我(wo)國(guo)于20世(shi)紀70年代開(kai)(kai)始(shi)研(yan)制全(quan)浮(fu)(fu)動(dong)芯棒連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)，國(guo)產(chan)的Φ76mm全(quan)浮(fu)(fu)動(dong)芯棒連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)于80年代末在衡陽鋼管(guan)(guan)廠試生產(chan)。80年代初開(kai)(kai)始(shi)，我(wo)國(guo)陸續引進連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)生產(chan)線。至今已有46套(tao)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)。其中(zhong)限(xian)動(dong)芯棒連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)44套(tao)，全(quan)浮(fu)(fu)動(dong)芯棒、半浮(fu)(fu)動(dong)芯棒連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)各1套(tao)。在44套(tao)限(xian)動(dong)芯棒連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)中(zhong)，三輥連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)28條(tiao)，其余(yu)均為兩輥連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)。下面結合幾個典型機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)例子介紹我(wo)國(guo)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)發展情況。
寶鋼無縫(feng)鋼管廠ф140m浮(fu)動芯(xin)棒連軋(ya)管機組（8機架，呈45°角布置）
1985年建成投產，是(shi)我(wo)(wo)國從德國引進的(de)(de)(de)(de)第1套先進的(de)(de)(de)(de)熱(re)軋無縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)連軋機(ji)組，設(she)計產量50萬噸／年，產品規格為(wei)Φ（21.3～139.7）mmmmx(2.0~252.0～25）mm，主要用(yong)于生產油井管(guan)和鍋爐管(guan)。該機(ji)組具(ju)有現代化(hua)的(de)(de)(de)(de)管(guan)理模式(shi)和在線全(quan)自(zi)動化(hua)運行方式(shi)。它的(de)(de)(de)(de)建成投產大大提(ti)高了我(wo)(wo)國熱(re)軋無縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)技(ji)(ji)術(shu)裝備水平，提(ti)高了無縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)產品的(de)(de)(de)(de)質量和生產的(de)(de)(de)(de)各(ge)項技(ji)(ji)術(shu)指(zhi)標，讓(rang)業內人士大開眼界，并成為(wei)我(wo)(wo)國現代化(hua)無縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)發展史(shi)上的(de)(de)(de)(de)一個里程碑。
1. 與當時國內自動軋管(guan)機、周期(qi)式(shi)軋管(guan)機相(xiang)比，該連軋管(guan)機組(zu)的(de)優勢是(shi)：
a. 軋制節奏(zou)快3.5～4p／min；
b. 產量高，設(she)計產量50萬噸(dun)／年（該機組實際最高年產量超過了85萬噸(dun)）；
c. 壁厚精度較高，壁厚偏差±7％～9％；
d. 延伸系數較大4～5；
e. 可生產較(jiao)長的荒管大于(yu)33m；
2. 主要(yao)工藝技(ji)術裝(zhuang)備和智能化方面創(chuang)新：
a. 采(cai)用帶導盤的狄塞爾穿孔機；
b. 穿(chuan)孔機(ji)采用了(le)可變(bian)速(su)軋(ya)制；
