我國小口徑無縫鋼管機組的發(fā)展講義課件

莊鋼

（中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會鋼管分會秘書長

）中國.武漢2012年5月16日我國小口徑無縫鋼管機組的發(fā)展我國小口徑無縫鋼管機組的發(fā)展12一小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型自動軋管機組穿拔機組連軋管機組精密軋管機組和斜軋機組三輥軋管機組CPE機組二工藝軟件和液壓控制技術(shù)CARTA技術(shù)張減機鋼管壁厚控制軟件QAS（QualityAssuranceSystem）系統(tǒng)液壓小艙控制系統(tǒng)（HCCS）的應(yīng)用三小口徑無縫鋼管機組發(fā)展中相關(guān)問題的探討

關(guān)于淘汰落后產(chǎn)能小口徑機組未來的發(fā)展趨勢四

結(jié)語主主要內(nèi)容2一小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型主主要內(nèi)容2

我國無縫鋼管生產(chǎn)的發(fā)展歷程，是從小口徑無縫管機組建設(shè)開始的，從鞍鋼第一套Φ140mm自動軋管機組投產(chǎn)到今天，已經(jīng)走過近60年的歷程。進入二十一世紀以來，隨著全球經(jīng)濟的增長，帶動了全球能源需求的增長。以石油（天然氣）、煤炭為主要能源的需求大幅度增長，尤其是石油（天然氣）的增長對石油鉆采和輸送用管的需求，以及鍋爐、電站（包括核電）的發(fā)展，極大地帶動了小口徑無縫鋼管機組的發(fā)展。同時也推動了無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)裝備水平的提高。目前，小口徑無縫鋼管機組已經(jīng)遍布全國各地，其生產(chǎn)量已占據(jù)我國無縫鋼管總產(chǎn)量的大半壁江山，約70%左右；產(chǎn)品從油井管、鍋爐管、管線管、流體管、結(jié)構(gòu)管、氣瓶管、三化用管、汽車用管、核電用管等幾乎覆蓋了所有無縫鋼管品種；小口徑無縫管機組的機型也呈多樣化發(fā)展，從最早的自動軋管機組、穿拔機組，到八十年代以后發(fā)展起來的連軋管機組、二輥、三輥斜軋管機組、CPE機組以及近年來發(fā)展較快的三輥連軋管機組。2008年全球金融危機爆發(fā)，世界經(jīng)濟呈現(xiàn)出嚴重下滑的局面，受此影響無縫鋼管市場也呈現(xiàn)出嚴重的衰退，這一形勢的變化也影響著我國無縫鋼管生產(chǎn)的改變。本文結(jié)合小口徑無縫鋼管機組的發(fā)展的歷史，尤其是近年的變化，按照時間順序?qū)Ω髦饕獧C型以及生產(chǎn)工藝進行論述。1.前言我國無縫鋼管生產(chǎn)的發(fā)展歷程，是從小口徑無縫管機組建設(shè)32.1自動軋管機組自動軋管機英文稱Plugmill,多建于上世紀70年代前，曾稱霸世界40多年。隨著連軋管技術(shù)裝備不斷發(fā)展以及新的產(chǎn)線不斷的建設(shè)，自動軋管機的霸主地位逐漸被連軋管機組所取代。我國的自動軋管機組除包鋼Φ400mm機組、鞍鋼Φ219mm機組外，絕大部分為小口機組。我國第一套小口徑自動軋管機組是1953年在鞍鋼建設(shè)投產(chǎn)的Φ140mm機組，產(chǎn)品規(guī)格為Φ38-146mm、壁厚4-20mm,設(shè)備由原蘇聯(lián)引進。該機組投產(chǎn)后第二年就生產(chǎn)出了鍋爐管、地質(zhì)管和油管（泵及壓縮機用管），不久又開發(fā)出了Φ51×2.5mm薄壁管；60年代初該軋管機組成功地開發(fā)了“雙槽軋管”技術(shù)，使當年的鋼管產(chǎn)量超過了設(shè)計能力一倍多。該機組2004年改造成Φ219mm機組，但“雙槽軋管”這一技術(shù)仍沿用至今。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型42.1自動軋管機組2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型4

1960年參照鞍鋼Φ140自動軋管機組資料，由我國自己設(shè)計的Φ100自動軋管機組在上鋼一廠建成投產(chǎn)。隨后在全國各地建設(shè)了十多套Φ100自動軋管機組，如安陽無縫鋼管廠、煙臺鋼管總廠、杭州鋼廠、大連鋼廠、衡陽鋼管廠、西寧鋼廠、天津無縫廠等相繼建立了Φ100自動軋管機組。進入本世紀以來國內(nèi)又新建和改造了多套小口徑自動軋管機組。到目前為止上個世紀建設(shè)的小口徑自動軋管機組（不包括Φ76機組）除少數(shù)被保留下來，絕大部分已被拆除或被改造成其它機組或作為冷拔/軋的前工序，但是，應(yīng)該承認這些機組在我國無縫鋼管發(fā)展的歷史中，曾起到過重要的作用。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型51960年參照鞍鋼Φ140自動軋管機組資料，由我國自

最近幾年，自動軋管機組在國內(nèi)又有了新的發(fā)展，針對小口徑薄壁管的需求和替代部分穿拔產(chǎn)品，一些地區(qū)又興建了一批改進型小口徑自動軋管機組,如山東臨沂地區(qū)。但是這類機組已不同于傳統(tǒng)的自動軋管機組。一是在生產(chǎn)工序上減少了均整機，鋼管經(jīng)過自動軋管機軋制后直接進入定徑機或微張減機，縮短了工藝流程，減少了設(shè)備投資，降低了生產(chǎn)成本；二是軋輥采用雙槽，提高了軋輥輥身的剛度；三是以生產(chǎn)薄壁管為主，規(guī)格組距較窄，產(chǎn)品針對性較強，替代部分以冷代熱產(chǎn)品。該機組產(chǎn)品質(zhì)量與精密軋管機組比較，其內(nèi)表面沒有螺旋道、管壁直度和管長方面均有一定的優(yōu)勢（就單倍尺軋制而言）；與一道次冷拔管相比在外觀質(zhì)量上要占有優(yōu)勢（一道次冷拔管，管壁直度較差；因退火交貨，當熱處理爐沒有氣體保護時，鋼管外表面質(zhì)量較差）。另外采用小管坯軋制，定徑機減徑量小，鋼管內(nèi)圓未形成內(nèi)六方，產(chǎn)品質(zhì)量較好。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型6最近幾年，自動軋管機組在國內(nèi)又有了新的發(fā)展，針對小口徑

2.2穿拔機組穿拔機組起源于上世紀50年代末，1958年3月上海異性鋼管廠研制出了Φ76mm穿孔機，為其冷拔生產(chǎn)線提供毛管。隨后，上鋼五廠、上鋼一廠也都建成了Φ76mm穿孔機，為冷拔線提供毛管；1958年7月鞍鋼無縫廠借鑒Φ140mm機組的經(jīng)驗，制造出了Φ76mm穿孔機和自動軋管機，生產(chǎn)熱軋薄壁荒管，也為冷拔/軋生產(chǎn)提供毛管。在此基礎(chǔ)上，原冶金部組織編制了由穿孔+自動軋管機+冷拔/軋組成的Φ76mm自動軋管機組“定型”設(shè)計，并于1958-1959年在全國推廣。第一批建成投產(chǎn)的有衡陽、天津、重慶、昆明、長治等地的幾家鋼管廠，到60年代初，全國共有34套Φ76mm無縫鋼管生產(chǎn)線。上世紀60-80年代，穿/拔機組在生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備上得到了很大的發(fā)展。機組的規(guī)格上限擴大到Φ90mm，下限到Φ50mm；采用了環(huán)形加熱爐；采用了內(nèi)水冷頂頭、45鋼材質(zhì)頂頭、軋管機采用球形頂頭并實現(xiàn)了制動更換；采用無限（半）冷硬球墨鑄鐵軋輥；利用鉬基頂頭穿軋不銹鋼等。另外對穿孔輥型、頂頭外形、軋管孔型，穿孔和軋管變性理論，軋機調(diào)整、產(chǎn)品缺陷機理分析以及連鑄坯可穿性等進行了有效的研究和實踐，對提高我國無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)水平起了重要作用。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型72.2穿拔機組2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型

90年代至今，穿拔生產(chǎn)機組又有了很大的發(fā)展，尤其是進入本世紀，隨著中國經(jīng)濟的快速增長，對管材的需求不斷地增加，推動了我國無縫鋼管機組建設(shè)的高速發(fā)展。上世紀,由于我國在大口徑無縫鋼管的發(fā)展上步伐落后，使得市場上大口徑無縫鋼管較為短缺，所以在這一時期國有大中企業(yè)均把注意力放在了大口無縫鋼管機組的建設(shè)和發(fā)展上，這為中小民企搶抓機遇發(fā)展小機組創(chuàng)造了時機。除精密軋管機組、三輥軋管機組外，穿拔機組由于投資少、進入門檻低、產(chǎn)品質(zhì)量好、適合小批量多品種的民營資本的生產(chǎn)模式（甚至適合家庭作坊的生產(chǎn)方式），在國內(nèi)迅速地擴展，尤其以江蘇、浙江、山東以及遼寧的蘇家屯等地區(qū)發(fā)展最快。有些小的個體作坊，形成了更細的專業(yè)分工如以生產(chǎn)冷拔軋用毛管的加工廠；只進行冷拔/軋生產(chǎn)的工廠、只做酸洗的加工廠等。這樣的專業(yè)化分工使的生產(chǎn)效率提高、生產(chǎn)成本大大降低，加之人工成本低以及對酸洗廢水排放的環(huán)保要求較低等因素，使得穿拔機組生產(chǎn)的產(chǎn)品在市場上具有一定的競爭優(yōu)勢。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型890年代至今，穿拔生產(chǎn)機組又有了很大的發(fā)展，尤其是進

