一、基本情(qing)況
包鋼60mm PQF連(lian)軋管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)組設計(ji)能(neng)力為年(nian)(nian)產(chan)無縫(feng)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)62萬噸，產(chan)品(pin)外徑(jing)ф244.5～457mm，壁(bi)厚6～60mm，長(chang)度6～15m。該機(ji)組2010年(nian)(nian)開工建設，2012年(nian)(nian)8月建成投(tou)產(chan)，由中冶(ye)京誠做工廠(chang)設計(ji)，熱(re)軋線(xian)的主(zhu)要(yao)設備由德國梅爾(er)公司和(he)意大利(li)因西公司設計(ji)制(zhi)造。該生產(chan)線(xian)主(zhu)要(yao)產(chan)品(pin)為石(shi)油(you)套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)（產(chan)量占全部熱(re)軋產(chan)品(pin)的50.3％），其他產(chan)品(pin)為高(gao)(gao)壓(ya)鍋爐管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、機(ji)械結(jie)構管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、氣瓶管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)石(shi)化(hua)用管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)等。在石(shi)油(you)套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)中，高(gao)(gao)合金(jin)高(gao)(gao)抗腐蝕系列(lie)套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、高(gao)(gao)抗硫系列(lie)套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、3Cr抗腐蝕系列(lie)套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、高(gao)(gao)鋼級套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)等高(gao)(gao)合金(jin)含量、高(gao)(gao)附加(jia)值的套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)又占了(le)主(zhu)要(yao)部分。
二、工藝流(liu)程
工藝流程：合(he)格管坯→鋸切→冷定心→環形爐加熱→高壓水(shui)除(chu)磷→穿(chuan)孔→吹硼砂→穿(chuan)芯棒→高壓水(shui)除(chu)鱗(lin)→PQF 連軋→脫管→高壓水(shui)除(chu)鱗(lin)→定徑→冷卻→定尺(chi)鋸切→人工內外表面檢查→噴標→收集(ji)入(ru)庫。
三(san)、主要工藝設備參(can)數及性能(neng)特(te)點
1. 環形加(jia)熱爐
環形(xing)爐由(you)LOI天津公司設計(ji)及(ji)制作(zuo)。環形(xing)加熱爐主要參(can)數(shu)包括：
管坯(pi)直(zhi)徑：ф350、φ390、φ430；
環形爐中徑：50m；
爐底寬度：5.3m；
最大加(jia)熱長度：5.0m；
最(zui)大坯重(zhong)：5665kg；
最大加熱能力：220t／h；
最(zui)大裝出料節奏：100p／h。
2. 錐形輥穿孔(kong)機
該機(ji)(ji)組(zu)采(cai)用(yong)立(li)式導板錐形(xing)輥(gun)(gun)(gun)穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)，穿(chuan)孔(kong)輥(gun)(gun)(gun)直徑1500mm。由于本(ben)機(ji)(ji)組(zu)采(cai)用(yong)的管坯重量較大，為(wei)方便(bian)管坯咬入，防止(zhi)前卡事故，在前臺設置了(le)管坯預(yu)旋(xuan)轉裝置，大管坯在推(tui)鋼機(ji)(ji)推(tui)入軋輥(gun)(gun)(gun)前在預(yu)旋(xuan)轉的驅動下旋(xuan)轉起來，這樣很(hen)大程度改善了(le)咬入條件，減少了(le)事故，提高了(le)軋輥(gun)(gun)(gun)壽命。穿(chuan)孔(kong)機(ji)(ji)主要參數包括：
最大(da)軋輥直徑：1500mm；
最大出(chu)口(kou)速度：0.8m／s；
最(zui)大軋制力矩：2500kN·m；
主電(dian)機功率：7000kW×2臺；
