各種小直徑熱軋不銹鋼無縫管機(jī)型介紹及分析

  我國不銹鋼無縫管機(jī)型種類繁多，各有特點(diǎn)。為了促進(jìn)我國熱軋小直徑不銹鋼無縫管裝備水平提升，重點(diǎn)圍繞是否可以作為大批量生產(chǎn)Φ76 mm以下小直徑不銹鋼無縫管為主要目的，選取以下各類機(jī)型：①5種連軋管機(jī)型，即二輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組、二輥半浮動芯棒連軋管機(jī)組、三輥高效連軋管機(jī)組、國產(chǎn)緊湊型二輥CPS連軋管機(jī)組、新設(shè)計的國產(chǎn)三輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組；②CPE小直徑頂管機(jī)組；③3種斜軋管機(jī)型，即精密（Accu Roll）軋管機(jī)組、三輥斜軋管（也稱Assel）機(jī)組、SP軋管機(jī)組。從原料、產(chǎn)品規(guī)格、生產(chǎn)規(guī)模、質(zhì)量、裝備、能源消耗等方面進(jìn)行綜合分析，使我國今后小直徑不銹鋼無縫管生產(chǎn)機(jī)組的建設(shè)更加合理。

 1. 二輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組

  二輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組是20世紀(jì)80年代以前國際上小直徑連軋管生產(chǎn)的主力機(jī)型，國外主要的不銹鋼無縫管生產(chǎn)國家共有10套左右這類軋機(jī)。寶鋼在20世紀(jì)80年代建有1套Φ140 mm二輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組，設(shè)計產(chǎn)品規(guī)格為Φ21.3~139.7 mm，設(shè)計能力為50萬t。該機(jī)組經(jīng)過改造，生產(chǎn)規(guī)格整體上移，最大規(guī)格超過Φ159mm，最高年產(chǎn)量達(dá)到80萬噸以上。其生產(chǎn)工藝及裝備特點(diǎn)如下。

（1）原料：Φ175 mm單一規(guī)格連鑄坯。

（2）產(chǎn)品規(guī)格：全部為小直徑管，最小規(guī)格Φ21.3 mm。

（3）主要工藝流程：連鑄坯→鋸切→加熱→穿孔→空心減徑→（全浮動芯棒）軋管→再加熱→減徑→冷卻→鋸切→精整→成品。

（4）主要配備的設(shè)備：管坯冷鋸、環(huán)形加熱爐、錐形輥穿孔機(jī)、6機(jī)架空心減徑機(jī)、8機(jī)架二輥全浮動芯棒連軋管機(jī)、步進(jìn)式再加熱爐、28機(jī)架張力減徑機(jī)。

（5）工藝特點(diǎn)：單一連鑄坯生產(chǎn)所有規(guī)格的產(chǎn)品，連鑄坯一火成材；環(huán)形爐采用蓄熱式燃燒技術(shù)有一定難度；縱軋工藝；軋制節(jié)奏最快，每分鐘軋管4支，最適合生產(chǎn)Φ21.3~60.0 mm超小直徑不銹鋼無縫管。

（6）年生產(chǎn)規(guī)模：50~70萬噸。

（7）適合品種：適合大批量生產(chǎn)流體管、管線管、結(jié)構(gòu)管、鍋爐管、油井管等品種，以及一些合金鋼管。

（8）能耗指標(biāo)：較低。

（9）不足：全浮動芯棒導(dǎo)致頭尾精度不高，出現(xiàn)“竹節(jié)”現(xiàn)象，芯棒消耗較高；整套設(shè)備重量大，裝機(jī)容量大，投資高。

綜合分析：由于二輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組存在以上不足，目前已經(jīng)被二輥限動芯棒、二輥半浮動芯棒和三輥連軋管機(jī)組替代。故此，寶鋼股份Φ140 mm二輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組成為世界上最后一套全浮動芯棒連軋管機(jī)組。但是該機(jī)組具有軋制節(jié)奏快等特點(diǎn)，使其還有一定的競爭力，寶鋼股份通過改善芯棒冷卻和潤滑系統(tǒng)改造，提高了產(chǎn)品的精度，使其仍有一定的生存空間，但是不會成為今后小直徑不銹鋼無縫管的主力機(jī)型。

