寶鋼φ610mm HFW 直縫焊管機組引進德國 SMS MEER等世界上最先進的直縫不銹鋼焊管生產設備，投產于2005年10月，設計年產30萬噸直縫焊管。該生產線是世界上第一條集先進成型技術、大功率焊接、功能齊全的無損探傷技術、焊縫雙重熱處理和全管體熱處理設備、全過程的計算機料流跟蹤系統于一體的中口徑直縫焊管生產線。是世界上裝備最先進的HFW焊管生產線之一，是國內唯一一條集煉鋼、熱軋、制管、涂層一體化的HFW不銹鋼焊管生產線。可以生產管線管、套管、結構管等HFW不銹鋼焊管產品。
一、生產工藝(yi)流程
寶鋼(gang)ф610mm HFW不(bu)銹鋼(gang)焊管機組生產工藝流程(cheng)見圖7-8所示。
二、主要技術特點
1. 排輥(gun)成型技術(shu)特(te)點
a. 由許多(duo)小直(zhi)徑輥(gun)(gun)組(zu)成的排(pai)輥(gun)(gun)代替輥(gun)(gun)式成型機的大直(zhi)徑水平(ping)輥(gun)(gun)，最(zui)大邊緣拉應變僅(jin)是傳統輥(gun)(gun)式成型的1/5左(zuo)右(you)，可(ke)提高鋼管外觀質量，減少(shao)功率消耗及軋輥(gun)(gun)磨損。
b. 排輥(gun)成(cheng)型機采用連續局部(bu)彎曲變形(xing)，彎曲力小且較(jiao)均勻；成(cheng)型區縮短，帶鋼(gang)(gang)(gang)塑性變形(xing)小；排輥(gun)群由外(wai)側(ce)束縛帶鋼(gang)(gang)(gang)邊緣(yuan)，將邊緣(yuan)外(wai)側(ce)變形(xing)以壓縮形(xing)式吸(xi)收(shou)，可防止帶鋼(gang)(gang)(gang)邊緣(yuan)發(fa)生折皺、鼓(gu)包，使鋼(gang)(gang)(gang)管壁(bi)厚與管徑(jing)比的范圍(wei)擴大(da)到(dao)1：80，具有加工(gong)中大(da)直徑(jing)薄(bo)壁(bi)管的優勢。
c. 排輥成型(xing)(xing)為(wei)連續成型(xing)(xing)法，成型(xing)(xing)性好，且(qie)采用“下(xia)山法”成型(xing)(xing)，在(zai)成型(xing)(xing)過程中(zhong)帶鋼邊(bian)緣的(de)軌跡近乎直線，從而改善成型(xing)(xing)質量，使焊(han)接(jie)穩定(ding)可靠(kao)。
d. 在更(geng)換不銹(xiu)鋼焊管規格尺寸(cun)時(shi)，排輥不換，只需調整(zheng)，與傳(chuan)統輥式(shi)成型相(xiang)比，可減少軋輥規格和(he)換輥時(shi)間。
2. 成型(xing)設(she)備技術特點
寶鋼(gang)Φ610mm HFW焊管(guan)機(ji)組成(cheng)型設(she)備(bei)是引(yin)進德國SMSMEER公司開(kai)發的直(zhi)緣成(cheng)型技術，由夾(jia)送輥裝(zhuang)置、彎邊機(ji)、線性預(yu)成(cheng)型裝(zhuang)置、粗成(cheng)型機(ji)、線性成(cheng)型裝(zhuang)置、精成(cheng)型機(ji)架(jia)、擠壓輥機(ji)架(jia)和(he)定徑機(ji)架(jia)組成(cheng)。
a. 夾送(song)輥(gun)裝(zhuang)置由(you)上(shang)(shang)、下(xia)水(shui)(shui)平輥(gun)組(zu)成(cheng)，2臺功率為110kW交流電機(ji)通過減速齒輪箱和萬(wan)向(xiang)(xiang)傳動軸驅動將帶(dai)鋼經水(shui)(shui)平導向(xiang)(xiang)輥(gun)送(song)入彎邊(bian)機(ji)，并在生產(chan)中作輔助(zhu)主傳動。上(shang)(shang)夾送(song)輥(gun)由(you)液壓缸升(sheng)、降，帶(dai)鋼在機(ji)架(jia)中不產(chan)生彎曲變形，出本機(ji)架(jia)后(hou)開始“下(xia)山”變形。
