寶鋼φ610mm HFW 直縫焊管機組引進德國 SMS MEER等世界上最先進的直縫不銹鋼(gang)焊管生產設備，投產于2005年10月，設計年產30萬噸直縫焊管。該生產線是世界上第一條集先進成型技術、大功率焊接、功能齊全的無損探傷技術、焊縫雙重熱處理和全管體熱處理設備、全過程的計算機料流跟蹤系統于一體的中口徑直縫焊管生產線。是世界上裝備最先進的HFW焊管生產線之一，是國內唯一一條集煉鋼、熱軋、制管、涂層一體化的HFW不銹鋼焊管生產線。可以生產管線管、套管、結構管等HFW不銹鋼焊管產品。
一、生產工藝(yi)流程
寶鋼(gang)ф610mm HFW不銹鋼(gang)焊管(guan)機組生產(chan)工藝流程(cheng)見圖7-8所示。
二、主要技術(shu)特點
1. 排輥成(cheng)型技術特點
a. 由許多小(xiao)直(zhi)徑輥(gun)組成(cheng)的(de)排輥(gun)代替輥(gun)式(shi)成(cheng)型機的(de)大(da)直(zhi)徑水平(ping)輥(gun)，最大(da)邊緣拉(la)應變僅是傳統(tong)輥(gun)式(shi)成(cheng)型的(de)1/5左右，可提高鋼管外觀(guan)質量，減少功率消耗(hao)及軋輥(gun)磨損。
b. 排(pai)輥成(cheng)型機采(cai)用(yong)連續(xu)局部彎(wan)曲(qu)變(bian)(bian)形(xing)，彎(wan)曲(qu)力(li)小且較(jiao)均勻(yun)；成(cheng)型區縮短，帶鋼塑性變(bian)(bian)形(xing)小；排(pai)輥群由(you)外側束縛帶鋼邊緣，將邊緣外側變(bian)(bian)形(xing)以(yi)壓縮形(xing)式(shi)吸收，可防止帶鋼邊緣發生(sheng)折皺、鼓包，使鋼管壁厚與管徑(jing)比的(de)范(fan)圍擴大到1：80，具有加工中大直徑(jing)薄壁管的(de)優勢。
c. 排輥成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)為連續成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)法(fa)，成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性好，且采(cai)用“下山法(fa)”成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)，在成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)過程中帶鋼(gang)邊緣的(de)軌(gui)跡(ji)近乎直線(xian)，從(cong)而改善成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)質量，使焊接穩定可靠。
d. 在(zai)更換不(bu)銹(xiu)鋼焊管規格(ge)尺(chi)寸時，排(pai)輥(gun)不(bu)換，只(zhi)需調整，與傳統輥(gun)式成(cheng)型相(xiang)比，可減少(shao)軋輥(gun)規格(ge)和換輥(gun)時間。
2. 成(cheng)型設備技術特(te)點
寶鋼Φ610mm HFW焊管機(ji)(ji)組(zu)成(cheng)型(xing)設備是引進德國SMSMEER公司(si)開(kai)發的(de)直緣成(cheng)型(xing)技(ji)術，由夾送輥(gun)裝(zhuang)置、彎邊機(ji)(ji)、線性預成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置、粗成(cheng)型(xing)機(ji)(ji)、線性成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置、精成(cheng)型(xing)機(ji)(ji)架(jia)、擠壓輥(gun)機(ji)(ji)架(jia)和定(ding)徑(jing)機(ji)(ji)架(jia)組(zu)成(cheng)。
a. 夾送輥裝置由上、下水(shui)(shui)平輥組成，2臺功率為110kW交流電機(ji)通過減速齒輪箱(xiang)和萬向傳動軸驅動將帶鋼經水(shui)(shui)平導向輥送入彎邊機(ji)，并在生產中作輔助(zhu)主傳動。上夾送輥由液(ye)壓缸升(sheng)、降，帶鋼在機(ji)架中不產生彎曲(qu)變形，出(chu)本機(ji)架后開始(shi)“下山”變形。
b. 彎(wan)邊(bian)機位于(yu)線性預成型裝(zhuang)置(zhi)前端(duan)，將帶鋼(gang)邊(bian)緣彎(wan)曲(qu)成接近成品曲(qu)率的弧形，防(fang)止焊縫(feng)處出現(xian)梨形凸出，一(yi)對(dui)(dui)彎(wan)邊(bian)輥(gun)(gun)可一(yi)起上下(xia)(xia)、左右調整，也可以(yi)(yi)單獨調整，通(tong)過電(dian)機和(he)螺旋千斤頂可以(yi)(yi)調節彎(wan)邊(bian)厚度和(he)寬度，為(wei)確(que)保不同壁厚精確(que)的帶鋼(gang)邊(bian)部(bu)彎(wan)曲(qu)以(yi)(yi)及允(yun)許對(dui)(dui)頭焊縫(feng)自由通(tong)過，下(xia)(xia)彎(wan)邊(bian)輥(gun)(gun)設計成液(ye)壓減震結(jie)構。上下(xia)(xia)彎(wan)邊(bian)輥(gun)(gun)均(jun)安裝(zhuang)在用于(yu)快(kuai)速更換的箱(xiang)式(shi)結(jie)構的輥(gun)(gun)座(zuo)上，通(tong)過編碼器傳感、計算機控制調整輥(gun)(gun)位。
c. 線(xian)性(xing)預成(cheng)型(xing)裝置由(you)2個(ge)帶有若干(gan)非(fei)傳動排(pai)輥的外部線(xian)性(xing)成(cheng)型(xing)裝置（排(pai)輥架）組成(cheng)，以確保短成(cheng)型(xing)間距，其線(xian)性(xing)可根據產品成(cheng)型(xing)的幾(ji)何學進行水平、垂直和旋轉調節。
