)和鍋爐管(guan)。該機組具(ju)有(you)現代化的(de)管(guan)理模式(shi)和在線(xian)全自動(dong)化運行方(fang)式(shi)。它的(de)建(jian)成(cheng)(cheng)投產(chan)大(da)大(da)提高了我(wo)國(guo)熱(re)軋(ya)無(wu)(wu)縫鋼(gang)管(guan)技(ji)術裝備(bei)水平(ping)，提高了無(wu)(wu)縫鋼(gang)管(guan)產(chan)品(pin)的(de)質量和生(sheng)產(chan)的(de)各項技(ji)術指標，讓業(ye)內人(ren)士大(da)開(kai)眼界，并成(cheng)(cheng)為我(wo)國(guo)現代化無(wu)(wu)縫鋼(gang)管(guan)發(fa)展史上的(de)一個(ge)里程碑。
1. 與當時國內(nei)自動軋(ya)(ya)管機(ji)、周期式軋(ya)(ya)管機(ji)相(xiang)比，該連軋(ya)(ya)管機(ji)組的優勢(shi)是：
a. 軋制節(jie)奏快3.5～4p／min；
b. 產量高，設(she)計產量50萬(wan)噸／年（該機組實際最高年產量超過(guo)了(le)85萬(wan)噸）；
c. 壁(bi)厚精度較高，壁(bi)厚偏差±7％～9％；
d. 延伸系數較(jiao)大(da)4～5；
e. 可(ke)生產較長的荒管大于33m；
2. 主(zhu)要工(gong)藝技術裝備和智能化方面創新：
a. 采用帶(dai)導盤的狄塞爾穿孔機；
b. 穿孔機(ji)采用了(le)可變速軋制(zhi)；
c. 采用(yong)了頂桿快(kuai)速更換；
d. 采用了步(bu)進式(shi)再加熱(re)爐；
e. 采用(yong)了28機(ji)架三輥式張力減徑機(ji)，并帶有頭尾（CEC）控(kong)制(zhi)技(ji)術；
f. 熱軋生(sheng)產線配有過程管理機(ji)和PLC控(kong)制系統，實現了全自動化生(sheng)產。
天津鋼管公司ф250mm限動芯棒連(lian)軋管機組（7機架，呈45°角布置）
該連(lian)軋管(guan)機組由意大(da)利引(yin)進(jin)，1992年(nian)建(jian)成(cheng)投產(chan)，是我國(guo)引(yin)進(jin)的(de)第一套(tao)限動芯棒連(lian)軋管(guan)機組，產(chan)品直徑(jing)為ф114～273.1mm，壁(bi)厚4.5～35mm，主要產(chan)品定位于當(dang)時國(guo)內(nei)緊(jin)缺的(de)石(shi)油套(tao)管(guan)。
1. 與浮(fu)動(dong)式芯(xin)棒連軋管機組(zu)相比，限(xian)動(dong)芯(xin)棒連軋管機組(zu)的優勢：
a. 鋼管的(de)壁厚精度更高，壁厚偏差±6％～8％；
b. 可軋(ya)制(zhi)D／S大于42的薄(bo)壁鋼(gang)管；
c. 可生產(chan)的(de)(de)產(chan)品規(gui)格(ge)范圍更寬，該機(ji)組(zu)規(gui)格(ge)范圍為φ114～273mm（限動芯(xin)棒連軋(ya)管機(ji)組(zu)目前可生產(chan)的(de)(de)最大的(de)(de)直(zhi)徑為φ508mm）；
d. 可(ke)軋制的荒(huang)(huang)管長(chang)度更長(chang)（該機組荒(huang)(huang)管長(chang)度為32～33m，理論上可(ke)大于45m）；
e. 延伸系數大于5；
f. 能耗比浮動式連軋機組低30％左右。
2. 主要工(gong)藝技術裝備和智能化方面創(chuang)新：
a. 穿(chuan)孔機設置了機內(nei)定心輥；
b. 穿孔機采(cai)用了頂桿快速更換；
