我国小口径无缝钢管机组的发展讲义

庄钢

（中国钢结构协会钢管分会秘书长

）中国.武汉2012年5月16日我国小口径无缝钢管机组的发展2一小口径无缝钢管生产的几种主要机型自动轧管机组穿拔机组连轧管机组精密轧管机组和斜轧机组三辊轧管机组CPE机组二工艺软件和液压控制技术CARTA技术张减机钢管壁厚控制软件QAS（QualityAssuranceSystem）系统液压小舱控制系统（HCCS）的应用三小口径无缝钢管机组发展中相关问题的探讨

关于淘汰落后产能小口径机组未来的发展趋势四

结语主主要内容

我国无缝钢管生产的发展历程，是从小口径无缝管机组建设开始的，从鞍钢第一套Φ140mm自动轧管机组投产到今天，已经走过近60年的历程。进入二十一世纪以来，随着全球经济的增长，带动了全球能源需求的增长。以石油（天然气）、煤炭为主要能源的需求大幅度增长，尤其是石油（天然气）的增长对石油钻采和输送用管的需求，以及锅炉、电站（包括核电）的发展，极大地带动了小口径无缝钢管机组的发展。同时也推动了无缝钢管生产技术装备水平的提高。目前，小口径无缝钢管机组已经遍布全国各地，其生产量已占据我国无缝钢管总产量的大半壁江山，约70%左右；产品从油井管、锅炉管、管线管、流体管、结构管、气瓶管、三化用管、汽车用管、核电用管等几乎覆盖了所有无缝钢管品种；小口径无缝管机组的机型也呈多样化发展，从最早的自动轧管机组、穿拔机组，到八十年代以后发展起来的连轧管机组、二辊、三辊斜轧管机组、CPE机组以及近年来发展较快的三辊连轧管机组。2008年全球金融危机爆发，世界经济呈现出严重下滑的局面，受此影响无缝钢管市场也呈现出严重的衰退，这一形势的变化也影响着我国无缝钢管生产的改变。本文结合小口径无缝钢管机组的发展的历史，尤其是近年的变化，按照时间顺序对各主要机型以及生产工艺进行论述。1.前言42.1自动轧管机组自动轧管机英文称Plugmill,多建于上世纪70年代前，曾称霸世界40多年。随着连轧管技术装备不断发展以及新的产线不断的建设，自动轧管机的霸主地位逐渐被连轧管机组所取代。我国的自动轧管机组除包钢Φ400mm机组、鞍钢Φ219mm机组外，绝大部分为小口机组。我国第一套小口径自动轧管机组是1953年在鞍钢建设投产的Φ140mm机组，产品规格为Φ38-146mm、壁厚4-20mm,设备由原苏联引进。该机组投产后第二年就生产出了锅炉管、地质管和油管（泵及压缩机用管），不久又开发出了Φ51×2.5mm薄壁管；60年代初该轧管机组成功地开发了“双槽轧管”技术，使当年的钢管产量超过了设计能力一倍多。该机组2004年改造成Φ219mm机组，但“双槽轧管”这一技术仍沿用至今。2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型5

1960年参照鞍钢Φ140自动轧管机组资料，由我国自己设计的Φ100自动轧管机组在上钢一厂建成投产。随后在全国各地建设了十多套Φ100自动轧管机组，如安阳无缝钢管厂、烟台钢管总厂、杭州钢厂、大连钢厂、衡阳钢管厂、西宁钢厂、天津无缝厂等相继建立了Φ100自动轧管机组。进入本世纪以来国内又新建和改造了多套小口径自动轧管机组。到目前为止上个世纪建设的小口径自动轧管机组（不包括Φ76机组）除少数被保留下来，绝大部分已被拆除或被改造成其它机组或作为冷拔/轧的前工序，但是，应该承认这些机组在我国无缝钢管发展的历史中，曾起到过重要的作用。2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型6

最近几年，自动轧管机组在国内又有了新的发展，针对小口径薄壁管的需求和替代部分穿拔产品，一些地区又兴建了一批改进型小口径自动轧管机组,如山东临沂地区。但是这类机组已不同于传统的自动轧管机组。一是在生产工序上减少了均整机，钢管经过自动轧管机轧制后直接进入定径机或微张减机，缩短了工艺流程，减少了设备投资，降低了生产成本；二是轧辊采用双槽，提高了轧辊辊身的刚度；三是以生产薄壁管为主，规格组距较窄，产品针对性较强，替代部分以冷代热产品。该机组产品质量与精密轧管机组比较，其内表面没有螺旋道、管壁直度和管长方面均有一定的优势（就单倍尺轧制而言）；与一道次冷拔管相比在外观质量上要占有优势（一道次冷拔管，管壁直度较差；因退火交货，当热处理炉没有气体保护时，钢管外表面质量较差）。另外采用小管坯轧制，定径机减径量小，钢管内圆未形成内六方，产品质量较好。2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型7