 2. 二輥半浮動芯棒連軋管機(jī)組

  二輥半浮動芯棒連軋管機(jī)組是20世紀(jì)80年代以后，國際上對二輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組進(jìn)行改進(jìn)推出的機(jī)型，我國衡陽鋼管在20世紀(jì)90年代建有1套Φ89 mm二輥半浮動芯棒連軋管機(jī)組，設(shè)計產(chǎn)品規(guī)格為Φ25~89 mm，設(shè)計能力為15萬噸。該機(jī)組經(jīng)過改造，生產(chǎn)規(guī)格整體上移，最大規(guī)格超過Φ127 mm，最高年產(chǎn)量達(dá)到28萬t以上。其生產(chǎn)工藝、裝備特點(diǎn)如下。

（1）原料：Φ120~150 mm多規(guī)格連鑄坯。

（2）產(chǎn)品規(guī)格：全部為小直徑鋼管，最小規(guī)格Φ25 mm。

（3）主要工藝流程：連鑄坯→鋸切→加熱→穿孔→（半浮動芯棒）軋管→再加熱→減徑→冷卻→鋸切→精整→成品。

（4）主要配備的設(shè)備：管坯冷鋸、環(huán)形加熱爐、錐形輥穿孔機(jī)、6機(jī)架二輥半浮動芯棒連軋管機(jī)、步進(jìn)式再加熱爐、24機(jī)架張力減徑機(jī)。

（5）工藝特點(diǎn)：連鑄坯一火成材；環(huán)形爐采用蓄熱式燃燒技術(shù)有一定難度；縱軋工藝；軋制時芯棒限動，脫棒后芯棒浮動，在軋管機(jī)后臺循環(huán)，軋制節(jié)奏較快，每分鐘軋管數(shù)量約3支，最適合生產(chǎn)Φ25~60 mm超小直徑不銹鋼無縫管。

（6）年生產(chǎn)規(guī)模：20~30萬t。

（7）適合品種：適合批量生產(chǎn)流體管、管線管、結(jié)構(gòu)管、鍋爐管、油井管等品種，以及一些合金鋼管。

（8）能耗指標(biāo)：較高。

（9）不足：部分連鑄坯規(guī)格小，只能采用水平連鑄，或者用棒材二火成材；生產(chǎn)能力比全浮動芯棒連軋管機(jī)組降低很多，產(chǎn)量偏低；整套設(shè)備重量較大，裝機(jī)容量較高，投資較大。

綜合分析：該機(jī)組具有浮動芯棒軋管機(jī)組軋制節(jié)奏快的特點(diǎn)，且不存在“竹節(jié)”現(xiàn)象，產(chǎn)品精度高，這使其具有一定的競爭力，但是因三輥機(jī)組產(chǎn)品精度更高，二輥機(jī)組已經(jīng)很少建設(shè)。衡陽鋼管主要用其生產(chǎn)高壓鍋爐管、油井管等高附加值產(chǎn)品，以彌補(bǔ)產(chǎn)量較低的不足。因此，該機(jī)型可以成為今后小直徑不銹鋼無縫管發(fā)展選擇的機(jī)型之一。

 3. 三輥高效連軋管機(jī)組

  三輥高效連軋管機(jī)組是21世紀(jì)初誕生的新型連軋管機(jī)型，我國天津鋼管建設(shè)的Φ168 mm三輥高效連軋管機(jī)組是世界上第一套三輥連軋管機(jī)組，目前這類機(jī)型已經(jīng)成為國際上新建不銹鋼無縫管生產(chǎn)機(jī)組的主力機(jī)型。

  天津鋼管Φ168 mm三輥高效連軋管機(jī)組設(shè)計產(chǎn)品規(guī)格為Φ32.0~168.3 mm，設(shè)計能力為35萬噸。該機(jī)組實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)品的最小規(guī)格上移，為Φ60 mm，最高年產(chǎn)量達(dá)到64萬t以上。其生產(chǎn)工藝、裝備特點(diǎn)如下。

