生產熱軋鋼管技術改造項目可行性研究報告生產油田用無縫套管項目可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 逐年提高，絕大部分自產自供。如國內生產石油油井管的市場占有從1991年的14%提高到2003年的73%，我國專用管材的比例也在逐年增加，其出口比例已經達成2535%；工業發達國家發展無縫鋼管生產主要是以生產高附加值的專用管材為主。****北鋼管業有限公司新建設的熱軋管機組應該瞄準高附加值的專用管材。從表33可見，我國專用管材比例大的是石油油井管，預測2005年、2010年將分別達到或145萬噸和160萬噸，其中石油套管的需要量較大。我國目前能生產石油套管的主要廠家見表35。表35 我國目前生產石油套管的主要廠家廠家機組設計套管產量萬噸/鋼級規格備注寶鋼無縫140全浮連軋J5N80、C7P110天津大無縫250MPMJ5K5N80、L80、C7C9P1Q12V150168PQFJ5N80、L80、C90、P1Q12預計本年底投產成都無縫180AR、318周軋J5K5N80、L80、C7C9P1340MPMJ5K5N80、L80、C7C9P1待建包鋼無縫400自動J55180MPMJ5N80、L80、C90、P1Q12衡陽無縫273MPM8J55待建從表35可見，待建機組的能力為28萬噸。預測2005年和2010年石油油井管需求量中石油套管的需求量分別為106萬噸和117萬噸?？赡軐嶋H需求量較預測需求量大，因此石油套管需求量尚有缺口。按照我國歷年無縫鋼管的消費結構分析，各規格消費的比例大致如下：管徑＜140mm 　　　　　　65%140mm≤管徑＜273 　　　　　　25%273mm≤管徑＜426mm 　　　　　8%管徑≥426mm 2%據不完全統計，目前我國生產小直徑鋼管的已經達到309萬噸，再加上一些鄉鎮企業的發展，其生產能力超過實際需求能力。市場的表現是原來設計生產小直徑無縫鋼管的機組不斷的往上擴大生產中等直徑的鋼管。如φ100mm自動軋管機組擴大生產到φ159mm，魯寶114mm和鞍鋼140mm自動機組擴大生產φ219mm。這說明市場需要中等直徑的鋼管，供應能力滿足不了就采用小機組經過改造后來生產。目前，新建熱軋無縫鋼管機組，一般投資者都把眼光盯著中等規格的軋管機組。在石油套管的消費量中，%，%，%，%% 的比例和市場導向中等直徑的無縫鋼管需求量大來看，山東富凱不銹鋼有限公司新建設的熱軋管機組的產品規格應該定位在生產直徑φ114mm以上的熱軋無縫鋼管，產品規格上限生產到φ300mm是適宜的。必須強調，市場是競爭的市場，必須要使自己的產品去占領市場，還必須去開發潛在的市場。本項目選用目前國際上先進的無縫鋼管生產機組，初期投資省，設備日常維護費用低，產量較大，單位產品成本低，適合于生產石油管等專用管材及其它合金無縫鋼管。生產的產品內外表面質量好，鋼管外徑精度高（≤177。%），壁厚精度高（≤58%）。工廠地處山東半島，緊靠港口，運輸方便。集團公司擁有煉鋼、連鑄、能源、原料的優勢，有緊靠華東、華北這個石油管大市場。集團公司有多年加工油管（絲扣加工）的生產技術和管理經驗，有較強的新產品開發能力。這些是該項目產品競爭能力強和成功的有力保證。第四章 機型選擇熱軋機組主要由穿孔、軋管、定徑（張力減徑）三大變形工序組成，而機組形式主要取決于軋管機，因此機型選擇主要圍繞軋管機進行論述，對穿孔機及定徑（張力減徑）機也做必要的說明。從表35可見，這些機組的機型及產量為：⑴連續軋管機組有：140全浮連軋、250MPM、340MPM 、273MPM、180MPM、168PQF共六臺套，%；⑵新型狄塞爾(AccuRoll)軋管機有：180AR一臺套，%；⑶自動軋管機有：400自動一臺套，%；⑷其它軋機有：318周軋一臺套，設計能力4萬噸，%；連軋管機組可分為全浮動芯棒、半浮動芯棒和限動芯棒三類。國外限動芯棒連軋管機組發展很快，自從意大利茵西公司制造的第一套限動芯棒連軋管機組于1978年在達爾明工廠投產以來，全世界已先后制造了18套，其中茵西公司一家就制造了12套。由于不斷改進，至今已發展到第4代，即第一代軋機主要主要問題是限動芯棒速度低，換輥時間長。第二代采用線外穿棒，縮短了軋制周期，減小了毛管與芯棒之間的間隙，增大延伸系數。同時，降低芯棒消耗約40%。每三代采用新結構，換規格時僅換軋輥及輥座，不換機架，使換輥時間縮短，機型緊湊，機身長度減短。