一、基本情況
包(bao)鋼60mm PQF連(lian)軋管(guan)機組設計能力為年產(chan)(chan)無縫(feng)鋼管(guan)62萬噸，產(chan)(chan)品(pin)外徑(jing)ф244.5～457mm，壁厚6～60mm，長度(du)6～15m。該(gai)機組2010年開工建設，2012年8月建成投產(chan)(chan)，由中冶京誠做工廠設計，熱軋線的(de)主(zhu)要(yao)設備(bei)由德國(guo)梅爾公司和(he)意大利因(yin)西公司設計制造。該(gai)生產(chan)(chan)線主(zhu)要(yao)產(chan)(chan)品(pin)為石油套管(guan)（產(chan)(chan)量(liang)占(zhan)全部(bu)熱軋產(chan)(chan)品(pin)的(de)50.3％），其(qi)他(ta)產(chan)(chan)品(pin)為高(gao)(gao)(gao)壓鍋爐管(guan)、機械結構管(guan)、管(guan)線管(guan)、氣(qi)瓶管(guan)和(he)石化用管(guan)等(deng)。在石油套管(guan)中，高(gao)(gao)(gao)合(he)金高(gao)(gao)(gao)抗腐蝕系列(lie)套管(guan)、高(gao)(gao)(gao)抗硫系列(lie)套管(guan)、3Cr抗腐蝕系列(lie)套管(guan)、高(gao)(gao)(gao)鋼級(ji)套管(guan)等(deng)高(gao)(gao)(gao)合(he)金含量(liang)、高(gao)(gao)(gao)附(fu)加(jia)值的(de)套管(guan)又(you)占(zhan)了主(zhu)要(yao)部(bu)分。
二、工藝流(liu)程
工(gong)藝流程：合格管(guan)坯→鋸切→冷(leng)定心→環形爐加熱→高壓水除磷(lin)→穿(chuan)(chuan)孔→吹硼砂→穿(chuan)(chuan)芯棒→高壓水除鱗(lin)→PQF 連軋→脫管(guan)→高壓水除鱗(lin)→定徑→冷(leng)卻(que)→定尺鋸切→人(ren)工(gong)內外表(biao)面檢查→噴(pen)標→收(shou)集(ji)入庫。
三、主(zhu)要工藝設(she)備參數及性能特(te)點(dian)
1. 環(huan)形加熱爐(lu)
環形爐由(you)LOI天津公司設計及(ji)制作。環形加熱爐主要參(can)數包括(kuo)：
管(guan)坯直徑：ф350、φ390、φ430；
環形爐中徑：50m；
爐(lu)底寬(kuan)度：5.3m；
最(zui)大加(jia)熱長度：5.0m；
最大坯重：5665kg；
最大加熱(re)能力：220t／h；
最大裝出料節奏：100p／h。
2. 錐(zhui)形輥穿孔(kong)機
該(gai)機(ji)組(zu)采用(yong)立式導板錐形輥(gun)穿孔機(ji)，穿孔輥(gun)直徑1500mm。由于本(ben)機(ji)組(zu)采用(yong)的管坯重(zhong)量較大，為方(fang)便管坯咬入，防止(zhi)前(qian)卡事(shi)(shi)故，在前(qian)臺設置(zhi)了(le)管坯預旋(xuan)轉(zhuan)裝(zhuang)置(zhi)，大管坯在推鋼(gang)機(ji)推入軋輥(gun)前(qian)在預旋(xuan)轉(zhuan)的驅動下旋(xuan)轉(zhuan)起來，這樣很大程度改善了(le)咬入條件，減少了(le)事(shi)(shi)故，提高了(le)軋輥(gun)壽命。穿孔機(ji)主要參(can)數包括：
最大(da)軋輥直徑(jing)：1500mm；
最大(da)出口(kou)速(su)度(du)：0.8m／s；
最(zui)大軋制力矩：2500kN·m；
主(zhu)電機功(gong)率：7000kW×2臺；
主電(dian)機最(zui)大轉速(su)：600r／min。
3. PQF連軋管機(ji)
PQF連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組為5機(ji)(ji)架(jia)的(de)軸向(xiang)換輥連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)，優(you)點是隧道(dao)式筒形(xing)牌坊剛度(du)及強度(du)好(hao)，傳動(dong)布置緊湊，軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)穩定性(xing)好(hao)。