2.2穿拔机组穿拔机组起源于上世纪50年代末，1958年3月上海异性钢管厂研制出了Φ76mm穿孔机，为其冷拔生产线提供毛管。随后，上钢五厂、上钢一厂也都建成了Φ76mm穿孔机，为冷拔线提供毛管；1958年7月鞍钢无缝厂借鉴Φ140mm机组的经验，制造出了Φ76mm穿孔机和自动轧管机，生产热轧薄壁荒管，也为冷拔/轧生产提供毛管。在此基础上，原冶金部组织编制了由穿孔+自动轧管机+冷拔/轧组成的Φ76mm自动轧管机组“定型”设计，并于1958-1959年在全国推广。第一批建成投产的有衡阳、天津、重庆、昆明、长治等地的几家钢管厂，到60年代初，全国共有34套Φ76mm无缝钢管生产线。上世纪60-80年代，穿/拔机组在生产工艺和技术装备上得到了很大的发展。机组的规格上限扩大到Φ90mm，下限到Φ50mm；采用了环形加热炉；采用了内水冷顶头、45钢材质顶头、轧管机采用球形顶头并实现了制动更换；采用无限（半）冷硬球墨铸铁轧辊；利用钼基顶头穿轧不锈钢等。另外对穿孔辊型、顶头外形、轧管孔型，穿孔和轧管变性理论，轧机调整、产品缺陷机理分析以及连铸坯可穿性等进行了有效的研究和实践，对提高我国无缝钢管生产技术水平起了重要作用。2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型8

90年代至今，穿拔生产机组又有了很大的发展，尤其是进入本世纪，随着中国经济的快速增长，对管材的需求不断地增加，推动了我国无缝钢管机组建设的高速发展。上世纪,由于我国在大口径无缝钢管的发展上步伐落后，使得市场上大口径无缝钢管较为短缺，所以在这一时期国有大中企业均把注意力放在了大口无缝钢管机组的建设和发展上，这为中小民企抢抓机遇发展小机组创造了时机。除精密轧管机组、三辊轧管机组外，穿拔机组由于投资少、进入门槛低、产品质量好、适合小批量多品种的民营资本的生产模式（甚至适合家庭作坊的生产方式），在国内迅速地扩展，尤其以江苏、浙江、山东以及辽宁的苏家屯等地区发展最快。有些小的个体作坊，形成了更细的专业分工如以生产冷拔轧用毛管的加工厂；只进行冷拔/轧生产的工厂、只做酸洗的加工厂等。这样的专业化分工使的生产效率提高、生产成本大大降低，加之人工成本低以及对酸洗废水排放的环保要求较低等因素，使得穿拔机组生产的产品在市场上具有一定的竞争优势。2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型9

不仅如此，穿拔机组还向大口径规格方向扩展，在江苏采用两穿+冷拔的方式，生产Φ200-400mm中、大口径薄壁管，即径壁比大于40的产品。这类产品是介于热轧和冷拔/轧之间的产品，是热轧机组生产难度较大而不愿意生产的产品，如中、大口径薄壁气瓶管。

穿拔机组不仅在碳钢、低合金钢产品的生产上具有一定优势，在不锈钢管生产方面也具有较强的优势。早在上世纪50年代中期，鞍钢无缝厂就利用Φ140机组的穿孔机成功地穿轧出不锈钢管，1960年上钢五厂率先在Φ76穿拔机组上生产奥氏体不锈钢管，到目前为止我国奥氏体不锈钢管基本上采用的都是穿拔工艺。不仅如此，目前国内除一些高合金钢、特殊合金（包括镍基合金）以及一些朔性较低的材料，在生产工艺上采用挤压+冷拔/轧方式，其他的钢铁材料均可采用穿孔+冷拔/轧方式来。2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型10

