從國外厚壁無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展中得到啟示總結(jié)報告

　　1發(fā)展概況

　　近十年來，鋼管生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是厚壁無縫鋼管。為了提高產(chǎn)品尺寸精度，擴(kuò)大品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗和成本，開發(fā)了大量新技術(shù)、新設(shè)備并投入生產(chǎn)。

　　1，新工藝。

　　①采用連鑄圓（方坯）方坯直接生產(chǎn)厚壁無縫鋼管。

　　來自德國、日本、美國、法國的各大厚壁無縫鋼管廠，幾乎100%采用連鑄坯料。根據(jù)1983年至1984年的數(shù)據(jù)，日本居民用連鑄坯料將鋼管成本降至每噸4000日元；美國鋼鐵聯(lián)合會認(rèn)為，每噸成本可降低50~60美元，廢品率可降低2/3。

　　②毛管穿孔后均壁工藝。

　　PPM（推輥式穿孔機(jī)）后部采用二輻斜軋拉延機(jī)，后部采用三段延伸機(jī)。前一種修正偏差率為70%，后一種修正率為50%。因為生產(chǎn)中采用均壁工藝，所以成品鋼管壁厚偏差≤±5%。

　　③用毛管固定（減）徑法。

　　通過定徑穿孔后長毛管進(jìn)行定徑，消除了前后端直徑差，提高了軋管機(jī)的使用性能。利用1個管坯，可生產(chǎn)2~3個直徑的毛管，從而降低了坯料的規(guī)格，有利于鑄坯的生產(chǎn)。

　　④直接熱處理。

　　通過對厚壁無縫鋼管進(jìn)行在線直接淬火，成功地生產(chǎn)了N80、P110油井管。該工藝的成本比常規(guī)的熱處理工藝低25%左右。川崎知多廣Φ400mm自動軋管廠和日本鋼京管廠Φ244.5mm連軋管廠均采用這種工藝。

　　⑤Stel-form工藝采用寬鋼板生產(chǎn)大直徑螺旋焊管。

　　首先，在成形工作線上對寬鋼板四邊進(jìn)行無損檢測，確保鋼板的兩側(cè)和兩端都垂直，不會出現(xiàn)鐮刀彎，并刨出坡口。用多片鋼板對焊成40~50m左右的板條，然后將長條材在成形線上焊接，使長條在成形線上焊接，確保連續(xù)生產(chǎn)。模壓機(jī)上設(shè)置了螺旋縫自動控制裝置，確保了焊接質(zhì)量。采用控軋制與熱處理工藝，可以獲得較高的強(qiáng)度和低溫韌性，從而改善其力學(xué)性能。

　　③大直徑直縫焊管冷膨脹工藝。

　　為消除大直徑直縫焊管成形時殘余應(yīng)力，提高鋼管尺寸精度，在大直徑焊管生產(chǎn)中采用冷擴(kuò)徑法，使管徑增大1%，使其力學(xué)性能得到提高。以往使用的液壓擴(kuò)徑機(jī)已被操作方便的機(jī)械式擴(kuò)徑機(jī)所代替。

　　⑦焊管中的毛刺清除。

　　根據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)，焊接內(nèi)毛刺需要清除，原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，用戶有權(quán)要求注入Φ33mm的電焊管清除或壓平內(nèi)毛刺。由于消除內(nèi)毛刺，可以提高鋼管使用效率。

　　③自動識別與無損檢測技術(shù)。

　　在鋼管制造中，在線檢測和無損檢測已經(jīng)達(dá)到了完全實用的階段。現(xiàn)代連軋管車間采用微機(jī)控制，按直徑、長度、厚度、溫度、工裝狀況等數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，在軋管機(jī)上采用AGC方式，實現(xiàn)軋制過程中各工序的動態(tài)調(diào)節(jié)。

　　目前，各種檢測技術(shù)已經(jīng)形成了一套高精度、高效率的鋼管探傷檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括四種技術(shù)：超聲、復(fù)合磁場、內(nèi)表面渦流和管端電磁。該高效系統(tǒng)包括復(fù)合磁場、超聲檢測、超聲測厚三項技術(shù)。

　　⑨油井管螺紋自動識別技術(shù)。

　　在日本京管廠φ244.5mm連軋管車間，油井管加工線直接與熱軋生產(chǎn)線連接，實現(xiàn)自動化。采用光學(xué)檢測儀及檢具聯(lián)機(jī)對油井管螺紋進(jìn)行檢測。

　　⑦電弧噴涂鋼管的制造。

　　DOM鋼管是一種冷拔電焊鋼管，用于制造機(jī)械零件。因為電焊鋼管的壁厚偏差很小，因此，在冷拔后，可以減少機(jī)械加工，提高其同心度。當(dāng)前，美國DOM鋼管的直徑最大值為Φ406mm，最長18.3m，最重2318kg，拉拔機(jī)的拉拔力最大為4.55MN。