c. 采用了頂桿快速更換；
d. 采(cai)用了(le)步進式再加熱爐；
e. 采(cai)用了(le)28機架三輥式張力減徑機，并(bing)帶(dai)有頭尾（CEC）控制技(ji)術；
f. 熱軋生產(chan)線配有過程管理機和(he)PLC控制系統(tong)，實(shi)現了全自動化(hua)生產(chan)。
天津鋼(gang)管(guan)公司ф250mm限動芯棒連軋管(guan)機(ji)組(zu)（7機(ji)架，呈(cheng)45°角布(bu)置）
該連軋管(guan)機(ji)組由意大利引進，1992年建成投(tou)產(chan)(chan)，是我國引進的第一套限動芯棒連軋管(guan)機(ji)組，產(chan)(chan)品直徑為(wei)ф114～273.1mm，壁厚4.5～35mm，主要產(chan)(chan)品定位(wei)于當時(shi)國內緊缺的石(shi)油套管(guan)。
1. 與浮動(dong)式芯棒連(lian)軋(ya)管機組(zu)相比，限(xian)動(dong)芯棒連(lian)軋(ya)管機組(zu)的優勢：
a. 鋼管的壁厚精(jing)度更高(gao)，壁厚偏差±6％～8％；
b. 可(ke)軋制D／S大于42的薄壁(bi)鋼管；
c. 可生產的產品(pin)規格(ge)范圍更寬，該機(ji)組規格(ge)范圍為φ114～273mm（限動(dong)芯棒連軋管機(ji)組目(mu)前可生產的最大的直(zhi)徑為φ508mm）；
d. 可軋制的荒(huang)管(guan)長度(du)更長（該機組荒(huang)管(guan)長度(du)為(wei)32～33m，理論(lun)上可大于(yu)45m）；
e. 延伸(shen)系數(shu)大于5；
f. 能耗比(bi)浮動式連軋機(ji)組低30％左右。
2. 主(zhu)要工(gong)藝技術裝備和智能(neng)化方面創新：
a. 穿孔機設置(zhi)了機內定(ding)心(xin)輥；
b. 穿孔(kong)機(ji)采用了頂桿(gan)快速更換；
c. 設置了頂桿預旋轉裝(zhuang)置；
d. 采用線外(wai)預穿芯棒工藝；
e. 連軋機(ji)采用了(le)快速換輥（兩側(ce)更換）；
f. 配備了(le)在(zai)線測厚、測徑、測長、測速(su)、測溫等裝置，能及時監(jian)控鋼管的幾何尺寸。
衡陽(yang)鋼管(guan)廠φ89mm半浮動芯棒(bang)連(lian)軋管(guan)機(ji)組（6機(ji)架(jia)，水平垂直(zhi)布置）
1997年建成投(tou)產，該連(lian)(lian)軋(ya)管機組由德國引進(jin)，是我國第一(yi)套半(ban)浮動芯棒連(lian)(lian)軋(ya)管機（也是唯一(yi)的一(yi)套）。產品直徑為φ25～89mm，壁厚2.5～12mm，主要(yao)產品為高壓鍋爐(lu)管。
1. 半浮動芯棒連軋(ya)管機組的優勢是(shi)：
a. 軋制節奏較快3～3.5p／min，稍低于浮動式軋機，但(dan)高(gao)于限動芯棒軋機；
b. 避免(mian)了(le)“竹節”的產生，壁厚精(jing)度與限動軋(ya)機(ji)相當；
c. 產(chan)量高。高于(yu)同規(gui)格限動軋(ya)機的產(chan)量。
2. 主要工藝技術裝(zhuang)備創新(xin)：
a. 采(cai)用(yong)錐形(xing)輥導板式(shi)穿(chuan)孔機(ji)(ji)，輾軋(ya)角(jiao)(jiao)為10°，采(cai)用(yong)前(qian)臺主傳動即主電機(ji)(ji)、傳動軸(zhou)布(bu)(bu)置(zhi)在前(qian)臺，有利于穿(chuan)孔機(ji)(ji)實現頂桿循環和設備(bei)維護（一般錐形(xing)輥穿(chuan)孔機(ji)(ji)的傳動軸(zhou)布(bu)(bu)置(zhi)在出口側(ce)，輾軋(ya)角(jiao)(jiao)為15°）；
b. 芯棒(bang)運行采用半浮式(shi)工藝。既有限(xian)動軋(ya)機壁(bi)厚精度(du)高的(de)特點，又有浮動軋(ya)管機節(jie)奏快的(de)特點，適于(yu)生產中、小直徑無縫鋼管。
包鋼連軋(ya)管廠φ180mm少(shao)機架(jia)限動芯棒(bang)連軋(ya)機組（5機架(jia)，水平垂直布置）
