我(wo)國(guo)于20世紀(ji)70年(nian)代開(kai)始研制全浮(fu)動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，國(guo)產的(de)Φ76mm全浮(fu)動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)于80年(nian)代末在衡陽鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)廠試(shi)生(sheng)產。80年(nian)代初開(kai)始，我(wo)國(guo)陸續引(yin)進連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)生(sheng)產線。至今已(yi)有46套(tao)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)。其中限(xian)動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)44套(tao)，全浮(fu)動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)、半(ban)浮(fu)動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)各1套(tao)。在44套(tao)限(xian)動(dong)芯(xin)棒(bang)(bang)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)中，三輥(gun)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)28條，其余均為兩輥(gun)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)。下面結合幾(ji)個典型機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)例子介紹(shao)我(wo)國(guo)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)發展(zhan)情況(kuang)。
寶鋼(gang)(gang)無縫鋼(gang)(gang)管(guan)廠(chang)ф140m浮動芯棒(bang)連軋管(guan)機(ji)組(zu)（8機(ji)架，呈45°角布置）
1985年建成(cheng)投產(chan)，是我(wo)國從德國引進的(de)第1套先(xian)進的(de)熱軋(ya)(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)組，設計產(chan)量50萬噸／年，產(chan)品規(gui)格為(wei)(wei)Φ（21.3～139.7）mmmmx(2.0~252.0～25）mm，主要用于(yu)生(sheng)產(chan)油井管(guan)和鍋(guo)爐管(guan)。該機(ji)組具有現(xian)代化(hua)的(de)管(guan)理(li)模式和在線全自動化(hua)運行方式。它的(de)建成(cheng)投產(chan)大大提(ti)高了我(wo)國熱軋(ya)(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)技(ji)術裝備水平，提(ti)高了無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)產(chan)品的(de)質(zhi)量和生(sheng)產(chan)的(de)各項技(ji)術指標，讓業內人士大開眼界，并成(cheng)為(wei)(wei)我(wo)國現(xian)代化(hua)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)發展(zhan)史上的(de)一個里程碑。
1. 與當時(shi)國內自動軋(ya)管機、周(zhou)期式(shi)軋(ya)管機相比，該(gai)連(lian)軋(ya)管機組(zu)的優勢(shi)是：
a. 軋制(zhi)節奏(zou)快3.5～4p／min；
b. 產量(liang)高，設計產量(liang)50萬噸(dun)／年（該機組實際最(zui)高年產量(liang)超過了85萬噸(dun)）；
c. 壁厚精度較高，壁厚偏差±7％～9％；
d. 延伸(shen)系數較(jiao)大(da)4～5；
