我國于20世紀(ji)70年(nian)(nian)代開(kai)始研制(zhi)全浮(fu)(fu)動芯(xin)棒(bang)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)，國產(chan)的Φ76mm全浮(fu)(fu)動芯(xin)棒(bang)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)于80年(nian)(nian)代末在衡(heng)陽鋼(gang)管(guan)廠試生產(chan)。80年(nian)(nian)代初(chu)開(kai)始，我國陸續引進連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)生產(chan)線。至(zhi)今已有(you)46套連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)。其(qi)中(zhong)限(xian)動芯(xin)棒(bang)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)44套，全浮(fu)(fu)動芯(xin)棒(bang)、半浮(fu)(fu)動芯(xin)棒(bang)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)各(ge)1套。在44套限(xian)動芯(xin)棒(bang)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)中(zhong)，三輥連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)28條(tiao)，其(qi)余均(jun)為兩輥連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)。下面結合幾個典型機(ji)(ji)組(zu)(zu)例子介紹我國連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)發展情況(kuang)。
寶鋼(gang)無縫鋼(gang)管(guan)廠ф140m浮動芯棒連軋(ya)管(guan)機(ji)組(zu)（8機(ji)架，呈45°角(jiao)布置）
1985年建成投產(chan)(chan)，是我(wo)國從德國引進(jin)的第1套先進(jin)的熱軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)連軋(ya)機(ji)組，設計(ji)產(chan)(chan)量(liang)50萬(wan)噸(dun)／年，產(chan)(chan)品(pin)規格為Φ（21.3～139.7）mmmmx(2.0~252.0～25）mm，主要(yao)用于生產(chan)(chan)油井管(guan)(guan)和鍋爐管(guan)(guan)。該機(ji)組具有現(xian)代化(hua)的管(guan)(guan)理模(mo)式和在線全自動化(hua)運行方式。它的建成投產(chan)(chan)大大提高(gao)了我(wo)國熱軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)技(ji)術(shu)裝備水(shui)平(ping)，提高(gao)了無縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)品(pin)的質量(liang)和生產(chan)(chan)的各項技(ji)術(shu)指標，讓業內人(ren)士大開(kai)眼(yan)界，并成為我(wo)國現(xian)代化(hua)無縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)發展史上的一個里程(cheng)碑(bei)。
1. 與當(dang)時國內自動(dong)軋管機、周期式軋管機相(xiang)比，該連軋管機組的優勢是：
a. 軋制節奏快3.5～4p／min；
b. 產量高，設計(ji)產量50萬(wan)噸／年(nian)（該(gai)機組實際最高年(nian)產量超過了85萬(wan)噸）；
c. 壁(bi)厚精度較高，壁(bi)厚偏差(cha)±7％～9％；
d. 延伸(shen)系數較大4～5；
e. 可生產(chan)較長的荒管(guan)大(da)于33m；
2. 主要工(gong)藝技(ji)術裝(zhuang)備和智能化(hua)方(fang)面創新：
a. 采用帶導盤的(de)狄(di)塞爾穿孔機；
b. 穿孔(kong)機(ji)采用了(le)可變速軋制；
