一、基本情況
包鋼60mm PQF連軋管(guan)(guan)(guan)機(ji)組(zu)設(she)計(ji)(ji)能力為(wei)年(nian)產(chan)無縫鋼管(guan)(guan)(guan)62萬噸，產(chan)品外徑ф244.5～457mm，壁厚6～60mm，長度6～15m。該機(ji)組(zu)2010年(nian)開工建設(she)，2012年(nian)8月建成投產(chan)，由中冶京(jing)誠做工廠設(she)計(ji)(ji)，熱(re)(re)軋線的主(zhu)要設(she)備由德國梅爾(er)公司(si)和意大(da)利因(yin)西公司(si)設(she)計(ji)(ji)制造。該生產(chan)線主(zhu)要產(chan)品為(wei)石油套管(guan)(guan)(guan)（產(chan)量占(zhan)全部熱(re)(re)軋產(chan)品的50.3％），其他產(chan)品為(wei)高(gao)(gao)壓鍋爐管(guan)(guan)(guan)、機(ji)械(xie)結構(gou)管(guan)(guan)(guan)、管(guan)(guan)(guan)線管(guan)(guan)(guan)、氣(qi)瓶(ping)管(guan)(guan)(guan)和石化用(yong)管(guan)(guan)(guan)等。在石油套管(guan)(guan)(guan)中，高(gao)(gao)合金高(gao)(gao)抗腐(fu)蝕系(xi)列套管(guan)(guan)(guan)、高(gao)(gao)抗硫系(xi)列套管(guan)(guan)(guan)、3Cr抗腐(fu)蝕系(xi)列套管(guan)(guan)(guan)、高(gao)(gao)鋼級套管(guan)(guan)(guan)等高(gao)(gao)合金含量、高(gao)(gao)附加(jia)值的套管(guan)(guan)(guan)又占(zhan)了主(zhu)要部分。
二、工(gong)藝流程
工藝流程：合(he)格管坯→鋸(ju)切(qie)→冷定(ding)(ding)心→環形爐加熱→高壓水除磷→穿(chuan)孔→吹(chui)硼砂(sha)→穿(chuan)芯棒→高壓水除鱗→PQF 連(lian)軋→脫(tuo)管→高壓水除鱗→定(ding)(ding)徑(jing)→冷卻→定(ding)(ding)尺鋸(ju)切(qie)→人工內(nei)外表面檢(jian)查→噴標(biao)→收集(ji)入庫。
三、主要工(gong)藝設備參數及性能特點(dian)
1. 環(huan)形加熱(re)爐
環形爐由LOI天津公(gong)司(si)設計及制作。環形加熱爐主要參數包括：
管坯直徑：ф350、φ390、φ430；
環形爐中徑：50m；
爐底(di)寬(kuan)度：5.3m；
最大加熱長(chang)度：5.0m；
最大坯重(zhong)：5665kg；
最大加熱能力：220t／h；
最(zui)大裝出料節奏(zou)：100p／h。
2. 錐形輥(gun)穿(chuan)孔機
該機(ji)組采(cai)用(yong)立式(shi)導(dao)板錐形(xing)輥穿孔機(ji)，穿孔輥直(zhi)徑1500mm。由于本(ben)機(ji)組采(cai)用(yong)的管坯(pi)重(zhong)量(liang)較(jiao)大(da)，為(wei)方便管坯(pi)咬入，防止前卡事故，在(zai)前臺設置(zhi)了(le)(le)(le)管坯(pi)預旋轉(zhuan)裝置(zhi)，大(da)管坯(pi)在(zai)推鋼機(ji)推入軋(ya)輥前在(zai)預旋轉(zhuan)的驅動下旋轉(zhuan)起(qi)來，這樣很(hen)大(da)程度改善(shan)了(le)(le)(le)咬入條件，減少了(le)(le)(le)事故，提高了(le)(le)(le)軋(ya)輥壽命(ming)。穿孔機(ji)主要參數包括：
最(zui)大軋輥直徑：1500mm；
最大出口速度：0.8m／s；
最大軋(ya)制力矩(ju)：2500kN·m；
主電機功率：7000kW×2臺；
主電機最大(da)轉速：600r／min。
3. PQF連軋管機
