一、基本情(qing)況(kuang)
包鋼60mm PQF連(lian)軋管(guan)(guan)機(ji)組(zu)設(she)(she)計能力為(wei)年(nian)產(chan)無縫鋼管(guan)(guan)62萬(wan)噸，產(chan)品(pin)外徑ф244.5～457mm，壁厚6～60mm，長(chang)度6～15m。該(gai)機(ji)組(zu)2010年(nian)開工建設(she)(she)，2012年(nian)8月(yue)建成投產(chan)，由中冶京(jing)誠做工廠設(she)(she)計，熱軋線的主要(yao)(yao)設(she)(she)備由德(de)國梅爾公司(si)和意(yi)大利因西公司(si)設(she)(she)計制(zhi)造。該(gai)生(sheng)產(chan)線主要(yao)(yao)產(chan)品(pin)為(wei)石(shi)油套管(guan)(guan)（產(chan)量(liang)占全部(bu)熱軋產(chan)品(pin)的50.3％），其他產(chan)品(pin)為(wei)高(gao)壓鍋爐管(guan)(guan)、機(ji)械結構管(guan)(guan)、管(guan)(guan)線管(guan)(guan)、氣瓶管(guan)(guan)和石(shi)化用管(guan)(guan)等。在石(shi)油套管(guan)(guan)中，高(gao)合金高(gao)抗腐(fu)蝕(shi)系(xi)列(lie)套管(guan)(guan)、高(gao)抗硫(liu)系(xi)列(lie)套管(guan)(guan)、3Cr抗腐(fu)蝕(shi)系(xi)列(lie)套管(guan)(guan)、高(gao)鋼級(ji)套管(guan)(guan)等高(gao)合金含量(liang)、高(gao)附加值的套管(guan)(guan)又(you)占了主要(yao)(yao)部(bu)分。
二、工藝流程
工藝流程：合格管(guan)坯→鋸(ju)切(qie)→冷(leng)定(ding)心(xin)→環形爐加熱→高壓(ya)水(shui)(shui)除(chu)(chu)磷→穿孔→吹硼砂→穿芯棒→高壓(ya)水(shui)(shui)除(chu)(chu)鱗→PQF 連軋→脫管(guan)→高壓(ya)水(shui)(shui)除(chu)(chu)鱗→定(ding)徑→冷(leng)卻→定(ding)尺鋸(ju)切(qie)→人工內外表面檢查→噴標→收(shou)集入庫。
三、主要工藝設(she)備參數及(ji)性能特點(dian)
1. 環形加(jia)熱爐
環形(xing)爐由LOI天津公司(si)設計及制作。環形(xing)加熱(re)爐主要參數包括：
管坯(pi)直(zhi)徑：ф350、φ390、φ430；
環形爐(lu)中徑：50m；
爐底(di)寬(kuan)度：5.3m；
最大加熱長(chang)度：5.0m；
最(zui)大坯重(zhong)：5665kg；
最大加熱能力：220t／h；
最大(da)裝(zhuang)出料節奏：100p／h。
2. 錐形輥穿(chuan)孔(kong)機
該機(ji)(ji)組(zu)采(cai)用立式(shi)導板錐形輥穿孔機(ji)(ji)，穿孔輥直徑1500mm。由于(yu)本機(ji)(ji)組(zu)采(cai)用的管(guan)坯(pi)重量較(jiao)大，為方便管(guan)坯(pi)咬(yao)入，防止前卡事故，在前臺設置(zhi)了(le)管(guan)坯(pi)預旋(xuan)轉(zhuan)裝置(zhi)，大管(guan)坯(pi)在推(tui)鋼機(ji)(ji)推(tui)入軋輥前在預旋(xuan)轉(zhuan)的驅動下旋(xuan)轉(zhuan)起來，這樣很大程(cheng)度(du)改善了(le)咬(yao)入條件，減少了(le)事故，提高(gao)了(le)軋輥壽命(ming)。穿孔機(ji)(ji)主要參(can)數包括：
最大軋輥直徑：1500mm；
最大出口速度：0.8m／s；
最(zui)大軋制力矩：2500kN·m；
主電(dian)機功率(lv)：7000kW×2臺；
主(zhu)電機最(zui)大(da)轉(zhuan)速(su)：600r／min。
3. PQF連軋管機
PQF連軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)組(zu)為5機(ji)(ji)架(jia)的(de)軸向換輥(gun)(gun)(gun)連軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)，優點是隧道式筒形牌坊(fang)剛度(du)及強度(du)好，傳動布(bu)置緊湊，軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)穩定性好。