2.3连轧管机组小口径连轧管机进入中国是在上世纪80年代初期，宝钢建设时引进了德国Meer公司Φ140浮动式芯棒连轧管机组，其产品外径为Φ21.3-139.7mm，尽管浮动式芯棒连轧管机组生产工艺现在已经落后了，但当时这条生产线的引进，却让业内人士真正感受到了现代化连轧管机组高产量、高质量、高效率所带来的震撼。90年代后期，衡阳钢管厂又引进德国Meer公司Φ89半浮式芯棒连轧管机组，产品外径为Φ25-89mm。这两条生产线的引进为提高小口径高压锅炉管和油管的国产化做出了重要贡献。2.小口径无缝钢管生产的几种主要机型宝钢140连轧管机组11进入21世纪，为了满满足小口口径高端端产品的的需求，，天津钢管管公司在在2003年建成了了世界上上第一套套三辊PQF（primequalityfinishing）连轧管管机，产品的外外径为Φ32-168.3mm。三辊PQF连轧管工工艺技术术，以其其在均匀匀变形、、变形应应力，轧轧机结构构、轧机机刚性、、负荷分分配及轧轧辊受力力等方面面的优势势，使其其在轧制制产品规规格范围围、径壁壁比（D/S）、裂孔孔和拉凹凹缺陷、、壁厚精精度、成成材率、、工具消消耗、高高合金难难变形材材料轧制制等方面面具有两两辊轧机机无可匹匹敌的优优势。另另外，天天津钢管管公司Φ168三辊PQF连轧管机机组还有有在其他他方面的的创新和和新技术术的应用用，如芯芯棒前行行循环工工艺：是是指当轧轧制结束束时芯棒棒不返回回而继续续前行的的循环工工艺和相相关的配配套技术术，省去去了芯棒棒返回时时间，使使每根管管的轧制制周期缩缩短4秒钟，可可提高机机组的产产能20%。2.小口径无无缝钢管管生产的的几种主主要机型型轴向换辊辊（PQF®®-ACO）侧向换辊辊（PQF®®-LCO）12在线激光光测厚：：作为新新一代侧侧厚系统统，测量量精度高高，可带带芯棒检检测，对对人体伤伤害小（（与射线线相比））；液压压小仓控控制技术术（包括括液压压压下）还还有CARTA技术，QAS系统等。。上述新新技术新新工艺的的应用，，使连轧轧管机的的整体装装备水平平上升到到一个崭崭新的平平台。除天津钢管管外，攀成成钢、鞍钢钢、黑龙江江建龙、包包钢、衡阳阳钢管等企企业都先后后引进小口口径连轧管管机组，这这些机组全全部为最先先进三辊连连轧管机组组。这些机机组的引进进，大大地地改善了我我国小口径径机组整体体装备水平平较低的局局面；另外，南通通特钢、西西姆莱斯辽辽阳、山东东墨龙、河河南凤宝等等企业也分分别建设了了四套国产产的连轧管管机组，这这些机组的的建设大大大提升了中中国无缝钢钢管机组装装备制造水水平。上述述机组的建建设也大幅幅度提高我我国小口径径无缝钢管管的产量和和产品质量量。2.小口径无缝缝钢管生产产的几种主主要机型132.4精密轧管机机组和两辊辊斜轧管延延伸机组精密轧管机机又称Accu-Roll轧管机，是是在狄塞尔尔轧管机结结构的基础础上，将鼓鼓形轧辊改改成锥形轧轧辊，增加加了轧辊辗辗轧角，加加长了辊身身长度、增增大了导盘盘直径，并并将浮动芯芯棒轧制方方式改为限限动芯棒轧轧制方式，，从而减小小了金属滑滑移，增加加了均壁钢钢管的重轧轧次数，提提高了钢管管壁厚精度度。近年来来精密轧管管机以其轧轧制工序短短、设备投投资少（国国内可以整整条线制造造）、更换换规格容易易、品种适适应的范围围宽、以及及适合于小小批量、多多品种等生生产优势在在中国已成成为中小型型钢管企业业技术改造造和新建机机组的首选选机型。精精密轧管机机是美国埃埃特纳标准准公司提出出的设计思思想，由中中美合作设设计制造，，并在中国国迅速推广广。2.小口径无缝缝钢管生产产的几种主主要机型Accu-Roll轧机示意图图1－芯棒；2－导盘；3－菌式轧辊辊；4－毛管14我国第一台台精密轧管管机组是原原烟台钢管管厂（现鲁鲁宝钢管公公司）在1990年建成投产产的Φ114mm机组，其产品规规格为Φ63.5-114mm；成都无缝厂厂Φ180精密轧管机机组是在1992年建成投产产；随后上海海钢管厂和和齐齐哈尔尔钢厂的Φ114mm机组也都相相继建成投投产。鲁宝宝和成都无无缝这两个个机组是我我国精密轧轧管机组的的典型代表表。这两套套机组后来来根据市场场对大口径径钢管的需需求，对设设备进行了了改造，使使机组的产产品规格扩扩大到Φ325mm。21世纪后精密密轧管机组组在中国遍遍地开花，，目前我国国共有精密密轧管机组组超过40套，小口径径机组占一一半。虽然精密轧轧管机组有有许多优势势和特点，，但是该机机型由于是是斜轧机组组，必然会会在钢管的的内表面留留下内螺旋旋痕迹（尽尽管内螺旋旋手感不明明显），这这会给客户户留下不佳佳的印象。。另外，精精密轧管机机组采用导导盘与轧辊辊组成孔型型，其封闭闭性较导板板差，当轧轧制薄壁时时尤其是导导盘磨损严严重，边部部破损时，，易产生头头尾撕破造造成轧卡。。2.小口径无缝缝钢管生产产的几种主主要机型15近年来不少少中、小钢钢管企业建建设了带导导板的延伸伸机组，即即把精密轧管管机组的立立式布置的的导盘，改改成为导板板，使轧机孔孔型的封密密性更好，，用以生产产小口径薄薄壁管。