一、基(ji)本情況
包(bao)鋼60mm PQF連(lian)軋管(guan)(guan)(guan)(guan)機組(zu)設計(ji)能力為(wei)年(nian)產(chan)(chan)無縫鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)62萬(wan)噸，產(chan)(chan)品(pin)(pin)外徑ф244.5～457mm，壁厚(hou)6～60mm，長度6～15m。該機組(zu)2010年(nian)開(kai)工建設，2012年(nian)8月建成投產(chan)(chan)，由中(zhong)冶京誠(cheng)做工廠設計(ji)，熱軋線(xian)的主要設備由德(de)國梅(mei)爾公司和意大利因(yin)西公司設計(ji)制造。該生(sheng)產(chan)(chan)線(xian)主要產(chan)(chan)品(pin)(pin)為(wei)石(shi)油(you)套(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)（產(chan)(chan)量(liang)占全部熱軋產(chan)(chan)品(pin)(pin)的50.3％），其他產(chan)(chan)品(pin)(pin)為(wei)高壓鍋爐管(guan)(guan)(guan)(guan)、機械結構管(guan)(guan)(guan)(guan)、管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)(guan)(guan)、氣(qi)瓶管(guan)(guan)(guan)(guan)和石(shi)化用(yong)管(guan)(guan)(guan)(guan)等。在石(shi)油(you)套(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)，高合金高抗腐蝕(shi)系(xi)(xi)列套(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)、高抗硫(liu)系(xi)(xi)列套(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)、3Cr抗腐蝕(shi)系(xi)(xi)列套(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)、高鋼級(ji)套(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)等高合金含(han)量(liang)、高附(fu)加值的套(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)又占了主要部分。
二、工(gong)藝流程
工(gong)藝(yi)流程：合格管坯→鋸(ju)切→冷(leng)定心→環(huan)形爐加熱(re)→高壓水除磷→穿孔→吹(chui)硼砂→穿芯棒(bang)→高壓水除鱗→PQF 連軋→脫(tuo)管→高壓水除鱗→定徑(jing)→冷(leng)卻(que)→定尺鋸(ju)切→人(ren)工(gong)內外表面(mian)檢查→噴標→收(shou)集入庫。
三、主要工藝設備參數及性能(neng)特點
1. 環形加熱爐(lu)
環形爐由LOI天津公司設計及制作(zuo)。環形加熱爐主要(yao)參(can)數包括：
管(guan)坯直徑：ф350、φ390、φ430；
環形爐(lu)中徑：50m；
爐底寬(kuan)度(du)：5.3m；
最大加熱長度：5.0m；
最大坯重：5665kg；
最大加熱能(neng)力(li)：220t／h；
最(zui)大(da)裝出(chu)料節奏：100p／h。
2. 錐(zhui)形輥(gun)穿孔機
該機組(zu)采用立式導板錐形輥穿孔(kong)機，穿孔(kong)輥直(zhi)徑1500mm。由于本機組(zu)采用的(de)管坯(pi)重量較大，為方(fang)便(bian)管坯(pi)咬入(ru)，防止前卡事(shi)故，在(zai)前臺設置了(le)管坯(pi)預(yu)(yu)旋(xuan)轉裝置，大管坯(pi)在(zai)推鋼機推入(ru)軋輥前在(zai)預(yu)(yu)旋(xuan)轉的(de)驅動下旋(xuan)轉起來(lai)，這(zhe)樣很(hen)大程度改(gai)善了(le)咬入(ru)條件，減少了(le)事(shi)故，提(ti)高了(le)軋輥壽命。穿孔(kong)機主要(yao)參數包括(kuo)：