每架(jia)軋(ya)(ya)機(ji)(ji)的(de)三個(ge)互成(cheng)120°的(de)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)安裝在(zai)獨(du)立的(de)軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)單(dan)元一軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)小(xiao)機(ji)(ji)架(jia)內，安裝在(zai)隧道上的(de)伺服液(ye)壓小(xiao)倉，可以(yi)對(dui)軋(ya)(ya)輥(gun)(gun)(gun)輥(gun)(gun)(gun)縫(feng)(feng)進行同步調(diao)整(zheng)(zheng)也(ye)可以(yi)單(dan)獨(du)調(diao)整(zheng)(zheng)，即采用了輥(gun)(gun)(gun)縫(feng)(feng)自動控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系統(tong)（HCCS），從而(er)保證了軋(ya)(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)質量，另外，該(gai)連軋(ya)(ya)管機(ji)(ji)在(zai)生產過程中采用了工藝(yi)過程控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系統(tong)（PSS），實(shi)現了溫度(du)補(bu)償、咬(yao)入沖(chong)擊(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、錐形芯棒伺服和頭尾削尖(jian)等功能。
由于(yu)該機組軋(ya)制節奏較慢（最快40秒／支），只有在(zai)線穿芯(xin)棒(bang)(bang)方式，不設預(yu)穿線，減(jian)少(shao)了芯(xin)棒(bang)(bang)在(zai)線數量，減(jian)少(shao)了芯(xin)棒(bang)(bang)與毛管接觸時間，減(jian)少(shao)了毛管的(de)溫降，提高了芯(xin)棒(bang)(bang)壽命，節省了設備(bei)投(tou)資。
PQF連軋機主要參(can)數包括：
荒管外徑(jing)：Φ322mm，φ403mm，ф482mm；
軋輥直徑：φ1100mm；
最大入口速度(du)：1.5m／s；
最大出口速度：4.0m／s；
最大軋制力：600kN；
最大(da)軋制(zhi)力矩：250kN·m；
電機(ji)功率：1號和4號機(ji)架各3×800kW，2號和3號機(ji)架各3×1000kW，5號機(ji)架3×400kW；
限動力：3000kN；
限(xian)動電機功(gong)率：500kW×6臺；
限動最大(da)前(qian)進(jin)速度：4.5m／s；
限動(dong)最大返回(hui)速度(du)：4.5m／s；
軋(ya)制中(zhong)限動速度：0.9～1.5m／s。
4. 定徑機(ji)
采(cai)用(yong)12架(jia)三輥(gun)式定(ding)徑(jing)機(ji)，每架(jia)都有一臺電機(ji)驅動(dong)(dong)(dong)(dong)，機(ji)架(jia)采(cai)用(yong)傘齒輪內(nei)傳動(dong)(dong)(dong)(dong)結構，在機(ji)架(jia)外(wai)有一根傳動(dong)(dong)(dong)(dong)軸通(tong)過聯軸器與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)(pai)上下兩(liang)層排(pai)(pai)列(lie)，整(zheng)個(ge)定(ding)徑(jing)機(ji)布置(zhi)(zhi)緊(jin)湊。對(dui)于參(can)與變形少的(de)機(ji)架(jia)個(ge)數的(de)生(sheng)產規格來說(shuo)，設(she)置(zhi)(zhi)了空過的(de)傳輸(shu)機(ji)架(jia)，根據不同的(de)規格，傳輸(shu)機(ji)架(jia)的(de)個(ge)數不同，傳輸(shu)機(ji)架(jia)在傳動(dong)(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)驅動(dong)(dong)(dong)(dong)下能將鋼(gang)管(guan)平穩輸(shu)送給定(ding)徑(jing)機(ji)出(chu)口輥(gun)道。該(gai)機(ji)組在定(ding)徑(jing)機(ji)前設(she)置(zhi)(zhi)了高壓(ya)水除鱗裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，提高鋼(gang)管(guan)的(de)外(wai)表面(mian)質(zhi)量(liang)，延長(chang)軋輥(gun)壽命。
定徑機主要參數包括：
軋輥名義直徑：Φ950mm；
機(ji)架(jia)間距：840mm；