另另外，带导导板的延伸伸机组制造造难度低、、投资也少少。这种二次斜斜轧管延伸伸机组发展展也相当迅迅速，目前前，在我国国江苏江阴阴、山东聊聊城、天津津等地就有有10多家民营企企业建设了了Φ50mm、Φ60mm、Φ90mm、Φ114mm、Φ140mm小型二次斜斜轧管延伸伸机组生产产小口径热热轧无缝钢钢管（≤∮∮159mm以下）。这这类生产线线的主要设设备一般由由斜底式加加热炉或环环形加热炉炉、∮50mm～∮140mm穿孔机、二二次斜轧管管延伸机、、7~12架三辊微张张力减径机机组成。产产品直径：：Φ38～159mm（以生产Φ108mm以下为主））、壁厚：：(4.0)4.5～12.0mm（以4.5-6mm为主）、长长度：～9m以上（荒管管最长可达达13m）。2.小口径无缝缝钢管生产产的几种主主要机型16上世纪80-90年代中期，，我国从国国外引进了了多台（套套）三辊轧轧管机组包包括：1987年江西洪都都钢厂从英英国引进Φ76mm三辊轧管机机建成投产产；1988年大冶钢厂厂从德国引引进的Φ76mm三辊轧管机机建成投产产和1995年全套从德德国引进的的Φ170mm三辊轧管机机组建成投投产；1995年天津市无无缝钢管厂厂从德国引引进的Φ114mm三辊轧管机机建成投产产；无锡钢钢厂从西班班牙引进的的二手设备备Φ102mm三辊轧管机机组建成投投产。2.小口径无缝缝钢管生产产的几种主主要机型三辊斜轧延延伸机示意意图2.5三辊轧管机机组三辊轧管机机又称Assel轧管机，也也是一种高高精度的轧轧管机组。。前后工序序的配置基基本与精密密轧管机组组相同。三三辊轧管机机轧制的品品种以轴承承管、液压压支拄管、、械加工用用管、中厚厚壁高压锅锅炉管和套套管接箍料料及钻杆、、钻铤料为为主。该类类机组因适适应轧制中中厚壁和厚厚壁无缝钢钢管且壁厚厚精度高等等特点而被被称为品种种轧机。我我国早在上上世纪60年代就开始始研制三辊辊轧管机，，但由于文文革的干扰扰和影响，，直到1978年衡阳钢管管厂建成投投产了我国国第一套自自主研发的的Φ108mm三辊轧管机机，这套机机组的穿孔孔机、轧管管机均采用用三辊式，，定径机为为12架微张力减减径机；同同年沈阳无无缝钢管厂厂建成了我我国第一台台Φ50mm三辊轧管机机。17上世纪90年代以来，，德国MEER公司对三辊辊轧管机进进行了一系系列技术改改进，采用用限动阶梯梯芯棒轧制制方式或采采用头部轧轧后“快关关”方法，，以解决荒荒管头部喇喇叭口问题题；采用尾部““快开”方方法以解决决荒管尾部部三角形问问题；采用轧辊辊碾轧角可可调整的设设计，改变变了过去以以辊肩为中中心线的调调整方法,而变为以碾碾轧带为中中心的调整整方法,提高了轧制制过程的稳稳定性和重重轧系数；；在轧机后后台，采用了长导导向辊结构构防止轧制制过程中荒荒管扭曲和和划伤。这些新技技术已应用用于瑞典Ovako公司Φ89mm机组、印度度Jindal公司Φ168mm机组；也应应用于中、、大口径机机组上如中中国的TPCOΦΦ219mm机组和最新新建成的新新冶钢Φ460mm机组上。2.小口径无缝缝钢管生产产的几种主主要机型与精密轧管管机一样，，三辊轧管管机组以其其轧制工序序短、设备备投资少、、更换规格格容易、壁壁厚精度高高等优点，，在中国也也成为中小小型钢管企企业技术改改造以及新新建机组的的主要机型型。另外，，三辊轧管管机组也适适合于小批批量、多品品种的生产产。与精密密轧管机组组一样，三三辊轧管机机也是斜轧轧机组，也也会在钢管管的内表面面留下内螺螺旋痕迹。。18近年来，为为改变我国国小直径无无缝钢管““以冷代热热”问题，，一些钢管生生产装备制制造商家研研发制造的的小型热轧轧无缝钢管管机组发展展迅速，小小型三辊限限动芯棒轧轧管机组就就是其中一一种机型，，目前，在我我国山东聊聊城、河北北沧州地区区以及重庆庆等地就有有近30余家民营企企业采用Φ50mm、Φ60mm、Φ70mm、Φ80mm、Φ90mm、Φ100mm小型三辊限限动芯棒轧轧管机组，，生产小直直径热轧无无缝钢管（（≤Φ114mm以下）。这种小型三三辊限动芯芯棒轧管机机的三个轧轧辊在机架架中呈120°布置，轧辊辊与轧辊间间采用导板板封闭。轧轧辊呈锥形形，辊面由由三个直线线段和两个个圆弧过渡渡段组成，，轧机延伸伸系数一般般控制在1.3左右。