莊 鋼，陳洪琪，高瑞全

（1. 中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼管分會(huì)，天津 300301；2. 天津鋼管制造有限公司，天津 300301）

以全浮動(dòng)長(zhǎng)芯棒為代表的連軋管機(jī)于20 世紀(jì)60年代在歐洲、日本得到快速發(fā)展，70年代后期歐洲又發(fā)明了半浮動(dòng)芯棒和限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)。20世紀(jì)80年代初寶山鋼鐵股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)寶鋼股份）從德國(guó)引進(jìn)了第一套Φ140 mm 全浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組，此后天津鋼管集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)天津鋼管）、衡陽(yáng)華菱鋼管有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)華菱衡鋼）、包頭鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱(chēng)包鋼）也陸續(xù)從歐洲引進(jìn)了限動(dòng)芯棒、半浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組和少機(jī)架連軋管機(jī)組［1-2］。21 世紀(jì)以來(lái)我國(guó)鋼管企業(yè)又引進(jìn)了一大批更先進(jìn)的三輥連軋管機(jī)組，后來(lái)又參照國(guó)外設(shè)備自主開(kāi)發(fā)建設(shè)連軋管生產(chǎn)線，至今已建有48 套連軋管機(jī)組。其中限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組46 套，全浮動(dòng)芯棒、半浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組各1套。在46 套限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組中，三輥連軋管機(jī)組28 條，其余均為二輥連軋管機(jī)組［2-16］。下面就連軋管機(jī)的發(fā)展分別作一敘述。

1 引進(jìn)的二輥連軋管機(jī)組技術(shù)的迭代發(fā)展

我國(guó)引進(jìn)的二輥連軋管機(jī)組迭代發(fā)展過(guò)程及相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 我國(guó)引進(jìn)的二輥連軋管機(jī)組迭代發(fā)展過(guò)程及相關(guān)數(shù)據(jù)

1.1 全浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組

寶鋼股份無(wú)縫鋼管廠Φ140 mm 全浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組（8 機(jī)架，呈45°布置）1985年建成投產(chǎn)，是我國(guó)從德國(guó)引進(jìn)的第一套先進(jìn)的熱軋無(wú)縫鋼管機(jī)組，設(shè)計(jì)產(chǎn)量50 萬(wàn)t/年，產(chǎn)品規(guī)格為Φ21.3～139.7 mm，壁厚2.0～25 mm，主要用于生產(chǎn)油井管和鍋爐管。該機(jī)組具有現(xiàn)代化的管理模式和在線自動(dòng)化運(yùn)行方式。它的建成投產(chǎn)大大提高了我國(guó)熱軋無(wú)縫鋼管技術(shù)裝備水平，提高了無(wú)縫鋼管產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，尤其是生產(chǎn)效率和產(chǎn)品表面質(zhì)量。該機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)創(chuàng)造出了很多了不起的業(yè)績(jī)：軋制節(jié)奏最快達(dá)到了3.5～4.0 支/min，最高產(chǎn)量超過(guò)了80 萬(wàn)t，較好地改善了竹節(jié)缺陷問(wèn)題等。該機(jī)組的建設(shè)成為了我國(guó)無(wú)縫鋼管現(xiàn)代化發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。

1.2 限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組

天津鋼管Φ250 mm 限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組（7 機(jī)架，呈45°布置）從意大利引進(jìn)，1992年建成投產(chǎn)，是我國(guó)引進(jìn)的第一套限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組，產(chǎn)品直徑114.3～273.1 mm，壁厚4.5～35 mm，主要產(chǎn)品定位于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)緊缺的石油套管。該機(jī)組的先進(jìn)性在于采用了限動(dòng)芯棒+脫管工藝，解決了浮動(dòng)芯棒產(chǎn)生的竹節(jié)問(wèn)題，脫棒后管端頭部不規(guī)則和需在線切頭問(wèn)題以及不適于生產(chǎn)較大規(guī)格的鋼管等問(wèn)題；該限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組還配置了在線常化設(shè)備，可生產(chǎn)出組織均勻、晶粒度較細(xì)、強(qiáng)韌性較高的產(chǎn)品；采用了雙側(cè)換輥小車(chē)，縮短了換輥時(shí)間。該機(jī)組創(chuàng)造出了多項(xiàng)世界第一，如產(chǎn)量多年超過(guò)了90萬(wàn)t/年，2006年達(dá)到了100 萬(wàn)t/年；在線常化生產(chǎn)量最多時(shí)超過(guò)了11 萬(wàn)t/年。