入口(kou)鋼管速度：0.5m／s；
出(chu)口(kou)鋼管(guan)速度：1.5m／s；
電(dian)機功率：350kW×12臺；
電機轉速：200～600／1200r／min。
四、機組(zu)的創新(xin)點
1. 在(zai)線(xian)設(she)置管(guan)坯尾定心機
在熱軋(ya)管(guan)(guan)工藝中(zhong)，為了改善鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)尾部形狀、減少鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)切尾損失，降低工具消(xiao)耗(hao)，保證(zheng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)內(nei)表面質量，管(guan)(guan)坯尾定心的(de)作用也越來越受到生產企業的(de)重視。
包鋼新近建設的Φ460mm熱(re)(re)軋無(wu)縫鋼管機(ji)組(zu)中，環形加熱(re)(re)爐(lu)與穿孔機(ji)之(zhi)間均(jun)在線設置(zhi)了由(you)中冶京誠(cheng)設計(ji)制造的液壓夾鉗式管坯(pi)尾(wei)端熱(re)(re)定(ding)心機(ji)，如(ru)圖6-12為包鋼φ460mm機(ji)組(zu)液壓熱(re)(re)定(ding)心機(ji)的安裝(zhuang)現場。
2. 脫管后輥(gun)道定位塊式升降輥(gun)道
在國內(nei)已建成的(de)ф460mm機(ji)(ji)組(zu)中，脫(tuo)管(guan)機(ji)(ji)后輥道(dao)升降輥道(dao)全(quan)部為(wei)螺(luo)旋(xuan)電動(dong)升降式，其結構示(shi)意如圖6-13所示(shi)；它是利(li)用電機(ji)(ji)帶動(dong)螺(luo)旋(xuan)升降機(ji)(ji)來調(diao)(diao)整(zheng)輥道(dao)面(mian)的(de)標高(gao)以適應不同外徑的(de)荒管(guan)。但此(ci)機(ji)(ji)構的(de)現場(chang)工作環(huan)境通常(chang)比較惡劣(lie)，經常(chang)伴(ban)隨著高(gao)溫、潮濕(shi)、氧(yang)化鐵皮、油泥等，此(ci)機(ji)(ji)構容易發生脹死、調(diao)(diao)整(zheng)困難等情(qing)況。
為了(le)應對這一(yi)(yi)情況，在包鋼φ460mm 機(ji)(ji)組中設(she)計了(le)一(yi)(yi)種(zhong)是液(ye)壓定位(wei)塊(kuai)(kuai)式(shi)升(sheng)降(jiang)輥道，其結構(gou)(gou)(gou)如圖(tu)6-14所(suo)示；由(you)(you)于脫(tuo)管至定徑(jing)機(ji)(ji)間只(zhi)有φ307.5mm、ф388mm和(he)ф467.7mm三種(zhong)規格荒(huang)管，所(suo)以設(she)計了(le)一(yi)(yi)種(zhong)帶有三種(zhong)不同的(de)接觸面(mian)定位(wei)塊(kuai)(kuai)式(shi)調整(zheng)(zheng)(zheng)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)；當對輥道高度調整(zheng)(zheng)(zheng)時，由(you)(you)定位(wei)塊(kuai)(kuai)調整(zheng)(zheng)(zheng)液(ye)壓缸4推動擺(bai)桿(gan)，通過調整(zheng)(zheng)(zheng)升(sheng)降(jiang)臺架下方定位(wei)塊(kuai)(kuai)的(de)不同接觸面(mian)以滿(man)足3種(zhong)規格荒(huang)管。此輥道調整(zheng)(zheng)(zheng)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)具(ju)有結構(gou)(gou)(gou)簡(jian)單、受工(gong)作(zuo)環境影響(xiang)小(xiao)、操作(zuo)簡(jian)單、故障率(lv)低等(deng)等(deng)一(yi)(yi)系列優(you)點，可以顯著改(gai)善(shan)現場維檢人員的(de)勞動強度。
3. 冷床前(qian)增加鋼管抽檢與取(qu)樣臺(tai)架