由于于轧辊之间间采用了导导板封闭使使得该机机组也可以以生产薄壁壁管。2.小口径无缝缝钢管生产产的几种主主要机型小型三辊斜斜轧延伸机机结构示意意小型三辊斜斜轧延伸机机生产现场场19近年来，为改变我国国小直径无无缝钢管““以冷代热热”问题，，一些钢管管生产装备备制造商家家研发制造造的小型热热轧无缝钢钢管机组发发展迅速，小型三辊辊限动芯棒棒轧管机组组就是其中中一种机型型，目前，，在我国山山东聊城、、河北沧州州地区以及及重庆等地地就有近30余家民营企企业采用Φ50mm、Φ60mm、Φ70mm、Φ80mm、Φ90mm、Φ100mm小型三辊限限动芯棒轧轧管机组，，生产小直直径热轧无无缝钢管（（≤Φ114mm以下）。这种小型三三辊限动芯芯棒轧管机机的三个轧轧辊在机架架中呈120°布置，轧辊辊与轧辊间间采用导板板封闭。轧轧辊呈锥形形，辊面由由三个直线线段和两个个圆弧过渡渡段组成，，轧机延伸伸系数一般般控制在1.3左右。由于于轧辊之间间采用了导导板封闭使使得该机机组也可以以生产薄壁壁管。该机组生产产线的主要要设备一般般由斜底式式加热炉、、∮50mm～∮100mm穿孔机、三三辊限动芯芯棒轧管机机、中频感感应加热装装置、（D≤∮60mm；S≤5.0mm以下，在微微张力减径径前设置中中频感应二二次加热装装置）和4~12架三辊微张张力减径机机组成。产产品直径：：28～114mm；壁厚：3.5～10.0mm；长度：～～8m以上（荒管管最长可达达13m）。2.小口径无缝缝钢管生产产的几种主主要机型202.6CPE顶管机组（（简称CPE机组）CPE是英文（Cross-roll-斜轧Piercing穿孔andElongating延伸）的缩缩写，CPE机组是在传传统的方坯坯—压力穿孔—斜轧延伸—顶管工艺的的基础上，，采用圆管管坯—斜轧穿孔—管端缩口—顶管的新工工艺。这一一新的生产产工艺是由由德国米尔尔公司在上上世纪70年代末至80年初开发的的，该工艺艺既保留了了传统顶管管工艺适宜宜生产薄壁壁钢管、技技术复杂性性较低、投投资较少的的优点（与与连轧管机机组相比）），同时时还简化了了工艺过程程，增加坯坯重，减少少切头，提提高壁厚精精度等一系系列的优点点。2.小口径无缝缝钢管生产产的几种主主要机型传统的顶管管机组工艺艺流程图CPE顶管机组工工艺流程图图21再有，CPE机组是一一种高节节奏轧机机，每分分钟可轧轧3支，与半半浮连轧轧机组节节奏相当当，但由由于其管管坯单重重受芯棒棒长度的的限制，，使该机机组产量量介于连连轧机组组和斜轧轧机组之之间，属属于中等等产能。。另外，，由于采采用长芯芯棒轧制制，辊模模也是由由三辊组组成，所所以其产产品质量量与连轧轧机组相相当。2.小口径无无缝钢管管生产的的几种主主要机型型22尽管管CPE机组组有有很很多多优优点点（（尤尤其其在在小小口口径径机机组组上上）），，但但遗遗憾憾的的是是CPE工艺艺发发展展的的年年代代也也正正是是限限动动芯芯棒棒连连轧轧机机发发展展的的年年代代，，由由于于限限动动芯芯棒棒连连轧轧机机组组在在产产量量、、规规格格范范围围、、成成材材率率等等方方面面更更优优于于CPE机组组，，使使CPE机组组的的发发展展受受到到了了限限制制，，所所以以从从80年代代初初到到今今天天全全球球共共建建成成7套CPE机组组，，最最大大产产品品规规格格为为Φ177.8mm。我国国现现有有两两条条CPE机组组，，一一条条在在常常宝宝，，一一条条在在武武钢钢江江北北公公司司（（原原汉汉阳阳钢钢管管厂厂））。。江江苏苏常常宝宝CPE机组组是是由由原原常常州州钢钢厂厂1989年建建成成投投产产的的Φ102机组组，，产产品品外外径径为为Φ25-102mm壁厚厚2.5-9mm。该该机机组组从从德德国国Meer引进进了了缩缩口口机机、、22架张张减减机机和和加加工工机机床床，，其其他他设设备备均均为为国国内内设设计计制制造造。。该该机机组组投投产产后后，，缩缩口口设设备备一一直直存存在在问问题题，，生生产产停停停停打打打打。。常常宝宝收收购购该该生生产产线线后后对对其其设设备备和和生生产产工工艺艺进进行行了了系系统统的的改改进进，，使使机机组组的的作作业业率率大大幅幅提提高高，，近近年年来来，，该该机机组组的的最最高高年年产产量量超超过过了了15万吨吨，，产产品品规规格格上上限限扩扩展展到到了了Φ114mm，轧轧制制最最薄薄的的壁壁厚厚＜＜3mm，主主要要产产品品为为高高压压锅锅炉炉管管、、油油管管。。