2000年φ180mm限動芯棒連軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)建成(cheng)投產(chan)(chan)（國內第一套5機(ji)(ji)架連軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)組(zu)(zu)）。該機(ji)(ji)組(zu)(zu)由意大利引(yin)進(jin)，產(chan)(chan)品規(gui)格為φ(60~245)mm×(3.2~25)m2～25）mm，主要產(chan)(chan)品為油井管(guan)和鍋(guo)爐管(guan)。
1. 5機(ji)架（Mini-MPM）限(xian)動(dong)芯棒(bang)連軋(ya)管機(ji)組的特(te)點是(shi)：
a. 連軋機(ji)(ji)組(zu)采用了(le)5機(ji)(ji)架，較大幅(fu)度降低了(le)機(ji)(ji)電設備投資和基建費用，同時也減少了(le)生產(chan)工具的(de)費用；
b. 該機組的另一特點是，12架(jia)微張力(li)定徑(jing)機與(yu)24架(jia)張力(li)減徑(jing)機串列布置。
2. 主要創新(xin)點(dian)：
a. 連軋(ya)機軋(ya)輥調(diao)整采用了液壓(ya)壓(ya)下，因(yin)而可實現在線輥縫(feng)調(diao)整；
b. 配備(bei)了鋼管頭(tou)尾削尖功能(neng)，以改善鋼管頭(tou)尾的壁厚偏差。
鞍鋼無縫鋼管廠ф159mm限(xian)動(dong)芯棒連軋(ya)管機(ji)組（5機(ji)架，水平垂直(zhi)布置(zhi)）
2002年(nian)鞍鋼集團無縫鋼管廠(chang)通過對靈山(shan)ф140mm軋管機組(zu)的技術(shu)改造，建成(cheng)一套φ159mm限動芯棒連軋管機組(zu)。該連軋機組(zu)由德國引(yin)進，產品直徑為(wei)φ7～177.8mm，壁(bi)厚4.5～16mm，設計(ji)產量為(wei)20萬噸(dun)／年(nian)。
主(zhu)要(yao)特點和創新點：
1. 除(chu)連(lian)軋管主(zhu)機與限動(dong)裝置由國外供貨，其余(yu)設(she)備分別由國外提供基本(ben)數據、或基本(ben)設(she)計、或詳細設(she)計，由國內制造。
2. 穿孔機通過(guo)利舊，改造(zao)為導板錐形輥臥式穿孔機，輾軋角(jiao)為3.3°，完全由國內設(she)計(ji)制造(zao)。
3. 在定徑機前設置(zhi)了電感應再(zai)加(jia)熱裝置(zhi)。
天(tian)津鋼管公司ф168mm三輥限動芯棒(bang)連(lian)軋管機(ji)組(zu)（5機(ji)架＋1架空減機(ji)）
2003年建成(cheng)投產，是(shi)世界上(shang)第一套三輥連軋管(guan)機組(zu)（PQF），產品直徑(jing)為Φ32～168.3mm，壁厚3.5～22mm，主要產品：鉆桿、油套管(guan)、高壓鍋爐管(guan)等，在設計上(shang)還考慮了可(ke)軋制(zhi)高合(he)金、不銹鋼管(guan)等難變形金屬。
1. 該機(ji)組的(de)優勢：
a. 壁厚精度更高
三輥布置使(shi)芯棒在孔型中(zhong)的對中(zhong)性更好，軋制過(guo)程更加(jia)平穩，金屬變形更加(jia)均勻，壁厚偏(pian)差達(da)到(dao)±5％～6％；
b. 鋼管表面質量更好
孔型槽底(di)與(yu)輥肩各點線速度差減小(xiao)、金(jin)屬不均勻流(liu)動(dong)減小(xiao)、橫(heng)向變形減小(xiao)，減緩(huan)了因(yin)軋輥側壁結(jie)瘤而在金(jin)屬表面(mian)上留下的壓痕缺陷(xian)，使鋼管表面(mian)更加光潔；
c. 可軋制高合金、不銹(xiu)鋼(gang)等變形難度(du)更大(da)的金屬
采(cai)用三輥軋制工藝和機架(jia)采(cai)用圓形(xing)結構(gou)設(she)計，使機架(jia)的剛(gang)性高，受力均勻，單輥受力減(jian)小(xiao)；
d. 軋制缺陷減少
因不均勻變(bian)形減小、金屬的縱(zong)向拉(la)(la)應力降低，拉(la)(la)裂、拉(la)(la)凹等(deng)缺(que)陷大幅度(du)減少；
e. 金屬收得(de)率高(gao)
軋制(zhi)缺陷(xian)減少(shao)，尾(wei)部不規則部分切(qie)除減少(shao)近(jin)40％；
f. 可軋制更薄的鋼(gang)管
徑(jing)壁比(bi)D／S達50；
g. 工具消耗顯著降低
無論是(shi)軋(ya)輥(gun)的尺寸(cun)，還是(shi)軋(ya)輥(gun)的磨損，都呈較大幅度(du)下降(jiang)。
2. 主要工(gong)藝技術裝備和智(zhi)能化方面的創(chuang)新：