最大軋(ya)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；
主電機最大轉速(su)：600r／min。
3. PQF連軋(ya)管機(ji)
PQF連軋(ya)管機(ji)組為5機(ji)架的(de)軸向換輥(gun)(gun)連軋(ya)管機(ji)，優點(dian)是隧道(dao)式筒形(xing)(xing)牌坊剛度及強度好(hao)，傳動布置(zhi)緊湊，軋(ya)制(zhi)穩定性好(hao)。每架軋(ya)機(ji)的(de)三個互成(cheng)120°的(de)軋(ya)輥(gun)(gun)安(an)(an)裝在獨立(li)的(de)軋(ya)制(zhi)單元一軋(ya)輥(gun)(gun)小(xiao)機(ji)架內，安(an)(an)裝在隧道(dao)上的(de)伺(si)服液壓小(xiao)倉，可以對軋(ya)輥(gun)(gun)輥(gun)(gun)縫進行同步調(diao)整也可以單獨調(diao)整，即采用了(le)輥(gun)(gun)縫自動控制(zhi)系(xi)統（HCCS），從而保證了(le)軋(ya)制(zhi)質(zhi)量，另外，該連軋(ya)管機(ji)在生產過程中(zhong)采用了(le)工藝(yi)過程控制(zhi)系(xi)統（PSS），實現(xian)了(le)溫度補償、咬入沖(chong)擊控制(zhi)、錐形(xing)(xing)芯棒伺(si)服和頭尾削尖(jian)等(deng)功能(neng)。
由于該機組軋制節奏較(jiao)慢（最快(kuai)40秒(miao)／支），只(zhi)有(you)在線(xian)(xian)(xian)穿芯(xin)棒方(fang)式(shi)，不設(she)預穿線(xian)(xian)(xian)，減(jian)少了(le)芯(xin)棒在線(xian)(xian)(xian)數(shu)量，減(jian)少了(le)芯(xin)棒與(yu)毛管接觸(chu)時(shi)間(jian)，減(jian)少了(le)毛管的溫降，提高了(le)芯(xin)棒壽命，節省了(le)設(she)備投(tou)資。
PQF連軋機主要參(can)數(shu)包括：
荒管外徑：Φ322mm，φ403mm，ф482mm；
軋輥直徑：φ1100mm；
最大入口速(su)度：1.5m／s；
最(zui)大出口速度：4.0m／s；
最(zui)大軋制(zhi)力：600kN；
最(zui)大(da)軋(ya)制力矩：250kN·m；
電機(ji)功率：1號和4號機(ji)架各(ge)3×800kW，2號和3號機(ji)架各(ge)3×1000kW，5號機(ji)架3×400kW；
限動力：3000kN；
限動(dong)電(dian)機功率：500kW×6臺；
限動(dong)最大前進速度：4.5m／s；
限(xian)動(dong)最(zui)大返(fan)回速度：4.5m／s；
軋制中限動速度：0.9～1.5m／s。
4. 定徑機
采(cai)用(yong)(yong)12架(jia)三輥式定(ding)徑(jing)機(ji)，每(mei)架(jia)都(dou)有(you)一(yi)臺電機(ji)驅動(dong)，機(ji)架(jia)采(cai)用(yong)(yong)傘齒輪內傳動(dong)結構，在(zai)機(ji)架(jia)外(wai)(wai)有(you)一(yi)根傳動(dong)軸(zhou)(zhou)通過(guo)聯軸(zhou)(zhou)器與(yu)12架(jia)組合式的(de)減速器相連接(jie)，奇偶架(jia)的(de)電機(ji)前后排(pai)上下兩層排(pai)列，整(zheng)個(ge)(ge)定(ding)徑(jing)機(ji)布(bu)置(zhi)(zhi)緊湊。對于參與(yu)變(bian)形(xing)少(shao)的(de)機(ji)架(jia)個(ge)(ge)數(shu)的(de)生(sheng)產規格來說，設置(zhi)(zhi)了空過(guo)的(de)傳輸機(ji)架(jia)，根據(ju)不同的(de)規格，傳輸機(ji)架(jia)的(de)個(ge)(ge)數(shu)不同，傳輸機(ji)架(jia)在(zai)傳動(dong)裝置(zhi)(zhi)的(de)驅動(dong)下能(neng)將鋼(gang)管(guan)平穩(wen)輸送給定(ding)徑(jing)機(ji)出口輥道。該(gai)機(ji)組在(zai)定(ding)徑(jing)機(ji)前設置(zhi)(zhi)了高(gao)壓水除鱗裝置(zhi)(zhi)，提高(gao)鋼(gang)管(guan)的(de)外(wai)(wai)表(biao)面質量，延長軋輥壽命(ming)。