目目前前，，江江苏苏常常宝宝正正在在建建设设一一条条Φ114mm组，，预预计计今今年年可可投投产产。。汉汉阳阳钢钢管管厂厂CPE机组组是是从从德德国国Benterler公司司引引进进的的二二手手设设备备，，产产品品外外径径为为Φ21.3-114mm，壁壁厚厚为为2.2-12mm,2001年建建成成投投产产，，主主要要产产品品为为油油管管。。通通过过不不断断的的改改进进和和完完善善，，该该机机组组最最高高年年产产量量达达到到了了10万吨吨，，目目前前正正在在考考虑虑搬搬迁迁新新址址和和对对张张减减机机进进行行改改造造。。2.小口口径径无无缝缝钢钢管管生生产产的的几几种种主主要要机机型型23工艺艺控控制制软软件件和和液液压压控控制制技技术术主主要要来来自自引引进进机机组组的的配配套套软软件件和和控控制制技技术术。。目目前前，，国国内内钢钢管管生生产产装装备备制制造造水水平平与与国国外外的的最最大大差差距距也也就就在在于于此此。。近近两两年年国国内内个个别别钢钢管管生生产产装装备备制制造造企企业业，，已已开开发发出出了了头头尾尾削削薄薄控控制制软软件件、、辊辊缝缝液液压压控控制制技技术术等等。。3.1CARTA技术术CARTA（ComputerAidedRollingTechnologyApplicatio）是是SMS-Meer公司司研研究究开开发发的的用用计计算算机机控控制制工工艺艺设设计计和和轧轧制制过过程程的的工工艺艺控控制制系系统统。。CARTA技术术最最早早应应用用于于张张力力减减径径机机，，其其实实际际应应用用可可追追溯溯到到上上世世纪纪70年代代，，但但直直到到80年代代末末，，全全球球也也只只有有为为数数不不多多的的几几个个钢钢管管厂厂采采用用了了这这一一技技术术。。90年代代，，随随着着计计算算机机技技术术的的普普及及，，这这一一技技术术的的应应用用得得到到了了比比较较广广泛泛地地拓拓展展。。近近几几年年来来，，SMS-Meer公司司将将CARTA技术术除除应应用用到到SRM机组组上上外外，，还还分分别别用用于于CPM、MPM/PQF和SM/SRM机组组上上，，其其中中CARTA-MPM/PQF系统统是是在在INNSE公司司的的PSS（ProcessSupervisorSystem）系系统统的的基基础础上上进进一一步步扩扩展展和和完完善善，，使使CARTA系统在热热轧生产产线形成成了一个个完整的的体系。。3.工艺控制制软件和和液压控控制技术术24上图CARTA工艺控制制系统的的构成3.工艺控制制软件和和液压控控制技术术CARTA技术应用用的目的的在于保保证优质质、高效效、经济济地生产产钢管，，它将生生产计划划、生产产过程控控制和质质量保证证三者结结合起来来，其构构成如下下图所示示。25CARTA技术的主主要任务务可以概概括为如如下五个个方面：：工具设计计及管理理②生生产计划划③轧轧制表计计算④过过程监控控和评估估产品质质量⑤数数据存储储和分析析。进入21世纪来，，几乎SMS-Meer供货的新新建机组组都采用用了CARTA系统。但但选择的的内容有有所不同同，根据据企业自自身的情情况有些些钢管厂厂完整地地采用了了CARTA系统的在在三大机机组和五五个方面面的控制制内容，，而有的的厂家则则选用其其中的部部分机组组和控制制内容。。3.工艺控制制软件和和液压控控制技术术263.2张减机钢钢管壁厚厚控制软软件①CEC(CropEndControl)控制软件件。通过过动态调调整轧辊辊线速度度来减少少钢管管管端的头头尾增厚厚长度。。通过CEC应用，其其头尾增增厚长度度可减少少50%。②WTCA(AverageWallThinkneeControl)控制软件件。依据据荒管来来料偏差差测量结结果，通通过动态态调整轧轧辊线速速度设定定来增大大或减小小张减机机的延伸伸系数，，以保证证得到要要求的钢钢管目标标平均壁壁厚精度度。③WTCL(LocadWallThinkneeControl))控制软件件。依据据荒管来来料沿长长度方向向上的局局部壁厚厚与平均均壁厚的的偏差值值，通过过动态调调整轧辊辊线速度度来保证证该处的的壁厚精精度。3.