一、基本情況
常寶精特能源管材有限公司新建的φ114mm CPE機(jī)組是由中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)，主軋機(jī)（頂管機(jī)）、縮口機(jī)設(shè)備由中冶京誠(chéng)設(shè)計(jì)，天津賽瑞公司（中冶京誠(chéng)公司合資公司）制造；穿孔機(jī)、松棒機(jī)、脫棒機(jī)由太原通澤重工設(shè)計(jì)制造，24架張減機(jī)由德國(guó)梅爾公司設(shè)計(jì)制造。該機(jī)組設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為10萬(wàn)噸，產(chǎn)品主要為高壓鍋爐管和高鋼級(jí)油井管。
鋼管外徑：26.7～89（114.3）mm；
鋼管壁厚：2.6～12.5mm；
鋼管長(zhǎng)度：4～24（26/28）m。
二、工藝流程
常寶φ114mm CPE機(jī)組工藝布置如圖6-4所示。
三、主要工藝設(shè)備參數(shù)及性能
1. 環(huán)形加熱爐
環(huán)形爐由LOI天津公司設(shè)計(jì)及制作，加熱溫度為1250～1280℃。裝出料機(jī)為電動(dòng)，兩套機(jī)構(gòu)均附帶在緊急狀態(tài)下可手動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝出料夾鉗從爐內(nèi)退出爐外的裝置。爐門(mén)為氣動(dòng)側(cè)開(kāi)，傳動(dòng)裝置會(huì)有效避開(kāi)熾熱的爐氣，以保證良好的使用壽命。以下為環(huán)形加熱爐主要參數(shù)：
中徑：15m；
爐底寬度：2.95m；
最大加熱長(zhǎng)度：2.8m；
最大加熱能力：40t／h；
最大裝出料節(jié)奏：18180p/h。
2. 錐形輥穿孔機(jī)
管坯穿孔是熱軋無(wú)縫鋼管生產(chǎn)中的最重要的變形工序，它的任務(wù)是將實(shí)心坯穿制成空心毛管。常寶ф114mm CPE機(jī)組采用錐形輥穿孔機(jī)，生產(chǎn)的毛管精度高，附加變形小，適于生產(chǎn)薄壁管。以下為穿孔機(jī)主要參數(shù)。
管坯直徑：φ130mm、φ150mm；
最大／最小軋輥直徑：800mm／700mm；
最大出口速度：0.76m／s；
軋制力矩：1610kN·m；
主電機(jī)功率：1500kW×2臺(tái)；
主電機(jī)轉(zhuǎn)速最大：550r/min。
3. 縮口機(jī)
縮口是CPE生產(chǎn)線的關(guān)鍵工序之一，縮口機(jī)將毛管頭部壓縮，使其抱緊芯棒頭部的臺(tái)階，用以承受頂推過(guò)程中的拉力。二爪縮口機(jī)的收口模是由二塊半個(gè)模型的收口模組成的，三爪縮口機(jī)的收口模是由三塊模型合成一個(gè)收口模形狀，三爪縮口機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：
a. 收口處毛管與芯棒的包容性更好，發(fā)生頂穿事故的可能性更小；
b. 收口處毛管的長(zhǎng)度可以減小，從而可以減小頂管后的切頭長(zhǎng)度，提高成材率；
c. 更有利于軋制高合金材料。
常寶φ114mm CPE機(jī)組生產(chǎn)線選擇了三爪縮口機(jī)，如圖6-5所示。
以下為縮口機(jī)的主要參數(shù)。
縮口機(jī)型式：三爪式縮口機(jī)；
縮口力：100t；
動(dòng)力源：液壓，16MPa壓力；
毛管規(guī)格：φ1~160mm;
縮口控制方式：壓力控制；
冷卻水量：15m5m3/h。
4. 頂管機(jī)
頂管機(jī)由床身、主傳動(dòng)、齒條、推桿和前后臺(tái)組成，床身包括了固定輥模、可調(diào)輥模和床身機(jī)座，如圖6-6所示。頂管過(guò)程中，頂管機(jī)主傳動(dòng)通過(guò)齒輪齒條和推桿將動(dòng)力傳遞到芯棒上，芯棒帶動(dòng)毛管通過(guò)一系列孔型逐漸減小的輥模進(jìn)行減壁變形，完成頂管過(guò)程，主要特點(diǎn)為：