1.3 半浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組

華菱衡鋼Φ89 mm 半浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組（6機(jī)架，平立布置）1997年建成投產(chǎn)，該連軋管機(jī)組從德國(guó)引進(jìn)，是我國(guó)第一套半浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)（也是唯一的一套）。產(chǎn)品直徑25～89（127）mm，壁厚2.5～12 mm，主要產(chǎn)品為高壓鍋爐管。半浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組既有限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組壁厚精度高的特點(diǎn)，又有浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)軋制節(jié)奏快的特點(diǎn)。但是該機(jī)組在設(shè)計(jì)時(shí)，穿孔機(jī)采用了單支頂桿循環(huán)，頂桿小車(chē)采用鋼絲繩絞盤(pán)驅(qū)動(dòng)，使機(jī)組的軋制節(jié)奏大打折扣。2019年中冶賽迪集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)中冶賽迪）對(duì)該機(jī)組進(jìn)行了升級(jí)改造，包括穿孔機(jī)頂桿循環(huán)采用了多支循環(huán)、成套更換了6 機(jī)架單側(cè)換輥限動(dòng)芯棒三輥連軋管機(jī)等。改造后機(jī)組產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)品種鋼能力等顯著提升，軋制節(jié)奏、產(chǎn)量也有了提高，但與理想的水平仍有一定的差距。

1.4 少機(jī)架限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)

包鋼Φ180 mm 限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組（5 機(jī)架，平、立布置）2000年建成投產(chǎn)（國(guó)內(nèi)第一套5 機(jī)架連軋管機(jī)組）。該機(jī)組從意大利引進(jìn)，產(chǎn)品規(guī)格為Φ60～245 mm，壁厚3.2～25 mm，主要產(chǎn)品為油井管和鍋爐管。該機(jī)組首次采用了軋輥液壓壓下，響應(yīng)速度快，調(diào)整精度高，替代了傳統(tǒng)機(jī)電壓下系統(tǒng)，同時(shí)配套了頭尾削尖的工藝控制模型；由于5機(jī)架，在同一名義尺寸下，軋機(jī)牌坊尺寸、軋輥尺寸相應(yīng)減小，芯棒長(zhǎng)度縮短，投資降低。

1.5 最后引進(jìn)的二輥連軋管機(jī)組

華菱衡鋼、攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)攀成鋼）Φ340 mm 限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組投產(chǎn)于2004—2005年，晚于天津鋼管的Φ168 mm PQF 機(jī)組，為國(guó)內(nèi)最后引進(jìn)的二輥連軋管機(jī)組。這兩套機(jī)組的先進(jìn)性：軋線配置了工藝控制模型（包括CARTA-CPM/SM、PSS HCCS、MTS、QAS 等）。

2 三輥連軋管機(jī)組技術(shù)的迭代發(fā)展

三輥連軋管工藝是20 世紀(jì)80年中期意大利人帕爾馬提出的設(shè)想，90年代中期帕爾馬到中國(guó)來(lái)介紹其工藝思想，提出盡管只是增加一個(gè)軋輥，但卻帶來(lái)一系列的優(yōu)點(diǎn)，他的思想也得到了國(guó)內(nèi)一些專(zhuān)家的贊同。20 世紀(jì)90年代末，天津鋼管建設(shè)Φ168 mm 機(jī)組時(shí)選擇了三輥連軋管工藝，并于2003年建成投產(chǎn)，它的建設(shè)在全球鋼管界引起了很大的關(guān)注。Φ168 mm 三輥連軋管機(jī)組投產(chǎn)后，生產(chǎn)出的產(chǎn)品不僅質(zhì)量好、成材率高，而且還成功地軋制出了如T91、13Cr、SUP13Cr、304、316 等難變形金屬，以及后來(lái)的Φ460 mm 機(jī)組還軋制出了雙相不銹鋼等。三輥連軋管機(jī)組自問(wèn)世以來(lái)，以其先進(jìn)的生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)，展示了新一代的熱連軋無(wú)縫鋼管技術(shù)優(yōu)異的工藝特性。引進(jìn)的三輥連軋管機(jī)的迭代發(fā)展過(guò)程及相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。三種換輥形式如圖1 所示。

