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关于Q345B无缝钢管限动芯棒连轧机的工艺特点

浏览次数:1009 次 发布日期:2014-02-24 14:04:48 信息来源:聊城荣贺金属制品有限公司聊城荣贺金属制品有限公司|http://www.bolaogc.com
 
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限动芯棒连轧管机,英文缩写MPM(即Multi-Stand Pipe Mill的缩写)。是无缝钢管生产中的重要设备。中国第一套限动芯棒连轧管机组,引进自意大利,于1992年在天津钢管集团股份有限公司投产。经技术改造,天津钢管集团的Φ250mm限动芯棒连轧管机组已经由设计年产能力50万吨,扩大到现在的年产能力100万吨。
 限动芯棒连轧管机是在在浮动芯棒连轧管机的基础上发展起来的。限动芯棒连轧管机于20世纪60年代中期进行了工艺试验并获得了可喜的成果。1978年世界上第一套限动芯棒连轧管机在意大利达尔明钢管厂建成投产,将连轧管工艺发展到了一个新的水准;限动芯棒连轧管机在整个轧制过程中对芯棒的运行加以控制,使其以设定的恒定速度前进,轧制过程结束时,由脱管机将荒管与芯棒分离后,荒管被移送到下道工序进一步加工;芯棒则返回,拨出轧制线后,冷却、润滑后循环使用。MPM使得钢管壁厚偏差得到改善,工具、能耗有所降低,将连轧管机轧制钢管的最大外径由194mm扩大到426mm。
MPM一经问世,因其在技术、产量、质量、自动化和劳动生产率等诸方面的突出优势,引起了无缝钢管界的广泛关注并得到认同和推崇,目前已使其在除大洋州以外的五大洲得以迅速的推广应用;特别是1978年到1992年间的前15年,受当时石油产业对油井管需求旺盛的影响,促使了MPM技术的飞速发展,相继建成投产了10套限动芯棒连轧管机组,从第二套到第十套仅用了10年的时间。
一是连轧管机设有7~8个机架(阿根廷希德尔卡厂为6机架),因为机组中的穿孔机为推轧式(加斜轧延伸机)或二辊桶形辊斜轧式,其延伸系数比较小,(延伸系数一般小于3),轧件的主要延伸靠连轧管机完成,轧管机的最大延伸系数为6~7,所以连轧管机的机架数相对较多,机架数由开始的8架减少到7架甚至6架,意义在于尽量缩短芯棒工作段的长度,因为在所轧制的荒管长度和芯棒限动速度不变的前提下、减少轧机第一架至最末一架轧辊中心线的距离,就可以缩短芯棒工作段的长度,从而达到降低芯棒的制造、加工难度和生产成本的目的;二是各机组均设有2~3个孔型,主要成品管的外径范围大都在114~273mm之间,用以生产中型规格的油井管品种为主的无缝钢管,因为油田打井所需的套管规格绝大部分都在该组距范围内。
另一个特点是:前10套限动芯棒连轧管机组的分布地域比较广、国家较多,欧洲、中北美洲、南美洲和亚洲都有;这些机组既有为满足本国所需而建设,也有为向产油国提供高质量的无缝钢管而建的。
1993~2003年, MINI-MPM的应用期
MINI-MPM为少机架限动芯棒连轧机的意思,原是意大利的因西公司上世纪90年代中期为完成对南非托萨(tosa)厂cps(两步生产无缝钢管法,即只有斜轧锥形辊穿孔和张力减径两个变形工序,而没有轧管工序的生产方法,后因在生产壁厚8mm以下的钢管时因螺旋印难以消除进行增加轧管机的改造)的改造,在锥形辊穿孔机与张减机之间安装的限动芯棒连轧管机而推出的机型。由于锥形辊穿孔机的变形能力较大,就可将原由MPM承担的部分变形前移至穿孔机来完成,连轧工序的延伸可适当减小,轧管机没必要选用过多架数了,轧机的机架数由原来的7~8架减少至4~5架;与MPM相比它的最大特点是实现了用更短的芯棒轧制较长的钢管,芯棒的工作段长度比MPM短了2~3米;芯棒总长度可缩短5米左右。后来随着锥形辊穿孔机的广泛应用,连轧管机的架数大多为5架;或5+1架,1为在连轧管机前增设一架空减机。当时,因西公司为了尽快推广MINI-MPM轧机,罗列了MINI-MPM一些与MPM区别和特点;现转述如下:
MINI-MPM机组工艺特点为:
1)一般采用锥形辊穿孔机,充分发挥锥形辊穿孔大变形、大延伸的作用,才有可能将连轧机的一部分变形量前移至穿孔机,使连轧机机架数减至4~5架,将两变形机组的变形量均衡、合理地分配;
2)由于轧机总延伸系数减少,连轧前段单机架的变形量也可减少,同时在孔型设计上由于降低了辊缝值和开口度,使金属横向流动和辊缝处凸出部分的面积减小,减缓轧制过程中的不均匀变形;
3)在同孔型尺寸的情况下,轧机前段孔型直径变小,减小了辊速差;
4)轧出荒管的鱼翅尾不规则部分减短,切头尾减短,提高了成材率。
与MPM相比,MINI-MPM轧机优势与不足是:
1)占地面积减小,厂房投资减少,由于机架减少2~3架,芯棒长度变短,使热轧线设备占地面积大大缩小;
2)设备投资减少,包括轧机、电机、减速机等;
3)轧制工具的数量减少,包括轧辊、更换机架等;
4)芯棒制造难度降低,由于芯棒工作段长度变短相对制造难度和费用大幅度降低。
5)由于减少了机架数量及轧机出口速度,机组产量相应有所降低。
在这个期间,相继建成的MINI-MPM代表性机组除南非托萨(tosa)厂的φ168mm机组为4个机架外,其余如1997年日本住友和歌山φ426 mm机组、1994年我国包钢的φ180 mm机组(不带空减机)与2001年鞍钢的φ159 mm机组以及衡阳2002年φ273 mm机组和2003年攀成钢的φ340 mm机组(都有1架空减机)等均为5个机架。随后2006年建成的无锡西姆莱丝φ250mm机组也是1架空减机加5个机架
从近几年已建成投产的几套MINI-MPM机组运行效果来看,原则上说,MINI-MPM与MPM相比,不论是变形原理、变形规律、轧制速度制度、限动速度大小还是产品质量等诸方面都没有什么本质上的区别,仅是少了2~3个机架而已;由于绝大多数MINI-MPM机组都增设了一架空减机,与7机架MPM相比,实际只减少了1个机架;因此,现在已经很少有人再用MINI-MPM这一名称了,对两辊的限动芯棒连轧管机不论几个机架均称为MPM。
限动芯棒连轧管机(MPM机组)是二十世纪末期世界上最先进的轧管工艺。
自从2003年,天津钢管集团股份有限公司投产了世界上第一套PQF(三辊限动芯棒连轧管机)机组后,PQF已经取代了MPM的位置,成为了世界上对先进轧管工艺的代名词。

 

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