我(wo)國(guo)于20世(shi)紀70年(nian)代開(kai)始研制全浮動芯(xin)(xin)棒(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)，國(guo)產的Φ76mm全浮動芯(xin)(xin)棒(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)于80年(nian)代末在(zai)衡陽(yang)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)廠試(shi)生產。80年(nian)代初開(kai)始，我(wo)國(guo)陸續引進連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)生產線(xian)。至今已有46套(tao)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)。其中(zhong)限(xian)動芯(xin)(xin)棒(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)44套(tao)，全浮動芯(xin)(xin)棒(bang)、半浮動芯(xin)(xin)棒(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)各1套(tao)。在(zai)44套(tao)限(xian)動芯(xin)(xin)棒(bang)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)中(zhong)，三輥連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)28條，其余均為兩輥連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)。下面結合幾個典型機(ji)(ji)組(zu)例子(zi)介紹我(wo)國(guo)連(lian)(lian)(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)組(zu)發(fa)展情況。
寶鋼無縫鋼管廠ф140m浮(fu)動芯(xin)棒連軋管機組（8機架，呈45°角布(bu)置(zhi)）
1985年建(jian)成(cheng)投產(chan)，是我國從德國引進(jin)的(de)(de)(de)第1套先進(jin)的(de)(de)(de)熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)連(lian)軋(ya)(ya)機組，設計產(chan)量(liang)50萬(wan)噸(dun)／年，產(chan)品(pin)規格(ge)為Φ（21.3～139.7）mmmmx(2.0~252.0～25）mm，主要(yao)用于生產(chan)油井管(guan)和(he)鍋(guo)爐(lu)管(guan)。該(gai)機組具有現(xian)代化的(de)(de)(de)管(guan)理模式(shi)(shi)和(he)在(zai)線全自動化運行方式(shi)(shi)。它的(de)(de)(de)建(jian)成(cheng)投產(chan)大(da)(da)大(da)(da)提高(gao)了(le)我國熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)技(ji)術裝備水(shui)平，提高(gao)了(le)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)質量(liang)和(he)生產(chan)的(de)(de)(de)各項技(ji)術指標，讓業(ye)內人士(shi)大(da)(da)開眼界，并成(cheng)為我國現(xian)代化無(wu)縫鋼(gang)管(guan)發展史上的(de)(de)(de)一個里程碑。
1. 與當時國內自動軋管機(ji)、周期(qi)式(shi)軋管機(ji)相(xiang)比，該連軋管機(ji)組的優勢是：
a. 軋制節(jie)奏快(kuai)3.5～4p／min；
b. 產量高，設計(ji)產量50萬噸／年(nian)（該(gai)機組實際最高年(nian)產量超(chao)過了85萬噸）；
c. 壁厚精度較高(gao)，壁厚偏差±7％～9％；
d. 延伸系數較(jiao)大(da)4～5；
e. 可生產較長(chang)的(de)荒(huang)管(guan)大(da)于33m；
2. 主要工藝(yi)技(ji)術裝備和智(zhi)能化方面創新：