不僅如此，穿拔機組還向大口徑規(guī)格方向擴展，在江蘇采用兩穿+冷拔的方式，生產(chǎn)Φ200-400mm中、大口徑薄壁管，即徑壁比大于40的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品是介于熱軋和冷拔/軋之間的產(chǎn)品，是熱軋機組生產(chǎn)難度較大而不愿意生產(chǎn)的產(chǎn)品，如中、大口徑薄壁氣瓶管。

穿拔機組不僅在碳鋼、低合金鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)上具有一定優(yōu)勢，在不銹鋼管生產(chǎn)方面也具有較強的優(yōu)勢。早在上世紀50年代中期，鞍鋼無縫廠就利用Φ140機組的穿孔機成功地穿軋出不銹鋼管，1960年上鋼五廠率先在Φ76穿拔機組上生產(chǎn)奧氏體不銹鋼管，到目前為止我國奧氏體不銹鋼管基本上采用的都是穿拔工藝。不僅如此，目前國內(nèi)除一些高合金鋼、特殊合金（包括鎳基合金）以及一些朔性較低的材料，在生產(chǎn)工藝上采用擠壓+冷拔/軋方式，其他的鋼鐵材料均可采用穿孔+冷拔/軋方式來。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型9不僅如此，穿拔機組還向大口徑規(guī)格方向擴展，在江蘇采用兩

2.3連軋管機組小口徑連軋管機進入中國是在上世紀80年代初期，寶鋼建設(shè)時引進了德國Meer公司Φ140浮動式芯棒連軋管機組，其產(chǎn)品外徑為Φ21.3-139.7mm，盡管浮動式芯棒連軋管機組生產(chǎn)工藝現(xiàn)在已經(jīng)落后了，但當時這條生產(chǎn)線的引進，卻讓業(yè)內(nèi)人士真正感受到了現(xiàn)代化連軋管機組高產(chǎn)量、高質(zhì)量、高效率所帶來的震撼。90年代后期，衡陽鋼管廠又引進德國Meer公司Φ89半浮式芯棒連軋管機組，產(chǎn)品外徑為Φ25-89mm。這兩條生產(chǎn)線的引進為提高小口徑高壓鍋爐管和油管的國產(chǎn)化做出了重要貢獻。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型寶鋼140連軋管機組102.3連軋管機組2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型

進入21世紀，為了滿足小口徑高端產(chǎn)品的需求，天津鋼管公司在2003年建成了世界上第一套三輥PQF（primequalityfinishing）連軋管機，產(chǎn)品的外徑為Φ32-168.3mm。三輥PQF連軋管工藝技術(shù)，以其在均勻變形、變形應(yīng)力，軋機結(jié)構(gòu)、軋機剛性、負荷分配及軋輥受力等方面的優(yōu)勢，使其在軋制產(chǎn)品規(guī)格范圍、徑壁比（D/S）、裂孔和拉凹缺陷、壁厚精度、成材率、工具消耗、高合金難變形材料軋制等方面具有兩輥軋機無可匹敵的優(yōu)勢。另外，天津鋼管公司Φ168三輥PQF連軋管機組還有在其他方面的創(chuàng)新和新技術(shù)的應(yīng)用，如芯棒前行循環(huán)工藝：是指當軋制結(jié)束時芯棒不返回而繼續(xù)前行的循環(huán)工藝和相關(guān)的配套技術(shù)，省去了芯棒返回時間，使每根管的軋制周期縮短4秒鐘，可提高機組的產(chǎn)能20%。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型軸向換輥（PQF?-ACO）側(cè)向換輥（PQF?-LCO）11進入21世紀，為了滿足小口徑高端產(chǎn)品的需求，天津鋼管公12在線激光測厚：作為新一代側(cè)厚系統(tǒng)，測量精度高，可帶芯棒檢測，對人體傷害?。ㄅc射線相比）；液壓小倉控制技術(shù)（包括液壓壓下）還有CARTA技術(shù)，QAS系統(tǒng)等。上述新技術(shù)新工藝的應(yīng)用，使連軋管機的整體裝備水平上升到一個嶄新的平臺。

除天津鋼管外，攀成鋼、鞍鋼、黑龍江建龍、包鋼、衡陽鋼管等企業(yè)都先后引進小口徑連軋管機組，這些機組全部為最先進三輥連軋管機組。這些機組的引進，大大地改善了我國小口徑機組整體裝備水平較低的局面；另外，南通特鋼、西姆萊斯遼陽、山東墨龍、河南鳳寶等企業(yè)也分別建設(shè)了四套國產(chǎn)的連軋管機組，這些機組的建設(shè)大大提升了中國無縫鋼管機組裝備制造水平。上述機組的建設(shè)也大幅度提高我國小口徑無縫鋼管的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型12在線激光測厚：作為新一代側(cè)厚系統(tǒng)，測量精度高，可帶芯122.4

精密軋管機組和兩輥斜軋管延伸機組精密軋管機又稱Accu-Roll軋管機，是在狄塞爾軋管機結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將鼓形軋輥改成錐形軋輥，增加了軋輥輾軋角，加長了輥身長度、增大了導盤直徑，并將浮動芯棒軋制方式改為限動芯棒軋制方式，從而減小了金屬滑移，增加了均壁鋼管的重軋次數(shù)，提高了鋼管壁厚精度。近年來精密軋管機以其軋制工序短、設(shè)備投資少（國內(nèi)可以整條線制造）、更換規(guī)格容易、品種適應(yīng)的范圍寬、以及適合于小批量、多品種等生產(chǎn)優(yōu)勢在中國已成為中小型鋼管企業(yè)技術(shù)改造和新建機組的首選機型。精密軋管機是美國埃特納標準公司提出的設(shè)計思想，由中美合作設(shè)計制造，并在中國迅速推廣。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型Accu-Roll軋機示意圖1－芯棒；2－導盤；3－菌式軋輥；4－毛管132.4精密軋管機組和兩輥斜軋管延伸機組2.小口徑無縫鋼管生

我國第一臺精密軋管機組是原煙臺鋼管廠（現(xiàn)魯寶鋼管公司）在1990年建成投產(chǎn)的Φ114mm機組，其產(chǎn)品規(guī)格為Φ63.5-114mm；成都無縫廠Φ180精密軋管機組是在1992年建成投產(chǎn)；隨后上海鋼管廠和齊齊哈爾鋼廠的Φ114mm機組也都相繼建成投產(chǎn)。魯寶和成都無縫這兩個機組是我國精密軋管機組的典型代表。這兩套機組后來根據(jù)市場對大口徑鋼管的需求，對設(shè)備進行了改造，使機組的產(chǎn)品規(guī)格擴大到Φ325mm。21世紀后精密軋管機組在中國遍地開花，目前我國共有精密軋管機組超過40套，小口徑機組占一半。雖然精密軋管機組有許多優(yōu)勢和特點，但是該機型由于是斜軋機組，必然會在鋼管的內(nèi)表面留下內(nèi)螺旋痕跡（盡管內(nèi)螺旋手感不明顯），這會給客戶留下不佳的印象。另外，精密軋管機組采用導盤與軋輥組成孔型，其封閉性較導板差，當軋制薄壁時尤其是導盤磨損嚴重，邊部破損時，易產(chǎn)生頭尾撕破造成軋卡。

2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型14我國第一臺精密軋管機組是原煙臺鋼管廠（現(xiàn)魯寶鋼管公司）在15近年來不少中、小鋼管企業(yè)建設(shè)了帶導板的延伸機組，即把精密軋管機組的立式布置的導盤，改成為導板，使軋機孔型的封密性更好，用以生產(chǎn)小口徑薄壁管。另外，帶導板的延伸機組制造難度低、投資也少。這種二次斜軋管延伸機組發(fā)展也相當迅速，目前，在我國江蘇江陰、山東聊城、天津等地就有10多家民營企業(yè)建設(shè)了Φ50mm、Φ60mm、Φ90mm、Φ114mm、Φ140mm小型二次斜軋管延伸機組生產(chǎn)小口徑熱軋無縫鋼管（≤∮159mm以下）。這類生產(chǎn)線的主要設(shè)備一般由斜底式加熱爐或環(huán)形加熱爐、∮50mm～∮140mm穿孔機、二次斜軋管延伸機、7~12架三輥微張力減徑機組成。產(chǎn)品直徑：Φ38～159mm（以生產(chǎn)Φ108mm以下為主）、壁厚：(4.0)4.5～12.0mm（以4.5-6mm為主）、長度：～9m以上（荒管最長可達13m）。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型15近年來不少中、小鋼管企業(yè)建設(shè)了帶導板的延伸機組，即把15上世紀80-90年代中期，我國從國外引進了多臺（套）三輥軋管機組包括：1987年江西洪都鋼廠從英國引進Φ76mm三輥軋管機建成投產(chǎn)；1988年大冶鋼廠從德國引進的Φ76mm三輥軋管機建成投產(chǎn)和1995年全套從德國引進的Φ170mm三輥軋管機組建成投產(chǎn)；1995年天津市無縫鋼管廠從德國引進的Φ114mm三輥軋管機建成投產(chǎn)；無錫鋼廠從西班牙引進的二手設(shè)備Φ102mm三輥軋管機組建成投產(chǎn)。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型三輥斜軋延伸機示意圖

