产品介绍
我国无缝钢管生产能力和产量已经连续几年排 名世界, 国内几乎拥有全世界所有技术种类的 无缝钢管轧管机组, 但因历史发展的原因, 技术布局 参差不齐, 落后的冷拔机组及技术占有相当的比例, 尤其是小口径无缝钢管的生产比例更高, 这些落后 技术的机组在未来的竞争中除少量特殊用途小口径 钢管的生产可能生存下来以外, 大量机组将被淘汰。 因此, 小口径无缝钢管生产的技术改造方向是决定 其企业生命力的主要因素。 本文根据这一现状和当今的技术发展趋势, 探 讨采用M in i 型连轧技术替代自动轧管机和穿孔 + 冷拔等传统技术生产小口径无缝钢管的可行性。 国内一般水平的轧管机组主要引进的二手设 备, 如三辊轧管机组、 顶管机组及狄塞尔轧管机组 1 我国小口径无缝钢管生产的现状及 存在的问题 111 现状 Ξ 经过多年的发展, 我国无缝钢管生产机组的装 备水平有了明显的提高, 但是小口径无缝钢管生产 装备水平还有待于提高。 按不同装备水平对中小口 径无缝钢管生产机组情况分析如下: 111. 1 国际先进水平轧管机组 到 2006 年底, 我国已拥有国际先进水平小口径 无缝钢管生产轧管机组达到3 套, 其中包括2 套二辊 连轧管机组和 1 套 PQ F 三辊连轧管机组, 设计生产 收稿日期: 2008202218 作者简介: 苏俊 ( 1967—) , 男, 高级工程师。 电话: 13952599808。 等, 生产能力达 50 万 t 左右, 占小口径无缝钢管生产 总生产能力的 7% 左右。 11114 国内落后水平轧管机组 目前, 国内还有落后水平的轧管机组约 250 套, 主要为 5 50 100 mm 自动轧管机组等, 生产能力约 ～ 为 300 万 t, 占总小口径无缝钢管生产生产能力的 43% 左右, 其中, 属于国家钢铁产业发展政策规定需 淘汰的 5 76 mm 及以下规格的机组约 100 套, 生产 能力为 200 万 t 左右。 与发达国家相比, 我国无缝钢管生产还存在许 多问题, 表现在以下几个方面: 11211 装备严重落后 我国无缝钢管生产发展不平衡, 先进装备虽在 不断增加, 但是因各种原因, 属于国家钢铁产业发展 政策要求淘汰的 5 76 mm 及以下的规格的自动轧管 机组基本没有被淘汰, 反而生产能力还有所增加。 到 Ξ 8 江 苏 冶 金 第 36 卷 m 以上, 提高产品的成材率; ( 3 ) 在生产工艺方式的选择上必须以一火成材 ( 含张力减径前的再加热) 和热轧成材为准; ( 4) 品种结构要多元化, 能适应各种高要求无缝 目前为止, 5 76 mm 及以下规格的自动轧管机组的 生产能力为 200 万 t 左右, 约占现有总生产能力的 20% 。 这些机组所需管坯全部为外购的轧坯, 采用落 ( 7 ) 技术水平必须符合国家的现行产业政策关 于节能减排、 环保和产业政策调整的相关要求。 212 工艺流程的确定 213 主要设备选型 后的穿孔、 酸洗、 冷拔工艺生产小直径无缝钢管, 其 能耗高, 成材率低, 污染环境严重。 11212 企业集中度不高 根据以上技改原则, 可以确定总体工艺流程, 见 图 1。 目前无缝钢管生产企业有几百家, 其中生产规 模较大、 有两套以上可以生产热轧产品无缝钢管机 组的企业只有 7 家, 产量只占全国总产量的 57% , 其 余约43% 的产品是由分布很散的无缝钢管小企业生 产。 11213 轧管机装备水平发展不平衡 小直径无缝钢管机组的总体装备水平不高, 约 50% 的生产能力为一般水平和落后机组。 这反映出 图 1 小口径冷拔无缝钢管技改工艺流程图 我国无缝钢管轧机装备水平发展不平衡, 小直径管 的总体装备水平还有待提高。 提出了更高的要求 11214 国家钢铁产业发展政策的出台, 对钢铁行业 新的钢铁产业发展政策明确提出, 今后的发展 重点要强调结构调整, 提高产品竞争力, 并以发展循 环经济为理念, 节能降耗, 降低生产成本; 加快淘汰 组等落后装备, 今后无缝钢管的发展也必须符合产 业政策的各种要求。 主要设备选型是决定生产线技术水平和工艺特 色的关键一环, 在工艺方案确定以后, 选择不同的生 产设备可能对项目的最终发展方向起到决定性的作 用。 本文将就不同工序的设备配备进行对比, 找出一 个的配置, 以供小口径无缝钢管生产技改时参 考。 21311 管坯的切断 管坯切断的主要目的是为生产提供计算好长度 的单支原料, 国内现阶段比较好的方法是采用带锯 床切断。 带锯床切断可以得到平整垂直的切口, 同时原 料切口宽度小, 原料的切口损失低; 同时, 平整垂直 的切口会得到规范圆滑的毛管管端形状, 有利于后 道轧制工序的生产, 对提高产品的成材率有好处, 因 而相对火焰切割和剪断机及其他方式在节约材料和 提高产品质量方面是比较有优势的。 