a. 采用帶導盤的狄塞爾穿孔機；
b. 穿孔機(ji)采用了可變(bian)速軋制；
c. 采用(yong)了頂桿快速(su)更換；
d. 采用了步進式再(zai)加(jia)熱(re)爐；
e. 采用了(le)28機架三(san)輥(gun)式(shi)張力減徑機，并帶有(you)頭尾（CEC）控制技術；
f. 熱(re)軋生產線(xian)配有過程管理機和(he)PLC控制系統，實現了(le)全(quan)自動化生產。
天津(jin)鋼管公司ф250mm限動芯(xin)棒(bang)連軋管機(ji)組（7機(ji)架，呈(cheng)45°角布(bu)置）
該(gai)連(lian)軋(ya)管機(ji)組由意(yi)大利引進(jin)(jin)，1992年建成投(tou)產(chan)，是我國(guo)引進(jin)(jin)的第一(yi)套限動芯棒連(lian)軋(ya)管機(ji)組，產(chan)品(pin)直徑為ф114～273.1mm，壁(bi)厚4.5～35mm，主要產(chan)品(pin)定位(wei)于當(dang)時國(guo)內緊缺的石油(you)套管。
1. 與(yu)浮動式芯棒連(lian)軋管(guan)機(ji)組相比，限動芯棒連(lian)軋管(guan)機(ji)組的優勢：
a. 鋼管的壁厚精度更(geng)高(gao)，壁厚偏差(cha)±6％～8％；
b. 可軋制D／S大于42的(de)薄壁鋼管(guan)；
c. 可生產(chan)的產(chan)品規格范圍更寬(kuan)，該機(ji)組規格范圍為φ114～273mm（限動(dong)芯棒連(lian)軋管機(ji)組目前(qian)可生產(chan)的最大的直徑為φ508mm）；
d. 可軋制的(de)荒管(guan)長(chang)(chang)度更長(chang)(chang)（該機組(zu)荒管(guan)長(chang)(chang)度為32～33m，理論(lun)上可大于45m）；
e. 延(yan)伸系數大于5；
f. 能(neng)耗比浮動式連軋機組低30％左右。
2. 主要工藝技術裝備和(he)智能化(hua)方面創(chuang)新：
a. 穿孔機設置了(le)機內定心輥(gun)；
b. 穿孔機采用了頂桿(gan)快速更換；
c. 設置(zhi)了頂桿(gan)預旋轉裝(zhuang)置(zhi)；
d. 采用線外預穿芯棒(bang)工藝；
e. 連(lian)軋機采用了(le)快速換輥（兩側更換）；
f. 配備(bei)了在(zai)線(xian)測厚、測徑(jing)、測長、測速、測溫等裝置，能及(ji)時監控鋼管的(de)幾何尺(chi)寸。
衡(heng)陽(yang)鋼管廠(chang)φ89mm半浮動芯棒連軋管機(ji)組（6機(ji)架(jia)，水平垂直(zhi)布置）
1997年建(jian)成(cheng)投產(chan)，該連(lian)軋管(guan)機(ji)組由德國(guo)(guo)引進，是(shi)我(wo)國(guo)(guo)第一(yi)套半浮(fu)動芯棒(bang)連(lian)軋管(guan)機(ji)（也是(shi)唯一(yi)的一(yi)套）。產(chan)品直徑為(wei)(wei)φ25～89mm，壁厚2.5～12mm，主要產(chan)品為(wei)(wei)高(gao)壓鍋爐管(guan)。
1. 半浮動(dong)芯棒(bang)連軋(ya)管機組的優勢是(shi)：
a. 軋(ya)制節(jie)奏較快3～3.5p／min，稍(shao)低于(yu)浮動式軋(ya)機，但高于(yu)限動芯棒(bang)軋(ya)機；
b. 避免了“竹節”的產生(sheng)，壁厚精(jing)度(du)與限(xian)動軋機相當；
c. 產量高(gao)。高(gao)于同規格限(xian)動軋機的產量。
2. 主要工(gong)藝(yi)技術裝備創新(xin)：
a. 采用錐(zhui)形(xing)輥導(dao)板(ban)式(shi)穿孔(kong)機(ji)，輾(zhan)軋(ya)角(jiao)為10°，采用前臺主傳(chuan)動即主電機(ji)、傳(chuan)動軸布(bu)置(zhi)在前臺，有利于穿孔(kong)機(ji)實現頂(ding)桿循環和設備維(wei)護(hu)（一般錐(zhui)形(xing)輥穿孔(kong)機(ji)的傳(chuan)動軸布(bu)置(zhi)在出口側，輾(zhan)軋(ya)角(jiao)為15°）；
b. 芯棒運行(xing)采用半浮式工藝。既有限動軋機壁厚(hou)精度高的特(te)點，又有浮動軋管機節奏快的特(te)點，適于生產中、小直徑無縫(feng)鋼管。
包鋼(gang)連(lian)軋管廠(chang)φ180mm少機架(jia)限動芯棒連(lian)軋機組（5機架(jia)，水平垂直布置）