圖1 三輥連軋管機(jī)的三種換輥形式

表2 引進(jìn)的三輥連軋管機(jī)的迭代發(fā)展過(guò)程及相關(guān)數(shù)據(jù)

2.1 全球首套三輥連軋管機(jī)組

天津鋼管Φ168 mm 三輥限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組（5 機(jī)架+1 架空減機(jī)）2003年建成投產(chǎn)，是世界上第一套三輥連軋管機(jī)組（PQF），產(chǎn)品直徑32～168 mm，壁厚3.5～22 mm，主要產(chǎn)品為油套管、鉆桿、高壓鍋爐管等，還可軋制高合金、不銹鋼管等難變形金屬。

該機(jī)組的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：①采用了三輥孔型設(shè)計(jì)。盡管只是增加一個(gè)軋輥，但卻帶來(lái)一系列的優(yōu)勢(shì)，壁厚精度更高、表面質(zhì)量更好、拉凹/裂的缺陷大幅減少、金屬收得率提高、可軋制變形抗力更高或更難變形的金屬、可軋制徑壁比D/S 更大的鋼管、工具消耗降低；②軋機(jī)的牌坊連成一體，并呈隧道形狀的結(jié)構(gòu)，使得牌坊的剛性更高、穩(wěn)定性更好、受力均勻、軋機(jī)更加緊湊；③機(jī)架也設(shè)計(jì)成近似圓形，其剛性、穩(wěn)定性、受力均勻等同牌坊，采用擺臂式結(jié)構(gòu)使軋輥平衡簡(jiǎn)捷，維護(hù)方便；④采用液壓壓下裝置，通過(guò)HCCS 模型和PSS 模型實(shí)現(xiàn)輥縫控制、溫度補(bǔ)償、咬入沖擊補(bǔ)償、錐形芯棒伺服和頭尾削尖等功能；⑤采用芯棒前行循化縮短了軋制節(jié)奏，提高了機(jī)組的產(chǎn)能。

2.2 4 套大直徑連軋管機(jī)組

天津鋼管Φ460 mm PQF 連軋管機(jī)組是國(guó)內(nèi)第2 套三輥連軋管機(jī)組，也是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大的連軋管機(jī)組。該機(jī)組2004年策劃建設(shè)并選址，2007年2月投產(chǎn)，主要品種是流體輸送管、結(jié)構(gòu)管、管線管、石油套管、油井管接箍料、高壓鍋爐用管、低中壓鍋爐用管、液壓支柱管、氣瓶管及高合金的無(wú)縫鋼管等。機(jī)組由導(dǎo)板式錐形輥穿孔、5 機(jī)架三輥連軋管機(jī)、10 機(jī)架微張力定（減）徑機(jī)構(gòu)成。機(jī)組沒(méi)有采用導(dǎo)盤(pán)式穿孔機(jī)、6 機(jī)架連軋管機(jī)、再加熱爐，均是出于減少設(shè)備投資和廠房的占地面積的考慮，減少了工具費(fèi)用，就減少了總投資。另外，考慮到各機(jī)組變形分配（連軋管機(jī)的部分變形量前移至穿孔機(jī)）以及軋制高合金鋼、不銹鋼等產(chǎn)品的需要，穿孔機(jī)的電機(jī)功率由原外方提出的5500 kW×2，增加到6500 kW×2。機(jī)組采用了先進(jìn)的CARTA—穿孔機(jī)工藝輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)、CARTA—定（減）徑機(jī)工藝輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，連軋管工藝參數(shù)設(shè)定的計(jì)算及在線工藝數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)（PSS），連軋自動(dòng)輥縫控制系統(tǒng)（HCCS），物料跟蹤系統(tǒng)（MTS）和在線檢測(cè)系統(tǒng)等工藝控制技術(shù)。機(jī)組在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留了控軋控冷裝置的位置，增加了從定（減）徑機(jī)出口到冷床的長(zhǎng)度。