c. 采用了頂桿快速更換；
d. 采用了步進式再加熱爐；
e. 采(cai)用了(le)28機架三輥式張力(li)減徑機，并(bing)帶有頭尾（CEC）控制技術；
f. 熱軋生產線配有過程管理機和PLC控制系(xi)統，實(shi)現了全自動(dong)化生產。
天津鋼管公司ф250mm限動(dong)芯棒連軋管機(ji)組（7機(ji)架，呈(cheng)45°角布置）
該連(lian)軋管機(ji)組由(you)意大利引進，1992年建成(cheng)投產(chan)，是(shi)我(wo)國(guo)引進的(de)第一(yi)套限動芯棒連(lian)軋管機(ji)組，產(chan)品(pin)直徑為ф114～273.1mm，壁厚4.5～35mm，主(zhu)要產(chan)品(pin)定位于當時(shi)國(guo)內緊缺(que)的(de)石油套管。
1. 與(yu)浮動(dong)式芯棒連軋(ya)管(guan)機(ji)組相比，限(xian)動(dong)芯棒連軋(ya)管(guan)機(ji)組的(de)優(you)勢：
a. 鋼(gang)管的壁(bi)厚精度更高，壁(bi)厚偏差±6％～8％；
b. 可軋制D／S大于42的薄壁鋼管；
c. 可生(sheng)產的(de)產品規(gui)格(ge)范圍(wei)更寬，該機組規(gui)格(ge)范圍(wei)為(wei)φ114～273mm（限動芯棒連軋管機組目(mu)前可生(sheng)產的(de)最(zui)大的(de)直徑為(wei)φ508mm）；
d. 可(ke)(ke)軋(ya)制(zhi)的荒管長度(du)(du)更長（該機組荒管長度(du)(du)為32～33m，理論上(shang)可(ke)(ke)大(da)于45m）；
e. 延伸系數大(da)于5；
f. 能(neng)耗比浮(fu)動式連軋機組低30％左右。
2. 主要工藝技術裝備和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)方面創新(xin)：
a. 穿孔機設置(zhi)了機內定心輥；
b. 穿孔機采(cai)用了頂桿快速更換(huan)；
c. 設(she)置了頂(ding)桿預旋(xuan)轉裝置；
d. 采用線外預穿芯棒工藝；
e. 連軋機采用了(le)快速換(huan)輥(gun)（兩側更換(huan)）；
f. 配備了在線測厚、測徑、測長、測速、測溫等裝(zhuang)置(zhi)，能及時監控鋼管的幾何尺寸。
衡陽鋼管廠φ89mm半(ban)浮(fu)動(dong)芯(xin)棒(bang)連軋管機組（6機架，水平垂直布置(zhi)）
1997年建(jian)成投(tou)產(chan)，該(gai)連(lian)軋管機(ji)(ji)組由德國(guo)引進，是我國(guo)第(di)一(yi)套(tao)半浮動芯棒連(lian)軋管機(ji)(ji)（也(ye)是唯一(yi)的一(yi)套(tao)）。產(chan)品直(zhi)徑為φ25～89mm，壁(bi)厚2.5～12mm，主要產(chan)品為高壓(ya)鍋爐管。
1. 半浮動芯(xin)棒連軋管機組(zu)的優勢是：
a. 軋制(zhi)節奏較(jiao)快(kuai)3～3.5p／min，稍(shao)低于浮動(dong)(dong)式軋機，但高(gao)于限動(dong)(dong)芯棒軋機；
b. 避免了“竹節”的產生(sheng)，壁(bi)厚(hou)精度與限動軋機相當；
c. 產量高(gao)。高(gao)于(yu)同規格(ge)限動(dong)軋機的(de)產量。
2. 主要工藝技術裝備(bei)創新：
a. 采用(yong)(yong)錐(zhui)形輥導板式(shi)穿(chuan)(chuan)孔機，輾軋角為10°，采用(yong)(yong)前(qian)臺(tai)(tai)主(zhu)傳動即主(zhu)電機、傳動軸布(bu)置在前(qian)臺(tai)(tai)，有利于穿(chuan)(chuan)孔機實現頂桿循環和設備(bei)維護（一般(ban)錐(zhui)形輥穿(chuan)(chuan)孔機的傳動軸布(bu)置在出口側，輾軋角為15°）；
b. 芯棒運行采用半(ban)浮(fu)式工藝。既有限動軋機壁厚精度高的(de)特點，又有浮(fu)動軋管機節奏快的(de)特點，適于生產中、小直徑無縫(feng)鋼管。
包鋼(gang)連軋管廠(chang)φ180mm少機架限動(dong)芯(xin)棒連軋機組（5機架，水平(ping)垂直布置）
2000年φ180mm限(xian)動芯(xin)棒連(lian)(lian)軋管(guan)(guan)機(ji)組(zu)建成投產(chan)（國內第一(yi)套(tao)5機(ji)架連(lian)(lian)軋管(guan)(guan)機(ji)組(zu)）。該(gai)機(ji)組(zu)由意大利引進，產(chan)品(pin)規格為φ(60~245)mm×(3.2~25)m2～25）mm，主要產(chan)品(pin)為油井管(guan)(guan)和鍋(guo)爐管(guan)(guan)。
