不锈钢无缝钢管生产工艺的现状介绍

这里所讲的工艺现状有两层含义：一是各种生产工艺并存的状况，包括从19世纪就已形成的工艺以及直至20世纪80~90年代才形成的新工艺；二是这些工艺的技术现状、经济指标和所轧不锈钢无缝钢管的质量状况。

一、现存工艺的4种情况

就现存工艺而言可归纳为以下4种情况，即：

 a. 经典的古老工艺，即周期轧管工艺和自动轧管工艺；

 b. 发展了的连轧管工艺，即全浮动芯棒、半浮动芯棒和限动芯棒3种连轧工艺以及在限动芯棒连轧管工艺基础上发展起来的PQP和CHM工艺；

 c. 翻新了的古老工艺即CPE工艺和新型三辊轧管机、Accu-roll轧机；

 d. 崭新的轧管工艺。

1.  CPS工艺

  南非不锈钢无缝钢管厂于1989年进行技术改造，拆除顶管机代之以CPS工艺，管坯在轧辊垂直布置的锥辊式穿孔机穿孔后，直接进人张力减径机轧成毛管，穿孔坯外径为150~190mm,经张减后生产外径为33.4~88.9mm的钢管，最小规格为33.4mm×3.5mm,也可经减径机生产外径为88.9~168.3mm的钢管。

  该厂的锥辊式穿孔机的延伸系数为4.17~5.5,穿孔坯D/S=25~27.5,实际上已接近热轧毛管。

  经试车，这种工艺未获成功，故该厂于1993年6月采用MINI-MPM工艺进行了第二次改造。轧机为4机架，采用液压压下机构和无牌坊结构。CPS工艺未获成功的原因尚待探讨。

2. 三辊行星轧管机

  三辊行星轧管机中3个轧辊相互间呈120°排列，并绕轧件旋转，从而使轧件的断面积得到减缩。这种轧机最初用于棒材生产。第一个采用三辊行星轧机生产无缝钢管的厂于1983年在德国 Eschweiler投产，其产品规格为：外径70~219mm,壁厚为4.5~6.0mm,年产量仅为6万吨,迄今为止，采用这种工艺的钢管厂仅此一家。

3. 三辊式连轧管机和PQP工艺

  1993年6月达尔明贝尔加莫新的斜轧扩径机投产，采用MPM轧机轧出的母体管，经过扩径（最大扩径量为75%~80%),生产外径为24英寸的钢管。该厂的一台大型周期轧管机被拆除。

  接着，在9月匹兹堡钢管会议上意大利茵西公司又推出PQF（三辊式连轧管机）和VIP(轧辊垂直布置的锥辊式穿孔机，并采用导板）两项新技术。在1993年11月的香港钢管会议上，该公司将以上新技术成龙配套称之为PQP工艺，该工艺以VIP+PQF 为核心，精轧部分采用定径机、MD-SRM(混合传动的张力减径机）或NRE(新型斜轧扩径机），其中新颖之点是三辊式连轧管机，采用中口径连轧管为母体管，经斜轧扩径生产大口径不锈钢无缝钢管。

4. 少机架连轧管机（CHM)

  意大利茵西公司于1990年初提出MINI-MPM工艺方案，即在限动芯棒连轧管机上以4~5个机架轧出质量合格的钢管，以达到“降低投资、经济生产”的目的，并于1993年在TOSA厂正式投产。这样，紧凑式轧机以最少的机架数生产质量合格的钢管就构成了一种新工艺、一个新课题。

  日本新日铁公司将这种少机架连轧管机称为CHM工艺，在东京制铁所采用3个机架按限动芯棒连轧管工艺进行试验，其目的在于取代该厂的自动轧管机。工艺试验成功后，在进行工业生产时要增加一个机架以便轧圆轴棒。

  德国德马克公司从半浮动芯棒连轧管工艺出发，发展这种紧凑式轧管机，用6机架生产外径为109mm的管子。实际上这种轧管机组还不够紧凑，但是说明限动芯棒连轧工艺和半浮动芯棒连轧工艺都在保证管子质量的前提下减少机架数，进入中、小口径不锈钢无缝钢管生产领域。

二、各种轧管工艺的比较

  不锈钢无缝钢管生产工艺的现状，从总体上讲仍可用以下两句话加以概括，即：“先进性差别很大的多种工艺同时存在，由此而产生的轧机效率、产品质量、生产经济性参差不齐”。在工业生产竞争激烈的今天，这种并存的局面只能是一种非稳态，优胜劣汰，势在必行。

1. 技术经济指标

各种轧管工艺的技术经济指标如表25-1所示。

从表25-1可以看出：

  a. 从每分钟所轧制的毛管长度来看，长芯棒连轧管机最高，因此得到了广泛的应用，而周期轧管机自动轧管机显然偏低；

  b. 除了三辊行星轧管机以外，所轧制毛管的长度Lmax亦以长芯棒连轧管机领先。

因此，年产量在50万吨以上的轧管厂都采用连轧管工艺，因为这种轧机的高效率和良好的经济性。

2. 产品质量

就质量而言，可从壁厚公差及内在质量分述如下：

  a. 毛管壁厚公差主要是取决于穿孔过程，一般说来，纵轧延伸过程对穿孔坯壁厚偏差既不改善，也不恶化，而斜轧延伸过程，则具有改善穿孔坯壁厚偏差的作用（三辊行星轧管机除外，它基本上呈“中性”）；

  b. 各种轧管工艺均有其固有的技术特征，这些基本的技术特征除了从能力、管子尺寸及公差等方面对产品产生影响以外，更重要的是对管子的内在质量、产品品种、生产经济性等产生巨大影响，现列表简述如表25-2所示。

3. 经济性

  从经济的角度出发，由于长芯棒连轧机组产量高，质量好，所以具有竞争能力。但所需的一次投资亦大，若按生产一吨钢管所需的资来说，又往往具有可比性。现在的问题是：应该注意对某一规格、品种的不锈钢无缝钢管产品可供选择的各种连轧管工艺的经济比较。