a. 參與變形的輥模為三輥非傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，分為固定式和可調(diào)式兩種，輥模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)量小，重量輕，工作可靠，工藝事故處理簡(jiǎn)單；
b. 床身為加工有固定插槽的焊接結(jié)構(gòu)，輥模架直接插入床身中，裝配簡(jiǎn)單，輥模更換和位置調(diào)整容易，不需要專門(mén)的換輥機(jī)構(gòu)；
c. 只有一套電機(jī)和齒輪減速箱傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)齒輪齒條裝置提供動(dòng)力，傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，控制點(diǎn)少；
d. 減少了軋輥傳動(dòng)系統(tǒng)包括：軋輥傳動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)、傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器等；
e. 設(shè)備外形小，機(jī)座基礎(chǔ)淺，土建施工容易，節(jié)省基礎(chǔ)費(fèi)用。
以下為頂管機(jī)主要參數(shù):
荒管外徑：Φ95～130mm；
軋輥直徑：固定機(jī)架Φ410mm，可調(diào)機(jī)架Φ336mm；
最大入口速度：1.5m／s；
最大出口速度：6m／s；
最大頂推力：1100kN；
電機(jī)功率：2000kW／臺(tái)，共2臺(tái)；
限動(dòng)力：2900kN；
額定轉(zhuǎn)矩：58800N·m／臺(tái)。
5. 松棒機(jī)
頂管后芯棒與荒管是緊貼在一起的，為了便于下一工序的脫棒，需要進(jìn)行松棒。松棒機(jī)對(duì)荒管軋制后，使荒管與芯棒之間產(chǎn)生1～1.5mm的間隙，以利于脫棒。以下為松棒機(jī)主要參數(shù)。
荒管外徑：φ95～130mm；
荒管壁厚：3～12（16）mm；
荒管長(zhǎng)度：8000～18000mm；
松棒速度（基速）：1.5m／s；
調(diào)速范圍：0.8～2m／s；
軋制節(jié)奏：2～3p／min；
軋輥喉徑：Φ350mm；
軋輥安裝角：30°±5°；
電機(jī)功率（DC）：180kW×2。
6. 脫棒機(jī)
脫棒機(jī)的作用是將芯棒從荒管中脫出，脫棒時(shí)夾送輥夾緊芯棒運(yùn)動(dòng)使芯棒從荒管中脫出，同時(shí)荒管由一組活動(dòng)擋板擋住，以使芯棒和荒管分離。脫棒機(jī)如圖6-7所示。
以下為脫棒機(jī)主要參數(shù)。
最大輥徑（最大）：300mm；
最大拉力：4.5t；
芯棒直徑：φ86～105mm；
脫棒速度：1.5m／s；
傳動(dòng)電機(jī)：90kW，1450r／min。
7. 張減機(jī)
采用24架張減機(jī)，為單輥傳動(dòng)的方式，如圖6-8所示。設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)依靠每輥一個(gè)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)（共72臺(tái)電機(jī)），每個(gè)軋輥有一個(gè)齒輪箱，電機(jī)和齒輪箱直接連接，上下傳動(dòng)軸與相應(yīng)軋輥軸的連接由液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)，帶動(dòng)接軸法蘭向軋輥法蘭移動(dòng)。當(dāng)軋輥機(jī)架被推入機(jī)身框架，軋輥聯(lián)軸器和后傳動(dòng)裝置連接，聯(lián)軸器的連接將由電氣基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)管理。以下為張減機(jī)主要參數(shù)。
軋輥名義直徑：φ250mm；
機(jī)架間距：235mm；
入口鋼管最大速度：1.25m／s；
出口鋼管最大速度：6m／s；
電機(jī)功率：93kW／臺(tái)，共72臺(tái)；
電機(jī)轉(zhuǎn)速：200～2000r／min。
