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140全浮动芯棒连轧管机组再认识 宝钢股份钢管条钢事业部 无缝钢管厂 2017年9月 报告人：薛建国 汇 报 内 容 0 前言 1 工艺流程简述 2 生产效率 3 生产品种 4 重大工艺技术创新与发展 5 产品性能数据积累 6 结语 0 宝山钢铁股份有限公司（以下简称宝钢）Φ140连轧管机组始建于1979年，投产于1985年，是宝钢一期工程的唯一成品厂，该机组为全浮动芯棒连轧管机组。 介绍 工艺流程 分析 生产特点 展示 技术创新 分享 性能数据 汇报 交流小结 规格: D: 21.3～139.7mm，t: 2.0～25.0mm； 品种：油井管（油管、套管、钻杆），锅炉管及机械专用管（地质钻探管、气瓶用管、车辆用管……）； 原设计年产能50万吨，通过30多年的设备改造与工艺升级，最高年产量已突破了80万吨。 1 高炉 150t电炉 300t转炉 LF+VOD LF+RH 连铸 大方坯 模铸 初轧 连铸 Φ178、195连铸坯 Φ178、195初轧坯 环形加热炉 锥形穿孔机 6机架空心坯减径机 8机架全浮动芯棒连轧机 再加热炉 28机架张力减径机 165m冷床 中间库 ：原供坯工艺路径； ：现供坯工艺路径 常规管坯(95%)：150吨电炉所生产的Φ178mm（部分Φ195mm）连铸坯，替代了原有的轧坯(300吨转炉→模铸→初轧)； 高钢级管坯(5%)：150吨电炉连铸成大方坯，再轧制成Φ178mm（部分Φ195mm）轧坯(如9%-13%Cr管坯)。 图1 宝钢Φ140全浮动芯棒连轧管机组工艺流程 2 图2 Φ140连轧管机组轧制节奏 图3 国内Φ180mm以下连轧管机组最高年产量 图4 Φ140连轧管机组2010年至今产量实绩 全浮动芯棒连轧管机组与限动芯棒连轧管机组相比，具有生产效率高、轧制节奏快的特点，宝钢典型规格139.7×9.4mm的轧制节奏已接近机组设计的最快轧制节奏：4根/min（见图2）； 在国内Φ180以下连轧管机组的历史最高年产量中，Φ140全浮动芯棒连轧管机组居首（见图3）； 即使面对2008年世界金融危机以来更加严峻的无缝钢管市场形势，2010年至今，Φ140全浮动芯棒连轧管机组仍然保持年产70万吨左右（见图4）。 max 3 图5-1 油井管、高压锅炉管、机械专用管结构变化 图5-2 低中压锅炉管、车辆用管结构变化 按照市场需求改变生产品种，组织生产。 低中压锅炉管在产品结构中逐年减少，高压锅炉管一直呈现稳定的上升趋势； 油井管随市场需求不断变化，如2004年油井管需求旺盛，2016年油井管需求减弱； 随着车辆市场需求的增加，φ140机组的产品品种上也新增了车辆用管。 4 ——全浮动芯棒连轧管机组竹节控制 采用新工艺所轧制的典型规格152.5×4.5mm连轧管纵向壁厚波动范围很小，基本消除了“竹节”影响（见图6-2）。 图6-1 原工艺技术连轧管纵向壁厚 图6-2 新工艺技术连轧管纵向壁厚 全浮动芯棒连轧管机组的“竹节”现象是业内公认的难题，宝钢历经15年的探索，通过减少芯棒与空心坯之间的摩擦系数和实施连轧机转速纵向壁厚数学模型控制，形成了全浮动芯棒连轧管机组纵向壁厚控制新工艺，从而使全浮动芯棒连轧管机组的“竹节”现象得到有效控制。 4 ——张力减径机CEC（Crop End Control）控制 图7-1 Φ48.3?3.68mm头尾增厚端壁厚趋势 图7-2 Φ48.3?3.68mm尾部不同长度截面管型 由于连轧管头部在进入张减机和尾部离开张减机时，管头或管尾所受到的轴向张力小于稳态轧制时的轴向张力，钢管会出现头端和尾端壁厚增加的现象。 钢管横截面距离管端越近，轴向张力越小，壁厚越厚，管型越差，内六方趋势越明显，壁厚超差越严重（见图7-2）。 4 ——张力减径机CEC（Crop End Control）控制（续1） 图8-1 CEC对比152.5×6mm→73×5.51mm头部 图8-2 CEC对比152.5×6mm→73×5.51mm尾部 图8-1、8-2分别是152.5×6.0mm规格连轧管张减成为73×5.51mm时的头、尾有CEC控制和无CEC控制的效果对比，可见有CEC控制时，头、尾增厚端分别可减少22.30%、21.66%。 经过持续多年的技术攻关，在Ф140连轧管机组28机架张力减径机中实现了CEC头尾控制技术，并一直应用至今。 4 ——张力减径机CEC（Crop End Control）控制（续2） 图9-1 CEC对比152.5×4.25mm→48.3×3.68mm头部 图9-2 CEC对比152.5×4.25mm→48.3×3.68mm尾部 图9-1、9-2分别是152.5×4.25mm