煙臺(tái)寶鋼鋼管有限責(zé)任公司、包鋼分別于2011年、2012年也建設(shè)了Φ460 mm PQF 連軋管機(jī)組，這兩個(gè)機(jī)組總體設(shè)計(jì)與天津鋼管的Φ460 mm 機(jī)組相似，結(jié)合天津鋼管的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，將該兩個(gè)機(jī)組管坯規(guī)格增大，穿孔機(jī)軋輥直徑由1450 mm 增加到1500 mm，減速機(jī)的減速比由5 增大到6，電機(jī)功率增加到7800 kW×2，提高其軋制力矩。該兩個(gè)機(jī)組也都配套工藝控制軟件/模型。稍晚建設(shè)的世界最大的連軋管機(jī)組——江蘇天淮鋼管有限公司Φ508 mm PQF 連軋管機(jī)組也于2012年5月熱試成功，其機(jī)組的規(guī)格擴(kuò)大到Φ508 mm，機(jī)組的相應(yīng)能力也都作了適當(dāng)調(diào)整。

2.3 軋輥單側(cè)換輥方式

天津鋼管的Φ258 mm PQF 連軋管機(jī)組是國(guó)內(nèi)第三套三輥連軋管生產(chǎn)線，2008年投產(chǎn)；安徽天大Φ273 mm PQF 連軋管機(jī)組、江蘇錫鋼Φ258 mm PQF 連軋管機(jī)組分別投產(chǎn)于2009年和2010年，這3 套機(jī)組的創(chuàng)新點(diǎn)是采用單向側(cè)換輥方式。由于軸向換輥，無(wú)論是單架換輥還是全部更換，都必須將軋輥全部拉出來(lái)，這對(duì)于單架換輥來(lái)說(shuō)，是非常不便的。另外，軸向換輥的軋機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)于設(shè)備點(diǎn)檢、維護(hù)以及工藝事故的處理也都帶來(lái)很多不便。所以Meer/INNSE 公司開(kāi)發(fā)出了單向換輥的軋機(jī)結(jié)構(gòu)和側(cè)換輥的方式，解決了上述問(wèn)題。但同時(shí)也帶來(lái)了機(jī)架定位、機(jī)架中心線易偏移等的不足。

2.4 達(dá)涅利的FQM 連軋管機(jī)組

攀成鋼Φ159 mm FQM 連軋管機(jī)組是國(guó)內(nèi)引進(jìn)的第一套達(dá)涅利公司的連軋管生產(chǎn)線，此后黑龍江建龍、江陰華潤(rùn)也都引進(jìn)了達(dá)涅利的連軋管生產(chǎn)線。3 條生產(chǎn)線連軋管機(jī)均采用了軸向換輥，與Meer/INNSE 公司設(shè)計(jì)不同的是機(jī)架結(jié)構(gòu)，機(jī)架結(jié)構(gòu)結(jié)合了二輥連軋管機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，軋輥的壓下是直接壓到軋輥的軸承座上，這使得輥縫調(diào)節(jié)更簡(jiǎn)捷、更直接。另外，張力減徑機(jī)采用了KOCKS 公司的裝備技術(shù)，24 架軋輥單獨(dú)傳動(dòng)，交流變頻調(diào)速，后3 個(gè)機(jī)架軋輥徑向可調(diào)，便于張力的調(diào)整，減少了機(jī)架的更換次數(shù)和更換時(shí)間。

2.5 軋輥雙側(cè)換輥方式

江蘇常寶2021年投資建設(shè)的Φ159 mm PQF連軋管機(jī)組是國(guó)內(nèi)近年來(lái)唯一引進(jìn)的三輥連軋管生產(chǎn)線，6 機(jī)架，雙向側(cè)換輥。雙向側(cè)換輥，由于設(shè)備為對(duì)稱(chēng)安裝（包括傳動(dòng)系統(tǒng)、壓下系統(tǒng)），軋機(jī)主體受力均衡（牌坊周向剛性均勻），使軋制中心線更趨穩(wěn)定。該生產(chǎn)線在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中包含了T91、T92、13Cr 等高合金鋼產(chǎn)品。整條PQF 生產(chǎn)線采用了先進(jìn)的數(shù)字化和智能化設(shè)計(jì)，建有MES 生產(chǎn)管理系統(tǒng)，能源管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、質(zhì)量大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和逐支跟蹤系統(tǒng)，生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)了模塊化、數(shù)字化，并實(shí)現(xiàn)了一鍵調(diào)整功能。該生產(chǎn)線是目前國(guó)內(nèi)整體裝備水平最高的一條生產(chǎn)線。