c. 設置(zhi)了頂桿預旋轉(zhuan)裝置(zhi)；
d. 采用線外預穿芯棒(bang)工藝；
e. 連軋機采用了快速換輥（兩側更換）；
f. 配備(bei)了在(zai)線測厚、測徑(jing)、測長、測速、測溫等裝(zhuang)置，能及時監(jian)控鋼管的(de)幾何尺寸。
衡陽鋼管(guan)廠φ89mm半浮動(dong)芯棒連軋管(guan)機(ji)組（6機(ji)架，水(shui)平垂直布置(zhi)）
1997年建成投產(chan)，該連(lian)軋(ya)管機組由德國(guo)引進(jin)，是(shi)我國(guo)第一套半浮動(dong)芯棒連(lian)軋(ya)管機（也(ye)是(shi)唯一的一套）。產(chan)品直徑為(wei)φ25～89mm，壁厚2.5～12mm，主要(yao)產(chan)品為(wei)高(gao)壓鍋爐管。
1. 半浮動芯棒連軋管機組的優勢是：
a. 軋制(zhi)節(jie)奏較快3～3.5p／min，稍低于浮動(dong)式軋機，但高于限動(dong)芯棒軋機；
b. 避免(mian)了“竹(zhu)節”的產生，壁厚精度與限動軋(ya)機(ji)相(xiang)當；
c. 產量高(gao)。高(gao)于同規格限動(dong)軋(ya)機的產量。
2. 主(zhu)要(yao)工藝技術裝備創新(xin)：
a. 采用錐形輥導板式穿孔機(ji)，輾軋(ya)角(jiao)為(wei)10°，采用前臺主傳(chuan)動(dong)(dong)即(ji)主電機(ji)、傳(chuan)動(dong)(dong)軸布(bu)置在前臺，有利于穿孔機(ji)實現頂桿循(xun)環和(he)設備維護（一般錐形輥穿孔機(ji)的傳(chuan)動(dong)(dong)軸布(bu)置在出口(kou)側，輾軋(ya)角(jiao)為(wei)15°）；
b. 芯棒(bang)運行采用半浮式工藝。既有(you)限動軋機壁厚精度(du)高的(de)特點，又有(you)浮動軋管(guan)機節奏快的(de)特點，適(shi)于生(sheng)產(chan)中(zhong)、小直(zhi)徑(jing)無縫鋼管(guan)。
包鋼(gang)連軋管(guan)廠φ180mm少機(ji)架限(xian)動(dong)芯(xin)棒連軋機(ji)組（5機(ji)架，水平垂直布(bu)置）
2000年φ180mm限動(dong)芯棒連軋管(guan)機(ji)組建成投產(chan)(chan)(chan)（國(guo)內第一套(tao)5機(ji)架(jia)連軋管(guan)機(ji)組）。該機(ji)組由意大利引進(jin)，產(chan)(chan)(chan)品(pin)規格(ge)為(wei)φ(60~245)mm×(3.2~25)m2～25）mm，主要產(chan)(chan)(chan)品(pin)為(wei)油(you)井管(guan)和鍋爐管(guan)。
1. 5機架（Mini-MPM）限動芯棒連軋(ya)管機組的特點是(shi)：
a. 連軋機(ji)組采(cai)用(yong)了(le)5機(ji)架(jia)，較大幅度降低(di)了(le)機(ji)電設備(bei)投(tou)資和基建費用(yong)，同時也減少了(le)生(sheng)產(chan)工具的費用(yong)；
b. 該機組的另一特點(dian)是，12架微張力定徑(jing)機與(yu)24架張力減徑(jing)機串列布(bu)置。
2. 主要創新點：
a. 連(lian)軋機軋輥(gun)(gun)調(diao)(diao)整(zheng)采用(yong)了液壓壓下，因而可實現在線輥(gun)(gun)縫調(diao)(diao)整(zheng)；
b. 配備了鋼管頭尾削尖功能，以改善鋼管頭尾的壁厚(hou)偏(pian)差(cha)。
