一、基本情況
常寶精特能源管材有限公司新建的φ114mm CPE機組是由中冶京誠工程技術(shù)有限公司設計，主軋機（頂管機）、縮口機設備由中冶京誠設計，天津賽瑞公司（中冶京誠公司合資公司）制造；穿孔機、松棒機、脫棒機由太原通澤重工設計制造，24架張減機由德國梅爾公司設計制造。該機組設計年產(chǎn)量為10萬噸，產(chǎn)品主要為高壓鍋爐管和高鋼級油井管。
鋼管外徑：26.7～89（114.3）mm；
鋼管壁厚：2.6～12.5mm；
鋼管長度：4～24（26/28）m。
二、工藝流程
常寶φ114mm CPE機組工藝布置如圖6-4所示。
三、主要工藝設備參數(shù)及性能
1. 環(huán)形加熱爐
環(huán)形爐由LOI天津公司設計及制作，加熱溫度為1250～1280℃。裝出料機為電動，兩套機構(gòu)均附帶在緊急狀態(tài)下可手動驅(qū)動裝出料夾鉗從爐內(nèi)退出爐外的裝置。爐門為氣動側(cè)開，傳動裝置會有效避開熾熱的爐氣，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
管坯穿孔是熱軋無縫鋼管生產(chǎn)中的最重要的變形工序，它的任務是將實心坯穿制成空心毛管。常寶ф114mm CPE機組采用錐形輥穿孔機，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；
主電機功率：1500kW×2臺；
主電機轉(zhuǎn)速最大：550r/min。
3. 縮口機
縮口是CPE生產(chǎn)線的關(guān)鍵工序之一，縮口機將毛管頭部壓縮，使其抱緊芯棒頭部的臺階，用以承受頂推過程中的拉力。二爪縮口機的收口模是由二塊半個模型的收口模組成的，三爪縮口機的收口模是由三塊模型合成一個收口模形狀，三爪縮口機有以下優(yōu)點：
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. 收口處毛管的長度可以減小，從而可以減小頂管后的切頭長度，提高成材率；
c. 更有利于軋制高合金材料。
常寶φ114mm CPE機組生產(chǎn)線選擇了三爪縮口機，如圖6-5所示。
以下為縮口機的主要參數(shù)。
縮口機型式：三爪式縮口機；
縮口力：100t；
動力源：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
頂管機由床身、主傳動、齒條、推桿和前后臺組成，床身包括了固定輥模、可調(diào)輥模和床身機座，如圖6-6所示。頂管過程中，頂管機主傳動通過齒輪齒條和推桿將動力傳遞到芯棒上，芯棒帶動毛管通過一系列孔型逐漸減小的輥模進行減壁變形，完成頂管過程，主要特點為：
a. 參與變形的輥模為三輥非傳動結(jié)構(gòu)，分為固定式和可調(diào)式兩種，輥模結(jié)構(gòu)簡單，維護量小，重量輕，工作可靠，工藝事故處理簡單；
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，裝配簡單，輥模更換和位置調(diào)整容易，不需要專門的換輥機構(gòu)；
c. 只有一套電機和齒輪減速箱傳動系統(tǒng)帶動齒輪齒條裝置提供動力，傳動系統(tǒng)簡單，控制點少；
d. 減少了軋輥傳動系統(tǒng)包括：軋輥傳動電機、減速機、傳動軸、聯(lián)軸器等；
e. 設備外形小，機座基礎(chǔ)淺，土建施工容易，節(jié)省基礎(chǔ)費用。
以下為頂管機主要參數(shù):
荒管外徑：Φ95～130mm；
軋輥直徑：固定機架Φ410mm，可調(diào)機架Φ336mm；
最大入口速度：1.5m／s；
最大出口速度：6m／s；
最大頂推力：1100kN；
電機功率：2000kW／臺，共2臺；
限動力：2900kN；
額定轉(zhuǎn)矩：58800N·m／臺。
5. 松棒機
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，需要進行松棒。松棒機對荒管軋制后，使荒管與芯棒之間產(chǎn)生1～1.5mm的間隙，以利于脫棒。以下為松棒機主要參數(shù)。
荒管外徑：φ95～130mm；
荒管壁厚：3～12（16）mm；
荒管長度：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°；
電機功率（DC）：180kW×2。
6. 脫棒機
脫棒機的作用是將芯棒從荒管中脫出，脫棒時夾送輥夾緊芯棒運動使芯棒從荒管中脫出，同時荒管由一組活動擋板擋住，以使芯棒和荒管分離。脫棒機如圖6-7所示。
以下為脫棒機主要參數(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；
傳動電機：90kW，1450r／min。
7. 張減機
采用24架張減機，為單輥傳動的方式，如圖6-8所示。設備的傳動系統(tǒng)依靠每輥一個電機來實現(xiàn)（共72臺電機），每個軋輥有一個齒輪箱，電機和齒輪箱直接連接，上下傳動軸與相應軋輥軸的連接由液壓缸來實現(xiàn)，帶動接軸法蘭向軋輥法蘭移動。當軋輥機架被推入機身框架，軋輥聯(lián)軸器和后傳動裝置連接，聯(lián)軸器的連接將由電氣基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)管理。以下為張減機主要參數(shù)。
軋輥名義直徑：φ250mm；
機架間距：235mm；
入口鋼管最大速度：1.25m／s；
出口鋼管最大速度：6m／s；
電機功率：93kW／臺，共72臺；
電機轉(zhuǎn)速：200～2000r／min。