3 國(guó)產(chǎn)連軋管機(jī)組技術(shù)的迭代發(fā)展

經(jīng)過(guò)30 余年的消化、吸收、再創(chuàng)新，國(guó)產(chǎn)連軋管機(jī)已基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。太原重工股份有限公司繼與國(guó)外聯(lián)合設(shè)計(jì)寶鋼股份Φ140 mm 機(jī)組和天津鋼管Φ250 mm 機(jī)組后，又自主設(shè)計(jì)、制造、集成了多套三輥連軋管機(jī)組，規(guī)格包括Φ159 mm、Φ180 mm、Φ273 mm 等；太原通澤重工有限公司2006年自主設(shè)計(jì)、制造、集成了國(guó)內(nèi)第一套Φ250 mm 5 機(jī)架二輥限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)，之后又陸續(xù)設(shè)計(jì)、制造、集成了Φ114 mm 二輥連軋管機(jī)組和Φ159 mm、Φ273 mm、Φ356 mm 等多個(gè)規(guī)格三輥連軋管機(jī)組；中冶賽迪分別于2012年、2017年和2019年自主設(shè)計(jì)、制造、集成了Φ76 mm 3 機(jī)架、Φ89 mm 6 機(jī)架、Φ127 mm 5+1 機(jī)架三輥連軋管機(jī)組和正在建設(shè)的Φ159 mm 5 機(jī)架三輥連軋管機(jī)組。以上機(jī)組的設(shè)備的控制精度、自動(dòng)化水平、液壓伺服壓下技術(shù)等逐步提高，代表了我國(guó)軋管設(shè)備制造和工藝發(fā)展水平。國(guó)產(chǎn)的連軋管機(jī)組的建設(shè)推動(dòng)了中國(guó)鋼管工業(yè)的高速發(fā)展。國(guó)產(chǎn)連軋管機(jī)的特點(diǎn)和發(fā)展過(guò)程見(jiàn)表3。

表3 國(guó)產(chǎn)連軋管機(jī)的迭代發(fā)展過(guò)程及相關(guān)數(shù)據(jù)

3.1 國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)制造的第一套連軋管機(jī)組

西姆萊斯Φ250 mm 二輥限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組（5 機(jī)架+1 架空減機(jī)）2006年建成投產(chǎn)，產(chǎn)品直徑73～273 mm，壁厚4.5～35 mm，主要產(chǎn)品是油套管、鉆桿、流體管、結(jié)構(gòu)管等，設(shè)計(jì)產(chǎn)能50 萬(wàn)t。該機(jī)組參照了包鋼Φ180 mm 機(jī)組，軋輥采用平立布置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，立輥采用下傳動(dòng)，換輥時(shí)，平輥側(cè)出，立輥用吊車(chē)從軋機(jī)上方吊出。該機(jī)組的建設(shè)對(duì)我國(guó)連軋管機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化建設(shè)和發(fā)展，產(chǎn)生了很大的影響，起到了重要的推動(dòng)作用。

3.2 國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)制造的第一套三輥連軋管機(jī)組

山東墨龍石油機(jī)械股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)山東墨龍）Φ180 mm 三輥連軋管機(jī)組和林州鳳寶管業(yè)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)林州鳳寶）Φ180 mm 三輥連軋管機(jī)組分別投產(chǎn)于2010年和2011年，產(chǎn)品直徑均為60～180 mm，壁厚3.5～20 mm，設(shè)計(jì)產(chǎn)能35 萬(wàn)t。這兩套機(jī)組均采用軸向換輥方式，采用了伺服液壓壓下，軋輥壓下的結(jié)構(gòu)方式與達(dá)涅利的設(shè)計(jì)相似，是直接壓到軋輥的軸承座上，機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)捷。

