我国小口径无缝钢管机组的发展讲义

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1、中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA （中国钢结构协会钢管分会秘书长中国钢结构协会钢管分会秘书长 ）中国中国.2012年5月16日我国小口径无缝钢管机组的发展我国小口径无缝钢管机组的发展中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA2一一 小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型l自动轧管机组自动轧管机组 l穿拔机组穿拔机组 l连轧管机组连轧管机组 l精密轧管机组和斜轧机组精密轧管机组和斜轧机组l三辊轧管机组三辊轧管机组lCPECPE机组机组二二 工艺软件和液压控制技术工艺软件和液压控制技术lCARTACARTA技术技术 l张减机钢管壁厚控制软件张

2、减机钢管壁厚控制软件 lQAS QAS （Quality Assurance SystemQuality Assurance System）系统）系统 l液压小舱控制系统（液压小舱控制系统（HCCSHCCS）的应用）的应用 三三 小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨 l关于淘汰落后产能关于淘汰落后产能l小口径机组未来的发展趋势小口径机组未来的发展趋势 四四 结语结语主主主主 要要 内内 容容中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 我国无缝钢管生产的发展历程，是从小口径无缝管机组建设开始的，从鞍钢我国无缝钢管生产的发展历程，是从小口径无缝管机

3、组建设开始的，从鞍钢第一套第一套140mm140mm自动轧管机组投产到今天，已经走过近自动轧管机组投产到今天，已经走过近6060年的历程。年的历程。进入二十一进入二十一世纪以来，随着全球经济的增长，带动了全球能源需求的增长。以石油（天然气）世纪以来，随着全球经济的增长，带动了全球能源需求的增长。以石油（天然气）、煤炭为主要能源的需求大幅度增长，尤其是石油（天然气）的增长对石油钻采、煤炭为主要能源的需求大幅度增长，尤其是石油（天然气）的增长对石油钻采和输送用管的需求，以及锅炉、电站（包括核电）的发展，极大地带动了小口径和输送用管的需求，以及锅炉、电站（包括核电）的发展，极大地带动了小口径无缝钢管

4、机组的发展。同时也推动了无缝钢管生产技术装备水平的提高。目前，无缝钢管机组的发展。同时也推动了无缝钢管生产技术装备水平的提高。目前，小口径无缝钢管机组已经遍布全国各地，其生产量已占据我国无缝钢管总产量的小口径无缝钢管机组已经遍布全国各地，其生产量已占据我国无缝钢管总产量的大半壁江山，约大半壁江山，约70%70%左右；产品从油井管、锅炉管、管线管、流体管、结构管、左右；产品从油井管、锅炉管、管线管、流体管、结构管、气瓶管、三化用管、汽车用管、核电用管等几乎覆盖了所有无缝钢管品种；气瓶管、三化用管、汽车用管、核电用管等几乎覆盖了所有无缝钢管品种；小口小口径无缝管机组的机型也呈多样化发展，从最早的自

5、动轧管机组、穿拔机组，到八径无缝管机组的机型也呈多样化发展，从最早的自动轧管机组、穿拔机组，到八十年代以后发展起来的连轧管机组、二辊、三辊斜轧管机组、十年代以后发展起来的连轧管机组、二辊、三辊斜轧管机组、CPECPE机组以及近年机组以及近年来发展较快的三辊连轧管机组。来发展较快的三辊连轧管机组。 2008 2008年全球金融危机爆发，世界经济呈现出严重下滑的局面，受此影响无缝年全球金融危机爆发，世界经济呈现出严重下滑的局面，受此影响无缝钢管市场也呈现出严重的衰退，这一形势的变化也影响着我国无缝钢管生产的改钢管市场也呈现出严重的衰退，这一形势的变化也影响着我国无缝钢管生产的改变。本文结合小口径无

6、缝钢管机组的发展的历史，尤其是近年的变化，按照时间变。本文结合小口径无缝钢管机组的发展的历史，尤其是近年的变化，按照时间顺序对各主要机型以及生产工艺进行论述。顺序对各主要机型以及生产工艺进行论述。1. 1. 前前 言言中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA2.1 自动轧管机组自动轧管机组 自动轧管机英文称自动轧管机英文称Plug mill, Plug mill, 多建于上多建于上世纪世纪7070年代前，曾称霸世界年代前，曾称霸世界4040多年。随着连轧多年。随着连轧管技术装备不断发展以及新的产线不断的建设，管技术装备不断发展以及新的产线不断的建设，自动轧管机的霸主地位逐渐被连轧管

7、机组所取自动轧管机的霸主地位逐渐被连轧管机组所取代。我国的自动轧管机组除代。我国的自动轧管机组除包钢包钢400mm400mm机组、机组、鞍钢鞍钢219mm219mm机组外，绝大部分为小口机组。机组外，绝大部分为小口机组。我国第一套小口径自动轧管机组是我国第一套小口径自动轧管机组是19531953年在鞍年在鞍钢建设投产的钢建设投产的140mm140mm机组，产品规格为机组，产品规格为38-38-146mm146mm、壁厚、壁厚4-20mm,4-20mm,设备由原苏联引进。该机设备由原苏联引进。该机组投产后第二年就生产出了锅炉管、地质管和组投产后第二年就生产出了锅炉管、地质管和油管（泵及压缩机用管

8、），不久又开发出了油管（泵及压缩机用管），不久又开发出了512.5mm512.5mm薄壁管；薄壁管；6060年代初该轧管机组成年代初该轧管机组成功地开发了功地开发了“双槽轧管双槽轧管”技术，使当年的钢管技术，使当年的钢管产量超过了设计能力一倍多。该机组产量超过了设计能力一倍多。该机组20042004年改年改造成造成219mm219mm机组，但机组，但“双槽轧管双槽轧管”这一技术这一技术仍沿用至今。仍沿用至今。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型4中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 19601960年参照鞍钢年参照鞍钢140140自动轧管机组

9、资料，由自动轧管机组资料，由我国自己设计的我国自己设计的100100自动轧管机组在上钢一厂建自动轧管机组在上钢一厂建成投产。随后在全国各地建设了十多套成投产。随后在全国各地建设了十多套100100自动自动轧管机组，如安阳无缝钢管厂、烟台钢管总厂、杭轧管机组，如安阳无缝钢管厂、烟台钢管总厂、杭州钢厂、大连钢厂、衡阳钢管厂、西宁钢厂、天津州钢厂、大连钢厂、衡阳钢管厂、西宁钢厂、天津无缝厂等相继建立了无缝厂等相继建立了100100自动轧管机组。自动轧管机组。进入本进入本世纪以来国内又新建和改造了多套小口径自动轧管世纪以来国内又新建和改造了多套小口径自动轧管机组。到目前为止上个世纪建设的小口径自动轧管

10、机组。到目前为止上个世纪建设的小口径自动轧管机组（不包括机组（不包括7676机组）除少数被保留下来，绝大机组）除少数被保留下来，绝大部分已被拆除或被改造成其它机组或作为冷拔部分已被拆除或被改造成其它机组或作为冷拔/ /轧轧的前工序，但是，的前工序，但是，应该承认这些机组在我国无缝钢应该承认这些机组在我国无缝钢管发展的历史中，曾起到过重要的作用。管发展的历史中，曾起到过重要的作用。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型5中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 最近几年，自动轧管机组在国内又有了新的发展，针对小口径薄壁管的最近几年，自动轧管机组在国内

11、又有了新的发展，针对小口径薄壁管的需求和替代部分穿拔产品，一些地区又兴建了一批改进型小口径自动轧管机需求和替代部分穿拔产品，一些地区又兴建了一批改进型小口径自动轧管机组组, ,如山东临沂地区。但是这类机组已不同于传统的自动轧管机组。一是在如山东临沂地区。但是这类机组已不同于传统的自动轧管机组。一是在生产工序上减少了均整机，钢管经过自动轧管机轧制后直接进入定径机或微生产工序上减少了均整机，钢管经过自动轧管机轧制后直接进入定径机或微张减机，缩短了工艺流程，减少了设备投资，降低了生产成本；二是轧辊采张减机，缩短了工艺流程，减少了设备投资，降低了生产成本；二是轧辊采用双槽，提高了轧辊辊身的刚度；三是以

