Ф273mmPQF連軋管機(jī)組的工藝和設(shè)備

張胡明 張春祥

前言

安徽天大石油管材股份有限公司于2007年底開(kāi)始建設(shè)一條PQF三輥連軋鋼管生產(chǎn)線(xiàn)，用于石油油井管、高壓鍋爐管的生產(chǎn)，該機(jī)組于2009年12月建成并投產(chǎn)。

1.PQF三輥連軋管機(jī)組的建設(shè)思路

安徽天大PQF三輥連軋鋼管機(jī)組的建設(shè)立足國(guó)內(nèi)制造。在整個(gè)建設(shè)過(guò)程中，對(duì)進(jìn)口設(shè)備部分作了大量的調(diào)研，盡可能減少進(jìn)口設(shè)備量，以進(jìn)口工藝技術(shù)和關(guān)鍵核心設(shè)備為主，做到即保證整體設(shè)備的先進(jìn)性，同時(shí)也降低了投資成本。PQF六機(jī)架連軋管機(jī)組，僅引進(jìn)了軋機(jī)主機(jī)架、軋管工藝技術(shù)及控制技術(shù)。

2.PQF三輥連軋管機(jī)組的工藝流程和平面布置

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及國(guó)內(nèi)軋管設(shè)備的狀況，在2007年底建設(shè)PQF六機(jī)架連軋管機(jī)組，產(chǎn)品以石油油套管、鍋爐管為主，年設(shè)計(jì)產(chǎn)量50萬(wàn)噸。產(chǎn)品規(guī)格為：

外徑：Ф114.3～Ф273.1mm（預(yù)留Ф325mm)；

壁厚：4.0～40.0mm；

長(zhǎng)度：6000～14500mm；

鋼級(jí)或鋼種：J55、K55、 N801類(lèi)、20G、12Cr1MoV、P22、P91、13Cr等（配套熱處理線(xiàn)可生產(chǎn)其他鋼級(jí)的產(chǎn)品）。

2.1 PQF三輥連軋管機(jī)組的工藝流程

2.1.1 工藝流程

2.1.2 工藝說(shuō)明

2.1.2.1 管坯料的選擇

此熱軋鋼管生產(chǎn)線(xiàn)主要用于生產(chǎn)石油油套管及高壓鍋爐管，分三個(gè)孔型系列，分別采用Ф200mm、Ф250mm、Ф300(310)mm的管坯，留有生產(chǎn)Ф350mm管坯的能力，所有管坯都采用連鑄管坯作為生產(chǎn)原料。管坯長(zhǎng)度為1500～4500mm。

2.1.2.2 工藝說(shuō)明

產(chǎn)品主要以生產(chǎn)石油油套管和高壓鍋爐管為主，因此選擇管坯料長(zhǎng)在1500～4500mm之間，用于生產(chǎn)6000～14600mm的3倍尺或4倍尺的鋼管；管坯用天燃?xì)鉃榻橘|(zhì)進(jìn)行加熱，可控制爐內(nèi)氣氛，減少管坯的氧化；錐形穿孔機(jī)穿孔以適應(yīng)各種合金鋼及碳鋼的生產(chǎn)；PQF六機(jī)架三輥連軋管機(jī)組軋制鋼管，之后進(jìn)入?；浯?根據(jù)鋼種和壁厚的需要來(lái)決定是否采用此工藝)；荒管進(jìn)入再熱爐進(jìn)入再加熱后，經(jīng)高壓水除磷除去表面氧化皮，進(jìn)入十四架微張力減徑機(jī)定減徑，到步進(jìn)式冷床冷卻；冷卻后的鋼管下線(xiàn)，經(jīng)過(guò)管排鋸切割后，再進(jìn)行矯直、吹灰，再進(jìn)入探傷和檢驗(yàn)工段，根據(jù)產(chǎn)品的不同選擇不同的檢驗(yàn)工序，直到產(chǎn)品檢驗(yàn)包裝入庫(kù)。

3.生產(chǎn)線(xiàn)主要設(shè)備基本情況

3.1 管坯下料

管坯下料選用帶鋸床，此鋸床具有設(shè)備投資省、設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單、利于操作等優(yōu)點(diǎn)。帶鋸床比火焰切割和管坯鋸所產(chǎn)生的金屬損耗低，并且切割的端面質(zhì)量高。在年產(chǎn)50萬(wàn)噸的機(jī)組中配套12臺(tái)帶鋸床（分6給組）可以滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)的要求。

3.2 環(huán)形加熱爐

環(huán)形加熱爐由洛伊熱工工程（天津）有限公司設(shè)計(jì)和制造，采用西氣東輸?shù)奶烊細(xì)庾鳛榻橘|(zhì)的加熱方式，減少大氣環(huán)境的污染。

3.3 錐形穿孔機(jī)