a. 牌坊(fang)(fang)(fang)的(de)結(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)使其剛性高(gao)、穩定性好。牌坊(fang)(fang)(fang)采用全(quan)新的(de)整體圓筒形(xing)框架結(jie)構(gou)(gou)設(she)計(ji)，5個機架加空減機架的(de)牌坊(fang)(fang)(fang)全(quan)部用大型螺桿連接為一體，牌坊(fang)(fang)(fang)結(jie)構(gou)(gou)緊湊，長度(du)方向縮短。其剛性更高(gao)，穩定性更好，同時(shi)便于(yu)運輸及安裝，見圖(tu)6-42所(suo)示(shi)；
b. 采用軸(zhou)向換(huan)輥(gun)方式。有(you)利于保持軋機(ji)中心(xin)線的穩定(ding)和(he)對(dui)中性，可減少(shao)廠房(fang)跨(kua)距，但不利于單機(ji)架換(huan)輥(gun)和(he)事(shi)故處理(li)；
c. 軋輥的(de)(de)液壓平衡采(cai)用獨特的(de)(de)擺臂式結(jie)構設(she)計，見(jian)圖(tu)6-43所示；
d. 連軋機(ji)采(cai)用了液(ye)壓小艙控(kong)制(zhi)系統(tong)（HCCS），可實(shi)現動(dong)態輥縫(feng)調(diao)整；
e. 采用了芯棒前(qian)行循環(huan)工(gong)藝。該(gai)工(gong)藝是指當軋制(zhi)結(jie)束時(shi)，芯棒不(bu)返回(hui)而(er)繼續前(qian)行的循環(huan)工(gong)藝以及相
關的配(pei)套技術，省去了芯(xin)棒返回(hui)時(shi)間(jian)，使每根管的軋(ya)制周期縮短(duan)4～5s，可提高機組的產能20％以上；
f. 采用了(le)多項工藝(yi)控(kong)(kong)制(zhi)（智能(neng)）技術如CARTA技術：是將生(sheng)(sheng)產計劃、生(sheng)(sheng)產過程(cheng)控(kong)(kong)制(zhi)和質量保證三者有機結(jie)(jie)合(he)起來(lai)，以保證優質、高(gao)效、低消耗地生(sheng)(sheng)產鋼管；液壓小艙控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)（HCCS）：可控(kong)(kong)制(zhi)連軋機的(de)液壓壓下動作(zuo)，實現(xian)輥縫調(diao)節。包括實現(xian)溫度(du)補償、咬入(ru)沖擊(ji)補償、錐形芯棒伺服和頭尾削薄等功能(neng)；QAS系(xi)統(tong)：通(tong)過對物(wu)料(liao)的(de)跟蹤、檢／監測，對數(shu)(shu)據進(jin)行(xing)收集、分析和存儲并將分析的(de)結(jie)(jie)果及時反饋(kui)給生(sheng)(sheng)產控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)，以實施(shi)對物(wu)料(liao)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)，保證鋼管的(de)質量；MTS系(xi)統(tong)：向QAS、CARTA（包括PSS）系(xi)統(tong)傳遞訂(ding)單信息(xi)，收集這些系(xi)統(tong)的(de)檢測數(shu)(shu)據并歸(gui)檔保存：從管坯(pi)稱重開始到冷(leng)床結(jie)(jie)束(shu)，跟蹤物(wu)料(liao)通(tong)過不同工序時的(de)流水(shui)號和各種(zhong)工藝(yi)調(diao)整數(shu)(shu)據。
衡陽華菱鋼(gang)管ф340mm連軋管機組、攀(pan)成鋼(gang)Φ340mm連軋管機組
該兩機組(zu)均為(wei)2005年建成投產(chan)，設計規模為(wei)年產(chan)熱軋無縫鋼管50萬噸。機組(zu)采用帶導盤錐形輥(gun)穿(chuan)孔，帶空減機架(jia)(jia)（VRS）的(de)5機架(jia)(jia)限動芯棒連(lian)軋機，12機架(jia)(jia)微張(zhang)力定（減）徑，主要設備從德國(guo)SMSMeer公司引(yin)進。