3.3 平立布置的二輥限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組的改進(jìn)型

遼陽(yáng)西姆萊斯Φ114 mm 機(jī)組6 機(jī)架平立布置，2010年建成投產(chǎn)，產(chǎn)品直徑60.3～140 mm，壁厚3.5～20 mm，設(shè)計(jì)產(chǎn)能20 萬(wàn)t。該機(jī)組在總結(jié)西姆萊斯Φ250 mm 機(jī)組生產(chǎn)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)連軋管機(jī)的設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新：①開(kāi)發(fā)出了軋輥伺服液壓壓下裝置，同時(shí)配套開(kāi)發(fā)了頭尾削尖的工藝模型（在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用于連軋管機(jī)上）；②在軋輥平立布置的結(jié)構(gòu)中，將立輥的傳動(dòng)由下傳動(dòng)改為上傳動(dòng)，避免了軋輥冷卻水對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的侵蝕；③采用了單側(cè)換輥即平輥、立輥均側(cè)進(jìn)側(cè)出（原立輥是用吊車(chē)從軋機(jī)上方吊出）。這些工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步提高了二輥限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)組的裝備水平，后來(lái)建設(shè)的重慶鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司Φ114 mm 機(jī)組和山東磐金鋼管制造有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)山東磐金）兩條Φ159 mm 機(jī)組均采用上述工藝技術(shù)。

3.4 Φ89 mm 小直徑連軋管機(jī)組

遼寧天豐特殊工具制造股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)遼寧天豐）Φ89 mm MPM 機(jī)組、林州鳳寶Φ89 mm 三輥連軋管機(jī)組、包鋼Φ89 mm 三輥連軋管機(jī)組分別投產(chǎn)于2017年1 月、2017年10 月和2020年。各機(jī)組的規(guī)格見(jiàn)表3。換輥的方式，遼寧天豐平輥采用側(cè)出，立輥采用吊車(chē)從軋機(jī)上方吊出；林州鳳寶采用側(cè)向換輥；包鋼采用軸向換輥。

林州鳳寶、包鋼兩條生產(chǎn)線均采用了伺服液壓壓下裝置，配套了工藝控制模型，包括連軋管機(jī)“削尖軋制”、張力減徑機(jī)CEC 控制。另外林州鳳寶配套了在線?；O(shè)備，包鋼也在張力減徑機(jī)前配備6 組感應(yīng)加熱，以控制荒管進(jìn)張力減徑機(jī)的溫度。遼寧天豐在熱軋線上將管坯、荒管的輸送采用直通式，即環(huán)形爐出料機(jī)將管坯直接放在穿孔機(jī)前臺(tái)的輸送輥道上；連軋管機(jī)、脫管機(jī)、張力減徑機(jī)的輥道同在一條線上，并安裝了保溫罩，減少了運(yùn)輸過(guò)程的降溫。

3.5 無(wú)縫鋼管智慧工廠智能制造示范生產(chǎn)線

承德建龍?zhí)厥怃撚邢薰荆ê?jiǎn)稱(chēng)承德建龍）Φ258 mm 6 機(jī)架三輥連軋管機(jī)組采用單向側(cè)換輥，2021年底建成投產(chǎn)。該生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了熱軋線集中操作、生產(chǎn)線采用了先進(jìn)的數(shù)字化和智能化設(shè)計(jì)，建有MES 生產(chǎn)管理系統(tǒng)、質(zhì)量自動(dòng)判定和預(yù)測(cè)系統(tǒng)、鋼管逐支追蹤、智能設(shè)備管理和智能安防等功能。

3.6 山東磐金鋼管6 條連軋管機(jī)組

山東磐金鋼管Φ159 mm MPM 機(jī)組2 條，Φ180 mm 三輥連軋管機(jī)組2 條，Φ273 mm 三輥連軋管機(jī)組2 條，投產(chǎn)于2018—2019年。各機(jī)組的規(guī)格見(jiàn)表3，6 條機(jī)組均采用側(cè)向換輥，采用了伺服液壓壓下裝置，配套了工藝控制模型。該6 條機(jī)組的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：①在國(guó)內(nèi)首次采用了管坯熱送熱裝工藝；②采用了步進(jìn)式加熱爐；③采用一個(gè)爐子供兩條熱軋線的生產(chǎn)摸式。