2.5

三輥軋管機組三輥軋管機又稱Assel軋管機，也是一種高精度的軋管機組。前后工序的配置基本與精密軋管機組相同。三輥軋管機軋制的品種以軸承管、液壓支拄管、械加工用管、中厚壁高壓鍋爐管和套管接箍料及鉆桿、鉆鋌料為主。該類機組因適應(yīng)軋制中厚壁和厚壁無縫鋼管且壁厚精度高等特點而被稱為品種軋機。我國早在上世紀60年代就開始研制三輥軋管機，但由于文革的干擾和影響，直到1978年衡陽鋼管廠建成投產(chǎn)了我國第一套自主研發(fā)的Φ108mm三輥軋管機，這套機組的穿孔機、軋管機均采用三輥式，定徑機為12架微張力減徑機；同年沈陽無縫鋼管廠建成了我國第一臺Φ50mm三輥軋管機。16上世紀80-90年代中期，我國從國外引進了多臺（套）三輥軋管

上世紀90年代以來，德國MEER公司對三輥軋管機進行了一系列技術(shù)改進，采用限動階梯芯棒軋制方式或采用頭部軋后“快關(guān)”方法，以解決荒管頭部喇叭口問題；采用尾部“快開”方法以解決荒管尾部三角形問題；采用軋輥碾軋角可調(diào)整的設(shè)計，改變了過去以輥肩為中心線的調(diào)整方法,而變?yōu)橐阅胲垘橹行牡恼{(diào)整方法,提高了軋制過程的穩(wěn)定性和重軋系數(shù)；在軋機后臺，采用了長導向輥結(jié)構(gòu)防止軋制過程中荒管扭曲和劃傷。這些新技術(shù)已應(yīng)用于瑞典Ovako公司Φ89mm機組、印度Jindal公司Φ168mm機組；也應(yīng)用于中、大口徑機組上如中國的TPCOΦ219mm機組和最新建成的新冶鋼Φ460mm機組上。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型

與精密軋管機一樣，三輥軋管機組以其軋制工序短、設(shè)備投資少、更換規(guī)格容易、壁厚精度高等優(yōu)點，在中國也成為中小型鋼管企業(yè)技術(shù)改造以及新建機組的主要機型。另外，三輥軋管機組也適合于小批量、多品種的生產(chǎn)。與精密軋管機組一樣，三輥軋管機也是斜軋機組，也會在鋼管的內(nèi)表面留下內(nèi)螺旋痕跡。17上世紀90年代以來，德國MEER公司對三輥軋管機進行了一

近年來，為改變我國小直徑無縫鋼管“以冷代熱”問題，一些鋼管生產(chǎn)裝備制造商家研發(fā)制造的小型熱軋無縫鋼管機組發(fā)展迅速，小型三輥限動芯棒軋管機組就是其中一種機型，目前，在我國山東聊城、河北滄州地區(qū)以及重慶等地就有近30余家民營企業(yè)采用Φ50mm、Φ60mm、Φ70mm、Φ80mm、Φ90mm、Φ100mm小型三輥限動芯棒軋管機組，生產(chǎn)小直徑熱軋無縫鋼管（≤Φ114mm以下）。這種小型三輥限動芯棒軋管機的三個軋輥在機架中呈120°布置，軋輥與軋輥間采用導板封閉。軋輥呈錐形，輥面由三個直線段和兩個圓弧過渡段組成，軋機延伸系數(shù)一般控制在1.3左右。由于軋輥之間采用了導板封閉使得該機組也可以生產(chǎn)薄壁管。

2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型小型三輥斜軋延伸機結(jié)構(gòu)示意小型三輥斜軋延伸機生產(chǎn)現(xiàn)場18近年來，為改變我國小直徑無縫鋼管“以冷代熱”問題，一19

近年來，為改變我國小直徑無縫鋼管“以冷代熱”問題，一些鋼管生產(chǎn)裝備制造商家研發(fā)制造的小型熱軋無縫鋼管機組發(fā)展迅速，小型三輥限動芯棒軋管機組就是其中一種機型，目前，在我國山東聊城、河北滄州地區(qū)以及重慶等地就有近30余家民營企業(yè)采用Φ50mm、Φ60mm、Φ70mm、Φ80mm、Φ90mm、Φ100mm小型三輥限動芯棒軋管機組，生產(chǎn)小直徑熱軋無縫鋼管（≤Φ114mm以下）。這種小型三輥限動芯棒軋管機的三個軋輥在機架中呈120°布置，軋輥與軋輥間采用導板封閉。軋輥呈錐形，輥面由三個直線段和兩個圓弧過渡段組成，軋機延伸系數(shù)一般控制在1.3左右。由于軋輥之間采用了導板封閉使得該機組也可以生產(chǎn)薄壁管。該機組生產(chǎn)線的主要設(shè)備一般由斜底式加熱爐、∮50mm～∮100mm穿孔機、三輥限動芯棒軋管機、中頻感應(yīng)加熱裝置、（D≤∮60mm；S≤5.0mm以下，在微張力減徑前設(shè)置中頻感應(yīng)二次加熱裝置）和4~12架三輥微張力減徑機組成。產(chǎn)品直徑：28～114mm；壁厚：3.5～10.0mm；長度：～8m以上（荒管最長可達13m）。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型19近年來，為改變我國小直徑無縫鋼管“以冷代熱”問題192.6CPE頂管機組（簡稱CPE機組）

CPE是英文（Cross-roll-斜軋Piercing穿孔andElongating延伸）的縮寫，CPE機組是在傳統(tǒng)的方坯—壓力穿孔—斜軋延伸—頂管工藝的基礎(chǔ)上，采用圓管坯—斜軋穿孔—管端縮口—頂管的新工藝。這一新的生產(chǎn)工藝是由德國米爾公司在上世紀70年代末至80年初開發(fā)的，該工藝既保留了傳統(tǒng)頂管工藝適宜生產(chǎn)薄壁鋼管、技術(shù)復雜性較低、投資較少的優(yōu)點（與連軋管機組相比），同時還簡化了工藝過程，增加坯重，減少切頭，提高壁厚精度等一系列的優(yōu)點。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型傳統(tǒng)的頂管機組工藝流程圖CPE頂管機組工藝流程圖202.6CPE頂管機組（簡稱CPE機組）2.小口徑無縫鋼管生再有，CPE機組是一種高節(jié)奏軋機，每分鐘可軋3支，與半浮連軋機組節(jié)奏相當，但由于其管坯單重受芯棒長度的限制，使該機組產(chǎn)量介于連軋機組和斜軋機組之間，屬于中等產(chǎn)能。另外，由于采用長芯棒軋制，輥模也是由三輥組成，所以其產(chǎn)品質(zhì)量與連軋機組相當。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型21再有，CPE機組是一種高節(jié)奏軋機，每分鐘可軋3支，與半浮連軋22盡管CPE機組有很多優(yōu)點（尤其在小口徑機組上），但遺憾的是CPE工藝發(fā)展的年代也正是限動芯棒連軋機發(fā)展的年代，由于限動芯棒連軋機組在產(chǎn)量、規(guī)格范圍、成材率等方面更優(yōu)于CPE機組，使CPE機組的發(fā)展受到了限制，所以從80年代初到今天全球共建成7套CPE機組，最大產(chǎn)品規(guī)格為Φ177.8mm。我國現(xiàn)有兩條CPE機組，一條在常寶，一條在武鋼江北公司（原漢陽鋼管廠）。江蘇常寶CPE機組是由原常州鋼廠1989年建成投產(chǎn)的Φ102機組，產(chǎn)品外徑為Φ25-102mm壁厚2.5-9mm。該機組從德國Meer引進了縮口機、22架張減機和加工機床，其他設(shè)備均為國內(nèi)設(shè)計制造。該機組投產(chǎn)后，縮口設(shè)備一直存在問題，生產(chǎn)停停打打。常寶收購該生產(chǎn)線后對其設(shè)備和生產(chǎn)工藝進行了系統(tǒng)的改進，使機組的作業(yè)率大幅提高，近年來，該機組的最高年產(chǎn)量超過了15萬噸，產(chǎn)品規(guī)格上限擴展到了Φ114mm，軋制最薄的壁厚＜3mm，主要產(chǎn)品為高壓鍋爐管、油管。目前，江蘇常寶正在建設(shè)一條Φ114mm組，預計今年可投產(chǎn)。漢陽鋼管廠CPE機組是從德國Benterler公司引進的二手設(shè)備，產(chǎn)品外徑為Φ21.3-114mm，壁厚為2.2-12mm,2001年建成投產(chǎn)，主要產(chǎn)品為油管。通過不斷的改進和完善，該機組最高年產(chǎn)量達到了10萬噸，目前正在考慮搬遷新址和對張減機進行改造。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型222.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型22工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)主要來自引進機組的配套軟件和控制技術(shù)。目前，國內(nèi)鋼管生產(chǎn)裝備制造水平與國外的最大差距也就在于此。近兩年國內(nèi)個別鋼管生產(chǎn)裝備制造企業(yè)，已開發(fā)出了頭尾削薄控制軟件、輥縫液壓控制技術(shù)等。

3.1CARTA技術(shù)

CARTA（ComputerAidedRollingTechnologyApplicatio）是SMS-Meer公司研究開發(fā)的用計算機控制工藝設(shè)計和軋制過程的工藝控制系統(tǒng)。CARTA技術(shù)最早應(yīng)用于張力減徑機，其實際應(yīng)用可追溯到上世紀70年代，但直到80年代末，全球也只有為數(shù)不多的幾個鋼管廠采用了這一技術(shù)。90年代，隨著計算機技術(shù)的普及，這一技術(shù)的應(yīng)用得到了比較廣泛地拓展。近幾年來，SMS-Meer公司將CARTA技術(shù)除應(yīng)用到SRM機組上外，還分別用于CPM、MPM/PQF和SM/SRM機組上，其中CARTA-MPM/PQF系統(tǒng)是在INNSE公司的PSS（ProcessSupervisorSystem）系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進一步擴展和完善，使CARTA系統(tǒng)在熱軋生產(chǎn)線形成了一個完整的體系。3.工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)23工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)主要來自引進機組的配套軟件上圖CARTA工藝控制系統(tǒng)的構(gòu)成3.工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)CARTA技術(shù)應(yīng)用的目的在于保證優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟地生產(chǎn)鋼管，它將生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程控制和質(zhì)量保證三者結(jié)合起來，其構(gòu)成如下圖所示。24上圖CARTA工藝控制系統(tǒng)的構(gòu)成3.工藝控制軟件和液壓控

