Ф273mmPQF连轧管机组的工艺和设备

张胡明 张春祥

前言

安徽天大石油管材股份有限公司于2007年底开始建设一条PQF三辊连轧钢管生产线，用于石油油井管、高压锅炉管的生产，该机组于2009年12月建成并投产。

1.PQF三辊连轧管机组的建设思路

安徽天大PQF三辊连轧钢管机组的建设立足国内制造。在整个建设过程中，对进口设备部分作了大量的调研，尽可能减少进口设备量，以进口工艺技术和关键核心设备为主，做到即保证整体设备的先进性，同时也降低了投资成本。PQF六机架连轧管机组，仅引进了轧机主机架、轧管工艺技术及控制技术。

2.PQF三辊连轧管机组的工艺流程和平面布置

根据市场调研及国内轧管设备的状况，在2007年底建设PQF六机架连轧管机组，产品以石油油套管、锅炉管为主，年设计产量50万吨。产品规格为：

外径：Ф114.3～Ф273.1mm（预留Ф325mm)；

壁厚：4.0～40.0mm；

长度：6000～14500mm；

钢级或钢种：J55、K55、 N801类、20G、12Cr1MoV、P22、P91、13Cr等（配套热处理线可生产其他钢级的产品）。

2.1 PQF三辊连轧管机组的工艺流程

2.1.1 工艺流程

2.1.2 工艺说明

2.1.2.1 管坯料的选择

此热轧钢管生产线主要用于生产石油油套管及高压锅炉管，分三个孔型系列，分别采用Ф200mm、Ф250mm、Ф300(310)mm的管坯，留有生产Ф350mm管坯的能力，所有管坯都采用连铸管坯作为生产原料。管坯长度为1500～4500mm。

2.1.2.2 工艺说明

产品主要以生产石油油套管和高压锅炉管为主，因此选择管坯料长在1500～4500mm之间，用于生产6000～14600mm的3倍尺或4倍尺的钢管；管坯用天燃气为介质进行加热，可控制炉内气氛，减少管坯的氧化；锥形穿孔机穿孔以适应各种合金钢及碳钢的生产；PQF六机架三辊连轧管机组轧制钢管，之后进入常化冷床(根据钢种和壁厚的需要来决定是否采用此工艺)；荒管进入再热炉进入再加热后，经高压水除磷除去表面氧化皮，进入十四架微张力减径机定减径，到步进式冷床冷却；冷却后的钢管下线，经过管排锯切割后，再进行矫直、吹灰，再进入探伤和检验工段，根据产品的不同选择不同的检验工序，直到产品检验包装入库。

3.生产线主要设备基本情况

3.1 管坯下料

管坯下料选用带锯床，此锯床具有设备投资省、设备维护简单、利于操作等优点。带锯床比火焰切割和管坯锯所产生的金属损耗低，并且切割的端面质量高。在年产50万吨的机组中配套12台带锯床（分6给组）可以满足生产线的要求。

3.2 环形加热炉

环形加热炉由洛伊热工工程（天津）有限公司设计和制造，采用西气东输的天燃气作为介质的加热方式，减少大气环境的污染。

3.3 锥形穿孔机

穿孔机由太原重工股份有限公司设计和制造，为适应高要求合金钢的穿孔需要，采用锥形辊穿孔机形式；同时满足生产节奏的要求、配合连轧管机高效的特点，顶杆小车采用齿条传动方式，用于高速传动和精确定位。

3.4 PQF六机架三辊连轧管机组

选择PQF六机架三辊连轧管机组，主要用于生产高要求的石油油井管、高压锅炉管。此套机组采用六个机架，三辊布置形式，更有利于金属变形，能得到高精度的几何尺寸。在工艺方面引进了德国MEER的Carta系统，具有离线和在线的工艺计算、头尾削尖、冲击补偿和温度补偿等功能，以有效地保证正常生产和产品质量。

3.5 脱管机

用于配合连轧管机的钢管生产。采用集中传动方式，三个轧制机架，轧辊布置形式Y形(三辊)，轧辊名义直径为Φ600mm与微张力减径机架通用。脱管机荒管最大入口速度为5m/s；电机功率为750KW。

3.6 常化冷床

考虑到一些非调质钢（如 N801类等）和薄壁管的生产，在轧管机出口台设置了常化链床，有利于金相相变以及晶粒的细化，使一些微量元素固溶到晶粒，提高金属的强韧性能。常化冷床采用双向链结构，便于荒管的冷却和快速运输。

3.7 再加热步进炉

再加热步进炉用于非调质钢的热处理以及小于6mm壁厚荒管再加热，采用天燃气作为加热介质，最高加热温度为1100℃，可配合微加热减径机进行控制温度轧制，保证钢管终轧温度达到工艺所需要的温度。经过再加热的钢管可以调整钢管的性能，以保证钢管达到的技术要求。

3.8 高压水除磷设备

去除钢管表面的氧化铁皮。高压水压力最大20Mpa。

3.9 微张力减径机

采用每个机架单独传动方式，轧辊Y型布置。

3.10 冷床

根据工艺布置需要，采用两段冷床，冷床齿条步进式结构，可以有效地保证钢管冷却后的直线度。设备主要参数：冷床宽度为40000mm。

3.11 管排锯

管排锯主机采用奥地利MFL的设备，辅机国内制造。管排锯4套，锯片直径Φ1650mm。两条线布置。

3.12 精整区

在精整区配置两台矫直机、吸灰装置、漏磁探伤设备（进口）、测长称重设备、检验包装等设备。

3.13 电气自动化

PQF连轧管机生产线除PQF连轧管机区采用Ansaldo自动化控制外，其余部分都采用国内的自动化控制，全线达到基础级自动化程度，热轧区还具有工艺管理和生产管理的功能。

4.使用情况

安徽天大PQF三辊连轧管生产线自2009年12月试产，共进行了两个孔型的生产，分别为191孔型和292孔型，生产的主要外径为Φ168mm、Φ177.8mm、Φ244.5mm、Φ273mm四个规格，以油套管为主。在3个多月的试生产中，生产基本正常，产品质量达到了预期要求。

5.结语

安徽天大建设的PQF三辊连轧管机组生产线工艺布置合理，设备选型正确，能够生产出满足设计要求的产品。从实际产品结果来看，此套机组达到设计要求。

安徽天大PQF三辊轧管机组的关键设备和技术为进口，其余设备为国产化。设备选型合理，是具有国际先进性的钢管生产线。