工艺控制制软件和和液压控控制技术术273.3MTS（MatterTraceSystem）系统MTS主要任务务是向QAS、CARTA（包括PSS）系统传传递订单单信息，，收集这这些系统统的检测测数据并并归档保保存：从从管坯称称重设备备开始到到冷床结结束，跟跟踪物料料通过不不同工序序时的流流水号和和各种工工艺调整整数据。。从冷床达达到冷床床下料仅仅只有包包括钢管管的实际际支数和和总重量量的订单单数据才才被跟踪踪。若各机组组测量的的数据与与设定的的数据不不符，便便会报警警。物料跟踪踪系统主主要跟踪踪内容有有：对管坯进进行记录录，并把把数据与与轧制批批号、流流水号、、管坯重重量等对对应起来来；跟踪踪系统采采用先进进先出原原则，跟跟踪管坯坯经管坯坯称重、、加热炉炉、穿孔孔、连轧轧、再加加热炉、、定径直直到冷床床；记录录管坯从从出炉到到变成荒荒管到达达冷床之之间各工工序的温温度；记记录各工工序毛管管/荒管的壁壁厚、直直径、长长度等参参数。除跟踪、、记录数数据外，，穿孔机机、连轧轧管机、、定/减径机的的实际轧轧制调整整值也存存储在物物料跟踪踪数据组组中，以以便进一一步处理理。3.工艺控制制软件和和液压控控制技术术283.4QAS（QualityAssuranceSystem）系统QAS是一个独独立的中中心工作作站，他他通过对对物料的的跟踪、、检/监测，对对数据进进行收集集、分析析和存储储并将分分析的结结果及时时反馈给给生产控控制系统统以实施施对物料料的控制制，以保保证钢管管的质量量。QAS在线采用用的检测测设备主主要有：：红外线线高温仪仪、射线线侧厚、、同位素测测厚或激激光测厚厚、激光光测长、、CCD数码摄像像系统测测径等。。QAS现场检测测点的主主要检测测内容和和目的本本文省略略。3.5液压小舱舱控制系系统（HCCS）的应用用液压压下下技术以以其响应应快、调调节精度度高、动动态性能能好等特特点在上上世纪70年代就应应用于板板带钢生生产的压压下控制制。90年代初，，INNSE公司开发发了液压压小舱控控制技术术，并将将该技术术应用于于连轧管管机组，，据说国国际上最最早应用用这一技技术的轧轧机是日日本住友友Φ426mm连轧管机机组。国国内最早早配套这这一技术术的轧机机是包钢钢Φ180mm连轧管机机组，随随后天津津钢管公公司在建建设第一一套Φ168PQF三辊连轧轧管机组组上使用用了HCCS，并结合合PSS系统实现现生产工工艺过程程的控制制。其中中，使用用HCCS系统控制制连轧机机的液压压压下装装置的动动作，实实现辊缝缝控制；；通过工工艺参数数的计算算和控制制实现温温度补偿偿、咬入入冲击控控制、锥锥形芯棒棒伺服、、头尾削削薄等功功能。另另外，液液压小舱舱控制系系统也被被用于斜斜轧扩管管的顶杆杆定位、、顶杆涨涨缩补偿偿、顶头头磨损补补偿等。。3.工艺控制制软件和和液压控控制技术术294.1关于淘汰汰落后产产能2011年11月，我国国《钢铁工业业“十二二五”发发展规划划》（以下简简称《规划》）正式对对外颁布布，在涉涉及到轧轧钢生产产工艺装装备时明明确指出出：：“直直径76mm以下热轧轧无缝管管机组。。”被列入淘淘汰落后后生产能能力之列列。《规划》中“直径径Φ76mm以下热轧轧无缝管管机组””“亦在在指通过过穿孔+冷拔（轧轧）”生生产小口口径无缝缝钢管的的机组。。据有关资资料介绍绍，2004-2010年，我国国热轧无无缝钢管管的比例例由总产产量的85%降至70%左右，而同期期冷拔（（轧）管管的比例例由总产产量的15%增值30%左右；这这表明我我国无缝缝钢管的的加工生生产方式式并没有有像预期期的向更更合理方方向转变变，而是是出现了了热轧管管比例下下降，冷冷拔（轧轧）管比比例上升升趋势，，尤其是是Φ76mm以下的小小直径无无缝钢管管增长最最快，所所占比例例达到我我国无缝缝钢管总总产量的的30%，最高达达到39%（时间节节点为2010年）。上上述数据据显示，，几十年年来，该该机组不不但没有有被淘汰汰，反而而呈现出出不断发发展壮大大之势。。4.小口径无无缝钢管管机组发发展中相相关问题题的探讨讨30造成上述述问题的的主要原原因：一是热轧轧产品不不能完全全替代冷冷加工产产品。目前为为冷轧提提供毛管管的生产产方法有有热挤压压、斜轧轧穿孔两两种，由由于挤压压方法生生产毛管管成本很很高、成成材率低低、生产产效率也也低，除除很少量量的高合合金、特特殊合金金（如镍镍基合金金）、低低塑性材材料等采采用挤压压方法生生产外，，其他材材料均采采用斜轧轧穿孔方方法。