12、生产薄壁管为主，规格组距较窄，用双槽，提高了轧辊辊身的刚度；三是以生产薄壁管为主，规格组距较窄，产品针对性较强，替代部分以冷代热产品。该机组产品质量与精密轧管机组产品针对性较强，替代部分以冷代热产品。该机组产品质量与精密轧管机组比较，其内表面没有螺旋道、管壁直度和管长方面均有一定的优势（就单倍比较，其内表面没有螺旋道、管壁直度和管长方面均有一定的优势（就单倍尺轧制而言）；与一道次冷拔管相比在外观质量上要占有优势（一道次冷拔尺轧制而言）；与一道次冷拔管相比在外观质量上要占有优势（一道次冷拔管，管壁直度较差；因退火交货，当热处理炉没有气体保护时，钢管外表面管，管壁直度较差；因退火交货，当热处理炉没

13、有气体保护时，钢管外表面质量较差）。另外采用小管坯轧制，定径机减径量小，钢管内圆未形成内六质量较差）。另外采用小管坯轧制，定径机减径量小，钢管内圆未形成内六方，产品质量较好。方，产品质量较好。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型6中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 2.2 穿拔机组穿拔机组 穿拔机组起源于上世纪穿拔机组起源于上世纪5050年代末，年代末，19581958年年3 3月上海异性钢管厂研制出了月上海异性钢管厂研制出了76mm76mm穿孔机，为其冷拔生产线提供毛管穿孔机，为其冷拔生产线提供毛管。随后，上钢五厂、上钢一厂也都。随后，上

14、钢五厂、上钢一厂也都建成了建成了76mm76mm穿孔机，为冷拔线提供毛管；穿孔机，为冷拔线提供毛管；19581958年年7 7月鞍钢无缝厂借鉴月鞍钢无缝厂借鉴140mm140mm机组的经验，制造出了机组的经验，制造出了76mm76mm穿孔机和自动轧管机，生产热轧薄壁荒穿孔机和自动轧管机，生产热轧薄壁荒管，也为冷拔管，也为冷拔/ /轧生产提供毛管。轧生产提供毛管。在此基础上，原冶金部组织编制了由穿孔在此基础上，原冶金部组织编制了由穿孔+ +自动轧管机自动轧管机+ +冷拔冷拔/ /轧组成的轧组成的76mm76mm自动轧管机组自动轧管机组“定型定型”设计设计，并于，并于1958-1958-19591

15、959年在全国推广。第一批建成投产的有衡阳、天津、重庆、昆明、长治等年在全国推广。第一批建成投产的有衡阳、天津、重庆、昆明、长治等地的几家钢管厂，到地的几家钢管厂，到6060年代初，全国共有年代初，全国共有3434套套76mm76mm无缝钢管生产线。无缝钢管生产线。 上世纪上世纪60-8060-80年代，穿年代，穿/ /拔机组在生产工艺和技术装备上得到了很大的发拔机组在生产工艺和技术装备上得到了很大的发展。机组的规格上限扩大到展。机组的规格上限扩大到90mm90mm，下限到，下限到50mm50mm；采用了环形加热炉；采；采用了环形加热炉；采用了用了内水冷顶头、内水冷顶头、4545钢材质顶头、轧

16、管机采用球形顶头钢材质顶头、轧管机采用球形顶头并实现了制动更换；并实现了制动更换；采用无限（半）冷硬球墨铸铁轧辊；采用无限（半）冷硬球墨铸铁轧辊；利用钼基顶头穿轧不锈钢利用钼基顶头穿轧不锈钢等。另外对穿等。另外对穿孔辊型、顶头外形、轧管孔型，穿孔和轧管变性理论，轧机调整、产品缺陷孔辊型、顶头外形、轧管孔型，穿孔和轧管变性理论，轧机调整、产品缺陷机理分析以及连铸坯可穿性等进行了有效的研究和实践，对提高我国无缝钢机理分析以及连铸坯可穿性等进行了有效的研究和实践，对提高我国无缝钢管生产技术水平起了重要作用。管生产技术水平起了重要作用。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主

17、要机型7中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 9090年代至今，穿拔生产机组又有了很大的发展，尤其是进入本世纪，随着年代至今，穿拔生产机组又有了很大的发展，尤其是进入本世纪，随着中国经济的快速增长，对管材的需求不断地增加，推动了我国无缝钢管机组建中国经济的快速增长，对管材的需求不断地增加，推动了我国无缝钢管机组建设的高速发展。上世纪设的高速发展。上世纪, ,由于我国在大口径无缝钢管的发展上步伐落后，使得市由于我国在大口径无缝钢管的发展上步伐落后，使得市场上大口径无缝钢管较为短缺，所以在这一时期国有大中企业均把注意力放在场上大口径无缝钢管较为短缺，所以在这一时期国有大中企业均把注

18、意力放在了大口无缝钢管机组的建设和发展上，这为中小民企抢抓机遇发展小机组创造了大口无缝钢管机组的建设和发展上，这为中小民企抢抓机遇发展小机组创造了时机。除精密轧管机组、三辊轧管机组外，了时机。除精密轧管机组、三辊轧管机组外，穿拔机组由于投资少、进入门槛穿拔机组由于投资少、进入门槛低、产品质量好、适合小批量多品种的民营资本的生产模式低、产品质量好、适合小批量多品种的民营资本的生产模式（甚至适合家庭作（甚至适合家庭作坊的生产方式），在国内迅速地扩展，尤其以江苏、浙江、山东以及辽宁的苏坊的生产方式），在国内迅速地扩展，尤其以江苏、浙江、山东以及辽宁的苏家屯等地区发展最快。有些小的个体作坊，形成了更细

19、的专业分工如以生产冷家屯等地区发展最快。有些小的个体作坊，形成了更细的专业分工如以生产冷拔轧用毛管的加工厂；只进行冷拔拔轧用毛管的加工厂；只进行冷拔/ /轧生产的工厂、只做酸洗的加工厂等。这样轧生产的工厂、只做酸洗的加工厂等。这样的专业化分工使的生产效率提高、生产成本大大降低，加之人工成本低以及对的专业化分工使的生产效率提高、生产成本大大降低，加之人工成本低以及对酸洗废水排放的环保要求较低等因素，使得穿拔机组生产的产品在市场上具有酸洗废水排放的环保要求较低等因素，使得穿拔机组生产的产品在市场上具有一定的竞争优势。一定的竞争优势。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主

20、要机型8中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 不仅如此，穿拔机组还向大口径规格方向扩展，在江苏采用两穿不仅如此，穿拔机组还向大口径规格方向扩展，在江苏采用两穿+ +冷冷拔的方式，生产拔的方式，生产200-400mm200-400mm中、大口径薄壁管，即径壁比大于中、大口径薄壁管，即径壁比大于4040的产品。的产品。这类产品是介于热轧和冷拔这类产品是介于热轧和冷拔/ /轧之间的产品，是热轧机组生产难度较大而轧之间的产品，是热轧机组生产难度较大而不愿意生产的产品，如中、大口径薄壁气瓶管。不愿意生产的产品，如中、大口径薄壁气瓶管。 穿拔机组不仅在碳钢、低合金钢产品的生产上具有一定优势

21、，在不穿拔机组不仅在碳钢、低合金钢产品的生产上具有一定优势，在不锈钢管生产方面也具有较强的优势锈钢管生产方面也具有较强的优势。早在上世纪。早在上世纪5050年代中期，鞍钢无缝年代中期，鞍钢无缝厂就利用厂就利用140140机组的穿孔机成功地穿轧出不锈钢管，机组的穿孔机成功地穿轧出不锈钢管，19601960年上钢五厂率年上钢五厂率先在先在7676穿拔机组上生产奥氏体不锈钢管，到目前为止我国奥氏体不锈穿拔机组上生产奥氏体不锈钢管，到目前为止我国奥氏体不锈钢管基本上采用的都是穿拔工艺。不仅如此，目前国内除一些高合金钢、钢管基本上采用的都是穿拔工艺。不仅如此，目前国内除一些高合金钢、特殊合金（包括镍基合

22、金）以及一些朔性较低的材料，在生产工艺上采特殊合金（包括镍基合金）以及一些朔性较低的材料，在生产工艺上采用挤压用挤压+ +冷拔冷拔/ /轧方式，其他的钢铁材料均可采用穿孔轧方式，其他的钢铁材料均可采用穿孔+ +冷拔冷拔/ /轧方式来。轧方式来。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型9中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 2.3 连轧管机组连轧管机组 小口径连轧管机进入中国是在上世小口径连轧管机进入中国是在上世纪纪8080年代初期，宝钢建设时引进了德国年代初期，宝钢建设时引进了德国MeerMeer公司公司140140浮动式芯棒连轧管机组浮动式芯棒