b. 彎邊(bian)(bian)(bian)機(ji)位(wei)于線性預成型裝(zhuang)置前端(duan)，將帶(dai)鋼邊(bian)(bian)(bian)緣(yuan)彎曲成接近成品(pin)曲率的(de)弧形，防(fang)止焊(han)縫處(chu)出現梨形凸出，一(yi)對彎邊(bian)(bian)(bian)輥可一(yi)起(qi)上(shang)下(xia)、左(zuo)右調整(zheng)，也可以(yi)單(dan)獨調整(zheng)，通過(guo)電機(ji)和(he)(he)螺旋千(qian)斤頂(ding)可以(yi)調節彎邊(bian)(bian)(bian)厚度和(he)(he)寬度，為確(que)保(bao)不(bu)同壁厚精(jing)確(que)的(de)帶(dai)鋼邊(bian)(bian)(bian)部彎曲以(yi)及允(yun)許對頭(tou)焊(han)縫自由通過(guo)，下(xia)彎邊(bian)(bian)(bian)輥設計(ji)成液壓(ya)減震結(jie)構(gou)。上(shang)下(xia)彎邊(bian)(bian)(bian)輥均(jun)安裝(zhuang)在用(yong)于快(kuai)速更換的(de)箱式結(jie)構(gou)的(de)輥座上(shang)，通過(guo)編碼器傳感、計(ji)算機(ji)控制調整(zheng)輥位(wei)。
c. 線(xian)性預(yu)成(cheng)型(xing)裝置(zhi)由(you)2個帶有若(ruo)干非(fei)傳(chuan)動排(pai)輥的外部線(xian)性成(cheng)型(xing)裝置(zhi)（排(pai)輥架）組成(cheng)，以(yi)確(que)保(bao)短成(cheng)型(xing)間距，其線(xian)性可根據產品成(cheng)型(xing)的幾(ji)何學進行水平、垂直和旋(xuan)轉調節。
d. 粗(cu)成(cheng)型(xing)機由上(shang)輥(gun)和(he)下輥(gun)組成(cheng)，并布置在線(xian)性預成(cheng)型(xing)后段，由2臺功(gong)率110kW交流電機通過減速齒輪箱和(he)萬(wan)向(xiang)傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)，是線(xian)性預成(cheng)型(xing)段及粗(cu)成(cheng)型(xing)的主動(dong)力源。
e. 線性(xing)(xing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)裝(zhuang)(zhuang)置布置在線性(xing)(xing)預成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)裝(zhuang)(zhuang)置和(he)精成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)機(ji)架(jia)之間，分為(wei)3段，每段有2個(ge)排輥架(jia)組成(cheng)(cheng)，可以根據(ju)產品成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)幾(ji)何(he)學需(xu)求(qiu)進行(xing)水平、垂直和(he)旋轉調(diao)節。帶鋼經線性(xing)(xing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)裝(zhuang)(zhuang)置后成(cheng)(cheng)為(wei)U形。
f. 精成(cheng)(cheng)型(xing)機(ji)架(jia)(jia)由(you)3架(jia)(jia)精成(cheng)(cheng)型(xing)機(ji)架(jia)(jia)組成(cheng)(cheng)，采(cai)用均勻剛性設(she)(she)計的(de)(de)URD機(ji)架(jia)(jia)由(you)6臺功(gong)率為110kW交(jiao)流電機(ji)通過減(jian)速齒輪箱(xiang)和萬向(xiang)傳動軸驅動，是成(cheng)(cheng)型(xing)焊(han)接(jie)段(duan)的(de)(de)主動力(li)源。每(mei)架(jia)(jia)精成(cheng)(cheng)型(xing)機(ji)架(jia)(jia)安裝(zhuang)4個(ge)(ge)軋(ya)輥(gun)(gun)，上(shang)(shang)、下輥(gun)(gun)主動，2個(ge)(ge)側輥(gun)(gun)被動，最(zui)大軋(ya)制(zhi)力(li)1800kN。上(shang)(shang)、下輥(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)通過獨(du)立的(de)(de)小電機(ji)經(jing)螺旋升降裝(zhuang)置調節，編碼(ma)器傳感，計算機(ji)控制(zhi)調整輥(gun)(gun)位，輥(gun)(gun)位OP值設(she)(she)定(ding)精度可達0.01mm。精成(cheng)(cheng)型(xing)將(jiang)線性成(cheng)(cheng)型(xing)后的(de)(de)U形(xing)荒管變(bian)形(xing)為開口的(de)(de)0形(xing)管坯。3架(jia)(jia)上(shang)(shang)輥(gun)(gun)安裝(zhuang)導向(xiang)環將(jiang)焊(han)接(jie)V角控制(zhi)在一(yi)定(ding)的(de)(de)范圍內(nei)，為擠壓輥(gun)(gun)機(ji)架(jia)(jia)的(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)焊(han)接(jie)創造了條件。