如如薄/超薄薄壁壁、、高高精精度度、、高高表表面面质质量量钢钢管管、、不不锈锈管管、、部部分分高高合合金金钢钢管管基基本本采采用用穿穿孔孔+（轧轧管管+定径径））+冷拔拔/轧方方法法生生产产。。二是是热热轧轧无无缝缝钢钢管管机机组组生生产产介介于于热热轧轧和和冷冷拔拔之之间间的的小小口口径径薄薄壁壁钢钢管管存存在在一一定定问问题题如连连轧轧机机组组：：①产产量量低低，，机机组组的的效效率率和和产产能能不不能能充充分分发发挥挥。。以以Φ159（168）机机组组为为例例Φ48××5××11.89、7倍尺尺钢钢管管母母管管重重441.3㎏㎏，Φ139.7××7.72××11.8、3倍尺尺钢钢管管母母管管重重889.5㎏㎏，机机组组的的产产能能差差2倍多多。。②张张力力减减径径后后管管端端切切头头损损失失太太大大，，成成材材率率低低，，一一般般低低于于80%；③钢钢管管内内表表面面““内内六六方方””现现象象还还不不能能有有效效控控制制；；三三辊辊轧轧管管机机组组不不适适于于生生产产薄薄壁壁管管；；精精密密轧轧管管机机组组生生产产较较薄薄壁壁管管易易产产生生头头尾尾撕撕破破；；热热轧轧无无缝缝管管的的内内表表面面质质量量难难以以达达到到冷冷拔拔管管的的质质量量水水平平。。4.小口口径径无无缝缝钢钢管管机机组组发发展展中中相相关关问问题题的的探探讨讨31三是是穿穿孔孔+冷拔拔工工艺艺生生产产组组织织灵灵活活，，适适于于小小批批量量多多品品种种生生产产；；四是是穿穿孔孔+冷拔拔工工艺艺设设备备投投资资少少，，工工艺艺技技术术和和生生产产操操作作易易于于掌掌握握；；五是是国国家家对对钢钢材材产产品品酸酸洗洗处处理理的的环环保保要要求求比比较较宽宽松松。。正是是由由于于上上述述原原因因，，所所以以该该生生产产工工艺艺不不但但没没有有淘淘汰汰，，反反而而呈呈现现出出不不断断发发展展壮壮大大之之势势。。淘汰汰直直径径76mm以下下热热轧轧无无缝缝管管机机组组应应因因势势利利导导，，一一是是要要通通过过市市场场机机制制淘淘汰汰一一部部份份。。有有迹迹象象表表明明近近一一两两年年，，国国内内一一些些中中小小型型企企业业新新建建一一批批小小型型热热轧轧管管机机组组，，专专门门用用于于生生产产小小口口径径薄薄壁壁，，替替代代了了部部分分穿穿孔孔+冷拔拔工工艺艺生生产产的的产产品品（（穿穿拔拔工工艺艺生生产产成成本本要要高高于于热热轧轧工工艺艺150-200元））。。二二是是要要通通过过环环保保规规范范加加以以限限制制淘淘汰汰一一部部份份。。对对冷冷拔拔/轧酸酸洗洗排排放放制制定定更更加加严严格格的的标标准准，，提提高高冷冷加加工工产产品品的的门门槛槛。。4.小口口径径无无缝缝钢钢管管机机组组发发展展中中相相关关问问题题的的探探讨讨324.2小口口径径机机组组未未来来的的发发展展趋趋势势纵观观我我国国近近十十多多年年无无缝缝钢钢管管发发展展的的情情况况看看，，国国有有大大中中企企业业以以引引进进的的现现代代化化连连轧轧管管机机组组建建设设为为主主，，但但机机组组的的投投资资较较大大；；中中小小企企业业（（主主要要为为民民企企））由由于于资资金金问问题题一一般般以以斜斜轧轧机机组组、、穿穿拔拔机机组组建建设设为为主主，，个个别别有有实实力力的的大大型型民民企企也也建建设设了了国国产产的的连连轧轧管管机机组组。。受受宏宏观观经经济济形形势势和和国国家家有有关关政政策策以以及及行行业业的的经经营营情情况况的的影影响响，，企企业业大大规规模模建建设设形形势势将将不不复复存存在在，，以以高高投投入入引引进进国国外外设设备备的的项项目目也也将将大大大大减减少少。。以以结结构构调调整整、、产产品品细细分分的的配配套套改改造造项项目目将将成成为为未未来来一一段段时时间间的的发发展展主主题题。。4.小口口径径无无缝缝钢钢管管机机组组发发展展中中相相关关问问题题的的探探讨讨334.2.1关于于连连轧轧机机组组的的发发展展金融融危危机机后后，，国国内内又又有有7-8条小小口口径径连连轧轧管管机机组组投投产产或或在在建建设设，，其其中中大大部部分分为为国国产产机机组组。。这这些些机机组组中中多多数数是是在在金金融融危危机机前前就就已已经经策策划划和和确确定定