23、连轧管机组，其产品，其产品外径为外径为21.3-139.7mm21.3-139.7mm，尽管浮动式芯棒连，尽管浮动式芯棒连轧管机组生产工艺现在已经落后了，但当时轧管机组生产工艺现在已经落后了，但当时这条生产线的引进，却让业内人士真正感受这条生产线的引进，却让业内人士真正感受到了现代化连轧管机组高产量、高质量、高到了现代化连轧管机组高产量、高质量、高效率所带来的震撼。效率所带来的震撼。9090年代后期，衡阳钢管年代后期，衡阳钢管厂又引进德国厂又引进德国MeerMeer公司公司8989半浮式芯棒连轧半浮式芯棒连轧管机组，产品外径为管机组，产品外径为25-89mm25-89mm。这两条生。这两条生产

24、线的引进为提高小口径高压锅炉管和油管产线的引进为提高小口径高压锅炉管和油管的国产化做出了重要贡献。的国产化做出了重要贡献。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型宝钢宝钢140连轧管机组连轧管机组10中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 进入进入2121世纪世纪，为了满足小口径高端产品，为了满足小口径高端产品的需求，的需求，天津钢管公司在天津钢管公司在20032003年建成了世界上年建成了世界上第一套三辊第一套三辊PQFPQF（prime quality finishingprime quality finishing）连轧管机，连轧管机，产品的

25、外径为产品的外径为32-168.3mm32-168.3mm。三辊。三辊PQFPQF连轧管工艺技术，以其在均匀变形、变形连轧管工艺技术，以其在均匀变形、变形应力，轧机结构、轧机刚性、负荷分配及轧辊应力，轧机结构、轧机刚性、负荷分配及轧辊受力等方面的优势，使其在轧制产品规格范围、受力等方面的优势，使其在轧制产品规格范围、径壁比（径壁比（D/SD/S）、裂孔和拉凹缺陷、壁厚精度、）、裂孔和拉凹缺陷、壁厚精度、成材率、工具消耗、高合金难变形材料轧制等成材率、工具消耗、高合金难变形材料轧制等方面具有两辊轧机无可匹敌的优势。另外，天方面具有两辊轧机无可匹敌的优势。另外，天津钢管公司津钢管公司168168三

26、辊三辊PQFPQF连轧管机组还有在其连轧管机组还有在其他方面的创新和新技术的应用，如芯棒前行循他方面的创新和新技术的应用，如芯棒前行循环工艺：是指当轧制结束时芯棒不返回而继续环工艺：是指当轧制结束时芯棒不返回而继续前行的循环工艺和相关的配套技术，省去了芯前行的循环工艺和相关的配套技术，省去了芯棒返回时间，使每根管的轧制周期缩短棒返回时间，使每根管的轧制周期缩短4 4秒钟，秒钟，可提高机组的产能可提高机组的产能20%20%。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型轴向换辊（轴向换辊（PQF-ACO）侧向换辊（侧向换辊（PQF-LCO）11中国钢结构协会钢管分会中国

27、钢结构协会钢管分会CSPA12 在线激光测厚：作为新一代侧厚系统，测量精度高，可带芯棒检测，在线激光测厚：作为新一代侧厚系统，测量精度高，可带芯棒检测，对人体伤害小（与射线相比）；液压小仓控制技术（包括液压压下）还对人体伤害小（与射线相比）；液压小仓控制技术（包括液压压下）还有有CARTACARTA技术，技术， QASQAS系统等。上述新技术新工艺的应用，使连轧管机的整系统等。上述新技术新工艺的应用，使连轧管机的整体装备水平上升到一个崭新的平台。体装备水平上升到一个崭新的平台。 除天津钢管外，攀成钢、鞍钢、黑龙江建龙、包钢、衡阳钢管等企除天津钢管外，攀成钢、鞍钢、黑龙江建龙、包钢、衡阳钢管等企

28、业都先后引进小口径连轧管机组，这些机组全部为最先进三辊连轧管机业都先后引进小口径连轧管机组，这些机组全部为最先进三辊连轧管机组。这些机组的引进，大大地改善了我国小口径机组整体装备水平较低组。这些机组的引进，大大地改善了我国小口径机组整体装备水平较低的局面；的局面；另外，南通特钢、西姆莱斯辽阳、山东墨龙、河南凤宝等企业另外，南通特钢、西姆莱斯辽阳、山东墨龙、河南凤宝等企业也分别建设了四套国产的连轧管机组，这些机组的建设大大提升了中国也分别建设了四套国产的连轧管机组，这些机组的建设大大提升了中国无缝钢管机组装备制造水平。上述机组的建设也大幅度提高我国小口径无缝钢管机组装备制造水平。上述机组的建设也

29、大幅度提高我国小口径无缝钢管的产量和产品质量。无缝钢管的产量和产品质量。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA2.4 精密轧管机组和两辊斜轧管延伸机组精密轧管机组和两辊斜轧管延伸机组 精密轧管机又称精密轧管机又称Accu-RollAccu-Roll轧管机，是在狄塞尔轧管机，是在狄塞尔轧管机结构的基础上，将鼓形轧辊改成锥形轧辊，轧管机结构的基础上，将鼓形轧辊改成锥形轧辊，增加了轧辊辗轧角，加长了辊身长度、增大了导盘增加了轧辊辗轧角，加长了辊身长度、增大了导盘直径，并将浮动芯棒轧制方式改为限动芯棒轧制方直径，并将

30、浮动芯棒轧制方式改为限动芯棒轧制方式，从而减小了金属滑移，增加了均壁钢管的重轧式，从而减小了金属滑移，增加了均壁钢管的重轧次数，提高了钢管壁厚精度。近年来精密轧管机以次数，提高了钢管壁厚精度。近年来精密轧管机以其轧制工序短、设备投资少（国内可以整条线制造）其轧制工序短、设备投资少（国内可以整条线制造）、更换规格容易、品种适应的范围宽、以及适合于、更换规格容易、品种适应的范围宽、以及适合于小批量、多品种等生产优势在中国已成为中小型钢小批量、多品种等生产优势在中国已成为中小型钢管企业技术改造和新建机组的首选机型。精密轧管管企业技术改造和新建机组的首选机型。精密轧管机是美国埃特纳标准公司提出的设计思

31、想，由中美机是美国埃特纳标准公司提出的设计思想，由中美合作设计制造，并在中国迅速推广。合作设计制造，并在中国迅速推广。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型 Accu-Roll 轧机示意图轧机示意图 1芯棒；芯棒；2导盘；导盘； 3菌式轧辊；菌式轧辊；4毛管毛管13中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 我国第一台精密轧管机组是原烟台钢管厂（现鲁宝钢管公司）在我国第一台精密轧管机组是原烟台钢管厂（现鲁宝钢管公司）在19901990年建成投产的年建成投产的114mm114mm机组机组，其产品规格为，其产品规格为63.5-114mm63.5-114m

32、m；成都无成都无缝厂缝厂180180精密轧管机组是在精密轧管机组是在19921992年建成投产年建成投产；随后上海钢管厂和齐齐；随后上海钢管厂和齐齐哈尔钢厂的哈尔钢厂的114mm114mm机组也都相继建成投产。鲁宝和成都无缝这两个机机组也都相继建成投产。鲁宝和成都无缝这两个机组是我国精密轧管机组的典型代表。这两套机组后来根据市场对大口径组是我国精密轧管机组的典型代表。这两套机组后来根据市场对大口径钢管的需求，对设备进行了改造，使机组的产品规格扩大到钢管的需求，对设备进行了改造，使机组的产品规格扩大到325mm325mm。2121世纪后精密轧管机组在中国遍地开花，目前我国共有精密轧管机组超世纪后

33、精密轧管机组在中国遍地开花，目前我国共有精密轧管机组超过过4040套，小口径机组占一半。套，小口径机组占一半。 虽然精密轧管机组有许多优势和特点，但是该机型由于是斜轧机组，虽然精密轧管机组有许多优势和特点，但是该机型由于是斜轧机组，必然会在钢管的内表面留下内螺旋痕迹（尽管内螺旋手感不明显），这必然会在钢管的内表面留下内螺旋痕迹（尽管内螺旋手感不明显），这会给客户留下不佳的印象。另外，精密轧管机组采用导盘与轧辊组成孔会给客户留下不佳的印象。另外，精密轧管机组采用导盘与轧辊组成孔型，其封闭性较导板差，当轧制薄壁时尤其是导盘磨损严重，边部破损型，其封闭性较导板差，当轧制薄壁时尤其是导盘磨损严重，边部