　　1.2新設(shè)備和新設(shè)備。

　　①推軋機(jī)（PPM）；

　　1977年，PPM首次應(yīng)用于日本新日鐵八旗廠φ400mm自動軋管車間；1978年，PPM應(yīng)用于意大利達(dá)爾明的連續(xù)軋管車間，此后PPM也應(yīng)用于美國、蘇聯(lián)等國家。本實用新型是在方坯穿孔過程中一次性穿入空心圓坯子，能穿各種碳鋼、低合金鋼、13%Cr鋼、9%CrMo鋼。鑄坯的壁厚誤差可以小于±15%，平均誤差在±8%左右，成品壁厚誤差可以≤±5%。空坯長和空腔直徑的比值可以達(dá)到35~40。每小時產(chǎn)量100~180噸，最大坯重達(dá)到4.8噸。

　　②錐形剪切斜軋機(jī)。

　　蘇聯(lián)、德國、日本、南非已經(jīng)開始使用這種打孔設(shè)備，我國也正在建設(shè)中。本機(jī)的軋制角為圓錐形，除具有進(jìn)料角度外，還設(shè)有滾軋角度（Toeangle）。現(xiàn)已投入生產(chǎn)的穿孔機(jī)軋輥角度為10度、15度、17度及27.6度。軋制過程中，由于軋制角限制了曼內(nèi)斯曼效應(yīng)，金屬的周向切應(yīng)變和表面變形可減至最小，因而可穿制多種鋼，獲得較好的內(nèi)外表面質(zhì)量。該產(chǎn)品的延伸率達(dá)到6%，擴(kuò)徑40%以上，毛管D/S值達(dá)到30%。如果使用大導(dǎo)板作為導(dǎo)衛(wèi)，則可以使穿孔效率達(dá)到110%，穿孔速度可以達(dá)到1.5m/s。

　　③限制連軋管機(jī)組（MPM）。

　　70年代開發(fā)新的連軋設(shè)備，共9套，80年代完成。在全浮芯棒連續(xù)軋制過程中，管坯運動受到一定限制，避免了管坯出現(xiàn)“鼓肚”缺陷。可生產(chǎn)大直徑、厚壁無縫鋼管的壁厚偏差<±8%。最大直徑425.4mm的MPM軋機(jī)于1989年在蘇聯(lián)建成。在日本，法國也有半浮動芯棒連軋管生產(chǎn)線投產(chǎn)。在限動芯棒軋制接近尾聲時，將芯棒與限位裝置分開，隨其卷出鋼管，可以提高生產(chǎn)效率。本實用新型適合小型連軋管機(jī)組。

　　④步進(jìn)管坯加熱爐。

　　步進(jìn)加熱爐的加熱質(zhì)量優(yōu)于環(huán)式爐，已用于生產(chǎn)厚壁無縫鋼管。步進(jìn)爐受熱均勻，有利于提高壁厚不均F，且較環(huán)爐操作方便。一些國家已經(jīng)在美國、日本、蘇聯(lián)等國新建的無排鋼管生產(chǎn)車間使用了這種爐。

　　⑤電焊管排輻切型機(jī)床。

　　排輻法是電焊管生產(chǎn)較好的成型方法，其成型后帶鋼邊平整，由于元形變形，對縫可靠，能保證焊接質(zhì)量，預(yù)成型片通用性大，排料不必因產(chǎn)品規(guī)格變化而更換，作業(yè)效率高，適用于大、中口徑電焊車間。這一技術(shù)已部分應(yīng)用于某些小規(guī)格車間。

　　③自動控制焊管的焊接溫度及擠壓輻射壓力。

　　根據(jù)檢測到的焊縫溫度對焊機(jī)的輸出功率進(jìn)行自動控制。溫控與擠出料壓力控制相結(jié)合，使焊接質(zhì)量和鋼管外徑偏差達(dá)到最佳效果。

　　⑦帶鋼螺旋活套。

　　活套的形式多種多樣，但只有螺旋式套更好，它的結(jié)構(gòu)緊湊，存儲量大，工作可靠，而且不會刮傷鋼條，所以得到推廣。中、小規(guī)格焊管機(jī)可用立式，大規(guī)格焊管機(jī)可采用臥式。

　　③鋼管在線快速切斷裝置。

　　采用計算機(jī)輔助，直流電動機(jī)控制系統(tǒng)和相應(yīng)的液壓、氣功隨動系統(tǒng)組成的控制系統(tǒng)，使切斷誤差≤±8mm。可以切割樣品，切除帶鋼對焊區(qū)，動態(tài)調(diào)節(jié)鋼管的切斷長度，實現(xiàn)最佳的定尺切斷等。