鞍鋼無縫鋼管廠(chang)ф159mm限(xian)動芯棒連軋(ya)管機(ji)組（5機(ji)架，水平垂直布置）
2002年鞍鋼集團無縫鋼管(guan)廠通過(guo)對靈山ф140mm軋管(guan)機(ji)組的技術改造(zao)，建成(cheng)一(yi)套φ159mm限動芯(xin)棒連軋管(guan)機(ji)組。該連軋機(ji)組由德國引(yin)進，產品直徑為φ7～177.8mm，壁厚4.5～16mm，設(she)計產量為20萬噸(dun)／年。
主要(yao)特點和創新點：
1. 除連軋(ya)管主(zhu)機與限動裝(zhuang)置由(you)國(guo)外供貨，其余設(she)(she)備(bei)分別由(you)國(guo)外提供基本數(shu)據、或(huo)基本設(she)(she)計(ji)、或(huo)詳細設(she)(she)計(ji)，由(you)國(guo)內(nei)制(zhi)造。
2. 穿孔機(ji)通(tong)過(guo)利(li)舊，改(gai)造(zao)為導板錐(zhui)形輥臥(wo)式穿孔機(ji)，輾(zhan)軋角為3.3°，完全由國(guo)內(nei)設(she)計制造(zao)。
3. 在定徑機前設置了(le)電感應再加熱裝置。
天津鋼管(guan)公司ф168mm三輥限動芯(xin)棒(bang)連軋(ya)管(guan)機組（5機架(jia)＋1架(jia)空減機）
2003年建成(cheng)投產(chan)，是世界上第(di)一套(tao)三輥連軋管機組（PQF），產(chan)品(pin)直徑為Φ32～168.3mm，壁厚3.5～22mm，主(zhu)要產(chan)品(pin)：鉆桿、油(you)套(tao)管、高壓鍋(guo)爐管等，在設計(ji)上還考慮了(le)可(ke)軋制高合金、不(bu)銹鋼管等難變形(xing)金屬。
1. 該(gai)機組的優勢(shi)：
a. 壁厚精度(du)更高(gao)
三輥布置使芯棒在孔型中的對中性(xing)更好(hao)，軋制過程更加平穩，金屬變形(xing)更加均勻，壁厚偏差達到±5％～6％；
b. 鋼管表(biao)面質量更好
孔型槽(cao)底與輥肩各點線速度差減(jian)小(xiao)、金屬不均勻流動減(jian)小(xiao)、橫向變形減(jian)小(xiao)，減(jian)緩了因軋輥側壁結瘤而在金屬表(biao)面(mian)上留下的壓痕缺陷，使鋼管表(biao)面(mian)更加光潔；
c. 可軋制高合(he)金、不銹鋼等變形難度更大的金屬
采用三輥(gun)軋制工藝和(he)機(ji)架采用圓形結構設計，使機(ji)架的剛(gang)性高，受力均勻(yun)，單輥(gun)受力減小；
d. 軋制缺陷減少(shao)
因不(bu)均勻變(bian)形減小、金屬的縱(zong)向拉應力(li)降低，拉裂、拉凹(ao)等缺(que)陷大幅度減少；
e. 金屬收得(de)率高
軋(ya)制缺陷減(jian)少，尾部不(bu)規則(ze)部分切除(chu)減(jian)少近40％；
f. 可(ke)軋制更薄(bo)的鋼管
徑(jing)壁比D／S達(da)50；
g. 工具消耗(hao)顯著降低
無論是(shi)軋輥(gun)的尺寸，還是(shi)軋輥(gun)的磨損，都呈較大幅度下降。
2. 主要工(gong)藝(yi)技術裝備和智能化(hua)方(fang)面(mian)的創新：
a. 牌坊的結(jie)構(gou)(gou)設計(ji)使(shi)其剛(gang)性高、穩定(ding)性好。牌坊采用全新(xin)的整體圓筒(tong)形框架結(jie)構(gou)(gou)設計(ji)，5個機(ji)架加空減機(ji)架的牌坊全部用大型螺桿連接為一體，牌坊結(jie)構(gou)(gou)緊湊，長(chang)度方向(xiang)縮短。其剛(gang)性更高，穩定(ding)性更好，同(tong)時便于運輸及安裝，見圖6-42所示(shi)；