e. 可生產較長的荒管大于33m；
2. 主(zhu)要工藝技(ji)術裝備和智能化方面創新：
a. 采(cai)用(yong)帶導(dao)盤的狄塞爾穿孔機(ji)；
b. 穿孔機采用了(le)可變速軋制；
c. 采用(yong)了頂桿快速更(geng)換；
d. 采(cai)用(yong)了步進式(shi)再加熱爐；
e. 采用了28機架三輥式張力減徑機，并帶有(you)頭尾（CEC）控(kong)制技術；
f. 熱軋(ya)生(sheng)(sheng)產線配有(you)過程管理機和PLC控(kong)制系統，實現了全自動(dong)化(hua)生(sheng)(sheng)產。
天津鋼管公司ф250mm限動芯棒連軋管機(ji)組（7機(ji)架，呈45°角布置）
該連軋管機組由意大(da)利(li)引進(jin)(jin)，1992年建成投產，是我國引進(jin)(jin)的第一套限(xian)動芯(xin)棒連軋管機組，產品直徑為ф114～273.1mm，壁厚(hou)4.5～35mm，主要產品定(ding)位于當(dang)時國內緊缺的石油套管。
1. 與(yu)浮(fu)動式芯棒(bang)連軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)組相比(bi)，限動芯棒(bang)連軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)組的優勢：
a. 鋼管(guan)的(de)壁(bi)厚(hou)精度更高，壁(bi)厚(hou)偏差±6％～8％；
b. 可軋制D／S大于42的薄壁(bi)鋼管(guan)；
c. 可(ke)生產(chan)的產(chan)品規(gui)格范圍更寬，該(gai)機(ji)組規(gui)格范圍為φ114～273mm（限動芯棒連軋管機(ji)組目前可(ke)生產(chan)的最大的直徑為φ508mm）；
d. 可(ke)軋制(zhi)的荒管長度更長（該(gai)機(ji)組(zu)荒管長度為32～33m，理論上(shang)可(ke)大于45m）；
e. 延(yan)伸系數大于5；
f. 能耗(hao)比浮(fu)動式連軋機組低(di)30％左右。
2. 主要(yao)工藝(yi)技術裝(zhuang)備和智能化方面(mian)創新：
a. 穿孔機(ji)設置了(le)機(ji)內定(ding)心輥；
b. 穿(chuan)孔機采用(yong)了頂桿(gan)快速更換；
c. 設置了頂(ding)桿預旋轉裝置；
d. 采用(yong)線外預穿芯棒(bang)工藝(yi)；
e. 連軋機(ji)采用了快速換(huan)輥(gun)（兩側更換(huan)）；
f. 配備(bei)了在(zai)線(xian)測厚、測徑(jing)、測長、測速、測溫等裝置，能及時(shi)監控(kong)鋼管(guan)的幾何(he)尺寸。
衡陽(yang)鋼管廠φ89mm半浮(fu)動芯棒連軋(ya)管機(ji)組（6機(ji)架，水平垂直布(bu)置）
1997年(nian)建成投產，該連軋管(guan)(guan)機(ji)組由德(de)國引進，是我國第一(yi)套(tao)半(ban)浮(fu)動芯(xin)棒連軋管(guan)(guan)機(ji)（也(ye)是唯一(yi)的一(yi)套(tao)）。產品直徑為(wei)(wei)φ25～89mm，壁厚2.5～12mm，主要產品為(wei)(wei)高壓鍋爐管(guan)(guan)。
1. 半(ban)浮動芯棒連(lian)軋管(guan)機組的優勢是：
a. 軋制節奏(zou)較(jiao)快3～3.5p／min，稍低于(yu)浮動式軋機，但高于(yu)限(xian)動芯棒軋機；
b. 避(bi)免了“竹節”的產生(sheng)，壁(bi)厚精度與限動軋機相當；
c. 產量高。高于同規格限(xian)動軋機的產量。
2. 主要工藝技術(shu)裝備創新：
a. 采用錐形(xing)輥導板式穿孔機(ji)，輾軋角為(wei)(wei)10°，采用前臺主傳動即主電(dian)機(ji)、傳動軸(zhou)布(bu)置在(zai)前臺，有利于穿孔機(ji)實現頂桿(gan)循環(huan)和(he)設備維護(hu)（一般錐形(xing)輥穿孔機(ji)的傳動軸(zhou)布(bu)置在(zai)出口側，輾軋角為(wei)(wei)15°）；
b. 芯棒運行采(cai)用(yong)半浮式工藝。既(ji)有(you)限動軋機壁厚精(jing)度高的(de)特點(dian)，又有(you)浮動軋管(guan)機節奏快的(de)特點(dian)，適于生產中(zhong)、小直(zhi)徑無縫鋼管(guan)。