為了能夠及(ji)時發(fa)現(xian)熱(re)軋鋼管表面缺陷(xian)及(ji)方便(bian)鋼管熱(re)取(qu)樣(yang)，在定徑機后(hou)、冷床入口前輥(gun)道一側增加了鋼管抽樣(yang)檢(jian)(jian)查(cha)與取(qu)樣(yang)臺架，如圖6-15所示。當需要對熱(re)軋的鋼管進行外(wai)表面抽檢(jian)(jian)及(ji)頭(tou)尾(wei)取(qu)樣(yang)時，人工啟動撥叉(cha)將熱(re)軋鋼管撥入到臺架的旋轉(zhuan)(zhuan)托輥(gun)上，旋轉(zhuan)(zhuan)托輥(gun)轉(zhuan)(zhuan)速(su)預(yu)先(xian)設(she)定為8r／min和1r／min；外(wai)表面檢(jian)(jian)查(cha)使用8r／min而頭(tou)尾(wei)取(qu)樣(yang)時使用1r／min的轉(zhuan)(zhuan)速(su)。
此臺架的(de)設置能夠有(you)利于現(xian)場(chang)更快更及(ji)時地(di)發(fa)現(xian)熱軋(ya)鋼管表面(mian)的(de)軋(ya)制缺陷、改變了以(yi)往操(cao)作人(ren)員頂著高(gao)溫在冷床上檢查鋼管表面(mian)缺陷及(ji)在冷床兩側進行(xing)頭尾取樣(yang)，很大程度上改善(shan)了現(xian)場(chang)操(cao)作人(ren)員的(de)工作條件，減少(shao)了發(fa)生工傷的(de)可(ke)能性。
4. 下吸式軋機除塵裝置
a. 除塵罩(zhao)傳統的布(bu)置(zhi)形(xing)式(shi)
在(zai)(zai)天(tian)管(guan)(guan)(guan)Φ460mm機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)、煙寶φ460mm機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)及(ji)天(tian)淮(huai)φ508mm機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)等(deng)類似機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)中，無論是在(zai)(zai)穿孔機(ji)(ji)(ji)(ji)抗氧化站尾部、連(lian)軋機(ji)(ji)(ji)(ji)出(chu)入口側、脫管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)及(ji)定(ding)徑機(ji)(ji)(ji)(ji)處(chu)除(chu)(chu)塵罩(zhao)及(ji)管(guan)(guan)(guan)道均采用了沿設(she)備上方布置(zhi)(zhi)(zhi)出(chu)廠房后與除(chu)(chu)塵器連(lian)接的方式，此種(zhong)布置(zhi)(zhi)(zhi)方式具有(you)管(guan)(guan)(guan)道布置(zhi)(zhi)(zhi)靈活、管(guan)(guan)(guan)道不易積灰積水、維(wei)檢(jian)工作量比較(jiao)少等(deng)特點，但同時也存在(zai)(zai)易阻擋(dang)操(cao)作員視線、不利(li)于(yu)管(guan)(guan)(guan)道其下(xia)設(she)備檢(jian)修吊運等(deng)不利(li)影響。
b. 包(bao)鋼Φ460mm機組除塵罩布置形式
在(zai)(zai)包(bao)鋼φ460mm機組中(zhong)除連軋后、脫管(guan)(guan)機及定徑機仍采(cai)用設(she)備(bei)(bei)上方(fang)布(bu)置(zhi)以外，其他部位(wei)均采(cai)用在(zai)(zai)設(she)備(bei)(bei)下方(fang)及兩(liang)側布(bu)置(zhi)的方(fang)式、風管(guan)(guan)采(cai)用了沿平臺(tai)下懸掛、地下直(zhi)埋的布(bu)置(zhi)形式，能夠避免除塵管(guan)(guan)道(dao)對設(she)備(bei)(bei)檢修吊運的不利影響、保證操作員視線；但也存在(zai)(zai)著平臺(tai)下懸掛管(guan)(guan)道(dao)易與電纜橋架、介質管(guan)(guan)線沖(chong)突(tu)、直(zhi)埋管(guan)(guan)道(dao)易與其他設(she)備(bei)(bei)基礎沖(chong)突(tu)及管(guan)(guan)道(dao)內易積(ji)(ji)灰積(ji)(ji)水且難于清理(li)會影響后續(xu)使(shi)用效果等問題。
c. 溴化鋰余(yu)熱利(li)用裝置
包鋼φ460機(ji)組在(zai)余(yu)熱(re)利(li)用(yong)方面是采用(yong)了(le)利(li)用(yong)環形(xing)爐煙氣(qi)余(yu)熱(re)的“煙氣(qi)型溴化(hua)鋰機(ji)組”。可以(yi)直接(jie)利(li)用(yong)環形(xing)爐煙氣(qi)余(yu)熱(re)置(zhi)換出采暖和制冷用(yong)的冷熱(re)水。
該溴化(hua)鋰機組具有(you)一些先進的(de)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。