g. 擠壓輥(gun)(gun)機架采(cai)用均勻剛性設計的URD機架，由5個被(bei)動(dong)擠壓輥(gun)(gun)（2個上輥(gun)(gun)，2個側輥(gun)(gun)，1個底輥(gun)(gun)）組成的孔型，可(ke)將(jiang)精(jing)成型后(hou)的開口0形管(guan)成型焊(han)接成封閉的0形管(guan)。該機架也具(ju)有(you)精(jing)成型機架軋輥(gun)(gun)精(jing)密(mi)調(diao)節機構和(he)快速換輥(gun)(gun)功能。
h. 定徑(jing)段(duan)由(you)4架(jia)定徑(jing)機(ji)架(jia)組成，主(zhu)要功(gong)能是(shi)將成型(xing)焊接后的(de)0形立橢(tuo)圓(yuan)管(guan)(guan)變形為符合產品標準的(de)圓(yuan)管(guan)(guan)，采(cai)用均勻剛性設計的(de)URD機(ji)架(jia)由(you)8臺功(gong)率(lv)為110kW交流電機(ji)通過減速(su)(su)齒輪箱和(he)萬向傳動軸驅動，是(shi)定徑(jing)段(duan)的(de)主(zhu)動力(li)(li)源。每架(jia)定徑(jing)機(ji)架(jia)裝有4個(ge)軋輥(gun)(gun)，其中(zhong)上、下(xia)輥(gun)(gun)主(zhu)動，2個(ge)側輥(gun)(gun)被動，最大軋制力(li)(li)1800kN。上、下(xia)輥(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)通過獨立的(de)小(xiao)電機(ji)并(bing)經(jing)螺旋(xuan)千斤頂調(diao)節，編碼(ma)器傳感，計算機(ji)控制調(diao)整輥(gun)(gun)位(wei)，輥(gun)(gun)位(wei)OP值設定精度可達(da)0.01mm。為保證小(xiao)直徑(jing)（219.1～323.9mm）焊管(guan)(guan)焊縫在定徑(jing)前不偏離(li)12點的(de)位(wei)置，在1＃定徑(jing)機(ji)架(jia)前設置了(le)防扭(niu)(niu)轉(zhuan)機(ji)架(jia)，防扭(niu)(niu)轉(zhuan)機(ji)架(jia)上安裝了(le)一(yi)對可沿環向扭(niu)(niu)轉(zhuan)的(de)立輥(gun)(gun)，并(bing)配置了(le)快速(su)(su)夾緊、機(ji)械調(diao)節裝置。
3. 固態焊(han)機技術特(te)點
采用(yong)挪(nuo)威EFD公司生產的(de)輸出功(gong)率(lv)(lv)為1800kW、頻率(lv)(lv)90～150kHz的(de)固(gu)態焊機。用(yong)更加簡潔的(de)主回(hui)路拓(tuo)撲結構，二(er)極管不可控整(zheng)流(liu)，可使功(gong)率(lv)(lv)因數達到0.95；利用(yong)新型的(de)軟(ruan)開關橋式逆(ni)變(bian)換流(liu)技術將(jiang)輸入的(de)直流(liu)電逆(ni)變(bian)為高(gao)頻交流(liu)電；整(zheng)機效率(lv)(lv)可達85％左右。具(ju)有高(gao)頻電源保(bao)護；無需對主回(hui)路的(de)電容電感參數進行(xing)(xing)調節，在設計負載范圍內，功(gong)率(lv)(lv)正常輸出不受限制(zhi)，自(zi)動(dong)匹配；還具(ju)有開機自(zi)診斷功(gong)能(neng)、配備相(xiang)應的(de)通訊(xun)系統實時將(jiang)設備運行(xing)(xing)參數傳(chuan)遞到監控系統進行(xing)(xing)診斷處理及(ji)存儲等智能(neng)化功(gong)能(neng)。
4. 自動控制(zhi)系統技術特點