1. 5機(ji)架(jia)（Mini-MPM）限動芯棒連軋管機(ji)組的特點是(shi)：
a. 連軋機組(zu)采(cai)用了(le)5機架(jia)，較(jiao)大(da)幅度降低(di)了(le)機電設備投資和基建費用，同時也減(jian)少了(le)生產工具的費用；
b. 該機組的另一(yi)特點是，12架(jia)微張力(li)定徑(jing)機與24架(jia)張力(li)減徑(jing)機串列布置。
2. 主要(yao)創新點：
a. 連軋機(ji)軋輥(gun)調整(zheng)采用了液壓(ya)壓(ya)下，因而(er)可實現在線輥(gun)縫調整(zheng)；
b. 配備了鋼管(guan)頭尾削尖功能，以改善(shan)鋼管(guan)頭尾的壁厚偏差。
鞍鋼(gang)無縫鋼(gang)管(guan)(guan)廠ф159mm限動芯(xin)棒連軋(ya)管(guan)(guan)機(ji)組（5機(ji)架，水平(ping)垂直布置）
2002年(nian)鞍(an)鋼(gang)集團無縫鋼(gang)管(guan)廠通過對(dui)靈山ф140mm軋管(guan)機組(zu)(zu)的技術改造(zao)，建成(cheng)一套φ159mm限動(dong)芯棒(bang)連(lian)軋管(guan)機組(zu)(zu)。該連(lian)軋機組(zu)(zu)由德國引進，產(chan)品直徑為(wei)φ7～177.8mm，壁厚4.5～16mm，設(she)計產(chan)量為(wei)20萬噸／年(nian)。
主要特(te)點和創新點：
1. 除連軋管主機與限動裝置由(you)國(guo)外供(gong)貨，其余設(she)備(bei)分別(bie)由(you)國(guo)外提供(gong)基(ji)本(ben)數據、或(huo)基(ji)本(ben)設(she)計、或(huo)詳細(xi)設(she)計，由(you)國(guo)內(nei)制造。
2. 穿孔(kong)機(ji)通過利舊，改造為導板錐形(xing)輥臥式穿孔(kong)機(ji)，輾軋角為3.3°，完全由(you)國內(nei)設計制造。
3. 在定徑(jing)機前設置了電(dian)感應再(zai)加熱裝(zhuang)置。
天(tian)津鋼管(guan)公司(si)ф168mm三輥限(xian)動芯(xin)棒連(lian)軋管(guan)機(ji)組（5機(ji)架(jia)＋1架(jia)空減機(ji)）
2003年建成投產，是世界上第(di)一套(tao)三輥連軋管機組（PQF），產品(pin)直徑(jing)為Φ32～168.3mm，壁厚3.5～22mm，主(zhu)要產品(pin)：鉆桿、油套(tao)管、高壓鍋爐管等，在設計上還考慮了可(ke)軋制高合金、不銹鋼管等難變形(xing)金屬。
1. 該機組(zu)的(de)優勢：
a. 壁厚精度(du)更高(gao)
三輥布置使芯棒在(zai)孔型中的對中性更(geng)好，軋(ya)制過程(cheng)更(geng)加平穩(wen)，金屬變形更(geng)加均勻，壁厚偏(pian)差(cha)達到(dao)±5％～6％；
b. 鋼管表面(mian)質(zhi)量更好
孔型槽底與輥(gun)肩各點線(xian)速度差減小(xiao)、金(jin)屬(shu)不均勻流動減小(xiao)、橫(heng)向變(bian)形(xing)減小(xiao)，減緩了因軋輥(gun)側(ce)壁結瘤而在金(jin)屬(shu)表面(mian)上留(liu)下的壓痕缺陷，使鋼管表面(mian)更加光潔(jie)；
c. 可軋制高(gao)合金、不銹鋼等變形(xing)難度更大的金屬
采(cai)用(yong)三輥軋(ya)制工(gong)藝(yi)和機架(jia)采(cai)用(yong)圓形結構設計，使機架(jia)的剛性高，受力均勻，單輥受力減(jian)小；
d. 軋制(zhi)缺陷減少
因不(bu)均(jun)勻變形減(jian)小、金屬的縱向拉(la)應力降低，拉(la)裂、拉(la)凹等缺陷大幅度減(jian)少；
e. 金屬收得率高
軋制缺陷減少，尾部不規(gui)則部分切除減少近40％；
f. 可(ke)軋制更薄的鋼管
徑壁比(bi)D／S達(da)50；
g. 工(gong)具消耗顯著(zhu)降低(di)
無論(lun)是軋輥的尺寸，還是軋輥的磨損，都呈較大幅(fu)度下降(jiang)。
2. 主要工(gong)藝(yi)技術裝備和智(zhi)能化方(fang)面(mian)的(de)創新(xin)：