CARTA技術(shù)的主要任務(wù)可以概括為如下五個方面：工具設(shè)計及管理②生產(chǎn)計劃③軋制表計算④過程監(jiān)控和評估產(chǎn)品質(zhì)量⑤數(shù)據(jù)存儲和分析。進入21世紀來，幾乎SMS-Meer供貨的新建機組都采用了CARTA系統(tǒng)。但選擇的內(nèi)容有所不同，根據(jù)企業(yè)自身的情況有些鋼管廠完整地采用了CARTA系統(tǒng)的在三大機組和五個方面的控制內(nèi)容，而有的廠家則選用其中的部分機組和控制內(nèi)容。3.工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)25CARTA技術(shù)的主要任務(wù)可以概括為如下五個方面：

3.2張減機鋼管壁厚控制軟件①CEC(CropEndControl)控制軟件。通過動態(tài)調(diào)整軋輥線速度來減少鋼管管端的頭尾增厚長度。通過CEC應(yīng)用，其頭尾增厚長度可減少50%。②WTCA(AverageWallThinkneeControl)控制軟件。依據(jù)荒管來料偏差測量結(jié)果，通過動態(tài)調(diào)整軋輥線速度設(shè)定來增大或減小張減機的延伸系數(shù)，以保證得到要求的鋼管目標平均壁厚精度。③WTCL(LocadWallThinkneeControl))控制軟件。依據(jù)荒管來料沿長度方向上的局部壁厚與平均壁厚的偏差值，通過動態(tài)調(diào)整軋輥線速度來保證該處的壁厚精度。3.工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)263.2張減機鋼管壁厚控制軟件3.工藝控制軟件

3.3MTS（MatterTraceSystem）系統(tǒng)

MTS主要任務(wù)是向QAS、CARTA（包括PSS）系統(tǒng)傳遞訂單信息，收集這些系統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)并歸檔保存：從管坯稱重設(shè)備開始到冷床結(jié)束，跟蹤物料通過不同工序時的流水號和各種工藝調(diào)整數(shù)據(jù)。從冷床達到冷床下料僅只有包括鋼管的實際支數(shù)和總重量的訂單數(shù)據(jù)才被跟蹤。若各機組測量的數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)不符，便會報警。物料跟蹤系統(tǒng)主要跟蹤內(nèi)容有：對管坯進行記錄，并把數(shù)據(jù)與軋制批號、流水號、管坯重量等對應(yīng)起來；跟蹤系統(tǒng)采用先進先出原則，跟蹤管坯經(jīng)管坯稱重、加熱爐、穿孔、連軋、再加熱爐、定徑直到冷床；記錄管坯從出爐到變成荒管到達冷床之間各工序的溫度；記錄各工序毛管/荒管的壁厚、直徑、長度等參數(shù)。除跟蹤、記錄數(shù)據(jù)外，穿孔機、連軋管機、定/減徑機的實際軋制調(diào)整值也存儲在物料跟蹤數(shù)據(jù)組中，以便進一步處理。3.工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)273.3MTS（MatterTraceSyst

3.4QAS（QualityAssuranceSystem）系統(tǒng)QAS是一個獨立的中心工作站，他通過對物料的跟蹤、檢/監(jiān)測，對數(shù)據(jù)進行收集、分析和存儲并將分析的結(jié)果及時反饋給生產(chǎn)控制系統(tǒng)以實施對物料的控制，以保證鋼管的質(zhì)量。QAS在線采用的檢測設(shè)備主要有：紅外線高溫儀、射線側(cè)厚、同位素測厚或激光測厚、激光測長、CCD數(shù)碼攝像系統(tǒng)測徑等。QAS現(xiàn)場檢測點的主要檢測內(nèi)容和目的本文省略。

3.5液壓小艙控制系統(tǒng)（HCCS）的應(yīng)用液壓壓下技術(shù)以其響應(yīng)快、調(diào)節(jié)精度高、動態(tài)性能好等特點在上世紀70年代就應(yīng)用于板帶鋼生產(chǎn)的壓下控制。90年代初，INNSE公司開發(fā)了液壓小艙控制技術(shù)，并將該技術(shù)應(yīng)用于連軋管機組，據(jù)說國際上最早應(yīng)用這一技術(shù)的軋機是日本住友Φ426mm連軋管機組。國內(nèi)最早配套這一技術(shù)的軋機是包鋼Φ180mm連軋管機組，隨后天津鋼管公司在建設(shè)第一套Φ168PQF三輥連軋管機組上使用了HCCS，并結(jié)合PSS系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程的控制。其中，使用HCCS系統(tǒng)控制連軋機的液壓壓下裝置的動作，實現(xiàn)輥縫控制；通過工藝參數(shù)的計算和控制實現(xiàn)溫度補償、咬入沖擊控制、錐形芯棒伺服、頭尾削薄等功能。另外，液壓小艙控制系統(tǒng)也被用于斜軋擴管的頂桿定位、頂桿漲縮補償、頂頭磨損補償?shù)取?.工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)283.4QAS（QualityAssurance

4.1

關(guān)于淘汰落后產(chǎn)能2011年11月，我國《鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）正式對外頒布，在涉及到軋鋼生產(chǎn)工藝裝備時明確指出：：“直徑76mm以下熱軋無縫管機組?！北涣腥胩蕴浜笊a(chǎn)能力之列?！兑?guī)劃》中“直徑Φ76mm以下熱軋無縫管機組”“亦在指通過穿孔+冷拔（軋）”生產(chǎn)小口徑無縫鋼管的機組。據(jù)有關(guān)資料介紹，2004-2010年，我國熱軋無縫鋼管的比例由總產(chǎn)量的85%降至70%左右，而同期冷拔（軋）管的比例由總產(chǎn)量的15%增值30%左右；這表明我國無縫鋼管的加工生產(chǎn)方式并沒有像預期的向更合理方向轉(zhuǎn)變，而是出現(xiàn)了熱軋管比例下降，冷拔（軋）管比例上升趨勢，尤其是Φ76mm以下的小直徑無縫鋼管增長最快，所占比例達到我國無縫鋼管總產(chǎn)量的30%，最高達到39%（時間節(jié)點為2010年）。上述數(shù)據(jù)顯示，幾十年來，該機組不但沒有被淘汰，反而呈現(xiàn)出不斷發(fā)展壯大之勢。4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展中相關(guān)問題的探討294.1關(guān)于淘汰落后產(chǎn)能4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展中相關(guān)

造成上述問題的主要原因：

一是熱軋產(chǎn)品不能完全替代冷加工產(chǎn)品。目前為冷軋?zhí)峁┟艿纳a(chǎn)方法有熱擠壓、斜軋穿孔兩種，由于擠壓方法生產(chǎn)毛管成本很高、成材率低、生產(chǎn)效率也低，除很少量的高合金、特殊合金（如鎳基合金）、低塑性材料等采用擠壓方法生產(chǎn)外，其他材料均采用斜軋穿孔方法。如薄/超薄壁、高精度、高表面質(zhì)量鋼管、不銹管、部分高合金鋼管基本采用穿孔+（軋管+定徑）+冷拔/軋方法生產(chǎn)。

二是熱軋無縫鋼管機組生產(chǎn)介于熱軋和冷拔之間的小口徑薄壁鋼管存在一定問題如連軋機組：①產(chǎn)量低，機組的效率和產(chǎn)能不能充分發(fā)揮。以Φ159（168）機組為例Φ48×5×11.89、7倍尺鋼管母管重441.3㎏，Φ139.7×7.72×11.8、3倍尺鋼管母管重889.5㎏，機組的產(chǎn)能差2倍多。②張力減徑后管端切頭損失太大，成材率低，一般低于80%；③鋼管內(nèi)表面“內(nèi)六方”現(xiàn)象還不能有效控制；三輥軋管機組不適于生產(chǎn)薄壁管；精密軋管機組生產(chǎn)較薄壁管易產(chǎn)生頭尾撕破；熱軋無縫管的內(nèi)表面質(zhì)量難以達到冷拔管的質(zhì)量水平。4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展中相關(guān)問題的探討30造成上述問題的主要原因：4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展

三是穿孔+冷拔工藝生產(chǎn)組織靈活，適于小批量多品種生產(chǎn)；

四是穿孔+冷拔工藝設(shè)備投資少，工藝技術(shù)和生產(chǎn)操作易于掌握；

五是國家對鋼材產(chǎn)品酸洗處理的環(huán)保要求比較寬松。正是由于上述原因，所以該生產(chǎn)工藝不但沒有淘汰，反而呈現(xiàn)出不斷發(fā)展壯大之勢。淘汰直徑76mm以下熱軋無縫管機組應(yīng)因勢利導，一是要通過市場機制淘汰一部份。有跡象表明近一兩年，國內(nèi)一些中小型企業(yè)新建一批小型熱軋管機組，專門用于生產(chǎn)小口徑薄壁，替代了部分穿孔+冷拔工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品（穿拔工藝生產(chǎn)成本要高于熱軋工藝150-200元）。二是要通過環(huán)保規(guī)范加以限制淘汰一部份。對冷拔/軋酸洗排放制定更加嚴格的標準，提高冷加工產(chǎn)品的門檻。4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展中相關(guān)問題的探討31三是穿孔+冷拔工藝生產(chǎn)組織靈活，適于小批量多品種生產(chǎn)