a. 自(zi)動(dong)(dong)控制(zhi)系統分為：制(zhi)造執(zhi)行級 MES（manufacturing execution system）、基礎(chu)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)級L1和(he)設備(bei)傳(chuan)動(dong)(dong)與(yu)檢(jian)(jian)測級LO等3個層次。焊管生產線PLC與(yu)MES、操作(zuo)PC、快速(su)設定(ding)PC之間均采(cai)用(yong)標準工業(ye)以太網(wang)通(tong)訊(xun)，PLC與(yu)傳(chuan)動(dong)(dong)、檢(jian)(jian)測設備(bei)間采(cai)用(yong)網(wang)絡通(tong)訊(xun)連接。
b. MES主(zhu)要功能是接收上級計算機（ERP）下達(da)的生(sheng)產(chan)(chan)計劃，轉化(hua)成(cheng)實(shi)際的產(chan)(chan)品(pin)制(zhi)(zhi)(zhi)造計劃和(he)設備控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)參數(shu)，并控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)實(shi)際生(sheng)產(chan)(chan)過程，完(wan)成(cheng)生(sheng)產(chan)(chan)線調(diao)度(du)、物料跟蹤和(he)生(sheng)產(chan)(chan)數(shu)據采集等功能，實(shi)現產(chan)(chan)品(pin)從生(sheng)產(chan)(chan)計劃到(dao)成(cheng)品(pin)產(chan)(chan)出(chu)全過程管理與(yu)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)。
c. 快速(su)設(she)定(ding)(ding)(ding)系統（QS）是(shi)一套快速(su)換(huan)輥調(diao)(diao)整(zheng)系統，是(shi)MES的(de)重要內容(rong)，與基礎自(zi)動化(hua)(hua)L1相連接，既向L1發(fa)送(song)設(she)定(ding)(ding)(ding)數(shu)據，又(you)從L1收集各產(chan)(chan)品(pin)規格實際(ji)生(sheng)產(chan)(chan)調(diao)(diao)整(zheng)時的(de)輥位值(zhi)(zhi)，對(dui)優化(hua)(hua)的(de)調(diao)(diao)整(zheng)設(she)定(ding)(ding)(ding)參數(shu)進行繼承，作為下次生(sheng)產(chan)(chan)的(de)最新設(she)定(ding)(ding)(ding)值(zhi)(zhi)。根(gen)據產(chan)(chan)品(pin)理化(hua)(hua)結果判定(ding)(ding)(ding)當(dang)前設(she)置是(shi)否(fou)最優化(hua)(hua)，并選擇是(shi)否(fou)覆蓋原有數(shu)據。改變產(chan)(chan)品(pin)規格時，通過比較當(dang)前所(suo)生(sheng)產(chan)(chan)規格與即將生(sheng)產(chan)(chan)規格，并根(gen)據對(dui)頭(tou)焊縫跟蹤信息(xi)，快速(su)設(she)定(ding)(ding)(ding)PC自(zi)動向PLC 發(fa)送(song)軋輥直徑、輸送(song)角、力(li)矩、輥位設(she)定(ding)(ding)(ding)值(zhi)(zhi)、焊接功率參考值(zhi)(zhi)和熱處理溫度設(she)定(ding)(ding)(ding)值(zhi)(zhi)等。
d. 根據設(she)備提(ti)供(gong)的焊接(jie)(jie)質量跟蹤系統，以曲線或波形形式顯示當前的焊接(jie)(jie)速度(du)、焊接(jie)(jie)溫度(du)、焊接(jie)(jie)功率、各段熱處(chu)理溫度(du)和功率、探(tan)傷缺陷類型等，并存入數據庫(ku)供(gong)分析。