d. 粗成(cheng)(cheng)型機(ji)由(you)上輥(gun)和下輥(gun)組(zu)成(cheng)(cheng)，并(bing)布置在線性預(yu)成(cheng)(cheng)型后段，由(you)2臺功(gong)率(lv)110kW交(jiao)流電機(ji)通(tong)過(guo)減速齒輪箱和萬向(xiang)傳動軸驅(qu)動，是線性預(yu)成(cheng)(cheng)型段及粗成(cheng)(cheng)型的主動力源。
e. 線性(xing)成(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)在(zai)線性(xing)預成(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)置(zhi)和精成(cheng)型(xing)(xing)機架之(zhi)間(jian)，分(fen)為3段，每段有2個排輥架組成(cheng)，可以(yi)根據產品成(cheng)型(xing)(xing)幾(ji)何學需求進行水平、垂(chui)直和旋轉調節。帶鋼經線性(xing)成(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)置(zhi)后成(cheng)為U形。
f. 精(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)架(jia)(jia)由3架(jia)(jia)精(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)架(jia)(jia)組成(cheng)(cheng)，采用均勻(yun)剛性(xing)設計(ji)的(de)URD機(ji)架(jia)(jia)由6臺功率(lv)為(wei)110kW交流電機(ji)通過(guo)減速齒輪箱(xiang)和萬向傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)，是(shi)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)焊接段的(de)主動(dong)力(li)源(yuan)。每架(jia)(jia)精(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)架(jia)(jia)安裝4個軋輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)，上(shang)(shang)、下輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)主動(dong)，2個側輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)被動(dong)，最大軋制(zhi)力(li)1800kN。上(shang)(shang)、下輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)通過(guo)獨(du)立的(de)小電機(ji)經(jing)螺旋升降裝置(zhi)調節(jie)，編碼器傳(chuan)感(gan)，計(ji)算機(ji)控制(zhi)調整輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)位(wei)(wei)，輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)位(wei)(wei)OP值(zhi)設定精(jing)度可達0.01mm。精(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)將(jiang)線性(xing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)后的(de)U形荒管(guan)(guan)變形為(wei)開口的(de)0形管(guan)(guan)坯。3架(jia)(jia)上(shang)(shang)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)安裝導(dao)向環將(jiang)焊接V角控制(zhi)在(zai)一定的(de)范圍內(nei)，為(wei)擠壓輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)機(ji)架(jia)(jia)的(de)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)焊接創造了(le)條件。
g. 擠(ji)壓輥(gun)(gun)機(ji)架采用均勻剛(gang)性設計的(de)URD機(ji)架，由5個(ge)(ge)被動擠(ji)壓輥(gun)(gun)（2個(ge)(ge)上輥(gun)(gun)，2個(ge)(ge)側輥(gun)(gun)，1個(ge)(ge)底輥(gun)(gun)）組成(cheng)的(de)孔型，可將精(jing)(jing)成(cheng)型后的(de)開(kai)口0形(xing)管成(cheng)型焊接成(cheng)封閉的(de)0形(xing)管。該機(ji)架也具有精(jing)(jing)成(cheng)型機(ji)架軋輥(gun)(gun)精(jing)(jing)密調節機(ji)構和快(kuai)速換輥(gun)(gun)功能。