2000年(nian)φ180mm限(xian)動芯棒連軋管機組(zu)(zu)建成投產(chan)(chan)（國內(nei)第(di)一套5機架連軋管機組(zu)(zu)）。該機組(zu)(zu)由意大利引進(jin)，產(chan)(chan)品規(gui)格為(wei)φ(60~245)mm×(3.2~25)m2～25）mm，主(zhu)要產(chan)(chan)品為(wei)油(you)井(jing)管和(he)鍋爐管。
1. 5機架（Mini-MPM）限動芯棒連軋管機組(zu)的特點是：
a. 連軋機組采(cai)用了(le)5機架，較大幅度降低了(le)機電設備投(tou)資(zi)和基建(jian)費用，同(tong)時也減少(shao)了(le)生產工具的(de)費用；
b. 該機(ji)組的另一特點是，12架微張(zhang)力(li)定(ding)徑機(ji)與(yu)24架張(zhang)力(li)減徑機(ji)串列布置(zhi)。
2. 主要(yao)創新點：
a. 連軋(ya)機軋(ya)輥調(diao)整(zheng)采用了液壓壓下，因而可實現在線輥縫調(diao)整(zheng)；
b. 配備了鋼(gang)管(guan)(guan)頭尾(wei)削尖(jian)功能，以改善鋼(gang)管(guan)(guan)頭尾(wei)的壁厚偏差。
鞍鋼(gang)無縫鋼(gang)管廠ф159mm限動芯棒連(lian)軋管機組（5機架，水平垂直布置）
2002年鞍鋼集團無縫鋼管廠通(tong)過(guo)對靈山ф140mm軋(ya)管機組的技術改造(zao)，建成(cheng)一套φ159mm限動芯棒連軋(ya)管機組。該(gai)連軋(ya)機組由德國引進，產(chan)品直徑為φ7～177.8mm，壁厚4.5～16mm，設計產(chan)量為20萬噸／年。
主要特點和創新(xin)點：
1. 除連軋(ya)管主機與限動裝置由國(guo)(guo)外供貨，其余設(she)(she)備分別由國(guo)(guo)外提供基本(ben)(ben)數(shu)據、或基本(ben)(ben)設(she)(she)計、或詳細設(she)(she)計，由國(guo)(guo)內制造。
2. 穿(chuan)孔(kong)機(ji)通過(guo)利(li)舊，改造(zao)(zao)為導板(ban)錐(zhui)形(xing)輥臥(wo)式穿(chuan)孔(kong)機(ji)，輾軋(ya)角為3.3°，完全由國內設計制造(zao)(zao)。
3. 在定徑機前設(she)置了電感應再(zai)加熱裝置。
天(tian)津(jin)鋼管公司ф168mm三輥限動芯棒(bang)連(lian)軋管機(ji)(ji)組（5機(ji)(ji)架(jia)＋1架(jia)空減機(ji)(ji)）
2003年(nian)建(jian)成投(tou)產(chan)，是世界(jie)上第一套(tao)三輥連軋(ya)管機組（PQF），產(chan)品直徑為Φ32～168.3mm，壁厚3.5～22mm，主要產(chan)品：鉆桿(gan)、油(you)套(tao)管、高壓鍋(guo)爐管等，在(zai)設計上還考慮了(le)可軋(ya)制(zhi)高合(he)金(jin)、不銹鋼(gang)管等難變形金(jin)屬。
1. 該機(ji)組的優勢：
a. 壁厚精度(du)更(geng)高(gao)
三輥布置使芯棒在孔型中(zhong)的對中(zhong)性更好(hao)，軋制過程更加平穩，金屬變(bian)形更加均(jun)勻，壁厚偏差達(da)到(dao)±5％～6％；
b. 鋼管(guan)表面質量(liang)更好
孔型(xing)槽底與輥(gun)(gun)肩各點線速度差(cha)減(jian)(jian)(jian)小、金屬不均勻流(liu)動減(jian)(jian)(jian)小、橫向變形減(jian)(jian)(jian)小，減(jian)(jian)(jian)緩了因軋輥(gun)(gun)側壁結瘤而在金屬表(biao)面上留下的壓痕(hen)缺(que)陷，使(shi)鋼管表(biao)面更加光潔；
c. 可軋制高合金、不銹鋼等變(bian)形難度(du)更大的(de)金屬(shu)
采用三輥軋(ya)制(zhi)工藝和(he)機(ji)架(jia)(jia)采用圓形結構設計，使機(ji)架(jia)(jia)的剛性(xing)高(gao)，受(shou)力均勻(yun)，單輥受(shou)力減小；
d. 軋制缺陷減少
因(yin)不均勻變形減小(xiao)、金(jin)屬(shu)的縱(zong)向(xiang)拉(la)應力降低，拉(la)裂、拉(la)凹(ao)等缺陷大幅度(du)減少；
