一、基本情況(kuang)
包(bao)鋼60mm PQF連軋(ya)管(guan)(guan)機組設(she)計(ji)能力為(wei)年(nian)產無縫鋼管(guan)(guan)62萬噸，產品(pin)外徑ф244.5～457mm，壁厚6～60mm，長(chang)度6～15m。該機組2010年(nian)開(kai)工建(jian)設(she)，2012年(nian)8月建(jian)成投產，由(you)中冶京誠做工廠設(she)計(ji)，熱(re)軋(ya)線的主要(yao)設(she)備由(you)德國梅(mei)爾公司(si)和(he)意(yi)大利因西公司(si)設(she)計(ji)制造。該生產線主要(yao)產品(pin)為(wei)石油(you)(you)套(tao)管(guan)(guan)（產量(liang)占全部熱(re)軋(ya)產品(pin)的50.3％），其(qi)他(ta)產品(pin)為(wei)高壓鍋爐管(guan)(guan)、機械結構管(guan)(guan)、管(guan)(guan)線管(guan)(guan)、氣瓶管(guan)(guan)和(he)石化用管(guan)(guan)等。在石油(you)(you)套(tao)管(guan)(guan)中，高合金高抗腐蝕(shi)系列(lie)套(tao)管(guan)(guan)、高抗硫系列(lie)套(tao)管(guan)(guan)、3Cr抗腐蝕(shi)系列(lie)套(tao)管(guan)(guan)、高鋼級(ji)套(tao)管(guan)(guan)等高合金含量(liang)、高附(fu)加值的套(tao)管(guan)(guan)又(you)占了主要(yao)部分(fen)。
二、工藝流程
工藝流程(cheng)：合格管(guan)坯→鋸(ju)切→冷定心→環形爐加(jia)熱→高(gao)壓水除磷→穿(chuan)孔→吹硼砂→穿(chuan)芯棒(bang)→高(gao)壓水除鱗→PQF 連軋→脫管(guan)→高(gao)壓水除鱗→定徑(jing)→冷卻→定尺鋸(ju)切→人工內外表面檢查→噴標→收集入(ru)庫(ku)。
三、主(zhu)要工藝(yi)設備參數及性(xing)能特(te)點
1. 環形(xing)加熱爐
環(huan)形(xing)爐(lu)由LOI天津公司設(she)計及(ji)制作。環(huan)形(xing)加熱爐(lu)主要(yao)參數包括(kuo)：
管坯直(zhi)徑：ф350、φ390、φ430；
環形(xing)爐中徑：50m；
爐底(di)寬度：5.3m；
最大加熱長度：5.0m；
最大(da)坯(pi)重：5665kg；
最大加熱(re)能力(li)：220t／h；
最(zui)大裝出(chu)料節(jie)奏：100p／h。
2. 錐形輥穿孔機
該(gai)機(ji)(ji)組采用立式(shi)導(dao)板錐形輥穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)，穿(chuan)孔(kong)(kong)輥直徑1500mm。由于(yu)本(ben)機(ji)(ji)組采用的管坯重(zhong)量較大(da)，為(wei)方便管坯咬入(ru)，防(fang)止前(qian)卡事故，在前(qian)臺(tai)設置(zhi)了(le)管坯預旋(xuan)(xuan)轉裝(zhuang)置(zhi)，大(da)管坯在推鋼(gang)機(ji)(ji)推入(ru)軋(ya)輥前(qian)在預旋(xuan)(xuan)轉的驅(qu)動(dong)下(xia)旋(xuan)(xuan)轉起來，這樣很大(da)程度(du)改善(shan)了(le)咬入(ru)條(tiao)件，減少了(le)事故，提高(gao)了(le)軋(ya)輥壽命。穿(chuan)孔(kong)(kong)機(ji)(ji)主要(yao)參數包括(kuo)：
最大軋輥直徑：1500mm；
最大出口速度：0.8m／s；
最大軋制力矩(ju)：2500kN·m；
主電機(ji)功率：7000kW×2臺(tai)；
主電機(ji)最(zui)大轉速：600r／min。
3. PQF連(lian)軋管機
PQF連軋(ya)(ya)管機(ji)組為(wei)5機(ji)架(jia)的(de)軸(zhou)向換輥(gun)連軋(ya)(ya)管機(ji)，優點是(shi)隧道(dao)式筒形牌坊剛度(du)(du)及強度(du)(du)好(hao)，傳動布置(zhi)緊湊(cou)，軋(ya)(ya)制穩定性好(hao)。每架(jia)軋(ya)(ya)機(ji)的(de)三(san)個互成120°的(de)軋(ya)(ya)輥(gun)安裝在獨立的(de)軋(ya)(ya)制單元一軋(ya)(ya)輥(gun)小機(ji)架(jia)內，安裝在隧道(dao)上的(de)伺服液壓小倉，可以對軋(ya)(ya)輥(gun)輥(gun)縫進行同步調(diao)(diao)整(zheng)也(ye)可以單獨調(diao)(diao)整(zheng)，即采用了(le)輥(gun)縫自動控制系統（HCCS），從而(er)保證了(le)軋(ya)(ya)制質量，另(ling)外，該連軋(ya)(ya)管機(ji)在生產過程中采用了(le)工藝過程控制系統（PSS），實現了(le)溫度(du)(du)補償、咬入沖擊控制、錐形芯棒(bang)伺服和頭(tou)尾削尖等功能。