包鋼連軋(ya)管廠φ180mm少機(ji)架限動芯(xin)棒連軋(ya)機(ji)組（5機(ji)架，水平(ping)垂直布置）
2000年φ180mm限動芯棒連軋管(guan)機組建成投產（國(guo)內第一套5機架連軋管(guan)機組）。該機組由意大利引進，產品規格為φ(60~245)mm×(3.2~25)m2～25）mm，主要產品為油井管(guan)和鍋爐(lu)管(guan)。
1. 5機架(jia)（Mini-MPM）限動芯棒連軋(ya)管機組的特點是(shi)：
a. 連軋機(ji)組采用了(le)5機(ji)架，較(jiao)大幅(fu)度(du)降低了(le)機(ji)電設備(bei)投資和基建費用，同時也減少了(le)生(sheng)產工具的費用；
b. 該機組的另一特點是，12架微張力定徑機與(yu)24架張力減徑機串(chuan)列布置(zhi)。
2. 主要(yao)創新(xin)點(dian)：
a. 連軋機(ji)軋輥調整(zheng)采用了(le)液壓壓下，因而可實(shi)現在線輥縫調整(zheng)；
b. 配備(bei)了鋼管頭尾削尖功能，以改善鋼管頭尾的壁厚偏差(cha)。
鞍鋼(gang)無縫鋼(gang)管(guan)廠ф159mm限動芯棒連軋管(guan)機組（5機架，水(shui)平垂直布置）
2002年(nian)鞍鋼集團無縫鋼管(guan)(guan)廠(chang)通過對(dui)靈山ф140mm軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機組的技術(shu)改造，建成(cheng)一套φ159mm限動芯棒連軋(ya)(ya)管(guan)(guan)機組。該(gai)連軋(ya)(ya)機組由(you)德國引進，產(chan)(chan)品直徑為φ7～177.8mm，壁厚4.5～16mm，設計產(chan)(chan)量(liang)為20萬噸／年(nian)。
主要特點和創(chuang)新點：
1. 除連軋管主機與限動裝置由國外(wai)供(gong)貨，其余設備分別由國外(wai)提供(gong)基本(ben)數據(ju)、或基本(ben)設計、或詳細設計，由國內制(zhi)造。
2. 穿孔(kong)機通過(guo)利舊，改造為導板錐形(xing)輥(gun)臥式(shi)穿孔(kong)機，輾軋角為3.3°，完(wan)全由國內設計(ji)制造。
3. 在定徑機前設置(zhi)了(le)電感應再加熱裝置(zhi)。
天津(jin)鋼管(guan)(guan)公司ф168mm三輥限動芯棒連軋管(guan)(guan)機組（5機架＋1架空減機）
2003年建(jian)成投產(chan)(chan)，是世界上第一套三(san)輥連軋(ya)管機組（PQF），產(chan)(chan)品(pin)直(zhi)徑為Φ32～168.3mm，壁厚3.5～22mm，主要產(chan)(chan)品(pin)：鉆(zhan)桿、油套管、高(gao)(gao)壓鍋爐管等，在設計上還(huan)考(kao)慮了(le)可軋(ya)制(zhi)高(gao)(gao)合金(jin)、不銹鋼管等難變形金(jin)屬。
1. 該機(ji)組的(de)優勢(shi)：
a. 壁厚精度更高
三輥布置使芯棒在孔型中的對中性(xing)更好，軋制過程更加(jia)平(ping)穩，金屬變形更加(jia)均(jun)勻(yun)，壁厚偏差達到±5％～6％；
b. 鋼管表面質(zhi)量(liang)更好
孔(kong)型槽(cao)底與輥(gun)肩各點線(xian)速(su)度差減(jian)(jian)(jian)小、金(jin)屬不(bu)均勻(yun)流動(dong)減(jian)(jian)(jian)小、橫向變形減(jian)(jian)(jian)小，減(jian)(jian)(jian)緩了(le)因軋(ya)輥(gun)側壁結瘤(liu)而在金(jin)屬表面上留下的壓痕缺陷(xian)，使鋼(gang)管表面更加光潔；
c. 可軋制(zhi)高(gao)合金(jin)、不銹鋼等變形難度更(geng)大(da)的金(jin)屬
采用(yong)三(san)輥(gun)(gun)軋制工藝和機架采用(yong)圓形結構設計，使機架的(de)剛性高，受(shou)力均(jun)勻，單(dan)輥(gun)(gun)受(shou)力減小(xiao)；
d. 軋制缺陷減少(shao)
因(yin)不均(jun)勻變(bian)形減(jian)小、金屬的縱向(xiang)拉(la)應力(li)降低(di)，拉(la)裂、拉(la)凹(ao)等(deng)缺陷(xian)大幅度減(jian)少；