e. 金屬收得(de)率高
軋(ya)制缺陷減少(shao)(shao)，尾(wei)部不規(gui)則部分切(qie)除減少(shao)(shao)近40％；
f. 可軋(ya)制(zhi)更薄的(de)鋼管
徑壁比D／S達50；
g. 工具消耗(hao)顯著降低(di)
無論是軋輥的尺(chi)寸(cun)，還是軋輥的磨(mo)損，都呈較大幅度下(xia)降。
2. 主要工藝技術裝(zhuang)備和智能化(hua)方面(mian)的創新：
a. 牌(pai)坊(fang)(fang)的(de)結(jie)構設計使(shi)其剛性高(gao)、穩定性好。牌(pai)坊(fang)(fang)采用全(quan)新的(de)整體圓筒形框架(jia)結(jie)構設計，5個機架(jia)加空減機架(jia)的(de)牌(pai)坊(fang)(fang)全(quan)部(bu)用大型螺桿(gan)連接為一體，牌(pai)坊(fang)(fang)結(jie)構緊湊(cou)，長(chang)度(du)方向縮短(duan)。其剛性更高(gao)，穩定性更好，同時便于(yu)運輸及安裝，見圖(tu)6-42所(suo)示(shi)；
b. 采用軸向(xiang)換輥(gun)方式。有利(li)于保(bao)持軋機中心線(xian)的穩(wen)定和對中性，可減少廠房跨距，但不利(li)于單機架換輥(gun)和事故處(chu)理；
c. 軋輥的液(ye)壓平(ping)衡采用獨(du)特的擺臂式結構設計，見圖6-43所示；
d. 連(lian)軋機采用(yong)了液壓(ya)小(xiao)艙(cang)控制(zhi)系統（HCCS），可(ke)實現動態輥縫(feng)調整；
e. 采用了芯棒前(qian)行循環工(gong)藝。該工(gong)藝是指當(dang)軋制(zhi)結束時(shi)，芯棒不返回而繼續前(qian)行的循環工(gong)藝以及相
關的配套技術，省去了芯棒返回(hui)時間，使每根管的軋制周(zhou)期(qi)縮短4～5s，可提高機組的產能(neng)20％以上(shang)；
f. 采用了多項工藝控(kong)制(zhi)（智能）技術如CARTA技術：是將生(sheng)產(chan)計(ji)劃、生(sheng)產(chan)過(guo)(guo)程(cheng)控(kong)制(zhi)和(he)質(zhi)(zhi)量保(bao)(bao)(bao)(bao)證(zheng)三者(zhe)有機(ji)結(jie)合起來，以保(bao)(bao)(bao)(bao)證(zheng)優質(zhi)(zhi)、高效、低消耗(hao)地(di)生(sheng)產(chan)鋼(gang)管(guan)(guan)；液(ye)(ye)壓小艙控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統（HCCS）：可控(kong)制(zhi)連(lian)軋機(ji)的(de)液(ye)(ye)壓壓下動作，實現輥(gun)縫(feng)調(diao)節。包括(kuo)實現溫度補償、咬入沖擊補償、錐形芯棒(bang)伺服和(he)頭(tou)尾削薄等功能；QAS系(xi)(xi)統：通過(guo)(guo)對物(wu)(wu)料(liao)的(de)跟蹤、檢(jian)／監測(ce)，對數據進行收集、分(fen)(fen)析和(he)存儲并將分(fen)(fen)析的(de)結(jie)果及時反饋給生(sheng)產(chan)控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統，以實施(shi)對物(wu)(wu)料(liao)的(de)控(kong)制(zhi)，保(bao)(bao)(bao)(bao)證(zheng)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)質(zhi)(zhi)量；MTS系(xi)(xi)統：向QAS、CARTA（包括(kuo)PSS）系(xi)(xi)統傳(chuan)遞訂(ding)單信息，收集這(zhe)些(xie)系(xi)(xi)統的(de)檢(jian)測(ce)數據并歸檔保(bao)(bao)(bao)(bao)存：從管(guan)(guan)坯稱(cheng)重(zhong)開始(shi)到冷床結(jie)束(shu)，跟蹤物(wu)(wu)料(liao)通過(guo)(guo)不(bu)同工序時的(de)流(liu)水號和(he)各種工藝調(diao)整數據。
衡陽華菱鋼管ф340mm連軋管機(ji)組(zu)、攀成鋼Φ340mm連軋管機(ji)組(zu)
