我國(guo)于20世紀70年代開(kai)始研制全浮動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)連(lian)軋管機(ji)(ji)(ji)，國(guo)產的Φ76mm全浮動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)連(lian)軋管機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)于80年代末在衡陽鋼管廠試生產。80年代初開(kai)始，我國(guo)陸續引進連(lian)軋管機(ji)(ji)(ji)生產線。至今已有46套連(lian)軋管機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)。其中限(xian)(xian)動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)連(lian)軋管機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)44套，全浮動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)、半(ban)浮動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)連(lian)軋管機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)各1套。在44套限(xian)(xian)動(dong)(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)(bang)連(lian)軋管機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)中，三輥(gun)連(lian)軋管機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)28條，其余均為兩輥(gun)連(lian)軋管機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)。下面結合幾(ji)個典型機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)例子介紹我國(guo)連(lian)軋管機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)發展情況。
寶鋼(gang)無縫鋼(gang)管廠ф140m浮動芯棒連軋管機組（8機架，呈45°角布(bu)置）
1985年建(jian)(jian)成(cheng)投產(chan)(chan)(chan)，是我(wo)國(guo)從德國(guo)引進的(de)(de)(de)第1套先進的(de)(de)(de)熱軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)連(lian)軋(ya)機組，設計(ji)產(chan)(chan)(chan)量50萬噸／年，產(chan)(chan)(chan)品規格為(wei)Φ（21.3～139.7）mmmmx(2.0~252.0～25）mm，主(zhu)要用(yong)于生產(chan)(chan)(chan)油井管(guan)(guan)和(he)鍋爐管(guan)(guan)。該機組具有現(xian)(xian)代(dai)化的(de)(de)(de)管(guan)(guan)理模(mo)式和(he)在線全自動(dong)化運(yun)行方(fang)式。它的(de)(de)(de)建(jian)(jian)成(cheng)投產(chan)(chan)(chan)大(da)大(da)提高了(le)我(wo)國(guo)熱軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)技術裝備水平，提高了(le)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)(chan)品的(de)(de)(de)質量和(he)生產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)(de)各項技術指標，讓業內人(ren)士大(da)開眼(yan)界，并成(cheng)為(wei)我(wo)國(guo)現(xian)(xian)代(dai)化無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)發展(zhan)史(shi)上的(de)(de)(de)一個里(li)程(cheng)碑。