每架(jia)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)三個互成120°的(de)軋(ya)(ya)(ya)輥安(an)裝在獨立(li)的(de)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)單元(yuan)一(yi)軋(ya)(ya)(ya)輥小(xiao)機(ji)(ji)架(jia)內(nei)，安(an)裝在隧道(dao)上的(de)伺服(fu)液壓小(xiao)倉，可(ke)以(yi)對軋(ya)(ya)(ya)輥輥縫進行同步調(diao)整也可(ke)以(yi)單獨調(diao)整，即采(cai)用(yong)了(le)(le)輥縫自動(dong)控制(zhi)系統（HCCS），從而保證了(le)(le)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)質量(liang)，另外，該連(lian)軋(ya)(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)在生產過程(cheng)中采(cai)用(yong)了(le)(le)工藝過程(cheng)控制(zhi)系統（PSS），實現(xian)了(le)(le)溫度(du)補償、咬(yao)入沖擊控制(zhi)、錐形(xing)芯(xin)棒伺服(fu)和頭尾(wei)削(xue)尖等(deng)功能。
由于(yu)該機組軋(ya)制(zhi)節奏較慢（最(zui)快40秒(miao)／支），只有在(zai)線(xian)(xian)(xian)穿芯(xin)棒(bang)方(fang)式，不(bu)設預穿線(xian)(xian)(xian)，減(jian)少(shao)了芯(xin)棒(bang)在(zai)線(xian)(xian)(xian)數量，減(jian)少(shao)了芯(xin)棒(bang)與毛(mao)(mao)管接觸時間，減(jian)少(shao)了毛(mao)(mao)管的溫降(jiang)，提高了芯(xin)棒(bang)壽(shou)命，節省了設備投資。
PQF連軋機主(zhu)要(yao)參數包括(kuo)：
荒管外徑：Φ322mm，φ403mm，ф482mm；
軋輥直(zhi)徑(jing)：φ1100mm；
最大(da)入口速度：1.5m／s；
最(zui)大出口(kou)速度：4.0m／s；
最大軋制力：600kN；
最大軋制力矩(ju)：250kN·m；
電機(ji)功率：1號(hao)和4號(hao)機(ji)架各3×800kW，2號(hao)和3號(hao)機(ji)架各3×1000kW，5號(hao)機(ji)架3×400kW；
限動力(li)：3000kN；
限(xian)動電機功(gong)率：500kW×6臺(tai)；
限(xian)動最大前進速度(du)：4.5m／s；
限動最大(da)返(fan)回速度(du)：4.5m／s；
軋制中限(xian)動速度：0.9～1.5m／s。
4. 定徑機
采用12架(jia)三輥式(shi)定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)，每(mei)架(jia)都有(you)一臺電機(ji)驅動(dong)，機(ji)架(jia)采用傘齒(chi)輪內傳(chuan)(chuan)(chuan)動(dong)結構，在(zai)機(ji)架(jia)外有(you)一根(gen)傳(chuan)(chuan)(chuan)動(dong)軸通過聯軸器與(yu)12架(jia)組(zu)合式(shi)的(de)(de)減速器相連接，奇偶架(jia)的(de)(de)電機(ji)前(qian)后排(pai)(pai)上(shang)下兩層排(pai)(pai)列(lie)，整個(ge)(ge)定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)布置(zhi)(zhi)緊湊(cou)。對于參與(yu)變形(xing)少的(de)(de)機(ji)架(jia)個(ge)(ge)數(shu)(shu)的(de)(de)生產規格來說，設(she)置(zhi)(zhi)了空(kong)過的(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)機(ji)架(jia)，根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)的(de)(de)規格，傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)機(ji)架(jia)的(de)(de)個(ge)(ge)數(shu)(shu)不(bu)同(tong)，傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)機(ji)架(jia)在(zai)傳(chuan)(chuan)(chuan)動(dong)裝置(zhi)(zhi)的(de)(de)驅動(dong)下能將鋼管(guan)平(ping)穩(wen)輸(shu)送給定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)出口(kou)輥道。