34、破损时，易产生头尾撕破造成轧卡。时，易产生头尾撕破造成轧卡。 2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型14中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA15 近年来不少中、小钢管企业建设了带导板的延伸机组，即近年来不少中、小钢管企业建设了带导板的延伸机组，即把精密把精密轧管机组的立式布置的导盘，改成为导板轧管机组的立式布置的导盘，改成为导板，使轧机孔型的封密性更好，使轧机孔型的封密性更好，用以生产小口径薄壁管。另外，带导板的延伸机组制造难度低、投资用以生产小口径薄壁管。另外，带导板的延伸机组制造难度低、投资也少。也少。 这种二次斜轧管延伸机组发展也相当迅速

35、，目前，在我国江苏江这种二次斜轧管延伸机组发展也相当迅速，目前，在我国江苏江阴、山东聊城、天津等地就有阴、山东聊城、天津等地就有1010多家民营企业建设了多家民营企业建设了50mm50mm、60mm60mm、90mm90mm、114mm114mm、140mm140mm小型二次斜轧管延伸机组生产小口径热小型二次斜轧管延伸机组生产小口径热轧无缝钢管（轧无缝钢管（159mm159mm以下）。这类生产线的主要设备一般由斜底式以下）。这类生产线的主要设备一般由斜底式加热炉或环形加热炉、加热炉或环形加热炉、50mm50mm140mm140mm穿孔机、二次斜轧管延伸机、穿孔机、二次斜轧管延伸机、712712

36、架三辊微张力减径机组成。产品直径：架三辊微张力减径机组成。产品直径：3838159mm159mm（以生产（以生产108mm108mm以下为主）、壁厚：以下为主）、壁厚：(4.0)4.5(4.0)4.512.0mm12.0mm（以（以4.5-6mm4.5-6mm为主）、为主）、长度：长度：9m9m以上（荒管最长可达以上（荒管最长可达13m13m）。）。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA上世纪上世纪80-9080-90年代中期，我国从国外引进了多台年代中期，我国从国外引进了多台（套）三辊轧管机组包括：（套）三

37、辊轧管机组包括：19871987年江西洪都钢厂从年江西洪都钢厂从英国引进英国引进76mm 76mm 三辊轧管机建成投产；三辊轧管机建成投产；19881988年大年大冶钢厂从德国引进的冶钢厂从德国引进的76mm76mm三辊轧管机建成投产和三辊轧管机建成投产和19951995年全套从德国引进的年全套从德国引进的170mm170mm三辊轧管机组建三辊轧管机组建成投产；成投产；19951995年天津市无缝钢管厂从德国引进的年天津市无缝钢管厂从德国引进的114mm114mm三辊轧管机建成投产；无锡钢厂从西班牙三辊轧管机建成投产；无锡钢厂从西班牙引进的二手设备引进的二手设备102mm102mm三辊轧管机组

38、建成投产。三辊轧管机组建成投产。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型三辊斜轧延伸机示意图三辊斜轧延伸机示意图 2.5 三辊轧管机组三辊轧管机组 三辊轧管机又称三辊轧管机又称AsselAssel轧管机，也是一种高精度的轧管机组。前后工序的配轧管机，也是一种高精度的轧管机组。前后工序的配置基本与精密轧管机组相同。三辊轧管机轧制的品种以轴承管、液压支拄管、械置基本与精密轧管机组相同。三辊轧管机轧制的品种以轴承管、液压支拄管、械加工用管、中厚壁高压锅炉管和套管接箍料及钻杆、钻铤料为主。该类机组因适加工用管、中厚壁高压锅炉管和套管接箍料及钻杆、钻铤料为主。该类机组因适

39、应轧制中厚壁和厚壁无缝钢管且壁厚精度高等特点而被称为品种轧机。我国早在应轧制中厚壁和厚壁无缝钢管且壁厚精度高等特点而被称为品种轧机。我国早在上世纪上世纪6060年代就开始研制三辊轧管机，但由于文革的干扰和影响，直到年代就开始研制三辊轧管机，但由于文革的干扰和影响，直到19781978年衡年衡阳钢管厂建成投产了我国第一套自主研发的阳钢管厂建成投产了我国第一套自主研发的108mm108mm三辊轧管机，这套机组的穿三辊轧管机，这套机组的穿孔机、轧管机均采用三辊式，定径机为孔机、轧管机均采用三辊式，定径机为1212架微张力减径机；同年沈阳无缝钢管厂架微张力减径机；同年沈阳无缝钢管厂建成了我国第一台建成

40、了我国第一台50mm50mm三辊轧管机。三辊轧管机。16中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 上世纪上世纪9090年代以来，德国年代以来，德国MEERMEER公司对三辊轧管机进行了一系列技术改进，公司对三辊轧管机进行了一系列技术改进，采用限动阶梯芯棒轧制方式或采用头部轧后采用限动阶梯芯棒轧制方式或采用头部轧后“快关快关”方法，以解决荒管头部方法，以解决荒管头部喇叭口问题；喇叭口问题；采用尾部采用尾部“快开快开”方法以解决荒管尾部三角形问题方法以解决荒管尾部三角形问题；采用轧辊；采用轧辊碾轧角可调整的设计，改变了过去以辊肩为中心线的调整方法碾轧角可调整的设计，改变了过去以辊肩为中

41、心线的调整方法, ,而变为以碾轧而变为以碾轧带为中心的调整方法带为中心的调整方法, ,提高了轧制过程的稳定性和重轧系数；在轧机后台，提高了轧制过程的稳定性和重轧系数；在轧机后台，采采用了长导向辊结构防止轧制过程中荒管扭曲和划伤用了长导向辊结构防止轧制过程中荒管扭曲和划伤。这些新技术已应用于瑞。这些新技术已应用于瑞典典OvakoOvako公司公司89mm89mm机组、印度机组、印度JindalJindal公司公司168mm168mm机组；也应用于中、大口机组；也应用于中、大口径机组上如中国的径机组上如中国的TPCO219mmTPCO219mm机组和最新建成的新冶钢机组和最新建成的新冶钢460mm

42、460mm机组上。机组上。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型 与精密轧管机一样，三辊轧管机组以与精密轧管机一样，三辊轧管机组以其轧制工序短、设备投资少、更换规格容其轧制工序短、设备投资少、更换规格容易、壁厚精度高等优点，在中国也成为中易、壁厚精度高等优点，在中国也成为中小型钢管企业技术改造以及新建机组的主小型钢管企业技术改造以及新建机组的主要机型。另外，三辊轧管机组也适合于小要机型。另外，三辊轧管机组也适合于小批量、多品种的生产。与精密轧管机组一批量、多品种的生产。与精密轧管机组一样，三辊轧管机也是斜轧机组，也会在钢样，三辊轧管机也是斜轧机组，也会在钢管的

43、内表面留下内螺旋痕迹。管的内表面留下内螺旋痕迹。17中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 近年来，为改变我国小直径无缝钢管近年来，为改变我国小直径无缝钢管“以以冷代热冷代热”问题，问题，一些钢管生产装备制造商家研一些钢管生产装备制造商家研发制造的小型热轧无缝钢管机组发展迅速，小发制造的小型热轧无缝钢管机组发展迅速，小型三辊限动芯棒轧管机组就是其中一种机型，型三辊限动芯棒轧管机组就是其中一种机型，目前，在我国山东聊城、河北沧州地区以及重目前，在我国山东聊城、河北沧州地区以及重庆等地就有近庆等地就有近3030余家民营企业采用余家民营企业采用50mm50mm、60mm60mm、70m

44、m70mm、80mm80mm、90mm90mm、100mm100mm小小型三辊限动芯棒轧管机组，生产小直径热轧无型三辊限动芯棒轧管机组，生产小直径热轧无缝钢管（缝钢管（114mm114mm以下）。以下）。 这种小型三辊限动芯棒轧管机的三个轧辊这种小型三辊限动芯棒轧管机的三个轧辊在机架中呈在机架中呈120120布置，轧辊与轧辊间采用导板布置，轧辊与轧辊间采用导板封闭。轧辊呈锥形，辊面由三个直线段和两个封闭。轧辊呈锥形，辊面由三个直线段和两个圆弧过渡段组成，轧机延伸系数一般控制在圆弧过渡段组成，轧机延伸系数一般控制在1.31.3左右。由于轧辊之间采用了导板封闭左右。由于轧辊之间采用了导板封闭 使得