PQF連軋(ya)(ya)(ya)(ya)管機(ji)組為5機(ji)架(jia)的(de)(de)軸向換(huan)輥(gun)連軋(ya)(ya)(ya)(ya)管機(ji)，優點是隧(sui)道(dao)式筒(tong)形(xing)牌坊剛度(du)(du)及(ji)強(qiang)度(du)(du)好，傳動(dong)布(bu)置緊湊，軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)穩定性(xing)好。每架(jia)軋(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)三個互成120°的(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)安裝在(zai)獨立(li)的(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)單元一(yi)軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)小機(ji)架(jia)內，安裝在(zai)隧(sui)道(dao)上的(de)(de)伺(si)服(fu)液壓小倉，可(ke)以(yi)對軋(ya)(ya)(ya)(ya)輥(gun)輥(gun)縫進行同步調整也可(ke)以(yi)單獨調整，即(ji)采(cai)用(yong)了(le)輥(gun)縫自(zi)動(dong)控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)（HCCS），從而保證了(le)軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)質量，另外，該連軋(ya)(ya)(ya)(ya)管機(ji)在(zai)生產(chan)過(guo)程中采(cai)用(yong)了(le)工藝過(guo)程控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)（PSS），實現了(le)溫度(du)(du)補償、咬入沖擊控(kong)制(zhi)、錐(zhui)形(xing)芯棒伺(si)服(fu)和(he)頭尾削尖等功能。
由于該機組軋制節(jie)奏較(jiao)慢（最(zui)快40秒／支），只有在線(xian)穿(chuan)芯棒方(fang)式，不設預穿(chuan)線(xian)，減少了芯棒在線(xian)數量，減少了芯棒與毛(mao)管(guan)接觸時間，減少了毛(mao)管(guan)的溫降，提高(gao)了芯棒壽(shou)命，節(jie)省了設備投資。
PQF連軋(ya)機主要參數包(bao)括：
荒(huang)管(guan)外徑：Φ322mm，φ403mm，ф482mm；
軋輥直徑：φ1100mm；
最大(da)入(ru)口速度：1.5m／s；
最大出口速度：4.0m／s；
最大(da)軋制力：600kN；
最大軋制力矩(ju)：250kN·m；
電機功率：1號(hao)(hao)和(he)4號(hao)(hao)機架各3×800kW，2號(hao)(hao)和(he)3號(hao)(hao)機架各3×1000kW，5號(hao)(hao)機架3×400kW；
限動力：3000kN；
限(xian)動電(dian)機功率(lv)：500kW×6臺；
限動(dong)最(zui)大前進速度(du)：4.5m／s；
限動(dong)最大返回速度：4.5m／s；
軋制中限動速(su)度：0.9～1.5m／s。
4. 定徑機
采(cai)用(yong)12架(jia)(jia)(jia)(jia)三輥(gun)(gun)式定(ding)徑(jing)機(ji)，每(mei)架(jia)(jia)(jia)(jia)都有(you)一臺(tai)電機(ji)驅動，機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)采(cai)用(yong)傘齒(chi)輪內傳(chuan)動結構，在(zai)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)外有(you)一根傳(chuan)動軸(zhou)通過聯軸(zhou)器與12架(jia)(jia)(jia)(jia)組(zu)(zu)合式的(de)減速器相(xiang)連接，奇偶架(jia)(jia)(jia)(jia)的(de)電機(ji)前后(hou)排上(shang)下兩層排列(lie)，整個定(ding)徑(jing)機(ji)布置(zhi)緊湊。對于參與變形少的(de)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)個數的(de)生產規格來說，設置(zhi)了空(kong)過的(de)傳(chuan)輸(shu)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)，根據不同的(de)規格，傳(chuan)輸(shu)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)的(de)個數不同，傳(chuan)輸(shu)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)在(zai)傳(chuan)動裝置(zhi)的(de)驅動下能將鋼管平穩輸(shu)送給定(ding)徑(jing)機(ji)出口輥(gun)(gun)道。該機(ji)組(zu)(zu)在(zai)定(ding)徑(jing)機(ji)前設置(zhi)了高壓水(shui)除鱗裝置(zhi)，提高鋼管的(de)外表面質量，延(yan)長(chang)軋輥(gun)(gun)壽(shou)命。