4.2

小口徑機組未來的發(fā)展趨勢縱觀我國近十多年無縫鋼管發(fā)展的情況看，國有大中企業(yè)以引進的現(xiàn)代化連軋管機組建設(shè)為主，但機組的投資較大；中小企業(yè)（主要為民企）由于資金問題一般以斜軋機組、穿拔機組建設(shè)為主，個別有實力的大型民企也建設(shè)了國產(chǎn)的連軋管機組。受宏觀經(jīng)濟形勢和國家有關(guān)政策以及行業(yè)的經(jīng)營情況的影響，企業(yè)大規(guī)模建設(shè)形勢將不復存在，以高投入引進國外設(shè)備的項目也將大大減少。以結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品細分的配套改造項目將成為未來一段時間的發(fā)展主題。4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展中相關(guān)問題的探討324.2小口徑機組未來的發(fā)展趨勢4.小口徑無縫鋼4.2.1

關(guān)于連軋機組的發(fā)展金融危機后，國內(nèi)又有7-8條小口徑連軋管機組投產(chǎn)或在建設(shè)，其中大部分為國產(chǎn)機組。這些機組中多數(shù)是在金融危機前就已經(jīng)策劃和確定的，但由于金融危機的影響使項目拖延。在這些機組中除遼陽Φ114mm機組外，其他機組均為Φ159mm機組或180mm機組。即使是Φ159mm機組，其規(guī)格上限也擴展至Φ168mm或177.8（180）mm。從規(guī)格的上線范圍可以看出，這些機組在設(shè)計的考慮上任然擺脫不了對產(chǎn)能的追求（產(chǎn)量低了效益也算不出來）。4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展中相關(guān)問題的探討實際生產(chǎn)中，這類機組生產(chǎn)＜Φ76（73）mm以下規(guī)格時，產(chǎn)量低、合格率低、成材率低、故障率高，而較少生產(chǎn)。從宏觀經(jīng)濟形勢、市場需求、項目的投資以及行業(yè)經(jīng)營狀況看，未來小口徑連軋管機組的建設(shè)和發(fā)展將以國產(chǎn)軋機為主，規(guī)格以Φ114、Φ89及以下軋機為主，以生產(chǎn)Φ60.3、Φ57、Φ51、Φ48、Φ42、Φ38mm等規(guī)格的產(chǎn)品。西姆萊斯遼陽Φ114機組334.2.1關(guān)于連軋機組的發(fā)展4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展

4.2.2CPE機組的發(fā)展近年來，江蘇常寶、武鋼漢陽鋼廠兩條CPE機組生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量給客戶也給同行們留下了深刻印象，已有一些企業(yè)在了解、研究這一機組，但是正真決定選著上這一機組的企業(yè)不多。一是對CPE機組還不了解；二是生產(chǎn)工序相對于斜軋機組、自動軋管機組、穿拔機組來說還是復雜些；三是建設(shè)投資相對于上述機組也較高，另外，CPE機組在生產(chǎn)工藝上必須配有再加熱爐，這也使得它的運行成本增加。4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展中相關(guān)問題的探討但是，正是由于荒管必須經(jīng)過再加熱爐（可控制在相變點以下更低的溫度入爐）這也使得CPE機組生產(chǎn)的鋼管晶粒度更均勻、更細小，韌性更高（與軋態(tài)交貨的鋼管相比）。若產(chǎn)品定位在高端上，機組的產(chǎn)量適中，CPE機組將是一個較好的選擇。國外某CPE機組生產(chǎn)現(xiàn)場344.2.2CPE機組的發(fā)展4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展

4.2.3

斜軋管機組的發(fā)展帶導板的兩輥、三輥小口徑斜軋管機組近兩年建設(shè)投產(chǎn)的較多，由于該類機組投入少、見效快、易于掌握、適于小批量多品種，適于中低端產(chǎn)品。但由于這類機組生產(chǎn)的產(chǎn)品有內(nèi)螺旋痕跡，在產(chǎn)品的外觀質(zhì)量上遜色于連軋機組、CPE機組，另外，這類小口徑機組采用軋坯作為管坯，生產(chǎn)成本要稍高一些，因此未來的發(fā)展也會受到限制。

4.2.4

自動軋管機組和穿拔機組近兩年發(fā)展起來的改進型自動軋管機組，由于簡化了工藝流程，減少了投資，降低了生產(chǎn)成本，使其在小口徑機組上又有了新的生命力，如果結(jié)合“雙槽軋制技術(shù)”、再結(jié)合實現(xiàn)自動化操作、快速換輥，改進型的自動軋管機組在生產(chǎn)中低端產(chǎn)品上將有較高的競爭力。隨著國內(nèi)一些小口徑機組的建設(shè)，隨著國家對酸洗排放標準的提高，穿拔機組生產(chǎn)的“以冷代熱”的產(chǎn)量將會大幅度下降，穿拔機組生產(chǎn)的產(chǎn)品將逐漸回歸到冷拔產(chǎn)品中。4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展中相關(guān)問題的探討354.2.3斜軋管機組的發(fā)展4.小口徑無縫鋼管機組發(fā)展中

總之隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展、隨著人們對無縫鋼管品種質(zhì)量要求的提高，以及市場競爭的加劇和環(huán)保要求的提高，這些都將推動無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)裝備的進步和發(fā)展。中國是一個無縫鋼管生產(chǎn)大國而且也應(yīng)該成為一個無縫鋼管強國。中國無縫鋼管的發(fā)展將會引領(lǐng)世界無縫鋼管技術(shù)裝備的發(fā)展。

5.結(jié)語36總之隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展、隨著人們對無縫鋼管品種質(zhì)（1）殷國茂中國鋼管50年四川四川科學技術(shù)出版社2004（2）殷國茂中國鋼管飛速發(fā)展的10年四川四川科學技術(shù)出版社2009（3）嚴澤生現(xiàn)代熱連軋無縫鋼管生產(chǎn)北京冶金工業(yè)出版社2009（4）嚴澤生莊鋼孫強世界熱軋無縫鋼管軋機的發(fā)展北京“中國冶金2011（5）金如菘無縫鋼管百年史話北京冶金工業(yè)出版社2008（6）肖松良陶芳國新一代Φ273mm限動芯棒連軋管機組成都中國金屬學會鋼管學術(shù)委員會第五屆一次年會論文集2005（7）SMS-Meer公司的統(tǒng)計資料2008（8）李曉紅，我國小直徑無縫鋼管生產(chǎn)發(fā)展與裝備選擇之探討.鋼管，2012參考文獻37（1）殷國茂中國鋼管50年四川四川科學技術(shù)出38謝謝大家

3838謝謝大家38莊鋼

（中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會鋼管分會秘書長

）中國.武漢2012年5月16日我國小口徑無縫鋼管機組的發(fā)展我國小口徑無縫鋼管機組的發(fā)展3940一小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型自動軋管機組穿拔機組連軋管機組精密軋管機組和斜軋機組三輥軋管機組CPE機組二工藝軟件和液壓控制技術(shù)CARTA技術(shù)張減機鋼管壁厚控制軟件QAS（QualityAssuranceSystem）系統(tǒng)液壓小艙控制系統(tǒng)（HCCS）的應(yīng)用三小口徑無縫鋼管機組發(fā)展中相關(guān)問題的探討

關(guān)于淘汰落后產(chǎn)能小口徑機組未來的發(fā)展趨勢四

結(jié)語主主要內(nèi)容2一小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型主主要內(nèi)容40

我國無縫鋼管生產(chǎn)的發(fā)展歷程，是從小口徑無縫管機組建設(shè)開始的，從鞍鋼第一套Φ140mm自動軋管機組投產(chǎn)到今天，已經(jīng)走過近60年的歷程。進入二十一世紀以來，隨著全球經(jīng)濟的增長，帶動了全球能源需求的增長。以石油（天然氣）、煤炭為主要能源的需求大幅度增長，尤其是石油（天然氣）的增長對石油鉆采和輸送用管的需求，以及鍋爐、電站（包括核電）的發(fā)展，極大地帶動了小口徑無縫鋼管機組的發(fā)展。同時也推動了無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)裝備水平的提高。目前，小口徑無縫鋼管機組已經(jīng)遍布全國各地，其生產(chǎn)量已占據(jù)我國無縫鋼管總產(chǎn)量的大半壁江山，約70%左右；產(chǎn)品從油井管、鍋爐管、管線管、流體管、結(jié)構(gòu)管、氣瓶管、三化用管、汽車用管、核電用管等幾乎覆蓋了所有無縫鋼管品種；小口徑無縫管機組的機型也呈多樣化發(fā)展，從最早的自動軋管機組、穿拔機組，到八十年代以后發(fā)展起來的連軋管機組、二輥、三輥斜軋管機組、CPE機組以及近年來發(fā)展較快的三輥連軋管機組。2008年全球金融危機爆發(fā)，世界經(jīng)濟呈現(xiàn)出嚴重下滑的局面，受此影響無縫鋼管市場也呈現(xiàn)出嚴重的衰退，這一形勢的變化也影響著我國無縫鋼管生產(chǎn)的改變。本文結(jié)合小口徑無縫鋼管機組的發(fā)展的歷史，尤其是近年的變化，按照時間順序?qū)Ω髦饕獧C型以及生產(chǎn)工藝進行論述。1.前言我國無縫鋼管生產(chǎn)的發(fā)展歷程，是從小口徑無縫管機組建設(shè)412.1自動軋管機組自動軋管機英文稱Plugmill,多建于上世紀70年代前，曾稱霸世界40多年。隨著連軋管技術(shù)裝備不斷發(fā)展以及新的產(chǎn)線不斷的建設(shè)，自動軋管機的霸主地位逐漸被連軋管機組所取代。我國的自動軋管機組除包鋼Φ400mm機組、鞍鋼Φ219mm機組外，絕大部分為小口機組。我國第一套小口徑自動軋管機組是1953年在鞍鋼建設(shè)投產(chǎn)的Φ140mm機組，產(chǎn)品規(guī)格為Φ38-146mm、壁厚4-20mm,設(shè)備由原蘇聯(lián)引進。該機組投產(chǎn)后第二年就生產(chǎn)出了鍋爐管、地質(zhì)管和油管（泵及壓縮機用管），不久又開發(fā)出了Φ51×2.5mm薄壁管；60年代初該軋管機組成功地開發(fā)了“雙槽軋管”技術(shù)，使當年的鋼管產(chǎn)量超過了設(shè)計能力一倍多。該機組2004年改造成Φ219mm機組，但“雙槽軋管”這一技術(shù)仍沿用至今。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型422.1自動軋管機組2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型4