主電機最大轉(zhuan)速：600r／min。
3. PQF連軋(ya)管機(ji)
PQF連(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)組為5機(ji)架的(de)軸向(xiang)換輥(gun)連(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)，優(you)點是(shi)隧(sui)道(dao)(dao)式(shi)筒形(xing)牌坊剛度(du)及強度(du)好，傳動(dong)布置緊湊(cou)，軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)穩(wen)定性好。每(mei)架軋(ya)(ya)機(ji)的(de)三個互成120°的(de)軋(ya)(ya)輥(gun)安裝在獨立的(de)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)單(dan)元(yuan)一軋(ya)(ya)輥(gun)小機(ji)架內，安裝在隧(sui)道(dao)(dao)上的(de)伺(si)服液壓小倉，可以對軋(ya)(ya)輥(gun)輥(gun)縫進行同步調整也可以單(dan)獨調整，即采(cai)用了(le)輥(gun)縫自動(dong)控制(zhi)(zhi)系(xi)統（HCCS），從而(er)保證了(le)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)質(zhi)量，另外，該連(lian)軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)在生產過程中采(cai)用了(le)工(gong)藝過程控制(zhi)(zhi)系(xi)統（PSS），實現(xian)了(le)溫度(du)補(bu)償(chang)、咬(yao)入沖擊控制(zhi)(zhi)、錐形(xing)芯棒(bang)伺(si)服和頭尾削尖等功(gong)能。
由于(yu)該機組(zu)軋制節奏較慢（最快40秒／支），只(zhi)有(you)在(zai)線穿芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)方(fang)式，不(bu)設(she)預穿線，減(jian)(jian)少(shao)了(le)(le)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)在(zai)線數量，減(jian)(jian)少(shao)了(le)(le)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)與毛管接觸時(shi)間，減(jian)(jian)少(shao)了(le)(le)毛管的(de)溫(wen)降(jiang)，提高了(le)(le)芯(xin)(xin)(xin)棒(bang)壽命(ming)，節省了(le)(le)設(she)備投資。
PQF連軋機主要(yao)參數包括：
荒(huang)管外徑(jing)：Φ322mm，φ403mm，ф482mm；
軋輥直徑：φ1100mm；
最(zui)大入口(kou)速度(du)：1.5m／s；
最大出口速(su)度(du)：4.0m／s；
最大(da)軋制力(li)：600kN；
最大軋制力(li)矩：250kN·m；
電(dian)機功(gong)率：1號(hao)和(he)(he)4號(hao)機架各3×800kW，2號(hao)和(he)(he)3號(hao)機架各3×1000kW，5號(hao)機架3×400kW；
限動力：3000kN；
限動電機(ji)功率(lv)：500kW×6臺；
限動(dong)最大(da)前進(jin)速度：4.5m／s；
限動最(zui)大返回速度(du)：4.5m／s；
軋(ya)制中限動速度：0.9～1.5m／s。
4. 定徑機(ji)
采(cai)用(yong)12架(jia)(jia)(jia)三輥(gun)(gun)(gun)式(shi)定(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)，每架(jia)(jia)(jia)都(dou)有(you)一臺電(dian)機(ji)(ji)驅動，機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)采(cai)用(yong)傘齒輪內傳(chuan)動結構，在機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)外(wai)有(you)一根傳(chuan)動軸通(tong)過(guo)聯軸器(qi)與12架(jia)(jia)(jia)組(zu)合式(shi)的減速器(qi)相連接，奇偶架(jia)(jia)(jia)的電(dian)機(ji)(ji)前后排(pai)上下(xia)兩(liang)層排(pai)列，整個定(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)布置緊湊。