45、该机使得该机组也可以生产薄壁管。组也可以生产薄壁管。 2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型小型三辊斜轧延伸机结构示意小型三辊斜轧延伸机结构示意小型三辊斜轧延伸机生产现场小型三辊斜轧延伸机生产现场18中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA19 近年来，近年来，为改变我国小直径无缝钢管为改变我国小直径无缝钢管“以冷代热以冷代热”问题，一些钢管问题，一些钢管生产装备制造商家研发制造的小型热轧无缝钢管机组发展迅速生产装备制造商家研发制造的小型热轧无缝钢管机组发展迅速，小型三，小型三辊限动芯棒轧管机组就是其中一种机型，目前，在我国山东聊城、河北辊限动芯棒

46、轧管机组就是其中一种机型，目前，在我国山东聊城、河北沧州地区以及重庆等地就有近沧州地区以及重庆等地就有近3030余家民营企业采用余家民营企业采用50mm50mm、60mm60mm、70mm70mm、80mm80mm、90mm90mm、100mm100mm小型三辊限动芯棒轧管机组，生产小小型三辊限动芯棒轧管机组，生产小直径热轧无缝钢管（直径热轧无缝钢管（114mm114mm以下）。以下）。 这种小型三辊限动芯棒轧管机的三个轧辊在机架中呈这种小型三辊限动芯棒轧管机的三个轧辊在机架中呈120120布置，轧布置，轧辊与轧辊间采用导板封闭。轧辊呈锥形，辊面由三个直线段和两个圆弧辊与轧辊间采用导板封闭。轧

47、辊呈锥形，辊面由三个直线段和两个圆弧过渡段组成，轧机延伸系数一般控制在过渡段组成，轧机延伸系数一般控制在1.31.3左右。由于轧辊之间采用了导左右。由于轧辊之间采用了导板封闭板封闭 使得该机组也可以生产薄壁管。使得该机组也可以生产薄壁管。 该机组生产线的主要设备一般由斜底式加热炉、该机组生产线的主要设备一般由斜底式加热炉、50mm50mm100mm100mm穿穿孔机、三辊限动芯棒轧管机、中频感应加热装置、（孔机、三辊限动芯棒轧管机、中频感应加热装置、（D60mmD60mm；S5.0mmS5.0mm以下，在微张力减径前设置中频感应二次加热装置）和以下，在微张力减径前设置中频感应二次加热装置）和4

48、12412架架三辊微张力减径机组成。产品直径：三辊微张力减径机组成。产品直径：2828114mm114mm；壁厚：；壁厚：3.53.510.0mm10.0mm；长度：长度：8m8m以上（荒管最长可达以上（荒管最长可达13m13m）。）。 2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA2.6 CPECPE顶管机组（简称顶管机组（简称CPECPE机组）机组） CPECPE是英文（是英文（Cross-roll-Cross-roll-斜轧斜轧 PiercingPiercing穿孔穿孔 and Elongatingand El

49、ongating延伸）的延伸）的缩写，缩写，CPECPE机组是在传统的方坯机组是在传统的方坯 压力压力穿孔穿孔 斜轧延伸斜轧延伸 顶管工艺的基础上，顶管工艺的基础上，采用圆管坯采用圆管坯 斜轧穿孔斜轧穿孔 管端缩口管端缩口 顶管的新工艺。这一新的生产工艺是由德顶管的新工艺。这一新的生产工艺是由德国米尔公司在上世纪国米尔公司在上世纪7070年代末至年代末至8080年初开年初开发的，该工艺既保留了传统顶管工艺适宜发的，该工艺既保留了传统顶管工艺适宜生产薄壁钢管、技术复杂性较低、投资较生产薄壁钢管、技术复杂性较低、投资较少的优点（与连轧管机组相比），少的优点（与连轧管机组相比）， 同时同时还简化了工

50、艺过程，增加坯重，减少切头，还简化了工艺过程，增加坯重，减少切头，提高壁厚精度等一系列的优点。提高壁厚精度等一系列的优点。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型传统的顶管机组工艺流程图传统的顶管机组工艺流程图CPE顶管机组工艺流程图顶管机组工艺流程图20中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA再有，再有，CPECPE机组是一种高节奏轧机，每分钟可轧机组是一种高节奏轧机，每分钟可轧3 3支，与半浮连轧机支，与半浮连轧机组节奏相当，但由于其管坯单重受芯棒长度的限制，使该机组产量介组节奏相当，但由于其管坯单重受芯棒长度的限制，使该机组产量介于连轧机组和斜

51、轧机组之间，属于中等产能。另外，由于采用长芯棒于连轧机组和斜轧机组之间，属于中等产能。另外，由于采用长芯棒轧制，辊模也是由三辊组成，所以其产品质量与连轧机组相当。轧制，辊模也是由三辊组成，所以其产品质量与连轧机组相当。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型21中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA22尽管尽管CPECPE机组有很多优点（尤其在小口径机组上），但遗憾的是机组有很多优点（尤其在小口径机组上），但遗憾的是CPECPE工艺发工艺发展的年代也正是限动芯棒连轧机发展的年代，由于限动芯棒连轧机组在产量、展的年代也正是限动芯棒连轧机发展的年代，由

52、于限动芯棒连轧机组在产量、规格范围、成材率等方面更优于规格范围、成材率等方面更优于CPECPE机组，使机组，使CPECPE机组的发展受到了限制，所机组的发展受到了限制，所以从以从8080年代初到今天全球共建成年代初到今天全球共建成7 7套套CPECPE机组，最大产品规格为机组，最大产品规格为177.8mm177.8mm。我国现有两条我国现有两条CPECPE机组，一条在常宝，一条在武钢江北公司（原汉阳钢管厂）机组，一条在常宝，一条在武钢江北公司（原汉阳钢管厂）。江苏常宝。江苏常宝CPECPE机组是由原常州钢厂机组是由原常州钢厂19891989年建成投产的年建成投产的102102机组，产品外径机组

53、，产品外径为为25-102mm25-102mm壁厚壁厚2.5-9mm2.5-9mm。该机组从德国。该机组从德国MeerMeer引进了缩口机、引进了缩口机、2222架张减机和架张减机和加工机床，其他设备均为国内设计制造。该机组投产后，缩口设备一直存在加工机床，其他设备均为国内设计制造。该机组投产后，缩口设备一直存在问题，生产停停打打。常宝收购该生产线后对其设备和生产工艺进行了系统问题，生产停停打打。常宝收购该生产线后对其设备和生产工艺进行了系统的改进，使机组的作业率大幅提高，近年来，该机组的最高年产量超过了的改进，使机组的作业率大幅提高，近年来，该机组的最高年产量超过了1515万吨，产品规格上限

54、扩展到了万吨，产品规格上限扩展到了114mm114mm，轧制最薄的壁厚，轧制最薄的壁厚3mm3mm，主要产品为，主要产品为高压锅炉管、油管。目前，江苏常宝正在建设一条高压锅炉管、油管。目前，江苏常宝正在建设一条114mm114mm组，预计今年可投组，预计今年可投产。汉阳钢管厂产。汉阳钢管厂CPECPE机组是从德国机组是从德国BenterlerBenterler公司引进的二手设备，产品外径公司引进的二手设备，产品外径为为21.3-114mm21.3-114mm，壁厚为，壁厚为2.2-12mm,20012.2-12mm,2001年建成投产，主要产品为油管。通过年建成投产，主要产品为油管。通过不断的

55、改进和完善，该机组最高年产量达到了不断的改进和完善，该机组最高年产量达到了1010万吨，目前正在考虑搬迁新万吨，目前正在考虑搬迁新址和对张减机进行改造。址和对张减机进行改造。2.2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型小口径无缝钢管生产的几种主要机型中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 工艺控制软件和液压控制技术主要来自引进机组的配套软件和控制技工艺控制软件和液压控制技术主要来自引进机组的配套软件和控制技术。目前，国内钢管生产装备制造水平与国外的最大差距也就在于此。近两术。目前，国内钢管生产装备制造水平与国外的最大差距也就在于此。近两年国内个别钢管生产装备制造企业，已开发出了头尾削