h. 定徑(jing)段由4架(jia)定徑(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)組成(cheng)，主(zhu)要功能是將成(cheng)型焊接后的0形立橢圓(yuan)管變形為(wei)符合(he)產(chan)品標準(zhun)的圓(yuan)管，采用均勻剛性設(she)(she)計(ji)的URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)由8臺功率(lv)為(wei)110kW交流電機(ji)(ji)(ji)通(tong)過(guo)減速齒輪箱和(he)萬向(xiang)傳動(dong)(dong)(dong)軸驅動(dong)(dong)(dong)，是定徑(jing)段的主(zhu)動(dong)(dong)(dong)力(li)源(yuan)。每架(jia)定徑(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)裝有4個(ge)軋輥(gun)，其中上(shang)、下輥(gun)主(zhu)動(dong)(dong)(dong)，2個(ge)側輥(gun)被動(dong)(dong)(dong)，最大軋制力(li)1800kN。上(shang)、下輥(gun)及側輥(gun)通(tong)過(guo)獨立的小(xiao)電機(ji)(ji)(ji)并經螺旋千斤頂調(diao)節，編碼(ma)器傳感，計(ji)算機(ji)(ji)(ji)控制調(diao)整輥(gun)位(wei)，輥(gun)位(wei)OP值設(she)(she)定精度可(ke)達0.01mm。為(wei)保證小(xiao)直徑(jing)（219.1～323.9mm）焊管焊縫在(zai)定徑(jing)前(qian)不偏(pian)離12點的位(wei)置(zhi)，在(zai)1＃定徑(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)前(qian)設(she)(she)置(zhi)了(le)防扭(niu)(niu)(niu)轉(zhuan)機(ji)(ji)(ji)架(jia)，防扭(niu)(niu)(niu)轉(zhuan)機(ji)(ji)(ji)架(jia)上(shang)安(an)裝了(le)一對可(ke)沿環向(xiang)扭(niu)(niu)(niu)轉(zhuan)的立輥(gun)，并配(pei)置(zhi)了(le)快速夾緊、機(ji)(ji)(ji)械調(diao)節裝置(zhi)。
3. 固(gu)態(tai)焊(han)機技(ji)術特點
采用挪(nuo)威(wei)EFD公司生產(chan)的(de)(de)輸(shu)出(chu)功(gong)(gong)(gong)率為1800kW、頻率90～150kHz的(de)(de)固態焊機。用更加簡潔的(de)(de)主(zhu)回(hui)路拓撲結構，二極管(guan)不可(ke)控整流，可(ke)使(shi)功(gong)(gong)(gong)率因數達(da)到0.95；利用新型的(de)(de)軟(ruan)開關(guan)橋式逆(ni)變換(huan)流技術將(jiang)輸(shu)入的(de)(de)直(zhi)流電逆(ni)變為高頻交流電；整機效(xiao)率可(ke)達(da)85％左右。具有高頻電源保護；無需對主(zhu)回(hui)路的(de)(de)電容電感參數進(jin)行調節，在(zai)設(she)計(ji)負(fu)載(zai)范圍內，功(gong)(gong)(gong)率正常輸(shu)出(chu)不受限制，自動匹配；還(huan)具有開機自診斷(duan)功(gong)(gong)(gong)能(neng)、配備相應(ying)的(de)(de)通(tong)訊系統(tong)實時(shi)將(jiang)設(she)備運行參數傳遞到監控系統(tong)進(jin)行診斷(duan)處理及存儲等智能(neng)化功(gong)(gong)(gong)能(neng)。
4. 自動控(kong)制(zhi)系統技(ji)術特(te)點
a. 自(zi)動控制系統(tong)分為：制造執行級(ji) MES（manufacturing execution system）、基礎(chu)自(zi)動化級(ji)L1和設(she)備傳動與檢(jian)(jian)測級(ji)LO等3個層次。焊管生產線PLC與MES、操作PC、快速(su)設(she)定PC之間均采用(yong)標準工業(ye)以太網(wang)通(tong)訊，PLC與傳動、檢(jian)(jian)測設(she)備間采用(yong)網(wang)絡通(tong)訊連接。
b. MES主要功能(neng)是接收上級(ji)計算機(ji)（ERP）下達的生產(chan)計劃(hua)，轉化成(cheng)實際的產(chan)品制(zhi)造(zao)計劃(hua)和(he)設備控制(zhi)參數，并控制(zhi)實際生產(chan)過程，完(wan)成(cheng)生產(chan)線調度、物料(liao)跟(gen)蹤和(he)生產(chan)數據采集等功能(neng)，實現產(chan)品從生產(chan)計劃(hua)到成(cheng)品產(chan)出全過程管理(li)與控制(zhi)。
c. 快速設定(ding)(ding)(ding)(ding)系(xi)統（QS）是(shi)(shi)(shi)一套快速換輥(gun)調整系(xi)統，是(shi)(shi)(shi)MES的(de)(de)重要內(nei)容，與基礎自動化L1相連接(jie)，既向(xiang)L1發送設定(ding)(ding)(ding)(ding)數據，又從L1收(shou)集(ji)各產(chan)(chan)(chan)品規(gui)格實際生(sheng)產(chan)(chan)(chan)調整時(shi)的(de)(de)輥(gun)位值，對優(you)化的(de)(de)調整設定(ding)(ding)(ding)(ding)參數進(jin)行繼承，作為下(xia)次生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)最新設定(ding)(ding)(ding)(ding)值。根據產(chan)(chan)(chan)品理(li)化結(jie)果判定(ding)(ding)(ding)(ding)當(dang)前設置是(shi)(shi)(shi)否最優(you)化，并選擇是(shi)(shi)(shi)否覆蓋原有數據。改變產(chan)(chan)(chan)品規(gui)格時(shi)，通過比較當(dang)前所生(sheng)產(chan)(chan)(chan)規(gui)格與即將生(sheng)產(chan)(chan)(chan)規(gui)格，并根據對頭焊縫跟蹤信息，快速設定(ding)(ding)(ding)(ding)PC自動向(xiang)PLC 發送軋輥(gun)直(zhi)徑(jing)、輸(shu)送角、力(li)矩、輥(gun)位設定(ding)(ding)(ding)(ding)值、焊接(jie)功率參考(kao)值和熱處理(li)溫(wen)度(du)設定(ding)(ding)(ding)(ding)值等(deng)。
