【導(dǎo)讀】一些數(shù)據(jù)是參照鋼管廠的某些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本文主要包括金屬平衡表及產(chǎn)品方案的確定，編寫，及專題部分等等。規(guī)格以及各種品種的年產(chǎn)量，并對(duì)坯料的具體參數(shù)進(jìn)行了確定。在軋制工藝過程與軋制。制度的確定中，包括了工藝流程及穿孔、軋管、均整等工序的軋制制度等。穿孔機(jī)、軋管機(jī)、均整機(jī)、減徑機(jī)、矯直機(jī)、渦流探傷機(jī)等。三輥軋管機(jī)的變形特點(diǎn)。

　　

【正文】 危機(jī)影響，世界經(jīng)濟(jì)已步入衰退期，國際、國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)無縫鋼管需求的總體萎縮趨勢(shì)短時(shí)間內(nèi)很難扭轉(zhuǎn)，供大于求的買方市場(chǎng)可能會(huì)長期存在過高的出口依存度，使無縫鋼管業(yè)的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增大。從表 ， 2021年度無縫鋼管業(yè)出口依存度已高達(dá) ％，過度依賴出口維系的產(chǎn)銷平衡已岌岌可危，國際市場(chǎng)劇烈波動(dòng)無形中使本來疲軟的國內(nèi)市場(chǎng)更加動(dòng)蕩。過度的出口必然導(dǎo)致貿(mào)易摩擦日趨增多，一些國家對(duì) 我國無縫鋼管出口的“雙反”調(diào)查，使無縫鋼管出口形勢(shì)更是雪上加霜，因此無縫鋼管行業(yè)的市場(chǎng)經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)和投資風(fēng)險(xiǎn)會(huì)進(jìn)一步放大。 過低的行業(yè)集中度，將導(dǎo)致無縫鋼管行業(yè)間市場(chǎng)競爭程度更加殘酷。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有無縫鋼管生產(chǎn)廠家 150家，年產(chǎn)量超 50萬 t的無縫管企業(yè)僅有 l0家，無縫鋼管產(chǎn)能之和大概不到無縫鋼管 2021年產(chǎn)量 40％，由此可見我國無縫鋼管行業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度很低，企業(yè)間市場(chǎng)競爭程度較為激烈，企業(yè)間各自為政，各廠產(chǎn)品都面向全國市場(chǎng)，在產(chǎn)品供大于求的市場(chǎng)條件下，惡性競爭在所難免，各企業(yè)無序競爭、競相壓價(jià)，部分企業(yè)甚至為了暫時(shí)搶占市場(chǎng)不惜低于成本價(jià)銷售。因此，提高產(chǎn)業(yè)集中度，推進(jìn)企業(yè)重組，通過集團(tuán)化運(yùn)作，有效整合資源，提高綜合競爭力，是市場(chǎng)必然的選擇。 國家經(jīng)濟(jì)刺激政策短期內(nèi)對(duì)無縫鋼管需求影響不大。我國 4萬億拉動(dòng)內(nèi)需政策主要是啟動(dòng)鐵路、水利、高速公路、電力、機(jī)場(chǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和西氣東輸二線、三線，中亞、中緬等管線工程建設(shè)以及房地產(chǎn)等保障性工程，對(duì)主要使用無縫鋼管的石油、化工、機(jī)加工及鍋爐等行業(yè)的影響不大，都強(qiáng)力拉動(dòng)焊管需求，短期內(nèi)對(duì)無縫鋼管需求影響不大。 企業(yè)發(fā)展不平衡，部分企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新能力，沒有具有市場(chǎng)核心競爭 力的產(chǎn)品。近 10多年來，國內(nèi)和世界經(jīng)濟(jì)總體上處于相對(duì)增長期，長期的賣方市場(chǎng)和無縫鋼管相對(duì)的高附加值，使多數(shù)無縫鋼管企業(yè)認(rèn)為有了無縫鋼管就有了效益，在市場(chǎng)可接受企業(yè)高利潤的條件下仍以粗放的模式增長，著重強(qiáng)調(diào)規(guī)模效益。