　　UOE大直徑直縫焊管件。

　　國外70年代建成的9臺機(jī)組，最大壓機(jī)容量是600MN，鋼管的最大直徑是1628mm，最大壁厚38.1mm。為了得到高質(zhì)量、高機(jī)械性能的原料，該制管設(shè)備應(yīng)該與寬板機(jī)組同時存在。

　　⑦少機(jī)架連軋（Mini-MPM）機(jī)組。

　　近來，國外已提出的限制連軋管機(jī)組型號，包括4~5個軋管機(jī)構(gòu)，通過穿孔可以獲得較大的擴(kuò)展系數(shù)，從而降低連軋管機(jī)組的變形量。這跟法國上世紀(jì)80年代早期提出的NeuvallR類似，雖然還沒有投入使用，但是也沒有任何技術(shù)風(fēng)險。

　　混合式張力減徑機(jī)。

　　張力減徑機(jī)傳動系統(tǒng)是由兩個獨立的傳動系統(tǒng)組成。部分在進(jìn)口側(cè)設(shè)置雙電機(jī)差動傳動p出口端的機(jī)架，有些機(jī)架是直流電機(jī)單獨驅(qū)動的，這樣就能兼?zhèn)鋬煞N傳功系統(tǒng)的優(yōu)點，目前還沒有正式投入生產(chǎn)。

　　關(guān)于發(fā)展我國鋼管生產(chǎn)工藝的建議。

　　近年來國外發(fā)展起來的鋼管生產(chǎn)技術(shù)也在國內(nèi)引進(jìn)和發(fā)展。為了使我國鋼管產(chǎn)品在品種、質(zhì)量上滿足各行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的要求，具有市場競爭力，就很有必要把我國裝備水平提高一步，用新工藝、新設(shè)備對舊機(jī)組進(jìn)行改造，建設(shè)國際上第一批新型軋機(jī)。

　　①國外中小型自動軋管機(jī)組已逐步淘汰，大型機(jī)應(yīng)進(jìn)行改造。

　　考慮到我國的特殊情況，可以在原有的基礎(chǔ)上對大型軋管機(jī)組進(jìn)行改造，用單孔軋管機(jī)代替多孔軋管機(jī)，增強(qiáng)均整機(jī)性能，并增加必要的檢測手段。對φ140mm自動軋管機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑欤蛊洚a(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水平。針對大量Φ76mm、Φ100mm機(jī)組，因其工藝、設(shè)備落后，可以將個別具備原料條件的車間改為主要生產(chǎn)小徑普通鋼管的車間，并適當(dāng)擴(kuò)大其規(guī)模之外，還可以將個別車間轉(zhuǎn)產(chǎn)高、精、尖、細(xì)的高等級冷拔管，不再生產(chǎn)冷拔普通品種。大批量需要的重要品種應(yīng)在現(xiàn)代車間中進(jìn)行生產(chǎn)。

　　②中等尺寸的皮爾格軋管機(jī)可以改造為少架限動連軋管機(jī)，用來生產(chǎn)小直徑熱軋厚壁無縫鋼管，既可使成都鋼管廠的產(chǎn)品在規(guī)格上配套，也可填補冷拔管后的空白。大規(guī)格的皮爾格軋管機(jī)組可以考慮增加軋管機(jī)產(chǎn)品規(guī)格，以增加生產(chǎn)大、中徑中厚壁鋼管的數(shù)量。

　　③80年代初建年代初建于20世紀(jì)80年代初，生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了巨大變化。其設(shè)備和工藝水平優(yōu)于其他厚壁無縫鋼管廠，但與國際先進(jìn)水平仍有一定差距。對全浮芯桿改為限速芯桿的可行性進(jìn)行研究，如有可能，可對其進(jìn)行改進(jìn)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量；若不可行，可對軋管機(jī)、張減機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)或改造，使產(chǎn)品的尺寸精度與成材率均有明顯提高。

　　④設(shè)備配置較高的電阻焊管機(jī)，采用國家提供的熱工設(shè)備、探傷設(shè)備，按品種要求向國家供應(yīng)帶鋼，推動其生產(chǎn)高檔產(chǎn)品。大部分小型機(jī)組仍然以水-煤氣管為主，但應(yīng)配置一定數(shù)量的熱鍍伴設(shè)備，同時要保證熱鍍鋼管的質(zhì)量。

　　⑤要使鋼管質(zhì)量在市場上具有競爭力，達(dá)到國外主要鋼管制造商的實物質(zhì)量水平，除具有先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備外，還要有高質(zhì)量的原料、良好的操作水平和管理水平。可以開發(fā)出適合不同品種要求的鋼種。鋼制鋼管廠應(yīng)有自己的固定原料。調(diào)坯軋材無益品種、質(zhì)量和效益。管生產(chǎn)要專業(yè)化、集中、小型化、分散結(jié)構(gòu)，難以實現(xiàn)品種開發(fā)、質(zhì)量改進(jìn)、效益增長、技術(shù)進(jìn)步。

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