該機(ji)組(zu)在(zai)定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)前(qian)設(she)置(zhi)(zhi)了高(gao)壓(ya)水除鱗裝置(zhi)(zhi)，提高(gao)鋼管(guan)的(de)(de)外表面質(zhi)量，延(yan)長軋輥壽命。
定徑機主要(yao)參數包括：
軋輥名(ming)義(yi)直(zhi)徑：Φ950mm；
機架間距：840mm；
入口鋼管速度：0.5m／s；
出(chu)口(kou)鋼管速度：1.5m／s；
電機功率(lv)：350kW×12臺；
電機轉(zhuan)速：200～600／1200r／min。
四、機組(zu)的創新點(dian)
1. 在線設置管坯尾定(ding)心機
在熱(re)軋管(guan)(guan)工藝中，為了改善鋼(gang)管(guan)(guan)尾部形狀、減少鋼(gang)管(guan)(guan)切尾損失(shi)，降(jiang)低工具消(xiao)耗(hao)，保證鋼(gang)管(guan)(guan)內表(biao)面(mian)質量，管(guan)(guan)坯尾定心的作用也越來越受到(dao)生(sheng)產企業的重視。
包(bao)鋼新近建設(she)(she)的Φ460mm熱(re)軋無縫鋼管機(ji)組(zu)中，環形(xing)加熱(re)爐與穿孔(kong)機(ji)之間均在線(xian)設(she)(she)置了由中冶京誠設(she)(she)計制造的液壓夾鉗(qian)式管坯尾端熱(re)定心機(ji)，如(ru)圖6-12為包(bao)鋼φ460mm機(ji)組(zu)液壓熱(re)定心機(ji)的安裝現(xian)場。
2. 脫管(guan)后(hou)輥道定(ding)位塊式升降輥道
在(zai)國內已建成的ф460mm機組中，脫(tuo)管(guan)機后輥(gun)道(dao)升(sheng)(sheng)降(jiang)(jiang)輥(gun)道(dao)全部為螺(luo)旋電動升(sheng)(sheng)降(jiang)(jiang)式，其結(jie)構(gou)示意如圖6-13所示；它是利用電機帶動螺(luo)旋升(sheng)(sheng)降(jiang)(jiang)機來調整(zheng)輥(gun)道(dao)面的標高以適應不(bu)同(tong)外徑的荒管(guan)。但此機構(gou)的現場(chang)工作(zuo)環境通常(chang)比較惡劣，經常(chang)伴(ban)隨著高溫、潮濕、氧化(hua)鐵皮、油泥(ni)等(deng)，此機構(gou)容(rong)易(yi)發生脹死(si)、調整(zheng)困難等(deng)情況。
為了應對這一(yi)(yi)情況，在包鋼φ460mm 機組(zu)中設計(ji)了一(yi)(yi)種是液(ye)(ye)壓定(ding)位(wei)(wei)塊式升降輥(gun)(gun)道(dao)，其(qi)結(jie)構(gou)如圖6-14所(suo)示(shi)；由于脫管至(zhi)定(ding)徑機間(jian)只有φ307.5mm、ф388mm和(he)ф467.7mm三種規格荒管，所(suo)以(yi)設計(ji)了一(yi)(yi)種帶有三種不同的接觸(chu)面定(ding)位(wei)(wei)塊式調(diao)整(zheng)機構(gou)；當對輥(gun)(gun)道(dao)高度調(diao)整(zheng)時，由定(ding)位(wei)(wei)塊調(diao)整(zheng)液(ye)(ye)壓缸4推動擺桿(gan)，通過調(diao)整(zheng)升降臺架下方定(ding)位(wei)(wei)塊的不同接觸(chu)面以(yi)滿足3種規格荒管。此輥(gun)(gun)道(dao)調(diao)整(zheng)機構(gou)具有結(jie)構(gou)簡單(dan)、受工(gong)作環境影響小、操作簡單(dan)、故障率低等等一(yi)(yi)系列優(you)點，可以(yi)顯著改善(shan)現場維檢(jian)人(ren)員(yuan)的勞動強度。
3. 冷(leng)床(chuang)前增加鋼管(guan)抽(chou)檢(jian)與取樣臺架