1. 與當時(shi)國內自動軋(ya)(ya)管機、周期式(shi)軋(ya)(ya)管機相比(bi)，該連軋(ya)(ya)管機組的優勢是：
a. 軋制節奏(zou)快3.5～4p／min；
b. 產量高，設計(ji)產量50萬(wan)噸(dun)／年（該機組實(shi)際(ji)最高年產量超(chao)過了85萬(wan)噸(dun)）；
c. 壁厚精(jing)度(du)較高(gao)，壁厚偏差(cha)±7％～9％；
d. 延(yan)伸系數(shu)較大(da)4～5；
e. 可生產較長的荒管大于33m；
2. 主要工藝技術(shu)裝備和智能(neng)化方面創新(xin)：
a. 采用帶導盤的狄塞爾穿孔機；
b. 穿孔機(ji)采用(yong)了可變速(su)軋制；
c. 采(cai)用(yong)了頂桿快(kuai)速更換(huan)；
d. 采(cai)用了步進式(shi)再加(jia)熱爐；
e. 采用了28機架三輥式張力(li)減徑機，并帶有頭尾（CEC）控制技術；
f. 熱軋生產線配有過(guo)程管理機和PLC控制系統，實現(xian)了全自動化生產。
天(tian)津(jin)鋼管(guan)公司ф250mm限(xian)動芯棒連(lian)軋管(guan)機(ji)組（7機(ji)架，呈45°角布置(zhi)）
該連(lian)軋管機組(zu)由(you)意大(da)利引進，1992年建成投產，是(shi)我國引進的第一套限動芯棒連(lian)軋管機組(zu)，產品直(zhi)徑為(wei)ф114～273.1mm，壁厚4.5～35mm，主要產品定位于當時(shi)國內緊缺的石油(you)套管。
1. 與浮動式(shi)芯(xin)(xin)棒(bang)連軋管機(ji)組(zu)相比，限動芯(xin)(xin)棒(bang)連軋管機(ji)組(zu)的(de)優勢：
a. 鋼管的壁(bi)厚(hou)精度更高，壁(bi)厚(hou)偏差±6％～8％；
b. 可軋制D／S大于42的薄壁鋼管；
c. 可生(sheng)產的產品(pin)規格(ge)(ge)范圍更寬，該機組規格(ge)(ge)范圍為(wei)φ114～273mm（限動芯棒連(lian)軋(ya)管機組目前可生(sheng)產的最大的直徑(jing)為(wei)φ508mm）；
d. 可(ke)軋制的荒管長度(du)更(geng)長（該機(ji)組荒管長度(du)為(wei)32～33m，理論上可(ke)大于45m）；
e. 延伸(shen)系數大于5；
f. 能耗比浮(fu)動式連軋機(ji)組低30％左(zuo)右。
2. 主要工藝技術裝(zhuang)備和(he)智能化方面(mian)創新：
a. 穿孔機設置了(le)機內定(ding)心輥；
b. 穿孔機采用了(le)頂桿快速更換；
c. 設(she)置(zhi)了頂桿預旋轉裝置(zhi)；
d. 采用線外預穿芯棒工藝；
e. 連軋機采用(yong)了(le)快速換輥（兩(liang)側更換）；
f. 配備了在線測(ce)(ce)厚、測(ce)(ce)徑(jing)、測(ce)(ce)長、測(ce)(ce)速(su)、測(ce)(ce)溫等裝(zhuang)置，能及(ji)時監控鋼管的幾何尺寸。
衡陽鋼管廠φ89mm半(ban)浮動(dong)芯(xin)棒連軋管機組（6機架(jia)，水(shui)平垂直(zhi)布置）
1997年建成投產，該連軋(ya)管(guan)機組由德國(guo)引進，是我國(guo)第一(yi)套半浮動芯棒(bang)連軋(ya)管(guan)機（也是唯一(yi)的(de)一(yi)套）。產品直徑(jing)為(wei)φ25～89mm，壁厚2.5～12mm，主要(yao)產品為(wei)高(gao)壓鍋(guo)爐(lu)管(guan)。
1. 半浮(fu)動(dong)芯棒連軋(ya)管機組的(de)優勢是：
a. 軋(ya)制節奏(zou)較快3～3.5p／min，稍(shao)低于(yu)浮動(dong)式軋(ya)機，但高于(yu)限動(dong)芯棒軋(ya)機；
b. 避免(mian)了“竹節”的產生，壁厚精度與限動軋機相當；
c. 產(chan)量高(gao)。高(gao)于(yu)同規格限動軋機的產(chan)量。
2. 主(zhu)要(yao)工藝(yi)技術裝備創新：
a. 采用錐(zhui)形(xing)輥導板式穿(chuan)孔機，輾軋角(jiao)為10°，采用前(qian)(qian)臺主傳動即(ji)主電機、傳動軸(zhou)布置(zhi)在前(qian)(qian)臺，有利于(yu)穿(chuan)孔機實(shi)現頂桿循環和(he)設(she)備維護（一般錐(zhui)形(xing)輥穿(chuan)孔機的傳動軸(zhou)布置(zhi)在出口側，輾軋角(jiao)為15°）；