（1）原料：Φ200 mm規(guī)格連鑄坯（設(shè)計還有Φ150 mm連鑄坯）。

（2）產(chǎn)品規(guī)格：大部分為小直徑鋼管，最小規(guī)格Φ60 mm。

（3）主要工藝流程：連鑄坯→鋸切→加熱→穿孔→空心減徑+（基本半浮動芯棒）軋管→再加熱→減徑→冷卻→鋸切→精整→成品。

（4）主要配備的設(shè)備：管坯冷鋸、環(huán)形加熱爐、錐形輥穿孔機(jī)、1架空心減徑機(jī)+5機(jī)架三輥連軋管機(jī)、步進(jìn)式再加熱爐、24機(jī)架張力減徑機(jī)。

（5）工藝特點(diǎn)：連鑄坯一火成材；環(huán)形爐采用蓄熱式燃燒技術(shù)有一定難度；縱軋工藝；產(chǎn)品精度高、軋制節(jié)奏較快，每分鐘軋管2.5支，較適合生產(chǎn)Φ60 mm以下超小直徑不銹鋼無縫管。

（6）年生產(chǎn)規(guī)模：40~60萬噸。

（7）適合品種：適合大批量生產(chǎn)流體管、管線管、結(jié)構(gòu)管、鍋爐管、油井管等品種，以及一些合金鋼、高合金鋼管。

（8）能耗指標(biāo)：低。

（9）不足：軋制節(jié)奏不如全浮動芯棒機(jī)組，整套設(shè)備重量大，裝機(jī)容量高，投資大。綜合分析：三輥軋管機(jī)產(chǎn)品精度高，產(chǎn)量較高，可以成為今后小直徑不銹鋼無縫管的主力機(jī)型之一。但是投資大，對于有實(shí)力的企業(yè)，可以選擇建設(shè)這類機(jī)型。

  4. 國產(chǎn)緊湊型二輥CPS連軋管機(jī)組

 CPS連軋管機(jī)組是我國不銹鋼無縫管裝備制造企業(yè)自主開發(fā)的緊湊型二輥連軋管機(jī)組，已經(jīng)建成1套Φ159 mm機(jī)組，該CPS連軋管機(jī)組設(shè)計產(chǎn)品規(guī)格為Φ48~159 mm，設(shè)計能力為25萬t。其生產(chǎn)工藝及裝備特點(diǎn)如下。

（1）原料：Φ130~180 mm多規(guī)格坯料。

（2）產(chǎn)品規(guī)格：全部為小直徑鋼管，最小規(guī)格Φ48 mm。

（3）主要工藝流程：連鑄坯→鋸切→加熱→穿孔→（限動芯棒）軋管→脫棒+減徑→冷卻→鋸切→精整→成品。

（4）主要配備的設(shè)備：管坯帶鋸、環(huán)形加熱爐、錐形輥穿孔機(jī)、6機(jī)架二輥限動芯棒連軋管機(jī)、20機(jī)架脫棒減徑機(jī)。

（5）工藝特點(diǎn)：連鑄坯一火成材；環(huán)形爐采用蓄熱式燃燒技術(shù)有一定難度；縱軋工藝，產(chǎn)品精度較高；軋制節(jié)奏中等，每分鐘軋管2支左右；緊湊式布置，取消了再加熱爐，但是大批量生產(chǎn)Φ60 mm以下超小直徑不銹鋼無縫管有一定難度。