由于(yu)該機(ji)組軋制(zhi)節(jie)奏較慢（最快(kuai)40秒／支），只(zhi)有在(zai)線(xian)穿芯棒方(fang)式，不設(she)預穿線(xian)，減少了芯棒在(zai)線(xian)數量，減少了芯棒與毛管(guan)接觸時間，減少了毛管(guan)的(de)溫降，提高了芯棒壽(shou)命，節(jie)省了設(she)備(bei)投資。
PQF連軋機主要參數包括：
荒管外徑：Φ322mm，φ403mm，ф482mm；
軋輥直徑：φ1100mm；
最(zui)大入口速度：1.5m／s；
最大(da)出口(kou)速度：4.0m／s；
最(zui)大軋制力(li)：600kN；
最大軋(ya)制力矩(ju)：250kN·m；
電機功率(lv)：1號和4號機架(jia)各(ge)3×800kW，2號和3號機架(jia)各(ge)3×1000kW，5號機架(jia)3×400kW；
限動力：3000kN；
限動電機(ji)功(gong)率：500kW×6臺；
限(xian)動最(zui)大前進(jin)速度(du)：4.5m／s；
限動最大返回速度：4.5m／s；
軋制(zhi)中限動速度：0.9～1.5m／s。
4. 定徑機
采用(yong)12架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)三輥(gun)式定徑機(ji)(ji)，每架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)都(dou)有一(yi)(yi)臺電機(ji)(ji)驅(qu)動，機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)采用(yong)傘齒輪(lun)內傳(chuan)(chuan)(chuan)動結構，在(zai)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)外有一(yi)(yi)根(gen)傳(chuan)(chuan)(chuan)動軸通(tong)過(guo)聯軸器與12架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)組合式的(de)減速器相連(lian)接(jie)，奇偶(ou)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)的(de)電機(ji)(ji)前后排上下兩層排列，整個定徑機(ji)(ji)布置(zhi)(zhi)緊湊(cou)。對于參與變形少(shao)的(de)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)個數的(de)生產規格來說(shuo)，設置(zhi)(zhi)了(le)空(kong)過(guo)的(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)，根(gen)據不同的(de)規格，傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)的(de)個數不同，傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)在(zai)傳(chuan)(chuan)(chuan)動裝(zhuang)置(zhi)(zhi)的(de)驅(qu)動下能將鋼管平穩輸(shu)送給定徑機(ji)(ji)出(chu)口(kou)輥(gun)道(dao)。該(gai)機(ji)(ji)組在(zai)定徑機(ji)(ji)前設置(zhi)(zhi)了(le)高壓水除鱗裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，提高鋼管的(de)外表面質量(liang)，延長軋(ya)輥(gun)壽命。
定徑機主要參數包括：
軋輥名義直徑：Φ950mm；
機架間距：840mm；
入口鋼(gang)管速(su)度：0.5m／s；
出口鋼管速度：1.5m／s；
電機功率：350kW×12臺；
電(dian)機轉速：200～600／1200r／min。
四、機組的創新點
1. 在線(xian)設置(zhi)管(guan)坯尾定(ding)心機
在熱軋(ya)管(guan)(guan)工(gong)藝中，為(wei)了改善鋼管(guan)(guan)尾(wei)部形狀(zhuang)、減少鋼管(guan)(guan)切尾(wei)損失(shi)，降低(di)工(gong)具(ju)消耗，保證鋼管(guan)(guan)內表面質量，管(guan)(guan)坯尾(wei)定心的作用也越來越受到生產(chan)企(qi)業的重視。