b. 芯棒運行(xing)采用半浮式工藝(yi)。既有(you)限動軋(ya)機壁厚精(jing)度高的特(te)點(dian)，又有(you)浮動軋(ya)管(guan)機節奏快的特(te)點(dian)，適于生產中、小直(zhi)徑無縫(feng)鋼管(guan)。
包(bao)鋼連(lian)軋管廠φ180mm少機架限動(dong)芯(xin)棒連(lian)軋機組(zu)（5機架，水(shui)平(ping)垂直布置）
2000年φ180mm限動芯棒連(lian)軋管機(ji)(ji)組(zu)建成投(tou)產(chan)（國(guo)內(nei)第一套5機(ji)(ji)架(jia)連(lian)軋管機(ji)(ji)組(zu)）。該(gai)機(ji)(ji)組(zu)由意(yi)大利引進，產(chan)品(pin)規(gui)格為(wei)φ(60~245)mm×(3.2~25)m2～25）mm，主要產(chan)品(pin)為(wei)油井(jing)管和(he)鍋爐管。
1. 5機架（Mini-MPM）限動芯(xin)棒連軋管機組(zu)的特點是(shi)：
a. 連軋機組(zu)采(cai)用了5機架，較大幅度降低了機電設備投資和基建費用，同(tong)時也減少了生產工具的費用；
b. 該機組的另一特(te)點是，12架微張力定徑機與24架張力減(jian)徑機串列布(bu)置。
2. 主要創新(xin)點(dian)：
a. 連軋機軋輥(gun)調整采用了液壓壓下，因而(er)可實現在(zai)線(xian)輥(gun)縫(feng)調整；
b. 配備了鋼管頭尾削(xue)尖功能，以(yi)改善鋼管頭尾的壁(bi)厚偏差。
鞍鋼(gang)無(wu)縫鋼(gang)管廠ф159mm限動芯棒(bang)連(lian)軋管機(ji)組（5機(ji)架，水(shui)平垂直(zhi)布(bu)置(zhi)）
2002年鞍鋼集團無縫鋼管廠通過對靈山ф140mm軋(ya)管機(ji)(ji)組的技(ji)術改(gai)造，建成一套φ159mm限動芯棒(bang)連(lian)(lian)軋(ya)管機(ji)(ji)組。該連(lian)(lian)軋(ya)機(ji)(ji)組由(you)德國引進，產品直徑(jing)為φ7～177.8mm，壁厚4.5～16mm，設(she)計產量(liang)為20萬噸／年。
主(zhu)要(yao)特點和創新點：
1. 除連軋(ya)管主機與限動裝置(zhi)由(you)國(guo)外供貨，其余設備分別由(you)國(guo)外提供基(ji)本(ben)數據、或(huo)基(ji)本(ben)設計(ji)、或(huo)詳細設計(ji)，由(you)國(guo)內制造。
2. 穿孔機(ji)(ji)通過利(li)舊，改(gai)造(zao)為導板錐形輥臥式穿孔機(ji)(ji)，輾(zhan)軋角為3.3°，完全由國內設(she)計制(zhi)造(zao)。
3. 在定徑(jing)機前設置了電感(gan)應再加(jia)熱裝置。
天津鋼管公司ф168mm三輥限動芯棒連軋管機組（5機架＋1架空減機）
2003年建成投產，是世界(jie)上第一套三輥連軋管(guan)機組(zu)（PQF），產品直(zhi)徑為Φ32～168.3mm，壁厚(hou)3.5～22mm，主要產品：鉆桿、油(you)套管(guan)、高壓鍋爐管(guan)等，在設計上還考慮了可軋制高合金、不銹鋼管(guan)等難(nan)變(bian)形金屬。
1. 該機組的優勢：
a. 壁厚精度更高
三輥布(bu)置使芯(xin)棒(bang)在孔型中的(de)對(dui)中性(xing)更(geng)好，軋(ya)制過程更(geng)加平穩，金(jin)屬變形更(geng)加均勻，壁厚(hou)偏差達到±5％～6％；
b. 鋼管表(biao)面質量更好
孔型槽底與輥肩各點線速度差減(jian)小(xiao)(xiao)、金屬(shu)不均勻流動減(jian)小(xiao)(xiao)、橫向變形減(jian)小(xiao)(xiao)，減(jian)緩(huan)了因軋輥側壁結瘤(liu)而在金屬(shu)表面(mian)上留下的壓痕(hen)缺陷，使鋼管表面(mian)更加(jia)光潔(jie)；
c. 可(ke)軋(ya)制高合(he)金、不銹(xiu)鋼等變形難度更大的金屬(shu)
采用三輥軋制工藝和機(ji)架采用圓形結構(gou)設計，使(shi)機(ji)架的剛性(xing)高，受(shou)力(li)均勻，單輥受(shou)力(li)減小；
d. 軋制缺陷減(jian)少
因不均勻變形(xing)減小、金屬的縱(zong)向拉(la)應(ying)力降低(di)，拉(la)裂(lie)、拉(la)凹等缺陷大幅度減少；
e. 金屬收得率高
軋(ya)制缺陷減少(shao)，尾部不規則部分切除減少(shao)近(jin)40％；
f. 可軋制(zhi)更(geng)薄的鋼管(guan)
徑壁比D／S達50；
g. 工(gong)具(ju)消耗顯著降低(di)