e. 基(ji)礎自動化控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)功能主要包括：自動順序(xu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、料流(liu)跟蹤、焊(han)縫位置跟蹤、鋼卷對中控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、開(kai)卷機張(zhang)力控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、活套充套量控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、主傳動速度(du)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、軋輥(gun)位置控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、銑邊(bian)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、焊(han)接功率控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、熱處理溫(wen)度(du)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和(he)飛鋸控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)等(deng)。
三、技術水平與業績
寶鋼ф610mm HFW 不(bu)銹鋼焊管(guan)機組憑借其設備一流，管(guan)理(li)先進，帶鋼資源及(ji)板管(guan)質量(liang)一貫制的(de)優勢，無論是(shi)產(chan)品品種，規(gui)格拓(tuo)展，還是(shi)在產(chan)量(liang)、質量(liang)及(ji)效益方面均取得了國內(nei)同(tong)類(lei)機組最(zui)好的(de)業(ye)績(ji)。產(chan)品廣泛應用于油(you)氣(qi)(qi)輸送、油(you)氣(qi)(qi)開采、海洋平臺(tai)及(ji)大(da)型建(jian)筑物(wu)。
自(zi)2005年(nian)(nian)10月27日投產(chan)以來(lai)，依托寶鋼股份一(yi)貫(guan)制優勢，寶鋼HFW不(bu)銹鋼焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)已經開發(fa)生產(chan)B-X80管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結構及低壓流(liu)體(ti)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。2006-2018年(nian)(nian)累計供貨HFW 焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)165萬(wan)(wan)噸(dun)（2.35萬(wan)(wan)千米），其中30％的(de)(de)產(chan)品出口到(dao)澳大(da)(da)利亞、加(jia)(jia)拿(na)(na)大(da)(da)、南美、中東(dong)、非洲及東(dong)南亞市場等海外市場。產(chan)品先后在中石油(you)長慶三凈-延電(dian)輸氣項目(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)、中海油(you)南堡(bao)海管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)項目(mu)、中石化塔河油(you)田抗酸(suan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)，巴西礦漿X70管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)、加(jia)(jia)拿(na)(na)大(da)(da)Nexeng公司(si)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)、加(jia)(jia)拿(na)(na)大(da)(da)Husky公司(si)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)、加(jia)(jia)拿(na)(na)大(da)(da)Encana公司(si)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)、澳大(da)(da)利亞的(de)(de)APA管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)、澳大(da)(da)利亞Jemena和澳大(da)(da)利亞DBP等管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)得(de)到(dao)應用(yong)。