1960年參照鞍鋼Φ140自動軋管機組資料，由我國自己設(shè)計的Φ100自動軋管機組在上鋼一廠建成投產(chǎn)。隨后在全國各地建設(shè)了十多套Φ100自動軋管機組，如安陽無縫鋼管廠、煙臺鋼管總廠、杭州鋼廠、大連鋼廠、衡陽鋼管廠、西寧鋼廠、天津無縫廠等相繼建立了Φ100自動軋管機組。進入本世紀以來國內(nèi)又新建和改造了多套小口徑自動軋管機組。到目前為止上個世紀建設(shè)的小口徑自動軋管機組（不包括Φ76機組）除少數(shù)被保留下來，絕大部分已被拆除或被改造成其它機組或作為冷拔/軋的前工序，但是，應(yīng)該承認這些機組在我國無縫鋼管發(fā)展的歷史中，曾起到過重要的作用。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型431960年參照鞍鋼Φ140自動軋管機組資料，由我國自

最近幾年，自動軋管機組在國內(nèi)又有了新的發(fā)展，針對小口徑薄壁管的需求和替代部分穿拔產(chǎn)品，一些地區(qū)又興建了一批改進型小口徑自動軋管機組,如山東臨沂地區(qū)。但是這類機組已不同于傳統(tǒng)的自動軋管機組。一是在生產(chǎn)工序上減少了均整機，鋼管經(jīng)過自動軋管機軋制后直接進入定徑機或微張減機，縮短了工藝流程，減少了設(shè)備投資，降低了生產(chǎn)成本；二是軋輥采用雙槽，提高了軋輥輥身的剛度；三是以生產(chǎn)薄壁管為主，規(guī)格組距較窄，產(chǎn)品針對性較強，替代部分以冷代熱產(chǎn)品。該機組產(chǎn)品質(zhì)量與精密軋管機組比較，其內(nèi)表面沒有螺旋道、管壁直度和管長方面均有一定的優(yōu)勢（就單倍尺軋制而言）；與一道次冷拔管相比在外觀質(zhì)量上要占有優(yōu)勢（一道次冷拔管，管壁直度較差；因退火交貨，當熱處理爐沒有氣體保護時，鋼管外表面質(zhì)量較差）。另外采用小管坯軋制，定徑機減徑量小，鋼管內(nèi)圓未形成內(nèi)六方，產(chǎn)品質(zhì)量較好。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型44最近幾年，自動軋管機組在國內(nèi)又有了新的發(fā)展，針對小口徑

2.2穿拔機組穿拔機組起源于上世紀50年代末，1958年3月上海異性鋼管廠研制出了Φ76mm穿孔機，為其冷拔生產(chǎn)線提供毛管。隨后，上鋼五廠、上鋼一廠也都建成了Φ76mm穿孔機，為冷拔線提供毛管；1958年7月鞍鋼無縫廠借鑒Φ140mm機組的經(jīng)驗，制造出了Φ76mm穿孔機和自動軋管機，生產(chǎn)熱軋薄壁荒管，也為冷拔/軋生產(chǎn)提供毛管。在此基礎(chǔ)上，原冶金部組織編制了由穿孔+自動軋管機+冷拔/軋組成的Φ76mm自動軋管機組“定型”設(shè)計，并于1958-1959年在全國推廣。第一批建成投產(chǎn)的有衡陽、天津、重慶、昆明、長治等地的幾家鋼管廠，到60年代初，全國共有34套Φ76mm無縫鋼管生產(chǎn)線。上世紀60-80年代，穿/拔機組在生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備上得到了很大的發(fā)展。機組的規(guī)格上限擴大到Φ90mm，下限到Φ50mm；采用了環(huán)形加熱爐；采用了內(nèi)水冷頂頭、45鋼材質(zhì)頂頭、軋管機采用球形頂頭并實現(xiàn)了制動更換；采用無限（半）冷硬球墨鑄鐵軋輥；利用鉬基頂頭穿軋不銹鋼等。另外對穿孔輥型、頂頭外形、軋管孔型，穿孔和軋管變性理論，軋機調(diào)整、產(chǎn)品缺陷機理分析以及連鑄坯可穿性等進行了有效的研究和實踐，對提高我國無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)水平起了重要作用。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型452.2穿拔機組2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型

90年代至今，穿拔生產(chǎn)機組又有了很大的發(fā)展，尤其是進入本世紀，隨著中國經(jīng)濟的快速增長，對管材的需求不斷地增加，推動了我國無縫鋼管機組建設(shè)的高速發(fā)展。上世紀,由于我國在大口徑無縫鋼管的發(fā)展上步伐落后，使得市場上大口徑無縫鋼管較為短缺，所以在這一時期國有大中企業(yè)均把注意力放在了大口無縫鋼管機組的建設(shè)和發(fā)展上，這為中小民企搶抓機遇發(fā)展小機組創(chuàng)造了時機。除精密軋管機組、三輥軋管機組外，穿拔機組由于投資少、進入門檻低、產(chǎn)品質(zhì)量好、適合小批量多品種的民營資本的生產(chǎn)模式（甚至適合家庭作坊的生產(chǎn)方式），在國內(nèi)迅速地擴展，尤其以江蘇、浙江、山東以及遼寧的蘇家屯等地區(qū)發(fā)展最快。有些小的個體作坊，形成了更細的專業(yè)分工如以生產(chǎn)冷拔軋用毛管的加工廠；只進行冷拔/軋生產(chǎn)的工廠、只做酸洗的加工廠等。這樣的專業(yè)化分工使的生產(chǎn)效率提高、生產(chǎn)成本大大降低，加之人工成本低以及對酸洗廢水排放的環(huán)保要求較低等因素，使得穿拔機組生產(chǎn)的產(chǎn)品在市場上具有一定的競爭優(yōu)勢。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型4690年代至今，穿拔生產(chǎn)機組又有了很大的發(fā)展，尤其是進

不僅如此，穿拔機組還向大口徑規(guī)格方向擴展，在江蘇采用兩穿+冷拔的方式，生產(chǎn)Φ200-400mm中、大口徑薄壁管，即徑壁比大于40的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品是介于熱軋和冷拔/軋之間的產(chǎn)品，是熱軋機組生產(chǎn)難度較大而不愿意生產(chǎn)的產(chǎn)品，如中、大口徑薄壁氣瓶管。

穿拔機組不僅在碳鋼、低合金鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)上具有一定優(yōu)勢，在不銹鋼管生產(chǎn)方面也具有較強的優(yōu)勢。早在上世紀50年代中期，鞍鋼無縫廠就利用Φ140機組的穿孔機成功地穿軋出不銹鋼管，1960年上鋼五廠率先在Φ76穿拔機組上生產(chǎn)奧氏體不銹鋼管，到目前為止我國奧氏體不銹鋼管基本上采用的都是穿拔工藝。不僅如此，目前國內(nèi)除一些高合金鋼、特殊合金（包括鎳基合金）以及一些朔性較低的材料，在生產(chǎn)工藝上采用擠壓+冷拔/軋方式，其他的鋼鐵材料均可采用穿孔+冷拔/軋方式來。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型47不僅如此，穿拔機組還向大口徑規(guī)格方向擴展，在江蘇采用兩

2.3連軋管機組小口徑連軋管機進入中國是在上世紀80年代初期，寶鋼建設(shè)時引進了德國Meer公司Φ140浮動式芯棒連軋管機組，其產(chǎn)品外徑為Φ21.3-139.7mm，盡管浮動式芯棒連軋管機組生產(chǎn)工藝現(xiàn)在已經(jīng)落后了，但當時這條生產(chǎn)線的引進，卻讓業(yè)內(nèi)人士真正感受到了現(xiàn)代化連軋管機組高產(chǎn)量、高質(zhì)量、高效率所帶來的震撼。90年代后期，衡陽鋼管廠又引進德國Meer公司Φ89半浮式芯棒連軋管機組，產(chǎn)品外徑為Φ25-89mm。這兩條生產(chǎn)線的引進為提高小口徑高壓鍋爐管和油管的國產(chǎn)化做出了重要貢獻。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型寶鋼140連軋管機組482.3連軋管機組2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型