b. 采用軸向換輥方式(shi)。有利(li)于保持軋機中心線的穩定和(he)對(dui)中性，可減少廠房跨距，但不利(li)于單機架換輥和(he)事故(gu)處理；
c. 軋(ya)輥的液壓平衡采用獨特的擺(bai)臂式結構設計，見圖6-43所示(shi)；
d. 連(lian)軋機采用了液壓小艙控制系統(tong)（HCCS），可實現動態(tai)輥縫調整；
e. 采(cai)用了芯(xin)棒前行循環(huan)工(gong)藝(yi)。該工(gong)藝(yi)是指(zhi)當軋制結束時，芯(xin)棒不(bu)返回而繼續前行的(de)循環(huan)工(gong)藝(yi)以及相
關的(de)(de)配套技術，省去了芯棒返回時(shi)間(jian)，使每根管的(de)(de)軋制(zhi)周期縮(suo)短4～5s，可提高機組的(de)(de)產能20％以上；
f. 采用了(le)多項工(gong)藝控制(zhi)（智能）技(ji)術如CARTA技(ji)術：是(shi)將(jiang)生產(chan)計劃、生產(chan)過(guo)程控制(zhi)和質量保證(zheng)三者(zhe)有機結合起來，以保證(zheng)優質、高(gao)效、低消(xiao)耗地生產(chan)鋼管；液壓小艙控制(zhi)系(xi)統(tong)（HCCS）：可控制(zhi)連(lian)軋機的(de)(de)液壓壓下動作，實(shi)現輥縫調(diao)節(jie)。包括(kuo)實(shi)現溫(wen)度補償(chang)、咬入沖擊補償(chang)、錐形芯棒(bang)伺(si)服(fu)和頭尾削薄(bo)等功能；QAS系(xi)統(tong)：通過(guo)對(dui)物料(liao)的(de)(de)跟蹤(zong)(zong)、檢／監測(ce)，對(dui)數據(ju)進行收集、分析和存(cun)(cun)儲并將(jiang)分析的(de)(de)結果及時(shi)反饋給生產(chan)控制(zhi)系(xi)統(tong)，以實(shi)施對(dui)物料(liao)的(de)(de)控制(zhi)，保證(zheng)鋼管的(de)(de)質量；MTS系(xi)統(tong)：向QAS、CARTA（包括(kuo)PSS）系(xi)統(tong)傳遞訂單信息(xi)，收集這些系(xi)統(tong)的(de)(de)檢測(ce)數據(ju)并歸檔保存(cun)(cun)：從管坯稱重開始到冷床結束，跟蹤(zong)(zong)物料(liao)通過(guo)不同(tong)工(gong)序時(shi)的(de)(de)流水號(hao)和各(ge)種(zhong)工(gong)藝調(diao)整數據(ju)。
衡陽華(hua)菱鋼管ф340mm連(lian)軋管機(ji)組(zu)、攀成(cheng)鋼Φ340mm連(lian)軋管機(ji)組(zu)
該兩機組(zu)均為(wei)2005年建成(cheng)投產(chan)，設計規模為(wei)年產(chan)熱軋無縫(feng)鋼(gang)管50萬噸。機組(zu)采(cai)用帶導盤錐形(xing)輥(gun)穿孔，帶空(kong)減機架(jia)（VRS）的5機架(jia)限動芯棒連軋機，12機架(jia)微(wei)張力定（減）徑，主(zhu)要設備從德國SMSMeer公司引進。
創新點：兩套(tao)機(ji)組均(jun)采用了穿孔機(ji)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)輔助(zhu)設計系(xi)統(tong)（CARTA-CPM）、連軋(ya)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)監控系(xi)統(tong)（PSS）、連軋(ya)輥縫控制系(xi)統(tong)（HCCS）、微(wei)張力定（減）徑機(ji)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)輔助(zhu)設計系(xi)統(tong)（CARTA-SM）、物料跟蹤系(xi)統(tong)（MTS）和在線檢測質量保證系(xi)統(tong)（QAS）等工(gong)(gong)藝(yi)(yi)控制技術。
