1 无缝钢管生产工艺流程

　　无缝钢管生产主要经过以下几道工序;管坯——切断——加热——穿孔——轧管——定(减)径——矫直——切头尾——检验——包装——入库。而根据轧管方式的不同可将无缝钢管轧机分为自动轧管机组、连轧管机组(MPM两辊连轧管机组、PQF三辊连轧管机组)、Assel轧辊机组、Accu轧管机组、周期轧管机组等，新上的轧机以MPM连轧管机组、PQF三辊连轧管机组居多，比如天津钢管公司的Φ460、Φ258 PQF连轧管机组、衡阳钢管的Φ273 MPM连轧管机组、攀钢成都无缝的Φ340 MPM连轧管机组、Φ159 PQM连轧管机组、鞍山Φ170 PQF连轧管机组等。

　　2 穿孔机

　　管坯穿孔是热轧无缝钢管生产中重要的变形工序，它的任务是将实心管坯穿轧成空心毛管。根据穿孔机的结构和穿孔过程的变形特点，可将现有的穿孔方法分为：斜轧穿孔、推轧穿孔和压力穿孔，而以斜轧穿孔应用为广泛，斜轧穿孔机轧辊的形状有辊式、菌式(锥形)和盘式三种，辊式穿孔机轧辊应用于小型轧机，而大型的机组穿孔机采用菌式轧辊。盘式穿孔机应用较少。不论轧辊形状如何，为了保证管坯咬入和穿孔过程的实现都有穿孔锥(轧辊入口锥)、碾轧锥(轧辊出口锥)和轧辊轧制带(入口锥与出口锥之间的过度部分)组成。

　　穿孔机轧辊大多采用辊轴和辊套的组合结构，两者采用直接过盈组合或加键过盈组合。这样，当轧辊报废后，辊轴可继续复用，以减小工具成本。小型穿孔机辊轴材质多选用45或40Cr，调质处理。大型的穿孔机辊轴多用42CrMo，调质处理。轧辊材质目前各厂家选用较杂，有的厂家选用锻造45、55等优质碳素结构钢。有的厂家选用50Mn、65Mn、70Mn、70Mn2Mo、60CrMnMo等合金铸钢或锻钢;硬度范围要求也不一致，有的要求HB180-220，有的要求HB220-260。为了增加咬入性，大型穿孔轧辊一般在入口锥上加工有深度为0.8～1.2mm的网状花纹。

　　综合国内外钢管厂家的材质选择及使用情况，笔者认为：穿孔机轧辊选用铸造50Mn、60CrMnMo等中碳合金钢材质较合适，一是具有较好的强度及耐磨性，二是适用于轧制各种材质钢管。硬度控制在HB200-240较合理。

　　3 轧管机

　　毛管轧制是热轧无缝钢管生产的主要变形工序，其作用是使毛管壁厚接近或达到成品管壁厚，和消除毛管在穿孔过程中产生的纵向壁厚不均，另外还可提高荒管内外表面质量，控制荒管外径和圆度。空心毛管轧成接近成品尺寸的荒管。

　　1、自动轧管机：自动轧管机为二辊不可逆式纵轧机，其特点是在工作辊后设置一对高速反向旋轧的回送辊，作用是将经过一次轧制的毛管送到前台进行第二次轧制，因此它的生产效率较低，国内大多数机组已改造或淘汰。轧辊的材质多为无限冷硬铸铁、球墨铸铁或冷硬球墨铸铁，硬度在HSD50以上。

　　2、两辊连轧机组：连轧机组是较为先进的钢管轧机，它是将穿孔后的毛管套在长芯棒上，经过多机架顺次排列且相邻机架辊缝互错90°的连续轧管机进行轧制。

　　连轧辊的材质大多为镍铬钼无限冷硬球墨铸铁(也称珠光体球墨铸铁)、镍钼无限冷硬球墨铸铁(也称针状体球墨铸铁)，孔型部分硬度HSD50-65。国外设计的连轧辊一架有的采用锻钢或石墨钢材质，以进一步提高该架次轧辊的强度。

　　3、三辊连轧机组：三辊可调式限动芯棒连轧管机(PQF)是意大利INNSE公司为克服二辊连轧管机的固有局限性而研制开发的，由于它将360°孔型分为三部分，减小了每个轧辊孔型底部与边缘的线速度差距，因而轧制的钢管精度高。

　　小型的PQF轧机的连轧辊是整体式的，采用镍铬钼无限冷硬球墨铸铁，硬度控制在HSD55-65时较为合适;大型的PQF轧机的连轧辊作成装配式的，即轧辊采用耐磨性较好镍铬钼无限冷硬球墨铸铁，轴采用高强度的锻钢材料，并经过调质处理，可以重复使用，大大节约了成本，此结构已在天津钢管公司成功使用。

　　4、Assel轧管机组：Assel轧管为三辊斜轧，它由三个主动轧辊和一根芯棒组成环行封闭孔型。

　　轧辊辊身分入口锥、辊肩、平整区和出口锥四段，材质采用4Cr5MoSiV1锻钢、铸造半钢或合金球墨铸铁等，热处理硬度：锻钢轧辊控制在HSD65—75，半钢轧辊控制在HSD50—60，合金球墨铸铁轧辊控制在HSD55—65(该种材质轧辊为进口机组设计，在国内成功应用实例较少)。

　　4　钢管定径和减径

　　是热轧无缝钢管生产中的后一道荒管热变形工序，其主要作用是消除前道工序轧制过程中造成的外径不一，以提高热轧成品管的外径精度和圆度。钢管定径、减径和张力减径过程是空心体不带芯棒的连轧过程。目前国内先进的定(减)径机均采用三辊120°等分的轧辊，采用该型式的定(减)径机后管材表面质量好，成品管材的规格较多。

　　定(减)径机轧辊与轴采用过盈配合或键连接，目前多采用过盈配合。轧辊采用镍铬钼无限冷硬球墨铸铁，毛坯采用离心铸造生产毛坯，保证外层组织致密，硬度为HSD55-68之间。轧制小于Φ219以下规格的钢管时，轧辊的硬度可选择在HSD60-68之间，保证孔型的硬度一致，且耐磨性较好;轧制Φ219以上规格的钢管时，由于轧辊孔型尺寸较大，落差较大，为保证孔型底部与边缘的磨损不至于相差太大，轧辊的硬度可选择在HSD55-61之间。