一、基本情况
常宝精特能源管材有限公司新建的φ114mm CPE机组是由中冶京诚工程技术有限公司设计，主轧机（顶管机）、缩口机设备由中冶京诚设计，天津赛瑞公司（中冶京诚公司合资公司）制造；穿孔机、松棒机、脱棒机由太原通泽重工设计制造，24架张减机由德国梅尔公司设计制造。该机组设计年产量为10万吨，产品主要为高压锅炉管和高钢级油井管。
钢管外径：26.7～89（114.3）mm；
钢管壁厚：2.6～12.5mm；
钢管长度：4～24（26/28）m。
二、工艺流程
常宝φ114mm CPE机组工艺布置如图6-4所示。
三、主要工艺设备参数及性能
1. 环形加热炉
环形炉由LOI天津公司设计及制作，加热温度为1250～1280℃。装出料机为电动，两套机构均附带在紧急状态下可手动驱动装出料夹钳从炉内退出炉外的装置。炉门为气动侧开，传动装置会有效避开炽热的炉气，以保证良好的使用寿命。以下为环形加热炉主要参数：
中径：15m；
炉底宽度：2.95m；
最大加热长度：2.8m；
最大加热能力：40t／h；
最大装出料节奏：18180p/h。
2. 锥形辊穿孔机
管坯穿孔是热轧无缝钢管生产中的最重要的变形工序，它的任务是将实心坯穿制成空心毛管。常宝ф114mm CPE机组采用锥形辊穿孔机，生产的毛管精度高，附加变形小，适于生产薄壁管。以下为穿孔机主要参数。
管坯直径：φ130mm、φ150mm；
最大／最小轧辊直径：800mm／700mm；
最大出口速度：0.76m／s；
轧制力矩：1610kN·m；
主电机功率：1500kW×2台；
主电机转速最大：550r/min。
3. 缩口机
缩口是CPE生产线的关键工序之一，缩口机将毛管头部压缩，使其抱紧芯棒头部的台阶，用以承受顶推过程中的拉力。二爪缩口机的收口模是由二块半个模型的收口模组成的，三爪缩口机的收口模是由三块模型合成一个收口模形状，三爪缩口机有以下优点：
a. 收口处毛管与芯棒的包容性更好，发生顶穿事故的可能性更小；
b. 收口处毛管的长度可以减小，从而可以减小顶管后的切头长度，提高成材率；
c. 更有利于轧制高合金材料。
常宝φ114mm CPE机组生产线选择了三爪缩口机，如图6-5所示。
以下为缩口机的主要参数。
缩口机型式：三爪式缩口机；
缩口力：100t；
动力源：液压，16MPa压力；
毛管规格：φ1~160mm;
缩口控制方式：压力控制；
冷却水量：15m5m3/h。
4. 顶管机
顶管机由床身、主传动、齿条、推杆和前后台组成，床身包括了固定辊模、可调辊模和床身机座，如图6-6所示。顶管过程中，顶管机主传动通过齿轮齿条和推杆将动力传递到芯棒上，芯棒带动毛管通过一系列孔型逐渐减小的辊模进行减壁变形，完成顶管过程，主要特点为：
a. 参与变形的辊模为三辊非传动结构，分为固定式和可调式两种，辊模结构简单，维护量小，重量轻，工作可靠，工艺事故处理简单；
b. 床身为加工有固定插槽的焊接结构，辊模架直接插入床身中，装配简单，辊模更换和位置调整容易，不需要专门的换辊机构；
c. 只有一套电机和齿轮减速箱传动系统带动齿轮齿条装置提供动力，传动系统简单，控制点少；
d. 减少了轧辊传动系统包括：轧辊传动电机、减速机、传动轴、联轴器等；
e. 设备外形小，机座基础浅，土建施工容易，节省基础费用。
以下为顶管机主要参数:
荒管外径：Φ95～130mm；
轧辊直径：固定机架Φ410mm，可调机架Φ336mm；
最大入口速度：1.5m／s；
最大出口速度：6m／s；
最大顶推力：1100kN；
电机功率：2000kW／台，共2台；
限动力：2900kN；
额定转矩：58800N·m／台。
5. 松棒机
顶管后芯棒与荒管是紧贴在一起的，为了便于下一工序的脱棒，需要进行松棒。松棒机对荒管轧制后，使荒管与芯棒之间产生1～1.5mm的间隙，以利于脱棒。以下为松棒机主要参数。
荒管外径：φ95～130mm；
荒管壁厚：3～12（16）mm；
荒管长度：8000～18000mm；
松棒速度（基速）：1.5m／s；
调速范围：0.8～2m／s；
轧制节奏：2～3p／min；
轧辊喉径：Φ350mm；
轧辊安装角：30°±5°；
电机功率（DC）：180kW×2。
6. 脱棒机
脱棒机的作用是将芯棒从荒管中脱出，脱棒时夹送辊夹紧芯棒运动使芯棒从荒管中脱出，同时荒管由一组活动挡板挡住，以使芯棒和荒管分离。脱棒机如图6-7所示。
以下为脱棒机主要参数。
最大辊径（最大）：300mm；
最大拉力：4.5t；
芯棒直径：φ86～105mm；
脱棒速度：1.5m／s；
传动电机：90kW，1450r／min。
7. 张减机
采用24架张减机，为单辊传动的方式，如图6-8所示。设备的传动系统依靠每辊一个电机来实现（共72台电机），每个轧辊有一个齿轮箱，电机和齿轮箱直接连接，上下传动轴与相应轧辊轴的连接由液压缸来实现，带动接轴法兰向轧辊法兰移动。当轧辊机架被推入机身框架，轧辊联轴器和后传动装置连接，联轴器的连接将由电气基础自动化系统管理。以下为张减机主要参数。
轧辊名义直径：φ250mm；
机架间距：235mm；
入口钢管最大速度：1.25m／s；
出口钢管最大速度：6m／s；
电机功率：93kW／台，共72台；
电机转速：200～2000r／min。