包(bao)鋼新近建設(she)的Φ460mm熱軋無縫鋼管(guan)機(ji)組中，環(huan)形(xing)加熱爐(lu)與穿孔(kong)機(ji)之間(jian)均(jun)在線設(she)置了由(you)中冶京誠設(she)計制(zhi)造的液(ye)壓夾(jia)鉗式管(guan)坯尾端熱定心機(ji)，如圖6-12為包(bao)鋼φ460mm機(ji)組液(ye)壓熱定心機(ji)的安裝現(xian)場(chang)。
2. 脫管(guan)后輥道(dao)定(ding)位塊(kuai)式升降輥道(dao)
在國內(nei)已建成的(de)ф460mm機(ji)組中，脫管(guan)機(ji)后輥道(dao)(dao)升(sheng)降輥道(dao)(dao)全部為螺旋電動升(sheng)降式，其(qi)結構(gou)示意如圖6-13所示；它是利用電機(ji)帶動螺旋升(sheng)降機(ji)來調整輥道(dao)(dao)面的(de)標高以適應不同(tong)外徑的(de)荒管(guan)。但此機(ji)構(gou)的(de)現場工作環境通常比較(jiao)惡劣，經常伴隨(sui)著高溫、潮濕(shi)、氧化鐵(tie)皮、油(you)泥等，此機(ji)構(gou)容易發生脹死、調整困難等情(qing)況。
為了(le)應對這一(yi)(yi)情況，在包鋼φ460mm 機組中(zhong)設計了(le)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)是液(ye)壓(ya)定(ding)(ding)位塊(kuai)式升降輥道(dao)，其(qi)結構(gou)如圖6-14所示；由于脫管(guan)至定(ding)(ding)徑(jing)機間只有(you)(you)φ307.5mm、ф388mm和(he)ф467.7mm三(san)種(zhong)(zhong)規格(ge)(ge)荒管(guan)，所以設計了(le)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)帶有(you)(you)三(san)種(zhong)(zhong)不同的接觸面(mian)(mian)定(ding)(ding)位塊(kuai)式調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)機構(gou)；當(dang)對輥道(dao)高(gao)度(du)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)時，由定(ding)(ding)位塊(kuai)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)液(ye)壓(ya)缸4推動(dong)擺桿，通過調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)升降臺架(jia)下方(fang)定(ding)(ding)位塊(kuai)的不同接觸面(mian)(mian)以滿足(zu)3種(zhong)(zhong)規格(ge)(ge)荒管(guan)。此輥道(dao)調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)(zheng)機構(gou)具(ju)有(you)(you)結構(gou)簡單(dan)、受工作環境影(ying)響小、操作簡單(dan)、故(gu)障率(lv)低等等一(yi)(yi)系(xi)列優點，可以顯著改善現場維檢人員的勞動(dong)強度(du)。
3. 冷床前(qian)增(zeng)加鋼管抽檢(jian)與取樣(yang)臺架
為了能夠及(ji)時(shi)發(fa)現(xian)熱(re)軋鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)表(biao)面缺陷及(ji)方便鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)熱(re)取樣(yang)(yang)，在定(ding)徑機后、冷床入(ru)口(kou)前(qian)輥(gun)(gun)道一側(ce)增加了鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)抽(chou)樣(yang)(yang)檢查與(yu)取樣(yang)(yang)臺(tai)架，如圖6-15所示。當需要對熱(re)軋的(de)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)進行外表(biao)面抽(chou)檢及(ji)頭(tou)尾(wei)取樣(yang)(yang)時(shi)，人工啟動撥叉(cha)將熱(re)軋鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)撥入(ru)到(dao)臺(tai)架的(de)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)托(tuo)輥(gun)(gun)上(shang)，旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)托(tuo)輥(gun)(gun)轉(zhuan)(zhuan)速預先設定(ding)為8r／min和1r／min；外表(biao)面檢查使用8r／min而頭(tou)尾(wei)取樣(yang)(yang)時(shi)使用1r／min的(de)轉(zhuan)(zhuan)速。