進入21世紀，為了滿足小口徑高端產(chǎn)品的需求，天津鋼管公司在2003年建成了世界上第一套三輥PQF（primequalityfinishing）連軋管機，產(chǎn)品的外徑為Φ32-168.3mm。三輥PQF連軋管工藝技術(shù)，以其在均勻變形、變形應(yīng)力，軋機結(jié)構(gòu)、軋機剛性、負荷分配及軋輥受力等方面的優(yōu)勢，使其在軋制產(chǎn)品規(guī)格范圍、徑壁比（D/S）、裂孔和拉凹缺陷、壁厚精度、成材率、工具消耗、高合金難變形材料軋制等方面具有兩輥軋機無可匹敵的優(yōu)勢。另外，天津鋼管公司Φ168三輥PQF連軋管機組還有在其他方面的創(chuàng)新和新技術(shù)的應(yīng)用，如芯棒前行循環(huán)工藝：是指當軋制結(jié)束時芯棒不返回而繼續(xù)前行的循環(huán)工藝和相關(guān)的配套技術(shù)，省去了芯棒返回時間，使每根管的軋制周期縮短4秒鐘，可提高機組的產(chǎn)能20%。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型軸向換輥（PQF?-ACO）側(cè)向換輥（PQF?-LCO）49進入21世紀，為了滿足小口徑高端產(chǎn)品的需求，天津鋼管公50在線激光測厚：作為新一代側(cè)厚系統(tǒng)，測量精度高，可帶芯棒檢測，對人體傷害?。ㄅc射線相比）；液壓小倉控制技術(shù)（包括液壓壓下）還有CARTA技術(shù)，QAS系統(tǒng)等。上述新技術(shù)新工藝的應(yīng)用，使連軋管機的整體裝備水平上升到一個嶄新的平臺。

除天津鋼管外，攀成鋼、鞍鋼、黑龍江建龍、包鋼、衡陽鋼管等企業(yè)都先后引進小口徑連軋管機組，這些機組全部為最先進三輥連軋管機組。這些機組的引進，大大地改善了我國小口徑機組整體裝備水平較低的局面；另外，南通特鋼、西姆萊斯遼陽、山東墨龍、河南鳳寶等企業(yè)也分別建設(shè)了四套國產(chǎn)的連軋管機組，這些機組的建設(shè)大大提升了中國無縫鋼管機組裝備制造水平。上述機組的建設(shè)也大幅度提高我國小口徑無縫鋼管的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型12在線激光測厚：作為新一代側(cè)厚系統(tǒng)，測量精度高，可帶芯502.4

精密軋管機組和兩輥斜軋管延伸機組精密軋管機又稱Accu-Roll軋管機，是在狄塞爾軋管機結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將鼓形軋輥改成錐形軋輥，增加了軋輥輾軋角，加長了輥身長度、增大了導盤直徑，并將浮動芯棒軋制方式改為限動芯棒軋制方式，從而減小了金屬滑移，增加了均壁鋼管的重軋次數(shù)，提高了鋼管壁厚精度。近年來精密軋管機以其軋制工序短、設(shè)備投資少（國內(nèi)可以整條線制造）、更換規(guī)格容易、品種適應(yīng)的范圍寬、以及適合于小批量、多品種等生產(chǎn)優(yōu)勢在中國已成為中小型鋼管企業(yè)技術(shù)改造和新建機組的首選機型。精密軋管機是美國埃特納標準公司提出的設(shè)計思想，由中美合作設(shè)計制造，并在中國迅速推廣。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型Accu-Roll軋機示意圖1－芯棒；2－導盤；3－菌式軋輥；4－毛管512.4精密軋管機組和兩輥斜軋管延伸機組2.小口徑無縫鋼管生

我國第一臺精密軋管機組是原煙臺鋼管廠（現(xiàn)魯寶鋼管公司）在1990年建成投產(chǎn)的Φ114mm機組，其產(chǎn)品規(guī)格為Φ63.5-114mm；成都無縫廠Φ180精密軋管機組是在1992年建成投產(chǎn)；隨后上海鋼管廠和齊齊哈爾鋼廠的Φ114mm機組也都相繼建成投產(chǎn)。魯寶和成都無縫這兩個機組是我國精密軋管機組的典型代表。這兩套機組后來根據(jù)市場對大口徑鋼管的需求，對設(shè)備進行了改造，使機組的產(chǎn)品規(guī)格擴大到Φ325mm。21世紀后精密軋管機組在中國遍地開花，目前我國共有精密軋管機組超過40套，小口徑機組占一半。雖然精密軋管機組有許多優(yōu)勢和特點，但是該機型由于是斜軋機組，必然會在鋼管的內(nèi)表面留下內(nèi)螺旋痕跡（盡管內(nèi)螺旋手感不明顯），這會給客戶留下不佳的印象。另外，精密軋管機組采用導盤與軋輥組成孔型，其封閉性較導板差，當軋制薄壁時尤其是導盤磨損嚴重，邊部破損時，易產(chǎn)生頭尾撕破造成軋卡。

2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型52我國第一臺精密軋管機組是原煙臺鋼管廠（現(xiàn)魯寶鋼管公司）在53近年來不少中、小鋼管企業(yè)建設(shè)了帶導板的延伸機組，即把精密軋管機組的立式布置的導盤，改成為導板，使軋機孔型的封密性更好，用以生產(chǎn)小口徑薄壁管。另外，帶導板的延伸機組制造難度低、投資也少。這種二次斜軋管延伸機組發(fā)展也相當迅速，目前，在我國江蘇江陰、山東聊城、天津等地就有10多家民營企業(yè)建設(shè)了Φ50mm、Φ60mm、Φ90mm、Φ114mm、Φ140mm小型二次斜軋管延伸機組生產(chǎn)小口徑熱軋無縫鋼管（≤∮159mm以下）。這類生產(chǎn)線的主要設(shè)備一般由斜底式加熱爐或環(huán)形加熱爐、∮50mm～∮140mm穿孔機、二次斜軋管延伸機、7~12架三輥微張力減徑機組成。產(chǎn)品直徑：Φ38～159mm（以生產(chǎn)Φ108mm以下為主）、壁厚：(4.0)4.5～12.0mm（以4.5-6mm為主）、長度：～9m以上（荒管最長可達13m）。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型15近年來不少中、小鋼管企業(yè)建設(shè)了帶導板的延伸機組，即把53上世紀80-90年代中期，我國從國外引進了多臺（套）三輥軋管機組包括：1987年江西洪都鋼廠從英國引進Φ76mm三輥軋管機建成投產(chǎn)；1988年大冶鋼廠從德國引進的Φ76mm三輥軋管機建成投產(chǎn)和1995年全套從德國引進的Φ170mm三輥軋管機組建成投產(chǎn)；1995年天津市無縫鋼管廠從德國引進的Φ114mm三輥軋管機建成投產(chǎn)；無錫鋼廠從西班牙引進的二手設(shè)備Φ102mm三輥軋管機組建成投產(chǎn)。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型三輥斜軋延伸機示意圖

2.5

三輥軋管機組三輥軋管機又稱Assel軋管機，也是一種高精度的軋管機組。前后工序的配置基本與精密軋管機組相同。三輥軋管機軋制的品種以軸承管、液壓支拄管、械加工用管、中厚壁高壓鍋爐管和套管接箍料及鉆桿、鉆鋌料為主。該類機組因適應(yīng)軋制中厚壁和厚壁無縫鋼管且壁厚精度高等特點而被稱為品種軋機。我國早在上世紀60年代就開始研制三輥軋管機，但由于文革的干擾和影響，直到1978年衡陽鋼管廠建成投產(chǎn)了我國第一套自主研發(fā)的Φ108mm三輥軋管機，這套機組的穿孔機、軋管機均采用三輥式，定徑機為12架微張力減徑機；同年沈陽無縫鋼管廠建成了我國第一臺Φ50mm三輥軋管機。54上世紀80-90年代中期，我國從國外引進了多臺（套）三輥軋管

上世紀90年代以來，德國MEER公司對三輥軋管機進行了一系列技術(shù)改進，采用限動階梯芯棒軋制方式或采用頭部軋后“快關(guān)”方法，以解決荒管頭部喇叭口問題；采用尾部“快開”方法以解決荒管尾部三角形問題；采用軋輥碾軋角可調(diào)整的設(shè)計，改變了過去以輥肩為中心線的調(diào)整方法,而變?yōu)橐阅胲垘橹行牡恼{(diào)整方法,提高了軋制過程的穩(wěn)定性和重軋系數(shù)；在軋機后臺，采用了長導向輥結(jié)構(gòu)防止軋制過程中荒管扭曲和劃傷。這些新技術(shù)已應(yīng)用于瑞典Ovako公司Φ89mm機組、印度Jindal公司Φ168mm機組；也應(yīng)用于中、大口徑機組上如中國的TPCOΦ219mm機組和最新建成的新冶鋼Φ460mm機組上。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型

與精密軋管機一樣，三輥軋管機組以其軋制工序短、設(shè)備投資少、更換規(guī)格容易、壁厚精度高等優(yōu)點，在中國也成為中小型鋼管企業(yè)技術(shù)改造以及新建機組的主要機型。另外，三輥軋管機組也適合于小批量、多品種的生產(chǎn)。與精密軋管機組一樣，三輥軋管機也是斜軋機組，也會在鋼管的內(nèi)表面留下內(nèi)螺旋痕跡。55上世紀90年代以來，德國MEER公司對三輥軋管機進行了一

近年來，為改變我國小直徑無縫鋼管“以冷代熱”問題，一些鋼管生產(chǎn)裝備制造商家研發(fā)制造的小型熱軋無縫鋼管機組發(fā)展迅速，小型三輥限動芯棒軋管機組就是其中一種機型，目前，在我國山東聊城、河北滄州地區(qū)以及重慶等地就有近30余家民營企業(yè)采用Φ50mm、Φ60mm、Φ70mm、Φ80mm、Φ90mm、Φ100mm小型三輥限動芯棒軋管機組，生產(chǎn)小直徑熱軋無縫鋼管（≤Φ114mm以下）。這種小型三輥限動芯棒軋管機的三個軋輥在機架中呈120°布置，軋輥與軋輥間采用導板封閉。軋輥呈錐形，輥面由三個直線段和兩個圓弧過渡段組成，軋機延伸系數(shù)一般控制在1.3左右。由于軋輥之間采用了導板封閉使得該機組也可以生產(chǎn)薄壁管。