定徑機主要參數(shu)包括：
軋輥(gun)名義直徑：Φ950mm；
機架間(jian)距：840mm；
入(ru)口鋼管速度：0.5m／s；
出(chu)口鋼(gang)管速度：1.5m／s；
電機功率：350kW×12臺；
電機轉速(su)：200～600／1200r／min。
四、機組的創新點
1. 在(zai)線設置管坯尾(wei)定心機
在熱軋管(guan)(guan)工(gong)(gong)藝(yi)中，為(wei)了改善鋼管(guan)(guan)尾(wei)部形狀、減少鋼管(guan)(guan)切尾(wei)損失，降低工(gong)(gong)具消(xiao)耗，保證鋼管(guan)(guan)內表面質量，管(guan)(guan)坯尾(wei)定心的作(zuo)用也(ye)越來越受到生產企(qi)業的重視。
包鋼(gang)新近建設(she)(she)的Φ460mm熱軋無(wu)縫鋼(gang)管機組中，環形加(jia)熱爐與(yu)穿孔機之間(jian)均(jun)在線設(she)(she)置(zhi)了由(you)中冶(ye)京(jing)誠(cheng)設(she)(she)計(ji)制造的液(ye)(ye)壓(ya)夾鉗式管坯尾(wei)端熱定(ding)心(xin)機，如圖(tu)6-12為(wei)包鋼(gang)φ460mm機組液(ye)(ye)壓(ya)熱定(ding)心(xin)機的安(an)裝現(xian)場。
2. 脫(tuo)管后輥(gun)道定位塊式升降輥(gun)道
在國內已(yi)建(jian)成的ф460mm機(ji)組中(zhong)，脫管機(ji)后輥道(dao)升降輥道(dao)全部為螺旋電(dian)動升降式，其(qi)結構(gou)示(shi)意(yi)如圖6-13所示(shi)；它是利用電(dian)機(ji)帶動螺旋升降機(ji)來(lai)調整輥道(dao)面的標高(gao)以適應不(bu)同外徑的荒(huang)管。但(dan)此(ci)機(ji)構(gou)的現(xian)場工作環境通常比較(jiao)惡劣，經(jing)常伴隨著高(gao)溫、潮濕、氧化鐵皮、油泥等，此(ci)機(ji)構(gou)容易發生脹死、調整困難等情況(kuang)。
為了應對(dui)(dui)這一(yi)情(qing)況，在(zai)包鋼φ460mm 機組中設計(ji)了一(yi)種(zhong)(zhong)是液壓定(ding)(ding)位(wei)(wei)塊(kuai)(kuai)式(shi)升降輥(gun)道，其結(jie)構如圖6-14所示；由于脫管至定(ding)(ding)徑機間只有φ307.5mm、ф388mm和ф467.7mm三種(zhong)(zhong)規(gui)格荒(huang)管，所以設計(ji)了一(yi)種(zhong)(zhong)帶(dai)有三種(zhong)(zhong)不(bu)同(tong)的接(jie)觸(chu)面(mian)定(ding)(ding)位(wei)(wei)塊(kuai)(kuai)式(shi)調整機構；當對(dui)(dui)輥(gun)道高度調整時(shi)，由定(ding)(ding)位(wei)(wei)塊(kuai)(kuai)調整液壓缸(gang)4推動擺桿，通過調整升降臺架下方(fang)定(ding)(ding)位(wei)(wei)塊(kuai)(kuai)的不(bu)同(tong)接(jie)觸(chu)面(mian)以滿(man)足3種(zhong)(zhong)規(gui)格荒(huang)管。此輥(gun)道調整機構具有結(jie)構簡單、受工作(zuo)(zuo)環(huan)境影響小、操作(zuo)(zuo)簡單、故障率低等等一(yi)系列優點，可以顯著改善現場維(wei)檢人員(yuan)的勞動強度。
3. 冷床前(qian)增加鋼管抽檢與取樣(yang)臺架