創新點：兩套機(ji)組均采用了穿孔機(ji)工藝(yi)(yi)輔(fu)助(zhu)設計系統(tong)（CARTA-CPM）、連軋工藝(yi)(yi)監控(kong)(kong)系統(tong)（PSS）、連軋輥縫控(kong)(kong)制系統(tong)（HCCS）、微(wei)張(zhang)力定（減）徑(jing)機(ji)工藝(yi)(yi)輔(fu)助(zhu)設計系統(tong)（CARTA-SM）、物料(liao)跟蹤(zong)系統(tong)（MTS）和在線檢測質(zhi)量保證系統(tong)（QAS）等工藝(yi)(yi)控(kong)(kong)制技術。
攀成鋼(gang)ф159mm三輥連軋管機組（5機架＋1架空減(jian)機）
2007年建成投產(chan)，產(chan)品直(zhi)徑為(wei)φ48.3~1777.8mm,壁厚3.5～25mm；主要產(chan)品：鉆桿(gan)、油套管、高壓(ya)鍋爐管等。
特點及創新(xin)點：
1. 采用了(le)(le)錐(zhui)形輥導盤式(shi)穿(chuan)孔(kong)機(ji)，增加了(le)(le)后臺(tai)機(ji)內定(ding)心裝置和前(qian)臺(tai)管(guan)坯熱定(ding)心裝置。
2. 采用(yong)了意大利(li)達涅利(li)公司(si)開發的(de)三(san)輥限動芯棒(bang)連軋(ya)管機 FQM（Fine Quality Mill），其機架(jia)結構設計簡捷，軋(ya)輥的(de)液壓(ya)平(ping)衡簡單、直接(jie)，有利(li)于輥縫(feng)調(diao)節，軋(ya)輥機架(jia)的(de)拆裝和校準更(geng)方便。結構如圖6-44。
3. 配置了(le)(le)KOCKS公司的(de)(de)(de)(de)24機(ji)(ji)架(jia)(jia)三(san)輥(gun)式(shi)張力(li)(li)減徑機(ji)(ji)。采用(yong)單(dan)(dan)獨軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)傳動，交流變頻調速，后(hou)三(san)個(ge)(ge)機(ji)(ji)架(jia)(jia)（K1、K2和K3）軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)可(ke)調，便于張力(li)(li)控制，減小機(ji)(ji)架(jia)(jia)更換次數和時間。軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)機(ji)(ji)架(jia)(jia)孔型是(shi)采用(yong)普通數控車床(chuang)對單(dan)(dan)個(ge)(ge)輥(gun)環進(jin)行單(dan)(dan)獨加(jia)工，不是(shi)采用(yong)傳統的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)架(jia)(jia)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)整體加(jia)工方式(shi)。減少(shao)了(le)(le)備(bei)用(yong)機(ji)(ji)架(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)數量，又省去專用(yong)加(jia)工機(ji)(ji)床(chuang)，也降低長(chang)期運行費用(yong)。同時，由于各機(ji)(ji)架(jia)(jia)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)實際直徑的(de)(de)(de)(de)不同，采用(yong)了(le)(le)變架(jia)(jia)間距的(de)(de)(de)(de)緊湊(cou)式(shi)設計(ji)，縮短了(le)(le)機(ji)(ji)組長(chang)度，可(ke)進(jin)一步(bu)減少(shao)增厚端切損(sun)。
控制(zhi)方面(mian)，配置了完善(shan)的(de)自(zi)動(dong)控制(zhi)系(xi)統。可實現鋼管增厚端控制(zhi)（HEC）、自(zi)動(dong)壁厚控制(zhi)（AWC）、傳(chuan)動(dong)系(xi)統沖擊補償、負荷均衡控制(zhi)等必要的(de)控制(zhi)功能；同時，根(gen)據(ju)在線(xian)檢測信息，可實時對三個可調軋輥機(ji)架進行(xing)遠程調節。既(ji)減少切(qie)損、降(jiang)低金屬消耗，又保(bao)證(zheng)了產品(pin)質(zhi)量。該(gai)張力減徑(jing)機(ji)和軋輥機(ji)架如圖6-45所示。