a. 牌(pai)(pai)坊的(de)結構設計使其(qi)剛性高、穩定性好(hao)。牌(pai)(pai)坊采用全新的(de)整體(ti)圓筒形框架(jia)結構設計，5個(ge)機架(jia)加空減機架(jia)的(de)牌(pai)(pai)坊全部用大型(xing)螺(luo)桿連接為一體(ti)，牌(pai)(pai)坊結構緊湊，長度(du)方向縮短。其(qi)剛性更(geng)(geng)高，穩定性更(geng)(geng)好(hao)，同時便于(yu)運輸及(ji)安裝，見圖6-42所示(shi)；
b. 采用軸(zhou)向(xiang)換輥方式。有利于保持軋機中(zhong)心(xin)線的穩定(ding)和對(dui)中(zhong)性，可減少(shao)廠房跨距，但(dan)不利于單機架換輥和事故(gu)處(chu)理；
c. 軋輥的液壓平衡(heng)采用獨特的擺臂式結構(gou)設(she)計，見(jian)圖6-43所示；
d. 連軋(ya)機(ji)采用了液壓小(xiao)艙(cang)控制系(xi)統（HCCS），可實現(xian)動(dong)態輥縫調(diao)整；
e. 采用了芯棒(bang)前行循環工藝。該工藝是(shi)指當軋(ya)制結束時，芯棒(bang)不(bu)返(fan)回而繼續前行的循環工藝以及相
關的(de)(de)配(pei)套技術，省去了芯棒返回(hui)時間，使每根管的(de)(de)軋制(zhi)周(zhou)期縮(suo)短4～5s，可提高(gao)機組(zu)的(de)(de)產能20％以上；
f. 采用了(le)多項工藝控(kong)制(zhi)(zhi)（智能）技(ji)術如CARTA技(ji)術：是將生(sheng)產計(ji)劃、生(sheng)產過程(cheng)控(kong)制(zhi)(zhi)和(he)質量保證三者有(you)機結(jie)合(he)起(qi)來，以保證優質、高效(xiao)、低消耗地生(sheng)產鋼管(guan)；液壓小艙控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)（HCCS）：可控(kong)制(zhi)(zhi)連(lian)軋機的(de)液壓壓下動作(zuo)，實現(xian)(xian)輥縫(feng)調節。包括(kuo)實現(xian)(xian)溫(wen)度補償、咬(yao)入(ru)沖擊補償、錐形芯棒伺服和(he)頭尾削(xue)薄等功能；QAS系(xi)(xi)統(tong)：通過對物(wu)料的(de)跟(gen)蹤、檢(jian)／監測(ce)，對數(shu)據進(jin)行收集、分(fen)析和(he)存(cun)儲并將分(fen)析的(de)結(jie)果及時反饋給生(sheng)產控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)，以實施對物(wu)料的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)，保證鋼管(guan)的(de)質量；MTS系(xi)(xi)統(tong)：向QAS、CARTA（包括(kuo)PSS）系(xi)(xi)統(tong)傳遞(di)訂單信息，收集這(zhe)些(xie)系(xi)(xi)統(tong)的(de)檢(jian)測(ce)數(shu)據并歸檔保存(cun)：從管(guan)坯稱重開始到冷床結(jie)束，跟(gen)蹤物(wu)料通過不(bu)同工序時的(de)流水號(hao)和(he)各種工藝調整數(shu)據。
衡陽華菱(ling)鋼管ф340mm連軋管機組(zu)、攀成鋼Φ340mm連軋管機組(zu)
該兩機(ji)組(zu)均為2005年(nian)建成投產，設計(ji)規(gui)模為年(nian)產熱(re)軋無縫鋼管50萬噸。機(ji)組(zu)采(cai)用(yong)帶導(dao)盤(pan)錐形輥穿孔，帶空減機(ji)架（VRS）的5機(ji)架限動芯(xin)棒(bang)連軋機(ji)，12機(ji)架微張力定(ding)（減）徑，主要設備從德國SMSMeer公司引進(jin)。
創新點(dian)：兩套機(ji)(ji)組均(jun)采(cai)用了(le)穿(chuan)孔機(ji)(ji)工藝輔助(zhu)設(she)計(ji)(ji)系(xi)(xi)統(tong)(tong)（CARTA-CPM）、連軋(ya)工藝監控系(xi)(xi)統(tong)(tong)（PSS）、連軋(ya)輥縫控制系(xi)(xi)統(tong)(tong)（HCCS）、微張力定（減(jian)）徑機(ji)(ji)工藝輔助(zhu)設(she)計(ji)(ji)系(xi)(xi)統(tong)(tong)（CARTA-SM）、物料跟蹤(zong)系(xi)(xi)統(tong)(tong)（MTS）和在線檢(jian)測(ce)質量保證系(xi)(xi)統(tong)(tong)（QAS）等(deng)工藝控制技術。