56、薄控制软件、辊缝液年国内个别钢管生产装备制造企业，已开发出了头尾削薄控制软件、辊缝液压控制技术等。压控制技术等。 3.1 CARTA CARTA技术技术 CARTACARTA（Computer Aided Rolling Technology ApplicatioComputer Aided Rolling Technology Applicatio）是）是SMS-SMS-MeerMeer公司研究开发的用计算机控制工艺设计和轧制过程的工艺控制系统。公司研究开发的用计算机控制工艺设计和轧制过程的工艺控制系统。CARTACARTA技术最早应用于张力减径机，其实际应用可追溯到上世纪技术最早应用于张力

57、减径机，其实际应用可追溯到上世纪7070年代，但直年代，但直到到8080年代末，全球也只有为数不多的几个钢管厂采用了这一技术。年代末，全球也只有为数不多的几个钢管厂采用了这一技术。90 90 年代，年代，随着计算机技术的普及，这一技术的应用得到了比较广泛地拓展。近几年来，随着计算机技术的普及，这一技术的应用得到了比较广泛地拓展。近几年来，SMS-MeerSMS-Meer公司将公司将CARTA CARTA 技术除应用到技术除应用到SRMSRM机组上外，还分别用于机组上外，还分别用于CPMCPM、MPM/PQF MPM/PQF 和和SM/SRM SM/SRM 机组上，其中机组上，其中CARTA-

58、MPM/PQFCARTA- MPM/PQF系统是在系统是在INNSEINNSE公司的公司的PSSPSS（Process Process Supervisor SystemSupervisor System）系统的基础上进一步扩展和完善，使）系统的基础上进一步扩展和完善，使CARTACARTA系统在热轧系统在热轧生产线形成了一个完整的体系。生产线形成了一个完整的体系。3. 3. 工艺控制软件和液压控制技术工艺控制软件和液压控制技术23中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA上图上图 CARTA工艺控制系统的构成工艺控制系统的构成3. 3. 工艺控制软件和液压控制技术工艺控制软件和液压

59、控制技术 CARTA CARTA技术应用的目的在于保证优质、高效、经济地生产钢管，它将技术应用的目的在于保证优质、高效、经济地生产钢管，它将生产计划、生产过程控制和质量保证三者结合起来，其构成如下图所示。生产计划、生产过程控制和质量保证三者结合起来，其构成如下图所示。24中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA CARTACARTA技术的主要任务可以概括为如下五个方面：技术的主要任务可以概括为如下五个方面： 工具设计及管理工具设计及管理 生产计划生产计划 轧制表计算轧制表计算 过程监控和评估产品质量过程监控和评估产品质量 数据存储和分析。数据存储和分析。 进入进入2121世纪来，几

60、乎世纪来，几乎SMS-MeerSMS-Meer供货的新建机组都采用了供货的新建机组都采用了CARTACARTA系统。但选系统。但选择的内容有所不同，根据企业自身的情况有些钢管厂完整地采用了择的内容有所不同，根据企业自身的情况有些钢管厂完整地采用了CARTA CARTA 系统系统的在三大机组和五个方面的控制内容，而有的厂家则选用其中的部分机组和控的在三大机组和五个方面的控制内容，而有的厂家则选用其中的部分机组和控制内容。制内容。3. 3. 工艺控制软件和液压控制技术工艺控制软件和液压控制技术25中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 3.2 3.2 张减机钢管壁厚控制软件张减机钢管

61、壁厚控制软件 CEC (Crop End Control) CEC (Crop End Control) 控制软件。通过动态调整轧辊线速度来减少钢控制软件。通过动态调整轧辊线速度来减少钢管管端的头尾增厚长度。通过管管端的头尾增厚长度。通过CECCEC应用，其头尾增厚长度可减少应用，其头尾增厚长度可减少50%50%。WTCA(Average Wall Thinknee Control)WTCA(Average Wall Thinknee Control)控制软件。依据荒管来料偏差测量控制软件。依据荒管来料偏差测量结果，通过动态调整轧辊线速度设定来增大或减小张减机的延伸系数，以保结果，通过动态调整

62、轧辊线速度设定来增大或减小张减机的延伸系数，以保证得到要求的钢管目标平均壁厚精度。证得到要求的钢管目标平均壁厚精度。WTCL(Locad Wall Thinknee Control) )WTCL(Locad Wall Thinknee Control) )控制软件。依据荒管来料沿长度方控制软件。依据荒管来料沿长度方向上的局部壁厚与平均壁厚的偏差值，通过动态调整轧辊线速度来保证该处向上的局部壁厚与平均壁厚的偏差值，通过动态调整轧辊线速度来保证该处的壁厚精度。的壁厚精度。3. 3. 工艺控制软件和液压控制技术工艺控制软件和液压控制技术26中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 3.3

63、 MTS3.3 MTS（Matter Trace SystemMatter Trace System）系统）系统 MTSMTS主要任务是向主要任务是向QASQAS、CARTACARTA（包括（包括PSSPSS）系统传递订单信息，收集这些）系统传递订单信息，收集这些系统的检测数据并归档保存：从管坯称重设备开始到冷床结束，跟踪物料通过系统的检测数据并归档保存：从管坯称重设备开始到冷床结束，跟踪物料通过不同工序时的流水号和各种工艺调整数据。不同工序时的流水号和各种工艺调整数据。 从冷床达到冷床下料仅只有包括钢管的实际支数和总重量的订单数据才从冷床达到冷床下料仅只有包括钢管的实际支数和总重量的订单数据

64、才被跟踪。被跟踪。 若各机组测量的数据与设定的数据不符，便会报警。若各机组测量的数据与设定的数据不符，便会报警。 物料跟踪系统主要跟踪内容有：物料跟踪系统主要跟踪内容有： 对管坯进行记录，并把数据与轧制批号、流水号、管坯重量等对应起来；对管坯进行记录，并把数据与轧制批号、流水号、管坯重量等对应起来；跟踪系统采用先进先出原则，跟踪管坯经管坯称重、加热炉、穿孔、连轧、再跟踪系统采用先进先出原则，跟踪管坯经管坯称重、加热炉、穿孔、连轧、再加热炉、定径直到冷床；记录管坯从出炉到变成荒管到达冷床之间各工序的温加热炉、定径直到冷床；记录管坯从出炉到变成荒管到达冷床之间各工序的温度；记录各工序毛管度；记录各

65、工序毛管/ /荒管的壁厚、直径、长度等参数。荒管的壁厚、直径、长度等参数。 除跟踪、记录数据外，穿孔机、连轧管机、定除跟踪、记录数据外，穿孔机、连轧管机、定/ /减径机的实际轧制调整减径机的实际轧制调整值也存储在物料跟踪数据组中，以便进一步处理。值也存储在物料跟踪数据组中，以便进一步处理。3. 3. 工艺控制软件和液压控制技术工艺控制软件和液压控制技术27中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 3.4 QAS 3.4 QAS （Quality Assurance SystemQuality Assurance System）系统）系统 QAS QAS是一个独立的中心工作站，他通过

66、对物料的跟踪、检是一个独立的中心工作站，他通过对物料的跟踪、检/ /监测，对监测，对数据进行收集、分析和存储并将分析的结果及时反馈给生产控制系统以数据进行收集、分析和存储并将分析的结果及时反馈给生产控制系统以实施对物料的控制，以保证钢管的质量。实施对物料的控制，以保证钢管的质量。 QAS QAS在线采用的检测设备主要有：红外线高温仪、射线侧厚、在线采用的检测设备主要有：红外线高温仪、射线侧厚、同位同位素测厚或激光测厚、激光测长、素测厚或激光测厚、激光测长、CCDCCD数码摄像系统测径等。数码摄像系统测径等。 QAS QAS现场检测点的主要检测内容和目的本文省略。现场检测点的主要检测内容和目的本

67、文省略。 3.5 3.5 液压小舱控制系统（液压小舱控制系统（HCCSHCCS）的应用）的应用 液压压下技术以其响应快、调节精度高、动态性能好等特点在上世液压压下技术以其响应快、调节精度高、动态性能好等特点在上世纪纪7070年代就应用于板带钢生产的压下控制。年代就应用于板带钢生产的压下控制。9090年代初，年代初，INNSEINNSE公司开发了公司开发了液压小舱控制技术，并将该技术应用于连轧管机组，据说国际上最早应液压小舱控制技术，并将该技术应用于连轧管机组，据说国际上最早应用这一技术的轧机是日本住友用这一技术的轧机是日本住友426mm426mm连轧管机组。国内最早配套这一技连轧管机组。国内最