4 連軋管機(jī)發(fā)展過(guò)程中幾個(gè)有關(guān)問(wèn)題的探討

（1） 小直徑薄壁管的生產(chǎn)。

21 世紀(jì)前10年，我國(guó)連軋管機(jī)組的結(jié)構(gòu)還是偏重中大直徑機(jī)組。市場(chǎng)上小直徑薄壁鋼管還是以穿拔生產(chǎn)的產(chǎn)品為主，所以2010 —2022年我國(guó)新建了近20 套中小直徑的連軋管機(jī)組，這使得連軋管機(jī)組的結(jié)構(gòu)有了很大改善。但是這些新建機(jī)組在投產(chǎn)后不長(zhǎng)的時(shí)間，其生產(chǎn)的規(guī)格范圍整體上移，其設(shè)計(jì)的產(chǎn)品下限規(guī)格如Φ25 mm、Φ32 mm、Φ38 mm 很少生產(chǎn)或不生產(chǎn)，隨著時(shí)間的推移，后來(lái)基本就不生產(chǎn)了。究其原因：①小直徑薄壁管產(chǎn)量低（單重低，多數(shù)精整線設(shè)備能力難以滿(mǎn)足小直徑鋼管數(shù)量增加的需要）；②軋制難度大（質(zhì)量控制難度大如壁厚精度的控制，尤其是頭尾壁厚精度控制，內(nèi)六方的產(chǎn)生等）；③價(jià)格不高（受同規(guī)格冷拔管價(jià)格限制）。正因?yàn)槿绱?，?8 mm 及以下、壁厚3.5 mm 及以下小直徑鋼管熱軋機(jī)組很少軋制，多數(shù)情況是采用穿拔工藝生產(chǎn)。熱軋小直徑薄壁鋼管生產(chǎn)中的一些技術(shù)問(wèn)題、質(zhì)量問(wèn)題，一直以來(lái)就沒(méi)有得到很好解決，這也是我們與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)之間的差距。

（2） 小直徑鋼管軋制節(jié)奏問(wèn)題。

提高小直徑連軋管機(jī)組軋制節(jié)奏一直是行業(yè)所關(guān)注的問(wèn)題。熱軋線的生產(chǎn)節(jié)奏主要受穿孔機(jī)、連軋管機(jī)兩工序的影響。①穿孔機(jī)頂桿運(yùn)行方式是影響軋制節(jié)奏的主要因素，多支頂桿循環(huán)運(yùn)行，節(jié)奏可以達(dá)到3.5～4 支/min；單支頂桿運(yùn)行，節(jié)奏可達(dá)到2.5～3 支/min，當(dāng)然與坯料的長(zhǎng)短也有關(guān)聯(lián)。②連軋管機(jī)的芯棒運(yùn)行方式也是影響軋制節(jié)奏的主要因素。浮動(dòng)芯棒機(jī)組的軋制節(jié)奏達(dá)3.5～4 支/min，半浮芯棒機(jī)組可達(dá)3～3.5 支/min，芯棒前行循環(huán)的限動(dòng)芯棒機(jī)組可達(dá)2.5 支/min，芯棒返回式的限動(dòng)機(jī)組僅能達(dá)2.0～2.2 支/min。與前兩種機(jī)組相比，小直徑限動(dòng)芯棒機(jī)組的生產(chǎn)效率要低很多。筆者10 多年前曾與德國(guó)Meer 公司的設(shè)計(jì)人員，就某企業(yè)Φ140 mm 機(jī)組項(xiàng)目芯棒前行循環(huán)的改進(jìn)進(jìn)行過(guò)深入討論，但由于實(shí)施難度很大最終放棄了（該項(xiàng)目因資金問(wèn)題最終沒(méi)有實(shí)施）。③配有芯棒預(yù)穿可以提高連軋管機(jī)的軋制節(jié)奏，但對(duì)于小直徑毛管來(lái)說(shuō)，芯棒預(yù)穿時(shí)會(huì)使毛管降溫較大，尤其是軋制薄壁管時(shí)，毛管的降溫會(huì)更大，其負(fù)面影響也會(huì)加大，如軋制負(fù)荷升高、芯棒磨損加快等。一般情況下小機(jī)組的芯棒預(yù)穿很少用或基本不用，目前一些新建的小直徑機(jī)組已不采用芯棒預(yù)穿的功能。④近年來(lái)Meer 公司在與國(guó)內(nèi)企業(yè)交流時(shí)，提出了提高限動(dòng)返回速度來(lái)提高軋制節(jié)奏的改造思路。但由于無(wú)縫鋼管產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，國(guó)內(nèi)各機(jī)組產(chǎn)量都不很飽滿(mǎn)，所以，提高機(jī)組軋制節(jié)奏的關(guān)注度也沒(méi)有過(guò)去那么迫切了。但就技術(shù)問(wèn)題來(lái)講，小直徑限動(dòng)機(jī)組的軋制節(jié)奏是限制其產(chǎn)能的主要“瓶頸”。