定徑機主要參數(shu)包括：
軋輥名義(yi)直徑：Φ950mm；
機(ji)架間(jian)距：840mm；
入(ru)口鋼管速度(du)：0.5m／s；
出口鋼管速度：1.5m／s；
電機功率：350kW×12臺；
電機轉速：200～600／1200r／min。
四、機組(zu)的(de)創(chuang)新點
1. 在線設(she)置管(guan)坯尾定(ding)心(xin)機(ji)
在(zai)熱軋管(guan)工(gong)藝中(zhong)，為了(le)改善鋼管(guan)尾(wei)(wei)部形狀、減少鋼管(guan)切(qie)尾(wei)(wei)損失(shi)，降低工(gong)具消耗，保證鋼管(guan)內表面質量，管(guan)坯尾(wei)(wei)定心的作用也越來越受到生產(chan)企業的重視。
包鋼(gang)新近(jin)建設的Φ460mm熱軋無縫鋼(gang)管(guan)(guan)機(ji)組中(zhong)，環形加熱爐與穿孔機(ji)之間均在線設置了(le)由中(zhong)冶京(jing)誠設計制造的液(ye)壓(ya)(ya)夾鉗式管(guan)(guan)坯尾(wei)端熱定心(xin)機(ji)，如(ru)圖6-12為包鋼(gang)φ460mm機(ji)組液(ye)壓(ya)(ya)熱定心(xin)機(ji)的安裝現(xian)場。
2. 脫管后輥(gun)(gun)道定位塊式升降輥(gun)(gun)道
在國內已建成的(de)ф460mm機(ji)(ji)(ji)組中，脫管機(ji)(ji)(ji)后輥(gun)(gun)道升降(jiang)輥(gun)(gun)道全部為螺旋電動升降(jiang)式(shi)，其結構示(shi)意如圖6-13所示(shi)；它是利用電機(ji)(ji)(ji)帶動螺旋升降(jiang)機(ji)(ji)(ji)來調整輥(gun)(gun)道面的(de)標高(gao)以適應不(bu)同(tong)外徑的(de)荒(huang)管。但此機(ji)(ji)(ji)構的(de)現場(chang)工(gong)作環(huan)境通(tong)常比(bi)較(jiao)惡劣，經常伴隨著(zhu)高(gao)溫、潮濕(shi)、氧化鐵皮、油泥等，此機(ji)(ji)(ji)構容易發生脹死、調整困難等情況。
為了(le)應對這一情況(kuang)，在(zai)包鋼φ460mm 機組中設(she)計了(le)一種(zhong)(zhong)是(shi)液壓定(ding)位(wei)(wei)塊式(shi)升降輥(gun)(gun)道(dao)，其(qi)結(jie)構(gou)(gou)如圖6-14所示(shi)；由(you)于(yu)脫(tuo)管至定(ding)徑機間只有(you)φ307.5mm、ф388mm和ф467.7mm三種(zhong)(zhong)規格荒管，所以設(she)計了(le)一種(zhong)(zhong)帶有(you)三種(zhong)(zhong)不同的接觸面(mian)定(ding)位(wei)(wei)塊式(shi)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)機構(gou)(gou)；當對輥(gun)(gun)道(dao)高(gao)度(du)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)時(shi)，由(you)定(ding)位(wei)(wei)塊調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)液壓缸4推動擺桿，通過調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)升降臺(tai)架下方(fang)定(ding)位(wei)(wei)塊的不同接觸面(mian)以滿足3種(zhong)(zhong)規格荒管。此輥(gun)(gun)道(dao)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)機構(gou)(gou)具有(you)結(jie)構(gou)(gou)簡單(dan)、受工作(zuo)環(huan)境影響小、操作(zuo)簡單(dan)、故障(zhang)率低等等一系列優點，可以顯著改善現(xian)場維(wei)檢人員的勞動強度(du)。
3. 冷床前增(zeng)加鋼(gang)管抽檢與取樣臺架
