国内外钢管生产工艺及设备发展现状

国内外钢管生产工艺及设备发展现状

不锈钢无缝管是以实心坯为原料，通过热穿孔、热轧或冷加工生产出钢管。机组的类型和水平主要取决于热加工、冷加工(主要方式是冷轧和冷拔)以及热处理工艺。因此，不锈钢无缝管的生产和产品质量主要取决于管坯原料、热加工和冷加工等主要环节。正是在这些主要环节上，我国不锈钢无缝管的生产技术存在着很大差距。

我国不锈钢冶炼工艺落后，不但没有最新的“三步法”冶炼工艺设备，而且就是采用电炉+AOD “二步法”冶炼不锈钢，一般炉子容量小，装备水平低，且没有连铸机，几乎全部采用钢锭一开坯轧制(锻造)生产工艺。这是不锈钢成本高的主要原因，也是与国外的最大差距。目前，只有个别厂采用水平连铸机生产不锈钢管坯。除了几个特殊钢厂能够自供管坯外，大多数厂家都是外购管坯，而外购管坯的品种、质量、规格很难全部满足用户的工艺要求，同时，价格也高。能够自供管坯的企业，虽然能够自己炼钢、锻(轧)坯，但由于要求管坯的钢种、规格多而杂，质量要求又高，数量又少。所以，其生产成本往往也很高，致使不锈钢无缝管的价格高，缺乏市场竞争能力。

我国目前不锈钢管热轧生产几乎都是采用斜轧穿孔工艺。影响采用斜轧穿孔工艺生产不锈钢管的因素有以下几方面： (1)不能生产热轧成品管，只能为冷加工提供坯料，由此导致了我国不锈钢管的使用领域中还存在着“以冷代热”的不合理现象。 (2)不锈钢管的质量难以保证，因为斜轧穿孔过程中的“曼内斯曼效应”和不锈钢的低塑性、加热温度范围窄，以及变形过程中的温升，难以保证不锈钢荒管的质量。因此，对一些重要用途的不锈钢管，如核电站用蒸发器管等，用户都指定必须用挤压工艺生产供料。(3)对一些难变形合金，如镍基高温合金GH39及Si含量高的25—20型不锈耐热钢等，用斜轧穿孔的方法很难或无法生产，即使生产，其穿孔的成材率也极低。而挤压工艺则能生产出高质量的成品管或冷加工用的荒管。 (4)由于我国生产不锈钢管时仅使用了自动轧管机组中的曼氏穿孔机而未用后面的轧管、均整机和定径机，因此，生产的荒管尺寸精度差，壁厚较厚，这给冷加工增加了很大的变形量。(5)斜轧穿孔工艺无法生产异型断面管。因此，国外普遍采用热挤压工艺生产不锈钢无缝管，这是我国不锈钢无缝管生产与国外先进国家相比的根本差距。

现在我国无缝钢管技术装备种类、规格齐全。具体来看，热轧无缝钢管装备：自1953年建成投产ф140mm自动轧管机组以来，陆续开发、研制、设计、制造、建成投产一大批小型（ф50mm-ф100mm）穿孔机和自动、三辊、连轧、圆盘等轧管机组，并先后引进一批顶管、大型自动、扩管、三辊轧管机组，后期又引起一批先进的三辊、精密和连轧机组，现有（含在建）的热轧成品无缝钢管机组约9大类38套，即连轧管、自动轧管、周期轧管、热扩管、精密轧管、圆盘轧管、三辊轧管、顶管、挤压管和行星轧管机组，产品外径ф21.3mm-ф1100mm，设计能力504-514万吨。应该说，目前我国是世界热轧管机组的种类和规格最齐，是世界热轧无缝钢管最新、最先进机组的总汇，是世界最新装备、机组的实验地。

我国冷拨、冷轧无缝钢管设备发展状况：20世纪30年代后期，在上海建有螺丝式拉拨管机；40年代开始建有链式拉拨管机；50年代开始建有两辊和三辊冷轧机；60年代开始建有旋压管机；70年代开始建有液压冷拨管机；80年代开始引进先进的快速、高速以及大直径冷轧管机。据不完全统计，我国现有各种冷轧机管近千台，其中国产两辊机组300多台，多辊机组600多台，引进机组43

台。

目前国内现有的无缝钢管生产装备水平参差不齐，既有落后的，也有最先进的。早期建设的热轧无缝毛、荒管生产设备较为简陋，技术落后，消耗高，污染严重，现已基本停产，但仍有部分处在半停半开状态。有的设备经过调整和改造，专门用于生产单一的品种，如一般用途的轴承管、低中压锅炉管、结构管、流体输送管等，其装备按照满足其定位品种和规格的质量和要求，进行调整和改造，达到降低投资、降低消耗和降低成本的先进工艺流程。

热轧管机组中有代表性的典型现代化装备主要有连轧机组，精密轧管机组，ф400mm自动轧管机组，三辊轧管机组，顶管机组等，这些机组的装备水平，有的相当先进，达到国际水平。如国产的108三辊轧管机组，是1968年开始设计的国家实验机组，通过1979年实验和试轧，1980年通过部级鉴定，1984年经原冶金部批准，进行移地配套改造，1987年建成投产，2002年完成更新改造，装备水平达到当今三辊轧管机组的最高水平。整个机组可完全由计算机自动操作，亦可人工单独操作。再有，国产102顶管机组，1988年建成投产，该机组装备电气传动控制，仪器、仪表测量和调节，连锁操作控制系统，是20世纪80年代顶管机组的较高水平。

在无缝钢管技术装备及生产发展前景方面,目前国还不是世界的无缝钢管生产强国，现在国产的优质、低耗、高附加值无缝钢管的品种还很少，不能满足国内市场的需求。如高强度、特殊密封扣、耐低温、耐腐蚀（硫化氢、一氧化碳等）、抗压溃等特殊油井管的缺口较大，致使油井管现在每年还需进口30万吨。此外，无缝钢管的品种、质量、消耗等方面，还难以超过设计水平。与国外先进水平相比，还存在一定的差距，尤其是在质量、使用寿命、价格比等方面，还很难具备竞争力。在机组装备上，也需进一步提升，比如冷轧管的设备，距离世界先进水平尚有相当的差距。在国外已采用高速、超长行程轧制和双回转双送进，轧制过程不停机连续上料和连续轧制以及采用电脑控制，实现自动化操作。

我国现有的无缝钢管生产布局不均衡，且较为分散，集中度差。从全国六大地区来看，西北地区的无缝钢管产量极低，仅年产6万吨；迄今为止，宁夏、甘肃、新疆、海南、香港、澳门和台湾省没有无缝钢管厂。在全国26个有生产厂的省、市中，其产量的差异也很大，年产20万吨以上的有10个省、市；年产50万吨以上的只有天津、上海、内蒙、江苏、山东、四川6个省、市；在这6个省市中，产量最大的为江苏，2003年的产量为95万吨；产量最大的企业为天津钢管公司，2003年的产量达到80.1万吨；年产50万吨以上的企业也只有天管、宝钢、包钢、成都等4家，可见其分散程度。