無論是(shi)軋(ya)(ya)輥的尺寸，還是(shi)軋(ya)(ya)輥的磨損(sun)，都呈較(jiao)大幅度(du)下降。
2. 主(zhu)要工(gong)藝技術裝備和智能化方面的創新：
a. 牌坊(fang)(fang)的結(jie)構(gou)設計使其(qi)剛(gang)性(xing)高、穩定性(xing)好(hao)。牌坊(fang)(fang)采用全(quan)新(xin)的整體圓筒形框(kuang)架(jia)(jia)結(jie)構(gou)設計，5個機架(jia)(jia)加(jia)空減機架(jia)(jia)的牌坊(fang)(fang)全(quan)部用大型螺(luo)桿連(lian)接為(wei)一體，牌坊(fang)(fang)結(jie)構(gou)緊湊(cou)，長度方向(xiang)縮短。其(qi)剛(gang)性(xing)更高，穩定性(xing)更好(hao)，同時便于運輸(shu)及安裝，見圖6-42所示；
b. 采用軸向換(huan)輥方式。有利于保持軋機中心線的穩定(ding)和對(dui)中性，可減少廠房跨距，但不利于單(dan)機架換(huan)輥和事故處(chu)理；
c. 軋輥的(de)液壓平衡采用獨(du)特(te)的(de)擺臂式結構設計，見(jian)圖6-43所示；
d. 連軋機采用(yong)了液壓小艙(cang)控制系統（HCCS），可實現動態(tai)輥縫調整；
e. 采用了芯棒前行(xing)循(xun)環(huan)工(gong)(gong)藝。該工(gong)(gong)藝是(shi)指當軋制結束時，芯棒不返回而繼續前行(xing)的循(xun)環(huan)工(gong)(gong)藝以及(ji)相
關(guan)的(de)配套(tao)技術，省去了芯棒返回時間，使每根管(guan)的(de)軋制(zhi)周期縮短4～5s，可(ke)提高機組的(de)產能20％以上；
f. 采用了多項工藝(yi)控(kong)制(zhi)（智能(neng)）技(ji)術如(ru)CARTA技(ji)術：是將生產(chan)(chan)(chan)計(ji)劃、生產(chan)(chan)(chan)過(guo)程控(kong)制(zhi)和質量保(bao)證(zheng)三(san)者有機結(jie)合起來(lai)，以(yi)(yi)保(bao)證(zheng)優質、高(gao)效、低消耗地生產(chan)(chan)(chan)鋼管(guan)(guan)；液壓小艙控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)（HCCS）：可控(kong)制(zhi)連軋機的(de)(de)液壓壓下動作，實(shi)現輥縫調(diao)節。包括實(shi)現溫度(du)補償、咬(yao)入沖擊補償、錐(zhui)形芯棒(bang)伺服和頭尾削薄等功能(neng)；QAS系(xi)統(tong)(tong)：通(tong)過(guo)對物(wu)料的(de)(de)跟蹤、檢／監測(ce)，對數據(ju)進(jin)行收(shou)集、分析(xi)和存儲(chu)并將分析(xi)的(de)(de)結(jie)果及時反饋給生產(chan)(chan)(chan)控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)，以(yi)(yi)實(shi)施對物(wu)料的(de)(de)控(kong)制(zhi)，保(bao)證(zheng)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)質量；MTS系(xi)統(tong)(tong)：向QAS、CARTA（包括PSS）系(xi)統(tong)(tong)傳(chuan)遞訂單(dan)信息，收(shou)集這些系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)檢測(ce)數據(ju)并歸檔(dang)保(bao)存：從管(guan)(guan)坯稱重開(kai)始到冷床結(jie)束，跟蹤物(wu)料通(tong)過(guo)不同(tong)工序時的(de)(de)流(liu)水(shui)號和各種(zhong)工藝(yi)調(diao)整(zheng)數據(ju)。
衡陽(yang)華菱(ling)鋼管ф340mm連軋管機組、攀成鋼Φ340mm連軋管機組
該兩機(ji)組(zu)均為2005年(nian)建成投產(chan)，設計(ji)規模為年(nian)產(chan)熱軋無縫鋼管(guan)50萬噸。機(ji)組(zu)采用帶(dai)導盤錐形輥穿孔，帶(dai)空減機(ji)架(jia)（VRS）的5機(ji)架(jia)限動芯棒(bang)連軋機(ji)，12機(ji)架(jia)微張(zhang)力定（減）徑，主要設備從(cong)德國SMSMeer公司(si)引(yin)進。