此臺架的(de)設置能(neng)夠有利于現(xian)場(chang)更(geng)快更(geng)及時(shi)地發現(xian)熱軋鋼管(guan)表面的(de)軋制缺(que)陷、改(gai)變(bian)了以(yi)往操(cao)作(zuo)(zuo)人(ren)員頂著高溫在冷床上(shang)檢查鋼管(guan)表面缺(que)陷及在冷床兩側進行頭(tou)尾取(qu)樣，很大程度上(shang)改(gai)善了現(xian)場(chang)操(cao)作(zuo)(zuo)人(ren)員的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)條(tiao)件，減(jian)少(shao)了發生工(gong)傷的(de)可能(neng)性。
4. 下吸式軋機除塵裝置
a. 除塵罩(zhao)傳統的(de)布置形式
在(zai)天管(guan)(guan)Φ460mm機(ji)(ji)組、煙寶(bao)φ460mm機(ji)(ji)組及(ji)(ji)天淮φ508mm機(ji)(ji)組等(deng)類似機(ji)(ji)組中，無論是在(zai)穿孔機(ji)(ji)抗氧(yang)化站尾部、連(lian)軋機(ji)(ji)出入口側、脫管(guan)(guan)機(ji)(ji)及(ji)(ji)定(ding)徑(jing)機(ji)(ji)處除(chu)塵罩及(ji)(ji)管(guan)(guan)道(dao)(dao)均采用了沿設備上方布置出廠房后與除(chu)塵器(qi)連(lian)接的方式，此種布置方式具有管(guan)(guan)道(dao)(dao)布置靈活、管(guan)(guan)道(dao)(dao)不(bu)易積灰(hui)積水、維檢工作量比較少等(deng)特點，但(dan)同時也存在(zai)易阻擋操作員視線、不(bu)利于管(guan)(guan)道(dao)(dao)其(qi)下設備檢修吊運等(deng)不(bu)利影響。
b. 包鋼Φ460mm機組除塵罩布置形式
在包鋼φ460mm機組(zu)中除連軋(ya)后、脫管(guan)(guan)機及定徑機仍采用(yong)設(she)(she)(she)備上方(fang)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)以外，其他部位均采用(yong)在設(she)(she)(she)備下方(fang)及兩側(ce)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)的(de)方(fang)式(shi)、風管(guan)(guan)采用(yong)了(le)沿平臺(tai)(tai)下懸掛、地(di)下直埋(mai)的(de)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)形式(shi)，能夠避免除塵管(guan)(guan)道對(dui)設(she)(she)(she)備檢修(xiu)吊運的(de)不利(li)影(ying)響、保證操作員視線(xian)；但也存在著平臺(tai)(tai)下懸掛管(guan)(guan)道易(yi)與電纜橋架、介質(zhi)管(guan)(guan)線(xian)沖突(tu)、直埋(mai)管(guan)(guan)道易(yi)與其他設(she)(she)(she)備基礎沖突(tu)及管(guan)(guan)道內(nei)易(yi)積(ji)灰積(ji)水且難于清理會影(ying)響后續使用(yong)效果等問題。
c. 溴化鋰(li)余熱利用(yong)裝置(zhi)
包鋼(gang)φ460機(ji)組(zu)在余熱(re)利(li)用(yong)方(fang)面是(shi)采用(yong)了利(li)用(yong)環形(xing)爐煙(yan)(yan)氣(qi)余熱(re)的“煙(yan)(yan)氣(qi)型溴化(hua)鋰機(ji)組(zu)”。可以直(zhi)接利(li)用(yong)環形(xing)爐煙(yan)(yan)氣(qi)余熱(re)置換出采暖和制(zhi)冷用(yong)的冷熱(re)水。
該溴化(hua)鋰機組具(ju)有一(yi)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。