第四代把全部單獨機架合成一個整體大框架直接固定在基礎上，稱“無機座軋機（MPMSL）”。此種連軋機一般由67個機架組成。具有如下特點：軋輥軸線與水平線成45176。且相鄰機架互成90176。，傳動裝置分別配制在軋機兩側；機架子之間設置了4個芯棒支撐架，對芯棒進行支撐和導向，從而提高了軋機的生產率和鋼管內外表面質量及尺寸精度，延長了芯棒使用壽命。軋機設備能力大，一般為3050噸，最大軋件長度可達35米，最大D/S可達45，最大延伸系數為4。2，最大軋制速度為5m/s，主電機總容量15400Kw，軋機設備總重800t噸。此種連軋機為，五個機架（三個大機架，兩個小機架）。具有如下特點：機架間距小，機組總長較短（包鋼機架總長為5200mm，鞍鋼機架總長為4640mm），有利于控制變形和減少芯棒長度。軋輥機架垂直、水平交叉布置。與45176。交叉布置相比，基礎最深處約可減少1m。采用液壓壓下，便于自動控制壁厚和生產“棱子管”，以利于張力減徑時減少頭尾損失。連軋機前設一四輥式空減徑機架，減少毛管的直徑偏差，提高了成品鋼管的外徑精度。MPM型連軋管機自1978年問世以來，在我國天津及包頭各有一套投入實際生產，鞍鋼的MPM連軋機正在建設之中，其中包鋼、鞍鋼為MiniMPM型，各種工藝調整參數成熟可靠，從包鋼順利投產的實踐看也證實了這一點。. PQF型限動芯棒連軋管機它是一個三輥可調式連軋管機，具有如下特點：軋輥孔型開槽淺，在軋制過程中鋼管沿圓圍方向速度差小，金屬橫向流動小，荒管的壁厚精度高?！白詣榆埞軝C組改為PQF三輥連軋機進行技術交流，當時各專家一致認為，在16”機組上采用PQF是合理的。通過有關測試資料表明，生產小于或等于φ219mm鋼管時，速度差造成的不利影響并不明顯。軋輥直徑小，輥身長度短，軋機間距小，相應芯棒長度也短。延伸系數較MiniMPM型大，同以五機架為例，%，同時噸鋼能耗小，有利于節能。軋機基礎較MPM型淺（無論是45176。交叉布置還是垂直水平布置，）因此可減少土建施工費用。機架為三輥可調輥縫機架，而輥縫調整對每個軋輥而言是圍繞一個支點擺動，在調整過程中無法保證三段圓弧相切，在生產時極易造成外表面“直道”缺陷。而通過軸承座加墊片調整輥縫，無法在線進行，只能離線調整，但通過輥縫的調整，可以減少芯棒規格數量。PQF技術自1993年問世以來，在國內外沒有形成工業性生產，因此各種調整參數無處可以參考，只能在投產初期進行摸索，因此達產期會加長。天津鋼管公司與德國米爾公司在2001年進行多次談判簽訂了購買PQF型限動芯棒連軋管機的合同，雙方商定共同承擔“第一套”的風險。 自動式軋管機是世界上普遍采用的一種熱軋無縫鋼管技術。這種自動軋管技術發展很快，在連軋管技術發展之前，成為熱軋無縫鋼管生產的主力機組，并且在相當長的一個時期內用以大量生產石油管。在自動軋管機上用圓頂頭生產鋼管，一般都采用在多個孔型中軋制或在單孔型中進行23道次軋制。毛管在帶有兩個側壁開口的圓孔型中成型，因側壁處管壁增厚而限制了延伸量，并且側壁增厚現象也可使均整后鋼管的不均性增大，同時限制了軋機生產率的提高。自動軋管機組工序多，消耗大，生產能力一般在2530萬噸的水平?？傊?，自動軋管機是一種落后機型，已停止發展。其主要缺點是：一是延伸率低，；二是管體內表面質量差，尺寸精度差；三是輔助操作時間長，占整個周期的60%；四是徑向壁厚不均，需配斜軋均整機，軋制管體長度受頂桿限制。 三輥軋管機阿塞爾三輥軋管機組，具有產品幾何尺寸精度高，生產靈活性大的特點，主要用來生產厚壁的軸承鋼和機械用管。~11盡管這種軋管機組可以軋制管壁較薄的鋼管，但因軋薄后產品精度喪失，操作復雜，所以此種軋機以軋中、厚壁管為主。機組年生產能力在10萬噸左右。1954年，由德國曼內斯曼米爾公司設計，瑞典滾珠軸承公司霍福爾斯廠建設了一套生產產品鋼管直徑為110~￠240mm的芯棒全浮式的Assel軋管機組。 新型狄塞爾(AccuRoll)軋管機新型狄塞爾(AccuRoll)軋管機是上世紀80年代末隨著鋼管生產技術的發展，美國艾特納標準工程公司在老式狄塞爾軋管機上進行改進，研制出的一種新型的軋管機技術。這種軋管機技術采用了錐形輥、大輾軋角、大直徑回轉導盤和限動芯棒裝置。這種軋機最大的優點是：軋制出的鋼管表面光潔、壁厚均勻、壁厚精度可控制在 177。3%~5%；軋出鋼管的D/S值可達35。