創(chuang)新(xin)點：兩套機(ji)組均(jun)采用了穿孔機(ji)工藝(yi)(yi)輔助設計系(xi)統(tong)（CARTA-CPM）、連軋(ya)工藝(yi)(yi)監控系(xi)統(tong)（PSS）、連軋(ya)輥(gun)縫控制系(xi)統(tong)（HCCS）、微張(zhang)力定（減(jian)）徑機(ji)工藝(yi)(yi)輔助設計系(xi)統(tong)（CARTA-SM）、物料(liao)跟蹤(zong)系(xi)統(tong)（MTS）和在線檢測質量保(bao)證系(xi)統(tong)（QAS）等工藝(yi)(yi)控制技(ji)術(shu)。
攀成鋼ф159mm三輥連軋管(guan)機(ji)組（5機(ji)架＋1架空減機(ji)）
2007年建成投產(chan)，產(chan)品(pin)直(zhi)徑(jing)為φ48.3~1777.8mm,壁(bi)厚3.5～25mm；主要(yao)產(chan)品(pin)：鉆(zhan)桿、油套(tao)管、高(gao)壓鍋(guo)爐(lu)管等。
特點及創新點：
1. 采用(yong)了(le)(le)錐形輥導盤式(shi)穿孔(kong)機，增加了(le)(le)后臺(tai)(tai)機內定心裝(zhuang)置和前臺(tai)(tai)管(guan)坯熱定心裝(zhuang)置。
2. 采用(yong)了(le)意大利(li)(li)達涅(nie)利(li)(li)公司開發的三輥(gun)限(xian)動芯棒連軋(ya)管機(ji) FQM（Fine Quality Mill），其機(ji)架結(jie)構設計簡(jian)捷(jie)，軋(ya)輥(gun)的液(ye)壓平衡簡(jian)單、直接(jie)，有利(li)(li)于輥(gun)縫調節，軋(ya)輥(gun)機(ji)架的拆裝和校準更(geng)方便。結(jie)構如圖6-44。
3. 配置了(le)(le)KOCKS公(gong)司的24機(ji)(ji)(ji)架(jia)三輥(gun)式張力(li)減徑機(ji)(ji)(ji)。采用(yong)(yong)(yong)單(dan)獨(du)(du)軋輥(gun)傳動，交流變頻調速，后(hou)三個(ge)機(ji)(ji)(ji)架(jia)（K1、K2和K3）軋輥(gun)可調，便(bian)于張力(li)控(kong)制，減小機(ji)(ji)(ji)架(jia)更換次數和時(shi)間。軋輥(gun)機(ji)(ji)(ji)架(jia)孔型是(shi)采用(yong)(yong)(yong)普通(tong)數控(kong)車床(chuang)對單(dan)個(ge)輥(gun)環進(jin)(jin)行(xing)單(dan)獨(du)(du)加工(gong)，不(bu)是(shi)采用(yong)(yong)(yong)傳統的機(ji)(ji)(ji)架(jia)軋輥(gun)整體加工(gong)方式。減少了(le)(le)備用(yong)(yong)(yong)機(ji)(ji)(ji)架(jia)的數量(liang)，又省去專用(yong)(yong)(yong)加工(gong)機(ji)(ji)(ji)床(chuang)，也降低長期運行(xing)費用(yong)(yong)(yong)。同(tong)(tong)時(shi)，由于各機(ji)(ji)(ji)架(jia)軋輥(gun)實際直(zhi)徑的不(bu)同(tong)(tong)，采用(yong)(yong)(yong)了(le)(le)變架(jia)間距(ju)的緊(jin)湊式設計，縮短了(le)(le)機(ji)(ji)(ji)組長度，可進(jin)(jin)一步(bu)減少增(zeng)厚端切(qie)損。
控(kong)(kong)制(zhi)方面，配置(zhi)了完善的自(zi)動控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)。可實(shi)現鋼管增厚端控(kong)(kong)制(zhi)（HEC）、自(zi)動壁厚控(kong)(kong)制(zhi)（AWC）、傳(chuan)動系(xi)統(tong)沖(chong)擊補償、負荷均衡控(kong)(kong)制(zhi)等必要的控(kong)(kong)制(zhi)功能；同(tong)時(shi)，根據在線(xian)檢測(ce)信息，可實(shi)時(shi)對三(san)個(ge)可調軋輥(gun)機(ji)架進行遠程調節。既減(jian)少(shao)切(qie)損、降低金屬消耗(hao)，又保證了產(chan)品(pin)質量。該張力減(jian)徑機(ji)和(he)軋輥(gun)機(ji)架如圖(tu)6-45所(suo)示(shi)。