（6）年生產(chǎn)規(guī)模：25~30萬噸。

（7）適合品種：適合批量生產(chǎn)流體管、管線管、結(jié)構(gòu)管、鍋爐管、油井管等品種。

（8）能耗指標(biāo)：較低。

（9）不足：部分原料規(guī)格較小，只能采用水平連鑄坯，或者用棒材二火成材；軋制節(jié)奏不如半浮動芯棒連軋管機(jī)組，產(chǎn)量偏低。

 綜合分析：國產(chǎn)緊湊型二輥CPS連軋管機(jī)，產(chǎn)量適中、投資較低，可以成為今后小直徑不銹鋼無縫管的主要選擇機(jī)型之一。

 5. 新設(shè)計的國產(chǎn)三輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組針對我國小直徑不銹鋼無縫管落后產(chǎn)能巨大，缺少高產(chǎn)并有綜合競爭力的小直徑連軋管機(jī)組的現(xiàn)狀，中冶東方工程技術(shù)有限公司的技術(shù)人員經(jīng)過多年潛心研發(fā)，設(shè)計出世界上首套具有創(chuàng)新工藝和流程的新型小直徑連軋管機(jī)組———三輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組。其生產(chǎn)工藝及裝備特點(diǎn)如下。

（1）原料：Φ150 mm、Φ180 mm兩種規(guī)格連鑄坯。

（2）產(chǎn)品規(guī)格：全部為小直徑鋼管，最小規(guī)格Φ32 mm。

（3）主要工藝流程：連鑄坯熱送熱裝→在線鋸切→均熱爐加熱→穿孔→（全浮動芯棒）軋管→再加熱→減徑→冷卻→鋸切→精整→成品。

（4）主要配備的設(shè)備：管坯熱鋸、步進(jìn)式均熱爐、錐形輥穿孔機(jī)、8機(jī)架三輥全浮動芯棒連軋管機(jī)、直通式感應(yīng)再加熱爐、24機(jī)架張力減徑機(jī)。

（5）工藝特點(diǎn)：連鑄坯2種規(guī)格，一火成材；坯料熱送；在線熱鋸切倍尺并配有保溫裝置，然后坯料熱裝；步進(jìn)式均熱爐可以采用成熟的蓄熱式燃燒技術(shù)，有效降低能耗；縱軋工藝，通過改善“竹節(jié)”控制減少頭尾損失，三輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組既可充分發(fā)揮三輥軋管機(jī)優(yōu)良的孔型封閉性和芯棒生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)，又具有“全浮動”軋管工藝產(chǎn)能高、軋制節(jié)奏最快的優(yōu)勢，每分鐘軋管4支，最適合生產(chǎn)Φ21.3~60.0 mm超小直徑不銹鋼無縫管；直通式電感應(yīng)再加熱爐，緊湊式布置，節(jié)能效果明顯。

（6）年生產(chǎn)規(guī)模：70萬噸。

（7）適合品種：適合大批量生產(chǎn)流體管、管線管、結(jié)構(gòu)管、鍋爐管、油井管等品種，以及一些合金鋼管。

（8）能耗指標(biāo)：很低。

（9）不足：整套設(shè)備重量仍較大、裝機(jī)容量較高、投資較大。

 綜合分析：三輥全浮動芯棒連軋管機(jī)組基本消除了全浮動芯棒軋制的“竹節(jié)”現(xiàn)象，保留了全浮動芯棒軋管機(jī)型產(chǎn)能高、軋制節(jié)奏快的特點(diǎn)，生產(chǎn)成本相對較低，是今后小直徑不銹鋼無縫管生產(chǎn)的主力機(jī)型之一。

 6. CPE頂管機(jī)組

 CPE頂管機(jī)組是我國最早開發(fā)的小直徑熱軋不銹鋼無縫管機(jī)組，目前這樣的機(jī)組只有2套，其中代表機(jī)組是江蘇常寶的Φ114 mm CPE頂管機(jī)組，產(chǎn)品規(guī)格為Φ25~102 mm，生產(chǎn)能力為18萬t。其生產(chǎn)工藝及裝備特點(diǎn)如下。

（1）原料：Φ140 mm單一規(guī)格連鑄坯。

（2）產(chǎn)品規(guī)格：全部為小直徑鋼管，最小規(guī)格Φ25 mm。

（3）主要工藝流程：連鑄坯→鋸切→加熱→穿孔→縮口→頂管→再加熱→減徑→冷卻→鋸切→精整→成品。

（4）主要配備的設(shè)備：管坯鋸、環(huán)形加熱爐、三輥穿孔機(jī)、縮口機(jī)、頂管機(jī)、步進(jìn)式再加熱爐、22機(jī)架脫棒減徑機(jī)。