（3） 工藝技術(shù)與數(shù)字化、智能化的深度融合是鋼管行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。

隨著我國(guó)制造業(yè)數(shù)字化、智能化的發(fā)展，鋼管行業(yè)的數(shù)字化、智能化也納入到行業(yè)“十四五”發(fā)展的重要日程。將生產(chǎn)裝備、工藝技術(shù)與數(shù)字化、智能化深度融合是鋼管行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要抓手，同時(shí)也是鋼管“十四五”發(fā)展規(guī)劃中的一項(xiàng)重要任務(wù)。進(jìn)入21 世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)鋼管企業(yè)在引進(jìn)設(shè)備中，都選擇性地配套了工藝控制模型。如CARTA—穿孔機(jī)工藝輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)、CARTA—定徑機(jī)工藝輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)；連軋工藝參數(shù)設(shè)定的計(jì)算及在線工藝數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)PSS，連軋自動(dòng)輥縫控制系統(tǒng)HCCS（通過(guò)HCCS 模型和PSS 模型，實(shí)現(xiàn)輥縫控制、溫度補(bǔ)償、咬入沖擊補(bǔ)償、錐形芯棒伺服和頭尾削尖等功能）；物料跟蹤系統(tǒng)MTS 和在線檢測(cè)系統(tǒng)等工藝控制模型等。但是這些工藝控制模型引進(jìn)后，大多數(shù)企業(yè)都沒(méi)有引起足夠的重視，沒(méi)有組織力量對(duì)這些工藝控制模型進(jìn)行認(rèn)真的消化、應(yīng)用（當(dāng)時(shí)企業(yè)注意力還是放在項(xiàng)目的投達(dá)產(chǎn)以及工藝、設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行上），其中確實(shí)存在著個(gè)別企業(yè)技術(shù)實(shí)力不能應(yīng)對(duì)或因檢測(cè)設(shè)備存在問(wèn)題，數(shù)據(jù)/信息不能正常傳遞，使這些軟件/模型不能正常應(yīng)用而被擱置的問(wèn)題。近年來(lái)，隨著鋼鐵行業(yè)數(shù)字化、智能化的大力推進(jìn)，大多數(shù)企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到了數(shù)字化、智能化的重要作用，而且部分引進(jìn)工藝控制模型并堅(jiān)持應(yīng)用完善的企業(yè)已經(jīng)得到了很好的效果。未來(lái)，鋼管行業(yè)一方面要把已有的工藝控制模型進(jìn)一步完善好，應(yīng)用好；另一方面，結(jié)合工藝技術(shù)、品種不斷發(fā)展需求，開(kāi)發(fā)出更多的更好的工藝模型。

5 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)要成為世界鋼管強(qiáng)國(guó)，要引領(lǐng)世界鋼管工藝技術(shù)的發(fā)展，我們還有一段路要走。在發(fā)展的道路上，我們要自信，但不能盲目的自大，還要繼續(xù)虛心吸取國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，要結(jié)合目前工藝技術(shù)方面存在的短板，認(rèn)真地腳踏實(shí)地學(xué)習(xí)、鉆研，并結(jié)合與數(shù)字化、智能化融合，去攻克這些難點(diǎn)，真正使我國(guó)鋼管技術(shù)的發(fā)展走在世界的前列。