為了能(neng)夠及(ji)時(shi)(shi)發現熱軋鋼管(guan)(guan)表面(mian)缺(que)陷及(ji)方便鋼管(guan)(guan)熱取(qu)(qu)樣，在定徑機后、冷床入口前(qian)輥道一側(ce)增加了鋼管(guan)(guan)抽(chou)樣檢查與取(qu)(qu)樣臺架，如圖(tu)6-15所示。當需要對熱軋的(de)鋼管(guan)(guan)進行外表面(mian)抽(chou)檢及(ji)頭尾取(qu)(qu)樣時(shi)(shi)，人工啟動撥叉將熱軋鋼管(guan)(guan)撥入到臺架的(de)旋(xuan)轉托(tuo)輥上，旋(xuan)轉托(tuo)輥轉速預先設定為8r／min和1r／min；外表面(mian)檢查使用(yong)8r／min而頭尾取(qu)(qu)樣時(shi)(shi)使用(yong)1r／min的(de)轉速。
此臺架的(de)(de)設置(zhi)能(neng)夠有(you)利于現(xian)場(chang)更快(kuai)更及(ji)時地發現(xian)熱軋(ya)鋼管表面(mian)的(de)(de)軋(ya)制缺(que)陷、改(gai)變了(le)(le)以往操(cao)作人員頂著高溫在(zai)冷床(chuang)上檢查鋼管表面(mian)缺(que)陷及(ji)在(zai)冷床(chuang)兩側進行頭尾取樣，很大程度上改(gai)善了(le)(le)現(xian)場(chang)操(cao)作人員的(de)(de)工(gong)作條件，減少了(le)(le)發生工(gong)傷的(de)(de)可能(neng)性(xing)。
4. 下吸式軋(ya)機(ji)除塵(chen)裝(zhuang)置(zhi)
a. 除塵罩傳統(tong)的布置形式(shi)
在(zai)天管(guan)(guan)Φ460mm機(ji)(ji)組(zu)、煙寶φ460mm機(ji)(ji)組(zu)及(ji)(ji)(ji)天淮φ508mm機(ji)(ji)組(zu)等(deng)類似機(ji)(ji)組(zu)中，無論(lun)是在(zai)穿孔機(ji)(ji)抗氧(yang)化站尾部、連(lian)(lian)軋機(ji)(ji)出入口側(ce)、脫管(guan)(guan)機(ji)(ji)及(ji)(ji)(ji)定徑機(ji)(ji)處除塵罩(zhao)及(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)道均采(cai)用了(le)沿(yan)設備上方(fang)布(bu)置出廠房后與除塵器(qi)連(lian)(lian)接的方(fang)式，此種布(bu)置方(fang)式具有管(guan)(guan)道布(bu)置靈活、管(guan)(guan)道不易積(ji)灰積(ji)水、維檢(jian)工(gong)作(zuo)量比(bi)較少(shao)等(deng)特點，但同(tong)時也存在(zai)易阻擋操作(zuo)員視線、不利(li)于管(guan)(guan)道其下設備檢(jian)修(xiu)吊運等(deng)不利(li)影響。
b. 包(bao)鋼(gang)Φ460mm機組除塵(chen)罩布置形式
在(zai)包鋼φ460mm機(ji)組中除(chu)(chu)連軋后(hou)、脫(tuo)管機(ji)及定徑機(ji)仍采用(yong)設(she)備(bei)(bei)(bei)上(shang)方(fang)(fang)布置(zhi)以外，其他部(bu)位均采用(yong)在(zai)設(she)備(bei)(bei)(bei)下(xia)方(fang)(fang)及兩側(ce)布置(zhi)的方(fang)(fang)式、風(feng)管采用(yong)了沿平臺(tai)下(xia)懸掛、地下(xia)直(zhi)(zhi)埋(mai)的布置(zhi)形式，能(neng)夠避(bi)免(mian)除(chu)(chu)塵管道(dao)對設(she)備(bei)(bei)(bei)檢(jian)修吊運的不利影響、保證操作員視線；但也(ye)存在(zai)著平臺(tai)下(xia)懸掛管道(dao)易(yi)與電纜(lan)橋架、介質管線沖突、直(zhi)(zhi)埋(mai)管道(dao)易(yi)與其他設(she)備(bei)(bei)(bei)基礎沖突及管道(dao)內易(yi)積灰(hui)積水(shui)且難于(yu)清理會(hui)影響后(hou)續使用(yong)效果(guo)等(deng)問題(ti)。
c. 溴(xiu)化鋰余熱(re)利用裝置
包鋼(gang)φ460機組(zu)在余(yu)熱(re)(re)利用(yong)方面是采用(yong)了利用(yong)環形爐(lu)煙(yan)氣余(yu)熱(re)(re)的(de)“煙(yan)氣型溴化鋰機組(zu)”。可以直接利用(yong)環形爐(lu)煙(yan)氣余(yu)熱(re)(re)置(zhi)換出采暖和制冷用(yong)的(de)冷熱(re)(re)水(shui)。
該溴化(hua)鋰機組具有一些先進的特點：
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。