21312 管坯的加热 管坯的加热的目的是将钢坯加热到一定的温 度, 处于良好的热加工状态, 加热务求均匀, 断面及 长度方向温度偏差小, 保证管坯在穿孔过程中不产 生严重的壁厚不均现象。 比较先进的加热炉有环形炉和步进炉, 相比较 而言, 后者的加热过程中管坯可以边加热边旋转, 加 热效果要优越一些, 而前者的生产效率要高于后者, 并禁止建设包括 5 76 mm 及以下规格的自动轧管机 2 改造思路及方案 211 基本原则 小口径无缝钢管技术改造是基于其自身存在的 不足和产品发展的主要方向, 并结合国内外小口径 有以下几个方面: ( 1) 提高现有小口径无缝钢管的产品尺寸精度; 无缝钢管生产技术的发展趋势这一基本原则. 主要 ( 2) 双倍尺出成品, 轧出单支钢管长度 24 钢管的生产; ( 5 ) 产品的表面质量要优于具备目前国内先进 水平机组的产品质量; ( 6) 所采用的技术必须成熟可靠; 生产线的投资 控制在 10 15 万 t 年的范围内; ～ 规模、 生产能力与企业自身承受力相匹配; 生产规模 另外, 步进炉的占地面积要小于环形炉, 投资也相对 小一些; 对于小口径无缝钢管的生产来说, 选择步进 炉比较切合生产实际。 步进炉已完全能实现国产化。 步进炉的加热推荐采用目前国内外流行的蓄热式加 热器, 可以达到更均匀的加热和节能环保的效果。 第 2 期 苏 俊, 等: 小口径冷拔无缝钢管技改方向的探讨 9 21313 管坯的穿孔 机组类型 壁厚精度 特 表面质量 性 延伸系数 和 相 荒管长度 m 关 技 规模 ( 万 t 年) 术 D S ( 径壁比) 参 数 技术来源 管坯的穿孔技术经过 100 多年的发展, 已经成 力, 规模适中, 适合中小企业的生产经营能力。 技术 来源要靠引进, 包括核心设备和相关的工艺及控制 软件, 相关配套设备国内已完全具备设计生产能力, 引进的费用相对来说较低。 21315 再加热和减径设备 小口径无缝钢管在轧制过程中虽然具有节奏快 的优点, 但其管体自身相对大口径无缝钢管单位质 量的表面积要大许多, 蓄热能力小, 因此在生产过程 中热量散发快, 两道工序之间温降比较大。 所以必须 在连轧后配备再加热炉, 才能确保钢管的进一步变 形条件。 考虑到加热过程的自动化和生产的节奏, 国内 M in i 型M PM 连轧管机的孔型规格少, 尤其是 为绝大多数无缝钢管生产线的最主要工序之一, 穿 孔机的选择要充分考虑整套生产线的变形分配。 国 内外主要有曼式穿孔机和菌式穿孔机; 后者是上世 纪 80 年代后期的产物, 许多技术文献都对二者进行 了工艺优越性的对比, 基本公认菌式穿孔机较曼式 穿孔机有更大的变形能力, 而且能抑制曼内斯曼效 应, 减少穿孔毛管的扭转变形, 提高穿孔毛管的内在 质量, 更适合合金无缝钢管的生产; 从近年国内外的 新机组配备情况看, 现代化无缝钢管生产线都采用 了菌式穿孔机, 为了进一步提高变形量, 大量采用导 板式立式穿孔机, 在导板的安装方式上作了很多工 作, 以提高设备的生产效率, 更为了加强导板的冷却 效果, 提高导板的使用寿命。 我国的菌式穿孔机设计制造水平已经非常成熟。 21314 荒管的轧制 ( 轧管工序) 轧管机作为轧管工序的主要设备, 它的机型也 就决定了整个生产线的特点, 因此, 轧管机实际上就 是整条热轧生产线的核心。 国内外现有的先进技术小口径无缝钢管轧管机 有两大类: 一类是以斜轧为变形方式, 如 A ccu 2 ll Ro ( 限动 轧管机、 ssel 轧管机、 狄塞尔轧管机D iescher A ) ; 另一类以纵向轧制为变形方 芯棒二辊斜轧延伸机 式, 如顶管机 (CPE ) 、 二辊连轧机 (M PM ) 、 in i 二 M 辊连轧机 (M PM ) 、 三辊连轧管机 ( PQ F ) 。 各种类型 轧管机组的特性和相关技术参数见表 1 ( 5 114 mm 以下机组) 。 通过表 1 中各项技术指标的对比, 结合本文所 述的小口径无缝钢管生产技术改造的基本原则, 笔 者认为M in i 型M PM 连轧管机是一种比较合适的选 择, 它兼顾了产品的壁厚精度、 表面质量的优越性, 延伸系数大、 荒管长度长、 S ( 径壁比) 大的变形能 D A ccu 2 ll Ro 轧管机 A ssel 轧管机 外普遍采用步进式再加热炉, 目前我国已经完全具 备设计和制造优良的再加热炉能力。 再加热炉的尺 寸要兼顾最长的荒管的生产, 连轧管机后的再 加热炉宽度达到 26 m 以上, 长度则根据生产量和生 产节奏来确定。