對于參(can)與變形少(shao)的機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)個數(shu)的生產(chan)規(gui)(gui)格(ge)來(lai)說，設置了(le)空過(guo)的傳(chuan)輸(shu)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)，根據(ju)不同(tong)的規(gui)(gui)格(ge)，傳(chuan)輸(shu)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)的個數(shu)不同(tong)，傳(chuan)輸(shu)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)在傳(chuan)動裝(zhuang)置的驅動下(xia)能將鋼管(guan)平(ping)穩輸(shu)送(song)給定(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)出口輥(gun)(gun)(gun)道。該(gai)機(ji)(ji)組(zu)在定(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)前設置了(le)高壓水除(chu)鱗裝(zhuang)置，提高鋼管(guan)的外(wai)表面質(zhi)量，延長軋輥(gun)(gun)(gun)壽(shou)命。
定徑機主要參數包括：
軋輥名義直徑：Φ950mm；
機架(jia)間距：840mm；
入口鋼(gang)管速度：0.5m／s；
出(chu)口鋼管速度：1.5m／s；
電(dian)機功率(lv)：350kW×12臺；
電(dian)機轉速：200～600／1200r／min。
四(si)、機組(zu)的(de)創新(xin)點
1. 在線(xian)設置管坯尾定心機(ji)
在(zai)熱(re)軋管工(gong)藝中(zhong)，為了改善鋼(gang)管尾(wei)(wei)部形狀、減少(shao)鋼(gang)管切尾(wei)(wei)損失，降(jiang)低工(gong)具消耗(hao)，保證鋼(gang)管內(nei)表面質量，管坯(pi)尾(wei)(wei)定心的(de)作用也越(yue)來越(yue)受到生產企(qi)業(ye)的(de)重(zhong)視。
包鋼新(xin)近建設(she)的Φ460mm熱軋無縫鋼管(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)組中(zhong)，環形加熱爐與穿(chuan)孔機(ji)(ji)(ji)(ji)之間均在線(xian)設(she)置了由中(zhong)冶京(jing)誠設(she)計制造的液(ye)壓(ya)夾鉗式管(guan)坯尾端熱定(ding)心(xin)機(ji)(ji)(ji)(ji)，如圖6-12為包鋼φ460mm機(ji)(ji)(ji)(ji)組液(ye)壓(ya)熱定(ding)心(xin)機(ji)(ji)(ji)(ji)的安裝現場。
2. 脫(tuo)管后(hou)輥(gun)道定位塊(kuai)式升降輥(gun)道
在國內已建成的(de)ф460mm機(ji)組中，脫管機(ji)后輥道升降(jiang)(jiang)輥道全部(bu)為(wei)螺旋電動升降(jiang)(jiang)式，其結構(gou)示(shi)意如圖6-13所(suo)示(shi)；它是利用電機(ji)帶動螺旋升降(jiang)(jiang)機(ji)來調整(zheng)輥道面的(de)標(biao)高以適應不同外徑(jing)的(de)荒管。但此(ci)機(ji)構(gou)的(de)現場工(gong)作環境(jing)通常比(bi)較(jiao)惡劣，經常伴隨著高溫(wen)、潮濕、氧化鐵皮、油泥等，此(ci)機(ji)構(gou)容易發生(sheng)脹死、調整(zheng)困難等情況。
為了應對這(zhe)一情況，在包鋼(gang)φ460mm 機組中設(she)計了一種(zhong)(zhong)是液壓定位(wei)塊式升降輥(gun)道，其結構(gou)(gou)如(ru)圖6-14所示(shi)；由于脫(tuo)管(guan)至定徑機間只有(you)φ307.5mm、ф388mm和ф467.7mm三種(zhong)(zhong)規(gui)格荒管(guan)，所以設(she)計了一種(zhong)(zhong)帶有(you)三種(zhong)(zhong)不同的(de)接觸面定位(wei)塊式調整(zheng)機構(gou)(gou)；當對輥(gun)道高度調整(zheng)時，由定位(wei)塊調整(zheng)液壓缸4推動(dong)擺桿，通過調整(zheng)升降臺架下方定位(wei)塊的(de)不同接觸面以滿足3種(zhong)(zhong)規(gui)格荒管(guan)。此(ci)輥(gun)道調整(zheng)機構(gou)(gou)具(ju)有(you)結構(gou)(gou)簡(jian)單(dan)、受工作(zuo)環境影(ying)響小、操作(zuo)簡(jian)單(dan)、故障率(lv)低(di)等等一系列(lie)優點，可以顯著(zhu)改善現場維檢人員的(de)勞動(dong)強度。