穿孔機(jī)由太原重工股份有限公司設(shè)計(jì)和制造，為適應(yīng)高要求合金鋼的穿孔需要，采用錐形輥穿孔機(jī)形式；同時(shí)滿(mǎn)足生產(chǎn)節(jié)奏的要求、配合連軋管機(jī)高效的特點(diǎn)，頂桿小車(chē)采用齒條傳動(dòng)方式，用于高速傳動(dòng)和精確定位。

3.4 PQF六機(jī)架三輥連軋管機(jī)組

選擇PQF六機(jī)架三輥連軋管機(jī)組，主要用于生產(chǎn)高要求的石油油井管、高壓鍋爐管。此套機(jī)組采用六個(gè)機(jī)架，三輥布置形式，更有利于金屬變形，能得到高精度的幾何尺寸。在工藝方面引進(jìn)了德國(guó)MEER的Carta系統(tǒng)，具有離線(xiàn)和在線(xiàn)的工藝計(jì)算、頭尾削尖、沖擊補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償?shù)裙δ?，以有效地保證正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。

3.5 脫管機(jī)

用于配合連軋管機(jī)的鋼管生產(chǎn)。采用集中傳動(dòng)方式，三個(gè)軋制機(jī)架，軋輥布置形式Y(jié)形(三輥)，軋輥名義直徑為Φ600mm與微張力減徑機(jī)架通用。脫管機(jī)荒管最大入口速度為5m/s；電機(jī)功率為750KW。

3.6 常化冷床

考慮到一些非調(diào)質(zhì)鋼（如 N801類(lèi)等）和薄壁管的生產(chǎn)，在軋管機(jī)出口臺(tái)設(shè)置了?；湸玻欣诮鹣嘞嘧円约熬Я５募?xì)化，使一些微量元素固溶到晶粒，提高金屬的強(qiáng)韌性能。常化冷床采用雙向鏈結(jié)構(gòu)，便于荒管的冷卻和快速運(yùn)輸。

3.7 再加熱步進(jìn)爐

再加熱步進(jìn)爐用于非調(diào)質(zhì)鋼的熱處理以及小于6mm壁厚荒管再加熱，采用天燃?xì)庾鳛榧訜峤橘|(zhì)，最高加熱溫度為1100℃，可配合微加熱減徑機(jī)進(jìn)行控制溫度軋制，保證鋼管終軋溫度達(dá)到工藝所需要的溫度。經(jīng)過(guò)再加熱的鋼管可以調(diào)整鋼管的性能，以保證鋼管達(dá)到的技術(shù)要求。

3.8 高壓水除磷設(shè)備

去除鋼管表面的氧化鐵皮。高壓水壓力最大20Mpa。

3.9 微張力減徑機(jī)

采用每個(gè)機(jī)架單獨(dú)傳動(dòng)方式，軋輥Y型布置。

3.10 冷床

根據(jù)工藝布置需要，采用兩段冷床，冷床齒條步進(jìn)式結(jié)構(gòu)，可以有效地保證鋼管冷卻后的直線(xiàn)度。設(shè)備主要參數(shù)：冷床寬度為40000mm。

3.11 管排鋸

管排鋸主機(jī)采用奧地利MFL的設(shè)備，輔機(jī)國(guó)內(nèi)制造。管排鋸4套，鋸片直徑Φ1650mm。兩條線(xiàn)布置。

3.12 精整區(qū)

在精整區(qū)配置兩臺(tái)矯直機(jī)、吸灰裝置、漏磁探傷設(shè)備（進(jìn)口）、測(cè)長(zhǎng)稱(chēng)重設(shè)備、檢驗(yàn)包裝等設(shè)備。

3.13 電氣自動(dòng)化

PQF連軋管機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)除PQF連軋管機(jī)區(qū)采用Ansaldo自動(dòng)化控制外，其余部分都采用國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化控制，全線(xiàn)達(dá)到基礎(chǔ)級(jí)自動(dòng)化程度，熱軋區(qū)還具有工藝管理和生產(chǎn)管理的功能。

4.使用情況

安徽天大PQF三輥連軋管生產(chǎn)線(xiàn)自2009年12月試產(chǎn)，共進(jìn)行了兩個(gè)孔型的生產(chǎn)，分別為191孔型和292孔型，生產(chǎn)的主要外徑為Φ168mm、Φ177.8mm、Φ244.5mm、Φ273mm四個(gè)規(guī)格，以油套管為主。在3個(gè)多月的試生產(chǎn)中，生產(chǎn)基本正常，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期要求。

5.結(jié)語(yǔ)

安徽天大建設(shè)的PQF三輥連軋管機(jī)組生產(chǎn)線(xiàn)工藝布置合理，設(shè)備選型正確，能夠生產(chǎn)出滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品。從實(shí)際產(chǎn)品結(jié)果來(lái)看，此套機(jī)組達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

安徽天大PQF三輥軋管機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)為進(jìn)口，其余設(shè)備為國(guó)產(chǎn)化。設(shè)備選型合理，是具有國(guó)際先進(jìn)性的鋼管生產(chǎn)線(xiàn)。