（5）工藝特點(diǎn)：連鑄坯一火成材；環(huán)形爐采用蓄熱式燃燒技術(shù)有一定難度；縱軋工藝，產(chǎn)品精度較高；軋制節(jié)奏較快，每分鐘軋管2.5支左右；適合大批量生產(chǎn)Φ60 mm以下超小直徑不銹鋼無縫管。

（6）年生產(chǎn)規(guī)模：18萬噸。

（7）適合品種：適合批量生產(chǎn)流體管、管線管、結(jié)構(gòu)管、鍋爐管、油井管等品種。

（8）能耗指標(biāo)：較低。

（9）不足：軋制節(jié)奏不如半浮動芯棒連軋管機(jī)組快，產(chǎn)量偏低。

綜合分析：CPE頂管機(jī)組產(chǎn)量偏低，但是投資也較低，可以成為今后小直徑不銹鋼無縫管的主要選擇機(jī)型之一。

 7. 精密（Accu Roll）軋管機(jī)組精密（Accu Roll）軋管機(jī)組是我國近20年發(fā)展最快的不銹鋼無縫管生產(chǎn)機(jī)組，目前已經(jīng)有幾十套，其中包括一些只生產(chǎn)小直徑不銹鋼無縫管的機(jī)組，代表機(jī)組是原北滿特殊鋼有限責(zé)任公司建設(shè)的Φ114 mm Accu Roll軋管機(jī)組，產(chǎn)品規(guī)格為Φ30~127 mm，設(shè)計能力為7萬t。其生產(chǎn)工藝及裝備特點(diǎn)如下。

（1）原料：Φ100 mm、Φ130 mm兩種規(guī)格坯料。

（2）產(chǎn)品規(guī)格：全部為小直徑鋼管，最小規(guī)格Φ30 mm。

（3）主要工藝流程：坯料→鋸切→加熱→穿孔→軋管→再加熱→減徑→冷卻→鋸切→精整→成品。

（4）主要配備的設(shè)備：管坯鋸、環(huán)形加熱爐、桶形輥穿孔機(jī)、精密（Accu Roll）軋管機(jī)、步進(jìn)式再加熱爐、20機(jī)架張力減徑機(jī)。

（5）工藝特點(diǎn)：環(huán)形爐采用蓄熱式燃燒技術(shù)有一定難度；斜軋工藝，產(chǎn)品精度不高；軋制節(jié)奏較慢，每分鐘軋管1.5支左右；采用張力減徑機(jī)，可以批量生產(chǎn)Φ60 mm以下超小直徑不銹鋼無縫管。

（6）年生產(chǎn)規(guī)模：7萬噸。

（7）適合品種：適合批量生產(chǎn)流體管、管線管、結(jié)構(gòu)管、鍋爐管、油井管等品種。

（8）能耗指標(biāo)：高（考慮熱軋棒材的能耗）。

（9）不足：坯料規(guī)格小，只能用熱軋棒材，二火成材；斜軋工藝質(zhì)量不高，產(chǎn)量低，能耗高；坯料短還需配套張力減徑機(jī)，成材率低。

 綜合分析：該機(jī)組二火成材，綜合能耗高；采用斜軋管機(jī)組，產(chǎn)量偏低，能耗高，成材率低，綜合生產(chǎn)成本高。國內(nèi)一般精密軋管機(jī)組均不配備張力減徑機(jī)，可以提高產(chǎn)量，但是產(chǎn)品的規(guī)格下限明顯增大。因此，各種配置的精密軋管機(jī)組均不適合作為小直徑不銹鋼無縫管的選擇機(jī)型。

 8. Assel軋管機(jī)組

 Assel軋管機(jī)組是我國近10年發(fā)展最快的不銹鋼無縫管機(jī)組之一，目前已經(jīng)有幾十套，其中包括一些只生產(chǎn)小直徑不銹鋼無縫管的機(jī)組。本文以某廠Φ108 mm Assel軋管機(jī)組作為分析典型，該Assel軋管機(jī)組產(chǎn)品規(guī)格為Φ54~108 mm，設(shè)計能力為9萬t，其生產(chǎn)工藝及裝備特點(diǎn)如下。