該兩機(ji)組(zu)均為(wei)2005年(nian)建成投產，設(she)計(ji)規模(mo)為(wei)年(nian)產熱軋無縫鋼管50萬(wan)噸。機(ji)組(zu)采用帶(dai)導盤錐形(xing)輥(gun)穿孔，帶(dai)空減(jian)機(ji)架(jia)(jia)（VRS）的(de)5機(ji)架(jia)(jia)限動芯棒連軋機(ji)，12機(ji)架(jia)(jia)微張力定（減(jian)）徑(jing)，主要設(she)備從德國SMSMeer公司(si)引進。
創新點(dian)：兩套機組均采用(yong)了穿孔機工藝(yi)輔助設(she)(she)計(ji)系統(tong)(tong)（CARTA-CPM）、連軋工藝(yi)監(jian)控(kong)系統(tong)(tong)（PSS）、連軋輥縫控(kong)制系統(tong)(tong)（HCCS）、微(wei)張(zhang)力(li)定（減）徑(jing)機工藝(yi)輔助設(she)(she)計(ji)系統(tong)(tong)（CARTA-SM）、物料(liao)跟蹤系統(tong)(tong)（MTS）和在線檢測質量(liang)保證系統(tong)(tong)（QAS）等工藝(yi)控(kong)制技術。
攀成鋼(gang)ф159mm三輥連軋管機(ji)組（5機(ji)架＋1架空減機(ji)）
2007年建成投產，產品直徑為φ48.3~1777.8mm,壁厚3.5～25mm；主(zhu)要(yao)產品：鉆桿、油套(tao)管、高(gao)壓鍋爐管等。
特點(dian)及(ji)創(chuang)新點(dian)：
1. 采用(yong)了錐形(xing)輥導盤式穿(chuan)孔機，增加了后臺機內(nei)定心(xin)裝置和(he)前臺管(guan)坯熱定心(xin)裝置。
2. 采用了意大利達涅利公司開發的三(san)輥限動芯棒連軋管機 FQM（Fine Quality Mill），其機架(jia)結構設計簡(jian)捷，軋輥的液壓平衡簡(jian)單、直接(jie)，有利于輥縫(feng)調(diao)節，軋輥機架(jia)的拆裝和(he)校準(zhun)更方(fang)便。結構如圖(tu)6-44。
3. 配置了KOCKS公(gong)司的(de)24機(ji)(ji)架(jia)(jia)三輥式張力減徑機(ji)(ji)。采用(yong)(yong)(yong)單獨(du)軋(ya)輥傳動，交流變頻調(diao)速，后三個(ge)(ge)機(ji)(ji)架(jia)(jia)（K1、K2和K3）軋(ya)輥可調(diao)，便(bian)于張力控制，減小機(ji)(ji)架(jia)(jia)更(geng)換次數和時間(jian)。軋(ya)輥機(ji)(ji)架(jia)(jia)孔型是采用(yong)(yong)(yong)普通數控車床(chuang)對單個(ge)(ge)輥環進行單獨(du)加工(gong)(gong)，不是采用(yong)(yong)(yong)傳統的(de)機(ji)(ji)架(jia)(jia)軋(ya)輥整體加工(gong)(gong)方式。減少了備用(yong)(yong)(yong)機(ji)(ji)架(jia)(jia)的(de)數量(liang)，又(you)省去專用(yong)(yong)(yong)加工(gong)(gong)機(ji)(ji)床(chuang)，也(ye)降低長期運行費用(yong)(yong)(yong)。同時，由于各機(ji)(ji)架(jia)(jia)軋(ya)輥實際(ji)直徑的(de)不同，采用(yong)(yong)(yong)了變架(jia)(jia)間(jian)距的(de)緊(jin)湊(cou)式設計，縮短了機(ji)(ji)組(zu)長度，可進一步減少增(zeng)厚端切(qie)損。
控(kong)(kong)制(zhi)方面，配置了完善的自動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統。可(ke)實現鋼管增厚端(duan)控(kong)(kong)制(zhi)（HEC）、自動(dong)壁(bi)厚控(kong)(kong)制(zhi)（AWC）、傳動(dong)系(xi)統沖擊補(bu)償、負荷(he)均衡(heng)控(kong)(kong)制(zhi)等必要的控(kong)(kong)制(zhi)功能；同時，根據在線檢測信息，可(ke)實時對三個(ge)可(ke)調(diao)軋輥機(ji)(ji)架進行遠(yuan)程調(diao)節。既減少切損、降低金屬(shu)消(xiao)耗，又保證了產品(pin)質量。該張力(li)減徑機(ji)(ji)和軋輥機(ji)(ji)架如圖6-45所示。