3. 冷床(chuang)前增加(jia)鋼管抽(chou)檢與取樣(yang)臺架
為了能夠及時發(fa)現(xian)熱(re)軋(ya)(ya)鋼(gang)管表面(mian)(mian)缺(que)陷(xian)及方(fang)便鋼(gang)管熱(re)取(qu)樣，在定徑機后、冷床入口前(qian)輥(gun)道一側(ce)增加了鋼(gang)管抽樣檢查與(yu)取(qu)樣臺架，如圖6-15所示。當需要(yao)對熱(re)軋(ya)(ya)的(de)鋼(gang)管進行外(wai)(wai)表面(mian)(mian)抽檢及頭(tou)尾取(qu)樣時，人工啟(qi)動撥叉將熱(re)軋(ya)(ya)鋼(gang)管撥入到臺架的(de)旋轉(zhuan)(zhuan)托輥(gun)上(shang)，旋轉(zhuan)(zhuan)托輥(gun)轉(zhuan)(zhuan)速預先設定為8r／min和1r／min；外(wai)(wai)表面(mian)(mian)檢查使用8r／min而頭(tou)尾取(qu)樣時使用1r／min的(de)轉(zhuan)(zhuan)速。
此臺架的(de)設置(zhi)能(neng)夠有(you)利于現(xian)場更(geng)快更(geng)及時地(di)發(fa)現(xian)熱軋鋼(gang)管(guan)(guan)表面的(de)軋制缺陷(xian)、改變(bian)了(le)以往操作人(ren)員頂著高溫在冷床上(shang)檢(jian)查鋼(gang)管(guan)(guan)表面缺陷(xian)及在冷床兩側進行頭(tou)尾取樣，很大(da)程度上(shang)改善了(le)現(xian)場操作人(ren)員的(de)工作條(tiao)件，減少(shao)了(le)發(fa)生工傷的(de)可能(neng)性。
4. 下吸式軋機除(chu)塵裝置(zhi)
a. 除(chu)塵罩傳(chuan)統(tong)的布置形式
在天(tian)管(guan)Φ460mm機(ji)(ji)組(zu)(zu)、煙寶φ460mm機(ji)(ji)組(zu)(zu)及(ji)天(tian)淮φ508mm機(ji)(ji)組(zu)(zu)等類似機(ji)(ji)組(zu)(zu)中，無論是在穿孔機(ji)(ji)抗氧化(hua)站尾部、連軋機(ji)(ji)出入口側、脫管(guan)機(ji)(ji)及(ji)定徑機(ji)(ji)處除塵(chen)罩及(ji)管(guan)道均采(cai)用了沿設備上方布(bu)置(zhi)出廠房后與除塵(chen)器連接的方式，此種(zhong)布(bu)置(zhi)方式具有管(guan)道布(bu)置(zhi)靈活、管(guan)道不(bu)(bu)易積灰積水、維檢工作量比(bi)較少等特點，但同時也存在易阻擋操作員(yuan)視線、不(bu)(bu)利于管(guan)道其下設備檢修吊運等不(bu)(bu)利影響(xiang)。
b. 包鋼Φ460mm機(ji)組除塵罩布置(zhi)形(xing)式
在包鋼φ460mm機(ji)組(zu)中(zhong)除(chu)連(lian)軋后(hou)、脫(tuo)管(guan)(guan)機(ji)及定(ding)徑(jing)機(ji)仍采(cai)用(yong)設備(bei)上方(fang)布(bu)置(zhi)以(yi)外，其(qi)他部位均采(cai)用(yong)在設備(bei)下(xia)(xia)方(fang)及兩(liang)側布(bu)置(zhi)的方(fang)式(shi)、風管(guan)(guan)采(cai)用(yong)了沿平臺下(xia)(xia)懸(xuan)掛(gua)、地(di)下(xia)(xia)直埋(mai)的布(bu)置(zhi)形式(shi)，能夠避免除(chu)塵(chen)管(guan)(guan)道(dao)對(dui)設備(bei)檢修(xiu)吊運的不利影響、保(bao)證操(cao)作(zuo)員視線；但也存在著平臺下(xia)(xia)懸(xuan)掛(gua)管(guan)(guan)道(dao)易(yi)與電纜(lan)橋架(jia)、介質(zhi)管(guan)(guan)線沖突、直埋(mai)管(guan)(guan)道(dao)易(yi)與其(qi)他設備(bei)基礎沖突及管(guan)(guan)道(dao)內易(yi)積灰積水且難于清理會影響后(hou)續使用(yong)效果(guo)等問題。
c. 溴化(hua)鋰余熱(re)利用裝置
包鋼φ460機(ji)組(zu)在余熱(re)利用(yong)方(fang)面是采用(yong)了利用(yong)環(huan)形(xing)(xing)爐煙氣余熱(re)的(de)“煙氣型溴(xiu)化鋰機(ji)組(zu)”。可(ke)以(yi)直接(jie)利用(yong)環(huan)形(xing)(xing)爐煙氣余熱(re)置(zhi)換出采暖(nuan)和制冷用(yong)的(de)冷熱(re)水。
該溴化鋰機組具有一些先(xian)進的特(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。