e. 金屬(shu)收得率高
軋制缺陷減少，尾部不規則部分(fen)切除減少近40％；
f. 可軋制更薄的(de)鋼管(guan)
徑(jing)壁(bi)比D／S達50；
g. 工(gong)具消(xiao)耗顯著降低
無論是軋輥的尺寸(cun)，還是軋輥的磨損，都呈較大幅度下降。
2. 主要工(gong)藝技術裝備和智能化方面的創新：
a. 牌(pai)坊的結構設(she)(she)計使其(qi)剛性高(gao)、穩定(ding)性好。牌(pai)坊采用(yong)全(quan)新的整體圓筒形框(kuang)架結構設(she)(she)計，5個機架加空減機架的牌(pai)坊全(quan)部用(yong)大(da)型螺桿連接(jie)為一體，牌(pai)坊結構緊湊，長度(du)方(fang)向(xiang)縮短。其(qi)剛性更(geng)高(gao)，穩定(ding)性更(geng)好，同時(shi)便于運輸及安裝，見(jian)圖6-42所(suo)示；
b. 采用軸(zhou)向換輥(gun)方式。有利(li)于保持軋機中心線(xian)的穩定和(he)對中性，可(ke)減少廠房(fang)跨距，但不利(li)于單機架換輥(gun)和(he)事故處理；
c. 軋(ya)輥(gun)的液壓平(ping)衡采用獨特(te)的擺(bai)臂式結構設計，見圖(tu)6-43所示；
d. 連(lian)軋(ya)機采用了液壓小艙控制系統(tong)（HCCS），可實現動(dong)態輥縫(feng)調(diao)整；
e. 采用了芯(xin)棒前(qian)行(xing)循環工(gong)藝。該工(gong)藝是指當軋(ya)制結束(shu)時，芯(xin)棒不返回而繼續前(qian)行(xing)的循環工(gong)藝以及(ji)相
關的(de)配套技術，省去了芯棒返回時間，使每根管的(de)軋制周期(qi)縮短(duan)4～5s，可提(ti)高(gao)機組的(de)產(chan)能20％以上；
f. 采用了(le)多項工藝(yi)控制(zhi)(zhi)（智能）技(ji)(ji)術如CARTA技(ji)(ji)術：是將生(sheng)產(chan)計劃、生(sheng)產(chan)過程控制(zhi)(zhi)和質(zhi)(zhi)量保證三者有(you)機結(jie)(jie)合起來(lai)，以保證優質(zhi)(zhi)、高效、低消耗地生(sheng)產(chan)鋼管；液(ye)壓(ya)小(xiao)艙控制(zhi)(zhi)系統(tong)（HCCS）：可控制(zhi)(zhi)連軋機的液(ye)壓(ya)壓(ya)下動作，實現輥(gun)縫調(diao)節(jie)。包括實現溫(wen)度補償(chang)(chang)、咬入(ru)沖擊補償(chang)(chang)、錐形芯棒伺服(fu)和頭尾(wei)削薄等功能；QAS系統(tong)：通(tong)過對物(wu)(wu)料(liao)的跟蹤、檢／監測(ce)，對數據進行收集、分析和存(cun)儲并將分析的結(jie)(jie)果及時反饋給(gei)生(sheng)產(chan)控制(zhi)(zhi)系統(tong)，以實施對物(wu)(wu)料(liao)的控制(zhi)(zhi)，保證鋼管的質(zhi)(zhi)量；MTS系統(tong)：向QAS、CARTA（包括PSS）系統(tong)傳遞訂單信(xin)息，收集這些系統(tong)的檢測(ce)數據并歸檔(dang)保存(cun)：從管坯稱重開始到冷床結(jie)(jie)束，跟蹤物(wu)(wu)料(liao)通(tong)過不同工序(xu)時的流水號和各種(zhong)工藝(yi)調(diao)整數據。
衡(heng)陽(yang)華(hua)菱鋼管(guan)ф340mm連軋管(guan)機組、攀成鋼Φ340mm連軋管(guan)機組
該兩機(ji)(ji)組均為2005年建成投產，設(she)計規模為年產熱軋(ya)(ya)無縫(feng)鋼管50萬噸。機(ji)(ji)組采用帶導(dao)盤錐形輥穿(chuan)孔，帶空(kong)減(jian)(jian)機(ji)(ji)架(jia)(jia)（VRS）的5機(ji)(ji)架(jia)(jia)限動(dong)芯棒連軋(ya)(ya)機(ji)(ji)，12機(ji)(ji)架(jia)(jia)微張力定（減(jian)(jian)）徑(jing)，主要設(she)備從德國SMSMeer公司引進。