為了能夠及(ji)(ji)(ji)時發現熱軋鋼管表面缺(que)陷及(ji)(ji)(ji)方便鋼管熱取(qu)樣(yang)，在(zai)定(ding)徑機后、冷床入口前輥(gun)道一側增加(jia)了鋼管抽(chou)樣(yang)檢查與取(qu)樣(yang)臺架，如(ru)圖6-15所(suo)示。當需(xu)要對熱軋的(de)鋼管進(jin)行外表面抽(chou)檢及(ji)(ji)(ji)頭尾取(qu)樣(yang)時，人工啟動撥(bo)叉將熱軋鋼管撥(bo)入到臺架的(de)旋轉托輥(gun)上(shang)，旋轉托輥(gun)轉速(su)預先設(she)定(ding)為8r／min和1r／min；外表面檢查使用(yong)8r／min而頭尾取(qu)樣(yang)時使用(yong)1r／min的(de)轉速(su)。
此臺架的(de)設置能(neng)(neng)夠有利于現場更快更及時地發現熱軋鋼(gang)管表面的(de)軋制缺(que)陷(xian)、改變(bian)了以往操作人員頂(ding)著高(gao)溫在(zai)冷床上檢查鋼(gang)管表面缺(que)陷(xian)及在(zai)冷床兩側進行頭尾取樣，很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上改善了現場操作人員的(de)工作條件(jian)，減少(shao)了發生工傷的(de)可能(neng)(neng)性。
4. 下吸式軋機除塵裝置
a. 除塵(chen)罩傳統的布(bu)置形式(shi)
在(zai)天(tian)管(guan)Φ460mm機(ji)組、煙寶φ460mm機(ji)組及(ji)天(tian)淮φ508mm機(ji)組等(deng)類似機(ji)組中，無論(lun)是在(zai)穿孔機(ji)抗氧化站尾部、連軋機(ji)出(chu)入口(kou)側、脫管(guan)機(ji)及(ji)定(ding)徑機(ji)處除(chu)塵(chen)罩(zhao)及(ji)管(guan)道均采用了沿設備上方(fang)布(bu)(bu)置(zhi)出(chu)廠房(fang)后(hou)與除(chu)塵(chen)器連接的方(fang)式，此種布(bu)(bu)置(zhi)方(fang)式具有(you)管(guan)道布(bu)(bu)置(zhi)靈活、管(guan)道不(bu)易積(ji)灰(hui)積(ji)水(shui)、維檢工作量比(bi)較少(shao)等(deng)特點，但同時也(ye)存在(zai)易阻擋操作員視線、不(bu)利(li)于管(guan)道其下設備檢修吊運等(deng)不(bu)利(li)影響。
b. 包鋼(gang)Φ460mm機組除(chu)塵罩布置形式(shi)
在(zai)包鋼φ460mm機(ji)(ji)組中(zhong)除連軋后、脫(tuo)管(guan)機(ji)(ji)及(ji)定徑(jing)機(ji)(ji)仍采用(yong)(yong)設備上方布置(zhi)以外，其(qi)他(ta)部位均采用(yong)(yong)在(zai)設備下(xia)(xia)方及(ji)兩側布置(zhi)的方式、風管(guan)采用(yong)(yong)了沿平(ping)臺(tai)下(xia)(xia)懸(xuan)掛、地下(xia)(xia)直埋(mai)的布置(zhi)形式，能(neng)夠避免除塵管(guan)道(dao)對設備檢修吊運的不利影(ying)響、保證操作(zuo)員視線；但也存(cun)在(zai)著(zhu)平(ping)臺(tai)下(xia)(xia)懸(xuan)掛管(guan)道(dao)易(yi)(yi)與電纜橋架、介質管(guan)線沖突、直埋(mai)管(guan)道(dao)易(yi)(yi)與其(qi)他(ta)設備基礎(chu)沖突及(ji)管(guan)道(dao)內易(yi)(yi)積灰積水且(qie)難(nan)于清理會影(ying)響后續使用(yong)(yong)效果等問題。
c. 溴化鋰余熱利(li)用裝(zhuang)置
包鋼(gang)φ460機(ji)(ji)組(zu)在余熱(re)利用(yong)方面是(shi)采(cai)用(yong)了利用(yong)環形(xing)(xing)爐煙(yan)氣(qi)(qi)余熱(re)的“煙(yan)氣(qi)(qi)型溴化鋰(li)機(ji)(ji)組(zu)”。可以(yi)直接利用(yong)環形(xing)(xing)爐煙(yan)氣(qi)(qi)余熱(re)置換出(chu)采(cai)暖和(he)制(zhi)冷用(yong)的冷熱(re)水。
該溴化(hua)鋰(li)機組具(ju)有(you)一(yi)些(xie)先進(jin)的特點：
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。