2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型小型三輥斜軋延伸機結(jié)構(gòu)示意小型三輥斜軋延伸機生產(chǎn)現(xiàn)場56近年來，為改變我國小直徑無縫鋼管“以冷代熱”問題，一57

近年來，為改變我國小直徑無縫鋼管“以冷代熱”問題，一些鋼管生產(chǎn)裝備制造商家研發(fā)制造的小型熱軋無縫鋼管機組發(fā)展迅速，小型三輥限動芯棒軋管機組就是其中一種機型，目前，在我國山東聊城、河北滄州地區(qū)以及重慶等地就有近30余家民營企業(yè)采用Φ50mm、Φ60mm、Φ70mm、Φ80mm、Φ90mm、Φ100mm小型三輥限動芯棒軋管機組，生產(chǎn)小直徑熱軋無縫鋼管（≤Φ114mm以下）。這種小型三輥限動芯棒軋管機的三個軋輥在機架中呈120°布置，軋輥與軋輥間采用導板封閉。軋輥呈錐形，輥面由三個直線段和兩個圓弧過渡段組成，軋機延伸系數(shù)一般控制在1.3左右。由于軋輥之間采用了導板封閉使得該機組也可以生產(chǎn)薄壁管。該機組生產(chǎn)線的主要設(shè)備一般由斜底式加熱爐、∮50mm～∮100mm穿孔機、三輥限動芯棒軋管機、中頻感應(yīng)加熱裝置、（D≤∮60mm；S≤5.0mm以下，在微張力減徑前設(shè)置中頻感應(yīng)二次加熱裝置）和4~12架三輥微張力減徑機組成。產(chǎn)品直徑：28～114mm；壁厚：3.5～10.0mm；長度：～8m以上（荒管最長可達13m）。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型19近年來，為改變我國小直徑無縫鋼管“以冷代熱”問題572.6CPE頂管機組（簡稱CPE機組）

CPE是英文（Cross-roll-斜軋Piercing穿孔andElongating延伸）的縮寫，CPE機組是在傳統(tǒng)的方坯—壓力穿孔—斜軋延伸—頂管工藝的基礎(chǔ)上，采用圓管坯—斜軋穿孔—管端縮口—頂管的新工藝。這一新的生產(chǎn)工藝是由德國米爾公司在上世紀70年代末至80年初開發(fā)的，該工藝既保留了傳統(tǒng)頂管工藝適宜生產(chǎn)薄壁鋼管、技術(shù)復雜性較低、投資較少的優(yōu)點（與連軋管機組相比），同時還簡化了工藝過程，增加坯重，減少切頭，提高壁厚精度等一系列的優(yōu)點。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型傳統(tǒng)的頂管機組工藝流程圖CPE頂管機組工藝流程圖582.6CPE頂管機組（簡稱CPE機組）2.小口徑無縫鋼管生再有，CPE機組是一種高節(jié)奏軋機，每分鐘可軋3支，與半浮連軋機組節(jié)奏相當，但由于其管坯單重受芯棒長度的限制，使該機組產(chǎn)量介于連軋機組和斜軋機組之間，屬于中等產(chǎn)能。另外，由于采用長芯棒軋制，輥模也是由三輥組成，所以其產(chǎn)品質(zhì)量與連軋機組相當。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型59再有，CPE機組是一種高節(jié)奏軋機，每分鐘可軋3支，與半浮連軋60盡管CPE機組有很多優(yōu)點（尤其在小口徑機組上），但遺憾的是CPE工藝發(fā)展的年代也正是限動芯棒連軋機發(fā)展的年代，由于限動芯棒連軋機組在產(chǎn)量、規(guī)格范圍、成材率等方面更優(yōu)于CPE機組，使CPE機組的發(fā)展受到了限制，所以從80年代初到今天全球共建成7套CPE機組，最大產(chǎn)品規(guī)格為Φ177.8mm。我國現(xiàn)有兩條CPE機組，一條在常寶，一條在武鋼江北公司（原漢陽鋼管廠）。江蘇常寶CPE機組是由原常州鋼廠1989年建成投產(chǎn)的Φ102機組，產(chǎn)品外徑為Φ25-102mm壁厚2.5-9mm。該機組從德國Meer引進了縮口機、22架張減機和加工機床，其他設(shè)備均為國內(nèi)設(shè)計制造。該機組投產(chǎn)后，縮口設(shè)備一直存在問題，生產(chǎn)停停打打。常寶收購該生產(chǎn)線后對其設(shè)備和生產(chǎn)工藝進行了系統(tǒng)的改進，使機組的作業(yè)率大幅提高，近年來，該機組的最高年產(chǎn)量超過了15萬噸，產(chǎn)品規(guī)格上限擴展到了Φ114mm，軋制最薄的壁厚＜3mm，主要產(chǎn)品為高壓鍋爐管、油管。目前，江蘇常寶正在建設(shè)一條Φ114mm組，預計今年可投產(chǎn)。漢陽鋼管廠CPE機組是從德國Benterler公司引進的二手設(shè)備，產(chǎn)品外徑為Φ21.3-114mm，壁厚為2.2-12mm,2001年建成投產(chǎn)，主要產(chǎn)品為油管。通過不斷的改進和完善，該機組最高年產(chǎn)量達到了10萬噸，目前正在考慮搬遷新址和對張減機進行改造。2.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型222.小口徑無縫鋼管生產(chǎn)的幾種主要機型60工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)主要來自引進機組的配套軟件和控制技術(shù)。目前，國內(nèi)鋼管生產(chǎn)裝備制造水平與國外的最大差距也就在于此。近兩年國內(nèi)個別鋼管生產(chǎn)裝備制造企業(yè)，已開發(fā)出了頭尾削薄控制軟件、輥縫液壓控制技術(shù)等。

3.1CARTA技術(shù)

CARTA（ComputerAidedRollingTechnologyApplicatio）是SMS-Meer公司研究開發(fā)的用計算機控制工藝設(shè)計和軋制過程的工藝控制系統(tǒng)。CARTA技術(shù)最早應(yīng)用于張力減徑機，其實際應(yīng)用可追溯到上世紀70年代，但直到80年代末，全球也只有為數(shù)不多的幾個鋼管廠采用了這一技術(shù)。90年代，隨著計算機技術(shù)的普及，這一技術(shù)的應(yīng)用得到了比較廣泛地拓展。近幾年來，SMS-Meer公司將CARTA技術(shù)除應(yīng)用到SRM機組上外，還分別用于CPM、MPM/PQF和SM/SRM機組上，其中CARTA-MPM/PQF系統(tǒng)是在INNSE公司的PSS（ProcessSupervisorSystem）系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進一步擴展和完善，使CARTA系統(tǒng)在熱軋生產(chǎn)線形成了一個完整的體系。3.工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)61工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)主要來自引進機組的配套軟件上圖CARTA工藝控制系統(tǒng)的構(gòu)成3.工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)CARTA技術(shù)應(yīng)用的目的在于保證優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟地生產(chǎn)鋼管，它將生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)過程控制和質(zhì)量保證三者結(jié)合起來，其構(gòu)成如下圖所示。62上圖CARTA工藝控制系統(tǒng)的構(gòu)成3.工藝控制軟件和液壓控

CARTA技術(shù)的主要任務(wù)可以概括為如下五個方面：工具設(shè)計及管理②生產(chǎn)計劃③軋制表計算④過程監(jiān)控和評估產(chǎn)品質(zhì)量⑤數(shù)據(jù)存儲和分析。進入21世紀來，幾乎SMS-Meer供貨的新建機組都采用了CARTA系統(tǒng)。但選擇的內(nèi)容有所不同，根據(jù)企業(yè)自身的情況有些鋼管廠完整地采用了CARTA系統(tǒng)的在三大機組和五個方面的控制內(nèi)容，而有的廠家則選用其中的部分機組和控制內(nèi)容。3.工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)63CARTA技術(shù)的主要任務(wù)可以概括為如下五個方面：

3.2張減機鋼管壁厚控制軟件①CEC(CropEndControl)控制軟件。通過動態(tài)調(diào)整軋輥線速度來減少鋼管管端的頭尾增厚長度。通過CEC應(yīng)用，其頭尾增厚長度可減少50%。②WTCA(AverageWallThinkneeControl)控制軟件。依據(jù)荒管來料偏差測量結(jié)果，通過動態(tài)調(diào)整軋輥線速度設(shè)定來增大或減小張減機的延伸系數(shù)，以保證得到要求的鋼管目標平均壁厚精度。③WTCL(LocadWallThinkneeControl))控制軟件。依據(jù)荒管來料沿長度方向上的局部壁厚與平均壁厚的偏差值，通過動態(tài)調(diào)整軋輥線速度來保證該處的壁厚精度。3.工藝控制軟件和液壓控制技術(shù)643.2張減機鋼管壁厚控制軟件3.工藝控制軟件

3.3MTS（MatterTraceSystem）系統(tǒng)

MTS主要任務(wù)是向QAS、CARTA（包括PSS）系統(tǒng)傳遞訂單信息，收集這些系統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)并歸檔保存：從管坯稱重設(shè)備開始到冷床結(jié)束，跟蹤物料通過不同工序時的流水號和各種工藝調(diào)整數(shù)據(jù)。從冷床達到冷床下料僅只有包括鋼管的實際支數(shù)和總重量的訂單數(shù)據(jù)才被跟蹤。若各機組測量的數(shù)據(jù)與設(shè)定的數(shù)據(jù)不符，便會報警。物料跟蹤系統(tǒng)主要跟蹤內(nèi)容有：對管坯進行記錄，并把數(shù)據(jù)與軋制批號、流水號、管坯重量等對應(yīng)起來；跟蹤系統(tǒng)采用先進先出原則，跟蹤管坯經(jīng)管坯稱重、加熱爐、穿孔、連軋、再加熱爐、定徑直到冷床；記錄管坯從出爐