68、早配套这一技术的轧机是包钢术的轧机是包钢180mm180mm连轧管机组，随后天津钢管公司在建设第一套连轧管机组，随后天津钢管公司在建设第一套168PQF168PQF三辊连轧管机组上使用了三辊连轧管机组上使用了HCCSHCCS，并结合，并结合PSSPSS系统实现生产工艺过系统实现生产工艺过程的控制。其中，使用程的控制。其中，使用HCCSHCCS系统控制连轧机的液压压下装置的动作，实系统控制连轧机的液压压下装置的动作，实现辊缝控制；通过工艺参数的计算和控制实现温度补偿、咬入冲击控制、现辊缝控制；通过工艺参数的计算和控制实现温度补偿、咬入冲击控制、锥形芯棒伺服、头尾削薄等功能。另外，液压小舱控制系统

69、也被用于斜锥形芯棒伺服、头尾削薄等功能。另外，液压小舱控制系统也被用于斜轧扩管的顶杆定位、顶杆涨缩补偿、顶头磨损补偿等。轧扩管的顶杆定位、顶杆涨缩补偿、顶头磨损补偿等。3. 3. 工艺控制软件和液压控制技术工艺控制软件和液压控制技术28中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 4.1 关于淘汰落后产能关于淘汰落后产能 2011 2011年年1111月，我国月，我国钢铁工业钢铁工业“十二五十二五”发展规划发展规划（以下简称（以下简称规规划划）正式对外颁布，在涉及到轧钢生产工艺装备时明确指出）正式对外颁布，在涉及到轧钢生产工艺装备时明确指出：“直径直径76mm76mm以下热轧无缝管机组

70、。以下热轧无缝管机组。” 被列入淘汰落后生产能力之列。被列入淘汰落后生产能力之列。规划规划中中“直径直径76mm76mm以下热轧无缝管机组以下热轧无缝管机组”“”“亦在指通过穿孔亦在指通过穿孔+ +冷拔（轧）冷拔（轧）”生产生产小口径无缝钢管的机组。小口径无缝钢管的机组。 据有关资料介绍，据有关资料介绍，2004-20102004-2010年，我国热轧无缝钢管的比例由总产量的年，我国热轧无缝钢管的比例由总产量的85%85%降至降至70%70%左右左右，而同期冷拔（轧）管的比例由总产量的，而同期冷拔（轧）管的比例由总产量的15%15%增值增值30%30%左右；左右；这表明我国无缝钢管的加工生产方

71、式并没有像预期的向更合理方向转变，这表明我国无缝钢管的加工生产方式并没有像预期的向更合理方向转变，而是出现了热轧管比例下降，冷拔（轧）管比例上升趋势，尤其是而是出现了热轧管比例下降，冷拔（轧）管比例上升趋势，尤其是76mm76mm以下的小直径无缝钢管增长最快，所占比例达到我国无缝钢管总产量的以下的小直径无缝钢管增长最快，所占比例达到我国无缝钢管总产量的30%30%，最高达到，最高达到39%39%（时间节点为（时间节点为20102010年）。上述数据显示，几十年来，该机组年）。上述数据显示，几十年来，该机组不但没有被淘汰，反而呈现出不断发展壮大之势。不但没有被淘汰，反而呈现出不断发展壮大之势。4

72、. 4. 小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨29中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 造成上述问题的主要原因：造成上述问题的主要原因： 一是热轧产品不能完全替代冷加工产品一是热轧产品不能完全替代冷加工产品。目前为冷轧提供毛管的生。目前为冷轧提供毛管的生产方法有热挤压、斜轧穿孔两种，由于挤压方法生产毛管成本很高、成材率产方法有热挤压、斜轧穿孔两种，由于挤压方法生产毛管成本很高、成材率低、生产效率也低，除很少量的高合金、特殊合金（如镍基合金）、低塑性低、生产效率也低，除很少量的高合金、特殊合金（如镍基合金）、低塑性材料等采用挤压方法生产外，

73、其他材料均采用斜轧穿孔方法。如薄材料等采用挤压方法生产外，其他材料均采用斜轧穿孔方法。如薄/ /超薄壁、超薄壁、高精度、高表面质量钢管、不锈管、部分高合金钢管基本采用穿孔高精度、高表面质量钢管、不锈管、部分高合金钢管基本采用穿孔+ +（轧管（轧管+ +定径）定径）+ +冷拔冷拔/ /轧方法生产。轧方法生产。 二是热轧无缝钢管机组生产介于热轧和冷拔之间的小口径薄壁钢管存二是热轧无缝钢管机组生产介于热轧和冷拔之间的小口径薄壁钢管存在一定问题在一定问题如连轧机组：如连轧机组：产量低，机组的效率和产能不能充分发挥。以产量低，机组的效率和产能不能充分发挥。以159159（168168）机组为例）机组为例

74、48511.8948511.89、7 7倍尺钢管母管重倍尺钢管母管重441.3441.3，139.77.7211.8139.77.7211.8、3 3倍尺倍尺钢管母管重钢管母管重889.5889.5，机组的产能差，机组的产能差2 2倍多。倍多。张力减径后管端切头损失太大，成材率低，一般低于张力减径后管端切头损失太大，成材率低，一般低于80%80%；钢管内表面钢管内表面“内六方内六方”现象还不能有效控制；三辊轧管机组不适于生产现象还不能有效控制；三辊轧管机组不适于生产薄壁管；精密轧管机组生产较薄壁管易产生头尾撕破；热轧无缝管的内表面薄壁管；精密轧管机组生产较薄壁管易产生头尾撕破；热轧无缝管的内表

75、面质量难以达到冷拔管的质量水平。质量难以达到冷拔管的质量水平。4. 4. 小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨30中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 三是穿孔三是穿孔+ +冷拔工艺生产组织灵活，适于小批量多品种生产；冷拔工艺生产组织灵活，适于小批量多品种生产； 四是穿孔四是穿孔+ +冷拔工艺设备投资少，工艺技术和生产操作易于掌握；冷拔工艺设备投资少，工艺技术和生产操作易于掌握； 五是国家对钢材产品酸洗处理的环保要求比较宽松。五是国家对钢材产品酸洗处理的环保要求比较宽松。 正是由于上述原因，所以该生产工艺不但没有淘汰，反而呈现出不断发正是

76、由于上述原因，所以该生产工艺不但没有淘汰，反而呈现出不断发展壮大之势。展壮大之势。 淘汰直径淘汰直径76mm76mm以下热轧无缝管机组应因势利导，一是要通过市场机制淘以下热轧无缝管机组应因势利导，一是要通过市场机制淘汰一部份。有迹象表明近一两年，国内一些中小型企业新建一批小型热轧管汰一部份。有迹象表明近一两年，国内一些中小型企业新建一批小型热轧管机组，专门用于生产小口径薄壁，替代了部分穿孔机组，专门用于生产小口径薄壁，替代了部分穿孔+ +冷拔工艺生产的产品冷拔工艺生产的产品（穿拔工艺生产成本要高于热轧工艺（穿拔工艺生产成本要高于热轧工艺150-200150-200元）。二是要通过环保规范加元）

77、。二是要通过环保规范加以限制淘汰一部份。对冷拔以限制淘汰一部份。对冷拔/ /轧酸洗排放制定更加严格的标准，提高冷加工轧酸洗排放制定更加严格的标准，提高冷加工产品的门槛。产品的门槛。4. 4. 小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨31中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 4.2 小口径机组未来的发展趋势小口径机组未来的发展趋势 纵观我国近十多年无缝钢管发展的情况看，国有大中企业以引进的现代纵观我国近十多年无缝钢管发展的情况看，国有大中企业以引进的现代化连轧管机组建设为主，但机组的投资较大；中小企业（主要为民企）由于化连轧管机组建设为主，但机

78、组的投资较大；中小企业（主要为民企）由于资金问题一般以斜轧机组、穿拔机组建设为主，个别有实力的大型民企也建资金问题一般以斜轧机组、穿拔机组建设为主，个别有实力的大型民企也建设了国产的连轧管机组。受宏观经济形势和国家有关政策以及行业的经营情设了国产的连轧管机组。受宏观经济形势和国家有关政策以及行业的经营情况的影响，企业大规模建设形势将不复存在，以高投入引进国外设备的项目况的影响，企业大规模建设形势将不复存在，以高投入引进国外设备的项目也将大大减少。以结构调整、产品细分的配套改造项目将成为未来一段时间也将大大减少。以结构调整、产品细分的配套改造项目将成为未来一段时间的发展主题。的发展主题。4. 4