創新點：兩套機(ji)(ji)組均(jun)采用了穿孔(kong)機(ji)(ji)工藝(yi)(yi)輔助設計系(xi)統(tong)（CARTA-CPM）、連軋工藝(yi)(yi)監(jian)控系(xi)統(tong)（PSS）、連軋輥縫控制(zhi)系(xi)統(tong)（HCCS）、微張力定（減）徑機(ji)(ji)工藝(yi)(yi)輔助設計系(xi)統(tong)（CARTA-SM）、物料跟(gen)蹤系(xi)統(tong)（MTS）和(he)在線檢(jian)測質量保(bao)證系(xi)統(tong)（QAS）等工藝(yi)(yi)控制(zhi)技術。
攀成(cheng)鋼ф159mm三輥連軋管機組（5機架＋1架空(kong)減(jian)機）
2007年建(jian)成投產(chan)，產(chan)品直徑為φ48.3~1777.8mm,壁(bi)厚(hou)3.5～25mm；主(zhu)要產(chan)品：鉆桿、油套管、高壓鍋爐管等。
特點(dian)(dian)及創新(xin)點(dian)(dian)：
1. 采用了錐(zhui)形輥導(dao)盤式(shi)穿孔(kong)機，增加了后(hou)臺機內定心裝置(zhi)和前臺管(guan)坯熱(re)定心裝置(zhi)。
2. 采用(yong)了意大利(li)達涅(nie)利(li)公司(si)開發的三(san)輥(gun)限動芯棒連(lian)軋管(guan)機 FQM（Fine Quality Mill），其機架(jia)結構設計簡捷，軋輥(gun)的液壓(ya)平衡簡單、直接(jie)，有利(li)于輥(gun)縫(feng)調節，軋輥(gun)機架(jia)的拆裝(zhuang)和校準更方(fang)便。結構如圖6-44。
3. 配(pei)置了KOCKS公(gong)司的24機(ji)架(jia)(jia)(jia)三(san)輥(gun)式(shi)(shi)張力減(jian)(jian)徑(jing)機(ji)。采用(yong)單(dan)(dan)(dan)獨軋(ya)輥(gun)傳動，交流變頻調速，后(hou)三(san)個(ge)機(ji)架(jia)(jia)(jia)（K1、K2和K3）軋(ya)輥(gun)可調，便于張力控制，減(jian)(jian)小機(ji)架(jia)(jia)(jia)更換次數(shu)和時間。軋(ya)輥(gun)機(ji)架(jia)(jia)(jia)孔型是(shi)采用(yong)普通數(shu)控車(che)床對單(dan)(dan)(dan)個(ge)輥(gun)環進行(xing)單(dan)(dan)(dan)獨加工，不(bu)是(shi)采用(yong)傳統的機(ji)架(jia)(jia)(jia)軋(ya)輥(gun)整體(ti)加工方式(shi)(shi)。減(jian)(jian)少了備用(yong)機(ji)架(jia)(jia)(jia)的數(shu)量，又省(sheng)去專用(yong)加工機(ji)床，也降(jiang)低長期運行(xing)費用(yong)。同時，由于各機(ji)架(jia)(jia)(jia)軋(ya)輥(gun)實(shi)際直徑(jing)的不(bu)同，采用(yong)了變架(jia)(jia)(jia)間距的緊(jin)湊式(shi)(shi)設計，縮短(duan)了機(ji)組長度，可進一步(bu)減(jian)(jian)少增厚端切損。
控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方面(mian)，配置了完(wan)善的自(zi)動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系統。可實(shi)現鋼管增厚端(duan)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)（HEC）、自(zi)動壁厚控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)（AWC）、傳動系統沖擊補償、負荷均衡控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)等必要(yao)的控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)功能；同(tong)時，根(gen)據在線檢測信息，可實(shi)時對三個可調(diao)軋輥(gun)(gun)機架(jia)進行(xing)遠程調(diao)節。既減少切損(sun)、降低金(jin)屬消(xiao)耗(hao)，又保(bao)證了產品(pin)質量。該(gai)張力(li)減徑機和軋輥(gun)(gun)機架(jia)如圖6-45所示(shi)。