攀成鋼ф159mm三輥連(lian)軋管機組（5機架(jia)＋1架(jia)空減機）
2007年建成投產(chan)，產(chan)品(pin)(pin)直徑為φ48.3~1777.8mm,壁厚(hou)3.5～25mm；主要產(chan)品(pin)(pin)：鉆桿、油套管(guan)、高壓(ya)鍋爐管(guan)等。
特點(dian)及創新點(dian)：
1. 采(cai)用了(le)錐形輥導盤式(shi)穿孔機(ji)，增加了(le)后臺機(ji)內定心裝(zhuang)置和前(qian)臺管坯熱定心裝(zhuang)置。
2. 采用了意大(da)利(li)達涅利(li)公司(si)開發的(de)三輥(gun)限動芯棒連軋管機 FQM（Fine Quality Mill），其機架結構(gou)設計簡捷，軋輥(gun)的(de)液(ye)壓平(ping)衡簡單、直接，有利(li)于輥(gun)縫(feng)調節，軋輥(gun)機架的(de)拆裝和校準更方便。結構(gou)如圖6-44。
3. 配置了(le)KOCKS公司的24機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)三(san)輥(gun)式(shi)(shi)張力減徑機(ji)。采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)單(dan)獨軋(ya)輥(gun)傳(chuan)動，交(jiao)流變頻調速，后三(san)個(ge)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)（K1、K2和(he)K3）軋(ya)輥(gun)可調，便于張力控(kong)制，減小機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)更換次數(shu)和(he)時(shi)間(jian)。軋(ya)輥(gun)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)孔型是(shi)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)普通數(shu)控(kong)車床對單(dan)個(ge)輥(gun)環進行單(dan)獨加工(gong)，不是(shi)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)傳(chuan)統的機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)軋(ya)輥(gun)整體加工(gong)方(fang)式(shi)(shi)。減少了(le)備用(yong)(yong)(yong)(yong)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)的數(shu)量，又省去(qu)專用(yong)(yong)(yong)(yong)加工(gong)機(ji)床，也降低長期運行費(fei)用(yong)(yong)(yong)(yong)。同時(shi)，由(you)于各機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)軋(ya)輥(gun)實際直徑的不同，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)了(le)變架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)間(jian)距(ju)的緊湊式(shi)(shi)設計，縮(suo)短(duan)了(le)機(ji)組長度，可進一步減少增厚端(duan)切(qie)損。
控制方面(mian)，配(pei)置了完善(shan)的(de)自動(dong)控制系統。可(ke)實現鋼管增厚端控制（HEC）、自動(dong)壁(bi)厚控制（AWC）、傳(chuan)動(dong)系統沖擊(ji)補償、負荷均衡控制等必要的(de)控制功能(neng)；同時(shi)，根據在線檢測信(xin)息，可(ke)實時(shi)對三個(ge)可(ke)調(diao)軋(ya)輥機(ji)架進行遠程調(diao)節。既減少切損、降(jiang)低金屬消耗，又(you)保證(zheng)了產品(pin)質(zhi)量。該張力減徑機(ji)和(he)軋(ya)輥機(ji)架如圖(tu)6-45所示。