79、. 小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨32中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA4.2.1 关于连轧机组的发展关于连轧机组的发展 金融危机后，国内又有金融危机后，国内又有7-87-8条小口径连轧管机组投产或在建设，其中大部分条小口径连轧管机组投产或在建设，其中大部分为国产机组。这些机组中多数是在金融危机前就已经策划和确定的，但由于金为国产机组。这些机组中多数是在金融危机前就已经策划和确定的，但由于金融危机的影响使项目拖延。在这些机组中除辽阳融危机的影响使项目拖延。在这些机组中除辽阳114mm114mm机组外，其他机组均为机组外，其他机组均

80、为159mm159mm机组或机组或180mm180mm机组。即使是机组。即使是159mm159mm机组，其规格上限也扩展至机组，其规格上限也扩展至168mm168mm或或177.8177.8（180180）mmmm。从规格的上线范围可以看出，这些机组在设计的考虑上任。从规格的上线范围可以看出，这些机组在设计的考虑上任然摆脱不了对产能的追求（产量低了效益也算不出来）。然摆脱不了对产能的追求（产量低了效益也算不出来）。4. 4. 小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨 实际生产中，这类机组生产实际生产中，这类机组生产7676（7373）mmmm以下规以下规格时

81、，产量低、合格率低、成材率低、故障率高，而较格时，产量低、合格率低、成材率低、故障率高，而较少生产。从宏观经济形势、市场需求、项目的投资以及少生产。从宏观经济形势、市场需求、项目的投资以及行业经营状况看，未来小口径连轧管机组的建设和发展行业经营状况看，未来小口径连轧管机组的建设和发展将以国产轧机为主，规格以将以国产轧机为主，规格以114114、8989及以下轧机为主，及以下轧机为主，以生产以生产60.360.3、5757、5151、4848、4242、38mm38mm等规等规格的产品。格的产品。西姆莱斯辽阳西姆莱斯辽阳114114机组机组33中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA

82、 4.2.2 CPE CPE机组的发展机组的发展 近年来，江苏常宝、武钢汉阳钢厂两条近年来，江苏常宝、武钢汉阳钢厂两条CPECPE机组生产的产品质量给客户机组生产的产品质量给客户也给同行们留下了深刻印象，已有一些企业在了解、研究这一机组，但是正真也给同行们留下了深刻印象，已有一些企业在了解、研究这一机组，但是正真决定选着上这一机组的企业不多。一是对决定选着上这一机组的企业不多。一是对CPECPE机组还不了解；二是生产工序相机组还不了解；二是生产工序相对于斜轧机组、自动轧管机组、穿拔机组来说还是复杂些；三是建设投资相对对于斜轧机组、自动轧管机组、穿拔机组来说还是复杂些；三是建设投资相对于上述机组

83、也较高，另外，于上述机组也较高，另外，CPECPE机组在生产工艺上必须配有再加热炉，这也使机组在生产工艺上必须配有再加热炉，这也使得它的运行成本增加。得它的运行成本增加。4. 4. 小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨 但是，正是由于荒管必须经过再加热但是，正是由于荒管必须经过再加热炉（可控制在相变点以下更低的温度入炉）炉（可控制在相变点以下更低的温度入炉）这也使得这也使得CPECPE机组生产的钢管晶粒度更均匀、机组生产的钢管晶粒度更均匀、更细小，韧性更高（与轧态交货的钢管相更细小，韧性更高（与轧态交货的钢管相比）。若产品定位在高端上，机组的产量比）。若

84、产品定位在高端上，机组的产量适中，适中，CPECPE机组将是一个较好的选择。机组将是一个较好的选择。国外某国外某CPE机组生产现场机组生产现场34中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA 4.2.3 斜轧管机组的发展斜轧管机组的发展 带导板的两辊、三辊小口径斜轧管机组近两年建设投产的较多，由于该带导板的两辊、三辊小口径斜轧管机组近两年建设投产的较多，由于该类机组投入少、见效快、易于掌握、适于小批量多品种，适于中低端产品。但类机组投入少、见效快、易于掌握、适于小批量多品种，适于中低端产品。但由于这类机组生产的产品有内螺旋痕迹，在产品的外观质量上逊色于连轧机组、由于这类机组生产的产品有

85、内螺旋痕迹，在产品的外观质量上逊色于连轧机组、CPECPE机组，另外，这类小口径机组采用轧坯作为管坯，生产成本要稍高一些，机组，另外，这类小口径机组采用轧坯作为管坯，生产成本要稍高一些，因此未来的发展也会受到限制。因此未来的发展也会受到限制。 4.2.4 自动轧管机组和穿拔机组自动轧管机组和穿拔机组 近两年发展起来的改进型自动轧管机组，由于简化了工艺流程，减少近两年发展起来的改进型自动轧管机组，由于简化了工艺流程，减少了投资，降低了生产成本，使其在小口径机组上又有了新的生命力，如果结合了投资，降低了生产成本，使其在小口径机组上又有了新的生命力，如果结合“双槽轧制技术双槽轧制技术”、再结合实现自

86、动化操作、快速换辊，改进型的自动轧管机、再结合实现自动化操作、快速换辊，改进型的自动轧管机组在生产中低端产品上将有较高的竞争力。组在生产中低端产品上将有较高的竞争力。 随着国内一些小口径机组的建设，随着国家对酸洗排放标准的提高，随着国内一些小口径机组的建设，随着国家对酸洗排放标准的提高，穿拔机组生产的穿拔机组生产的“以冷代热以冷代热”的产量将会大幅度下降，穿拔机组生产的产品将的产量将会大幅度下降，穿拔机组生产的产品将逐渐回归到冷拔产品中。逐渐回归到冷拔产品中。4. 4. 小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨35中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会

87、CSPA 总之随着世界经济的发展、随着人们对无缝钢管品种质量要求总之随着世界经济的发展、随着人们对无缝钢管品种质量要求的提高，以及市场竞争的加剧和环保要求的提高，这些都将推动无缝的提高，以及市场竞争的加剧和环保要求的提高，这些都将推动无缝钢管生产技术装备的进步和发展。中国是一个无缝钢管生产大国而且钢管生产技术装备的进步和发展。中国是一个无缝钢管生产大国而且也应该成为一个无缝钢管强国。中国无缝钢管的发展将会引领世界无也应该成为一个无缝钢管强国。中国无缝钢管的发展将会引领世界无缝钢管技术装备的发展。缝钢管技术装备的发展。 5. 5. 结结 语语36中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSP

88、A（1 1）殷国茂）殷国茂 中国钢管中国钢管5050年年 四川四川 四川科学技术出版社四川科学技术出版社 20042004（2 2）殷国茂）殷国茂 中国钢管飞速发展的中国钢管飞速发展的1010年年 四川四川 四川科学技术出版社四川科学技术出版社 20092009（3 3）严泽生）严泽生 现代热连轧无缝钢管生产现代热连轧无缝钢管生产 北京北京 冶金工业出版社冶金工业出版社 20092009（4 4）严泽生）严泽生 庄庄 钢钢 孙强孙强 世界热轧无缝钢管轧机的发展世界热轧无缝钢管轧机的发展 北京北京“中国冶金中国冶金 20112011（5 5）金如菘）金如菘 无缝钢管百年史话无缝钢管百年史话 北京

89、北京 冶金工业出版社冶金工业出版社 20082008（6 6）肖松良）肖松良 陶芳国陶芳国 新一代新一代273mm273mm限动芯棒连轧管机组限动芯棒连轧管机组 成都成都 中国金属学会钢中国金属学会钢管学术委员会第五届一次年会论文集管学术委员会第五届一次年会论文集 2005 2005 （7 7）SMS-MeerSMS-Meer公司的统计资料公司的统计资料 20082008（8 8）李晓红，我国小直径无缝钢管生产发展与装备选择之探讨）李晓红，我国小直径无缝钢管生产发展与装备选择之探讨. .钢管，钢管， 2012 2012 参考文献参考文献37中国钢结构协会钢管分会中国钢结构协会钢管分会CSPA38谢谢大家谢谢大家 38