其缺點是：一是變形效率低。單位變形功是其它軋機三倍以上，由此帶來主電機功率比三輥、自動軋管機高一倍以上。單位變形功高，使電耗增加；二是造成芯棒、導盤等工具的溫升大大增加，從而影響工具的壽命，使工模具—導盤和芯棒的消耗量大，尤其在軋制D/S＞35的薄壁鋼管時更突出；三是芯棒的溫度高，如果措施不當，會嚴重影響成品管的表面質量；四是變形量（延伸系數和減壁量）是所有軋管機中最小的。五是由于變形能力小，~，如：￠270規格的最小壁厚，；六是“內螺紋”是斜軋管機的固有缺陷，國際慣例是允許“內螺紋”，但成品管的外觀總是不太好。特別是在工藝不當、變形量太大以及芯棒潤滑不好時，都會加重“內螺紋”甚至有內疤；七是AccuRol軋管機軋制的荒管長度比連軋機短了近一倍，生產套管時，大多只能生產1~2倍尺，而連軋管組可達到2~4倍尺。四種250型軋管機的特性比較項目五機架MPM新型狄塞爾ASSEL(NEI)自動軋管尺寸精度外徑/壁厚177。%D/177。58%S177。%D/177。57%S177。%D/177。58%S177。1%D/177。%S表面質量好較好較好一般軋后最大長度m2815芯棒長度較長較短較短短頂頭+頂桿最大延伸系數最大d/s42353030軋制方式縱軋斜軋斜軋縱軋軋管機形式機架五架，二輥，45度布置錐形輥左右布置，導盤上下布置三輥式液壓快開(nEL型)三輥上下布置，液壓快速升降主電機功率（千瓦）12000520028002500軋機設備重量大小小中最大軋制速度4年產量（萬噸）50201530建設投資大小小中通過以上對幾種軋管機的分析比較，限動芯棒連軋管機組(MPM)和新型狄塞爾(AccuRoll)軋管機是可選擇的機組，它們各有所長：新型狄塞爾(AccuRoll)軋管機：與其它機型對比，具有加工工序少、金屬收得率高、能源和工具消耗低、投資省、產量適中等優點。機組的設備重量，裝機容量等都比連軋管機要少的多。因此，對一般企業是建設和改造中小型軋管機組較為理想的機架。中國華美鋼管工程公司引進美國艾特納標準工程公司AccuRoll軋管技術，并與該公司聯合設計、聯合制造，在中國成功的建設了四套AccuRoll扎管機組。在成都建設的￠￠325mm，適應生產石油套管。在煙臺魯寶鋼管廠建設的￠114mmAccuRol軋管機組，其生產能力的發揮很好。限動芯棒連軋管機組(MPM)：從當前國內生產套管生產廠家選擇的機型來看，80%的套管是由連續軋管機組生產的。后期建設的天津168PQF、鞍山連軋、成都340MPM、衡陽273MPM等幾套機組全是連續軋管機組。在連續軋管機組中天津大無縫的168PQF為三輥連軋機。自1978年意大利達爾明廠第一套14MPM機組建成投產以來，連軋管工藝已發展到了一個新的水平。由于它具有所生產的產品規格范圍廣、產品質量好、產量高、能源及工具消耗低，以及技術成熟等優點，已經引起了世界各國的普遍重視。目前除了意大利外，在中國、日本、美國、墨西哥、加拿大、法國、原蘇聯等國近年來就有10余套限動芯棒連軋管機組(MPM)建成投產。這種軋管機組年生產能力均在3050萬噸左右，但是建成一套MPM機組，設備重、裝機容量大、占地面積大、一次投資非常高，一般企業要建成這樣一套機組很難實現?？偟膩碇v：新型狄塞爾(AccuRoll)軋管機與(MPM)連軋管機組相比：產品質量相當，各有所長；電耗、坯耗、生產成本高一點；生產率（人均年鋼管產量）低一點；但初期建設投資要低一倍左右，因而新型狄塞爾(AccuRoll)軋管機的投資“風險”要低于連軋管機組。而(MPM)連軋管機所具有的：產品規格范圍廣、產品質量好、產量高、能源及工具消耗低，以及技術成熟等優點，具有競爭能力。經股東會議決定采用(MPM)連軋管機組。4．1．6機型規格問題在我國稱之為250連軋管機組在德國米爾公司有兩種規格可供選擇，一種為10 3/4″，另一種為9 5/8″。前者為天津的250機組，后者為包鋼的180機組，這兩種機組經過改造都有可能向上延伸產品規格上限，10 3/4″機組可以生產φ300mm成品鋼管。而9 5/8″機組也可以生產φ273mm成品鋼管，甚至更大規格。選用300連軋管機組，向上延伸生產φ340mm的成品鋼管是可能的，但由于機組越大設備重量也越大、裝機容量相差較大，因此投資相差也較大，本方案選擇國外10 3/4″型連軋管機組。（天津那種10 3/4″的250型軋機）目前生產中實際使用穿孔機主要有菌式及曼式兩種