攀成(cheng)鋼(gang)ф159mm三輥(gun)連(lian)軋管(guan)機組（5機架＋1架空(kong)減機）
2007年建成(cheng)投產(chan)，產(chan)品直(zhi)徑為φ48.3~1777.8mm,壁厚3.5～25mm；主要產(chan)品：鉆桿、油套管、高壓鍋爐(lu)管等。
特點(dian)及創新點(dian)：
1. 采用了(le)錐形(xing)輥(gun)導盤(pan)式穿孔機，增(zeng)加了(le)后臺(tai)機內定(ding)心裝置和前臺(tai)管坯(pi)熱定(ding)心裝置。
2. 采用了(le)意大利達涅利公司開發的(de)三輥(gun)限動芯棒連軋(ya)管(guan)機 FQM（Fine Quality Mill），其機架(jia)結構設計簡捷，軋(ya)輥(gun)的(de)液壓平衡(heng)簡單、直接，有(you)利于輥(gun)縫調(diao)節(jie)，軋(ya)輥(gun)機架(jia)的(de)拆裝和校準更(geng)方便。結構如圖6-44。
3. 配置(zhi)了(le)KOCKS公司(si)的24機(ji)架三輥(gun)(gun)式張(zhang)力減(jian)徑機(ji)。采用(yong)(yong)單獨軋輥(gun)(gun)傳(chuan)動，交(jiao)流變頻調速(su)，后三個機(ji)架（K1、K2和K3）軋輥(gun)(gun)可(ke)調，便于(yu)張(zhang)力控(kong)制，減(jian)小機(ji)架更(geng)換次數(shu)(shu)和時間(jian)。軋輥(gun)(gun)機(ji)架孔型是(shi)采用(yong)(yong)普通數(shu)(shu)控(kong)車(che)床對單個輥(gun)(gun)環(huan)進(jin)(jin)行單獨加工，不是(shi)采用(yong)(yong)傳(chuan)統的機(ji)架軋輥(gun)(gun)整體加工方式。減(jian)少(shao)了(le)備用(yong)(yong)機(ji)架的數(shu)(shu)量，又省去專(zhuan)用(yong)(yong)加工機(ji)床，也降低長期運行費(fei)用(yong)(yong)。同時，由于(yu)各機(ji)架軋輥(gun)(gun)實際直徑的不同，采用(yong)(yong)了(le)變架間(jian)距的緊湊(cou)式設計，縮短了(le)機(ji)組長度，可(ke)進(jin)(jin)一步減(jian)少(shao)增(zeng)厚端切損。
控(kong)(kong)制方面(mian)，配置了(le)完(wan)善的自動控(kong)(kong)制系(xi)統(tong)(tong)。可實(shi)現鋼管增厚端(duan)控(kong)(kong)制（HEC）、自動壁(bi)厚控(kong)(kong)制（AWC）、傳動系(xi)統(tong)(tong)沖擊補償、負荷(he)均衡(heng)控(kong)(kong)制等必要的控(kong)(kong)制功能；同時，根據在線檢測信息(xi)，可實(shi)時對(dui)三個可調軋(ya)(ya)輥機架(jia)進行遠程調節。既減(jian)少(shao)切(qie)損(sun)、降低金屬消耗(hao)，又(you)保(bao)證了(le)產品質(zhi)量。該張力減(jian)徑機和軋(ya)(ya)輥機架(jia)如(ru)圖(tu)6-45所示。