（1）原料：Φ110~150 mm多種規(guī)格坯料。

（2）產(chǎn)品規(guī)格：全部為小直徑鋼管，最小規(guī)格Φ54 mm。

（3）主要工藝流程：坯料→鋸切→加熱→穿孔→軋管→再加熱→微張力定（減）徑→冷卻→鋸切→精整→成品。

（4）主要配備的設(shè)備：管坯鋸、環(huán)形加熱爐、三輥穿孔機(jī)、Assel軋管機(jī)、步進(jìn)式再加熱爐、12機(jī)架微張力定（減）徑機(jī)。

（5）工藝特點(diǎn)：環(huán)形爐采用蓄熱式燃燒技術(shù)有一定難度；斜軋工藝，產(chǎn)品精度不高；軋制節(jié)奏較慢，每分鐘軋管1.5支左右；不適合大批量生產(chǎn)Φ60 mm以下超小直徑不銹鋼無縫管。

（6）年生產(chǎn)規(guī)模：9萬噸。

（7）適合品種：適合批量生產(chǎn)液壓支柱管、半軸套管等中厚壁品種。

（8）能耗指標(biāo)：高（考慮熱軋棒材的能耗）。

（9）不足：坯料規(guī)格小，只能用水平連鑄坯或熱軋棒材，基本屬于二火成材；斜軋工藝質(zhì)量不高，產(chǎn)量低，能耗高；坯料短還需配套微張力定（減）徑機(jī)，成材率較低。

 綜合分析：該機(jī)組大部分為二火成材，采用斜軋工藝，產(chǎn)量偏低，能耗高，成材率較低，綜合生產(chǎn)成本高，不適合作為小直徑不銹鋼無縫管的選擇機(jī)型。

 9. SP軋管機(jī)組

 SP軋管機(jī)組是我國近年發(fā)展起來的斜軋管機(jī)組，目前已經(jīng)有10套左右，其中包括一些只生產(chǎn)小直徑不銹鋼無縫管的機(jī)組。本文以某廠Φ114 mm SP軋管機(jī)組作為分析典型，該SP軋管機(jī)組產(chǎn)品規(guī)格為Φ42~114 mm，設(shè)計能力為4~5萬t。其生產(chǎn)工藝及裝備特點(diǎn)如下。

（1）原料：Φ90~120 mm多種規(guī)格坯料。

（2）產(chǎn)品規(guī)格：全部為小直徑鋼管，最小規(guī)格Φ42 mm。

（3）主要工藝流程：連鑄坯→鋸切→加熱→穿孔→軋管→定徑→冷卻→鋸切→精整→成品。

（4）主要配備的設(shè)備：管坯鋸、斜底式加熱爐、錐形輥穿孔機(jī)、SP軋管機(jī)、7機(jī)架定徑機(jī)。

（5）工藝特點(diǎn)：斜軋工藝，產(chǎn)品精度不高；軋管機(jī)改為1臺電機(jī)，降低了裝機(jī)容量和電耗；軋制節(jié)奏較慢，每分鐘軋管1.5支左右；變形有特點(diǎn)，成材率稍高；不適合大批量生產(chǎn)Φ60 mm以下超小直徑不銹鋼無縫管。

（6）年生產(chǎn)規(guī)模：4~5萬噸。

（7）適合品種：適合批量生產(chǎn)流體管、結(jié)構(gòu)管等一般品種。

（8）能耗指標(biāo)：高（考慮熱軋棒材的能耗）。

（9）不足：坯料規(guī)格小，只能用熱軋棒材，二火成材；斜軋工藝質(zhì)量不高，產(chǎn)量很低，能耗高，成材率較低。

 綜合分析：該機(jī)組為二火成材，采用斜軋工藝，產(chǎn)量很低，能耗高，成材率較低，綜合生產(chǎn)成本高，不適合作為小直徑不銹鋼無縫管的選擇機(jī)型。