d. 根據(ju)設備提供(gong)的焊(han)(han)(han)接質量跟蹤系統，以曲線或波形形式顯示當前的焊(han)(han)(han)接速度(du)、焊(han)(han)(han)接溫度(du)、焊(han)(han)(han)接功率、各段熱處理溫度(du)和功率、探傷(shang)缺(que)陷類型(xing)等，并(bing)存入(ru)數據(ju)庫供(gong)分(fen)析。
e. 基礎自動化控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)功能(neng)主要包括：自動順(shun)序控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、料流跟蹤、焊(han)縫位置(zhi)跟蹤、鋼卷對中控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、開卷機張力控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、活套(tao)充套(tao)量控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、主傳動速度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、軋輥位置(zhi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、銑邊控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、焊(han)接功率控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、熱處(chu)理溫度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)和飛鋸控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)等。
三、技術(shu)水(shui)平與(yu)業績
寶鋼ф610mm HFW 不銹(xiu)鋼焊(han)管(guan)機(ji)組憑借其設備一(yi)流(liu)，管(guan)理先(xian)進，帶鋼資(zi)源及(ji)板管(guan)質量(liang)一(yi)貫制的優(you)勢(shi)，無(wu)論是產品(pin)品(pin)種，規格拓(tuo)展，還是在產量(liang)、質量(liang)及(ji)效(xiao)益(yi)方面(mian)均取(qu)得了(le)國(guo)內同類(lei)機(ji)組最好(hao)的業(ye)績。產品(pin)廣(guang)泛應用于油(you)氣(qi)輸送(song)、油(you)氣(qi)開采(cai)、海(hai)洋平臺(tai)及(ji)大型建筑(zhu)物。
自(zi)2005年(nian)10月27日(ri)投產以(yi)來，依托(tuo)寶(bao)鋼股份一貫制(zhi)優勢，寶(bao)鋼HFW不(bu)銹鋼焊管(guan)(guan)(guan)已經開(kai)發生產B-X80管(guan)(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結構(gou)及低壓流體(ti)管(guan)(guan)(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)(guan)(guan)。2006-2018年(nian)累計供貨HFW 焊管(guan)(guan)(guan)165萬(wan)噸(dun)（2.35萬(wan)千米），其中30％的(de)(de)產品出口到澳大(da)(da)(da)(da)利亞、加拿(na)大(da)(da)(da)(da)、南(nan)(nan)美、中東、非洲(zhou)及東南(nan)(nan)亞市場等海(hai)外市場。產品先后在中石油(you)長慶三(san)凈(jing)-延電輸氣項(xiang)目(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)(guan)線(xian)項(xiang)目(mu)、中海(hai)油(you)南(nan)(nan)堡海(hai)管(guan)(guan)(guan)項(xiang)目(mu)、中石化塔河油(you)田抗(kang)酸管(guan)(guan)(guan)線(xian)，巴西礦(kuang)漿X70管(guan)(guan)(guan)線(xian)、加拿(na)大(da)(da)(da)(da)Nexeng公(gong)司(si)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)線(xian)項(xiang)目(mu)、加拿(na)大(da)(da)(da)(da)Husky公(gong)司(si)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)線(xian)項(xiang)目(mu)、加拿(na)大(da)(da)(da)(da)Encana公(gong)司(si)管(guan)(guan)(guan)線(xian)項(xiang)目(mu)、澳大(da)(da)(da)(da)利亞的(de)(de)APA管(guan)(guan)(guan)線(xian)、澳大(da)(da)(da)(da)利亞Jemena和澳大(da)(da)(da)(da)利亞DBP等管(guan)(guan)(guan)線(xian)項(xiang)目(mu)得(de)到應用。