為了能(neng)夠及時發現(xian)熱(re)軋(ya)鋼管(guan)表面(mian)缺(que)陷及方便鋼管(guan)熱(re)取(qu)(qu)樣，在定徑機后(hou)、冷床入口(kou)前輥(gun)(gun)道一側增加了鋼管(guan)抽(chou)樣檢(jian)查(cha)與(yu)取(qu)(qu)樣臺架(jia)(jia)，如圖6-15所示。當(dang)需要(yao)對熱(re)軋(ya)的鋼管(guan)進行外(wai)表面(mian)抽(chou)檢(jian)及頭尾取(qu)(qu)樣時，人工啟動撥叉將熱(re)軋(ya)鋼管(guan)撥入到臺架(jia)(jia)的旋轉托輥(gun)(gun)上，旋轉托輥(gun)(gun)轉速預先設定為8r／min和1r／min；外(wai)表面(mian)檢(jian)查(cha)使(shi)用8r／min而(er)頭尾取(qu)(qu)樣時使(shi)用1r／min的轉速。
此臺架(jia)的(de)設置能夠有利于(yu)現場更(geng)快更(geng)及時地(di)發現熱軋鋼管表面的(de)軋制缺(que)陷、改變(bian)了以往操作人員(yuan)頂(ding)著高溫在(zai)冷床上檢查(cha)鋼管表面缺(que)陷及在(zai)冷床兩側進(jin)行(xing)頭尾取樣，很大程度上改善(shan)了現場操作人員(yuan)的(de)工作條件，減少了發生工傷的(de)可能性(xing)。
4. 下吸式(shi)軋機除(chu)塵裝置
a. 除塵罩傳統的(de)布置形式
在天管(guan)Φ460mm機(ji)組、煙(yan)寶φ460mm機(ji)組及(ji)天淮φ508mm機(ji)組等類(lei)似機(ji)組中，無論是在穿孔機(ji)抗(kang)氧化站尾部、連(lian)軋機(ji)出(chu)入(ru)口側、脫管(guan)機(ji)及(ji)定徑機(ji)處(chu)除(chu)塵(chen)罩及(ji)管(guan)道(dao)(dao)(dao)均采用了(le)沿設備上方(fang)布置(zhi)(zhi)出(chu)廠房(fang)后與除(chu)塵(chen)器連(lian)接的方(fang)式(shi)，此種布置(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)具有管(guan)道(dao)(dao)(dao)布置(zhi)(zhi)靈(ling)活、管(guan)道(dao)(dao)(dao)不(bu)易(yi)積灰(hui)積水、維檢(jian)工作量比較(jiao)少等特(te)點(dian)，但同時也(ye)存在易(yi)阻擋操作員視線、不(bu)利于管(guan)道(dao)(dao)(dao)其下設備檢(jian)修(xiu)吊運等不(bu)利影響。
b. 包鋼(gang)Φ460mm機組除(chu)塵(chen)罩(zhao)布置形式
在(zai)包鋼(gang)φ460mm機(ji)組中除(chu)連軋后(hou)、脫管(guan)(guan)機(ji)及定徑機(ji)仍采(cai)用(yong)設(she)(she)備(bei)上方布置以外，其他部位均采(cai)用(yong)在(zai)設(she)(she)備(bei)下方及兩側(ce)布置的方式、風管(guan)(guan)采(cai)用(yong)了沿平(ping)(ping)臺下懸掛(gua)、地下直埋(mai)(mai)的布置形式，能夠避免除(chu)塵管(guan)(guan)道(dao)對設(she)(she)備(bei)檢修(xiu)吊運(yun)的不利影響、保證操作員視線；但(dan)也存(cun)在(zai)著平(ping)(ping)臺下懸掛(gua)管(guan)(guan)道(dao)易與(yu)(yu)電纜橋架、介質管(guan)(guan)線沖(chong)突、直埋(mai)(mai)管(guan)(guan)道(dao)易與(yu)(yu)其他設(she)(she)備(bei)基礎(chu)沖(chong)突及管(guan)(guan)道(dao)內易積灰積水且難于清理(li)會影響后(hou)續使用(yong)效果(guo)等(deng)問(wen)題。
c. 溴化鋰余熱利用裝(zhuang)置
包鋼φ460機(ji)組在(zai)余(yu)熱(re)利(li)用(yong)(yong)方面是采用(yong)(yong)了利(li)用(yong)(yong)環形爐(lu)煙(yan)(yan)氣(qi)余(yu)熱(re)的“煙(yan)(yan)氣(qi)型溴化鋰機(ji)組”。可以直接(jie)利(li)用(yong)(yong)環形爐(lu)煙(yan)(yan)氣(qi)余(yu)熱(re)置換出采暖和制冷(leng)用(yong)(yong)的冷(leng)熱(re)水。
該溴化鋰機組具有一些先進(jin)的特(te)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。