其在短期內(nèi)也使企業(yè)獲得了可觀的利潤和相對(duì)的發(fā)展，導(dǎo)致了一些引進(jìn)了國際一流設(shè)備的無縫鋼管制造業(yè)也熱衷于生產(chǎn)附加值不高的大路貨，就好比五星級(jí)酒店熱賣大排檔其制造成本高和競爭力低下也就不言而喻。在供大于求的市場(chǎng)狀況下，其結(jié)果必然是企業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)落后，生產(chǎn)成本遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁 居高不下，產(chǎn)品競爭力低下，缺乏具有市場(chǎng)核心競 爭力和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的拳頭產(chǎn)品，競爭方式單經(jīng)過包括 2021年在內(nèi)的一年多的價(jià)格拼殺，部分企業(yè)已無利潤可言，甚至嚴(yán)重虧損，少數(shù)企業(yè)開工率不足 40％，已面臨嚴(yán)重的生存問題。因此，面對(duì)嚴(yán)峻的市場(chǎng)形勢(shì)，轉(zhuǎn)變?cè)鲩L方式，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加快技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新，降低生產(chǎn)成本，把設(shè)備優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，培育具有市場(chǎng)核心競爭力產(chǎn)品，是無縫鋼管業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。 焊管等無縫鋼管替代品正在逐漸向無縫鋼管市場(chǎng)滲透，擠占其傳統(tǒng)的無縫鋼管市場(chǎng)。無縫鋼管業(yè)的高速發(fā)展是整體鋼鐵業(yè)發(fā)展的結(jié)果，隨著板帶和焊接技術(shù)不斷進(jìn)步，部分焊管已完全可取代無 縫鋼管，無縫鋼管在鋼管中的市場(chǎng)比例正在逐年減少。近年隨著我國多套 ERW直縫焊和 UOE、 JCOE大直徑埋弧焊機(jī)組的建成投產(chǎn)，其高質(zhì)量的焊管已可取代部分石油專用無縫鋼管，中石油已整合旗下的石油管企業(yè)形成我國最大的石油焊管集團(tuán)，更說明這一點(diǎn)。 市場(chǎng)價(jià)格競爭已接近或超過成本底線，品牌競爭是企業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨。在產(chǎn)能過剩、供大于求市場(chǎng)形勢(shì)下，經(jīng)過一輪殘酷的價(jià)格拼殺，價(jià)格已達(dá)到或超過企業(yè)所能達(dá)到的成本底線，價(jià)格競爭已沒有任何牌可打。在當(dāng)今技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品日趨同質(zhì)化的大背景下，采取差異化競爭戰(zhàn)略，提供穩(wěn)定的高質(zhì)量的產(chǎn)品和良 好的服務(wù)，推行產(chǎn)品與營銷的品牌競爭已是市場(chǎng)與企業(yè)發(fā)展的必然選擇。穩(wěn)定、恒久的高質(zhì)量和良好的服務(wù)已使天管成為無縫鋼管業(yè)的排頭兵，尤其是確立了石油行業(yè)的品牌優(yōu)勢(shì)，也獲得了可觀的效益。 提高產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量，滿足用戶的市場(chǎng)增值需求，以用戶的需求為企業(yè)生產(chǎn)的最高標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品質(zhì)量僅僅滿足標(biāo)準(zhǔn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)只是通用、共性的準(zhǔn)則，即使完全滿足國家和國際標(biāo)準(zhǔn)要求，產(chǎn)品的實(shí)物質(zhì)量與顧客的特性化要求仍可能會(huì)存在很大的差距。例如，我們一些企業(yè)生產(chǎn)的用戶對(duì)壁厚公差要求高的機(jī)加用厚壁管，仍以GB/T8162— 2021要求的壁厚公差正負(fù) ％來控制，其根本無法滿足用戶機(jī)加使用要求，長期的結(jié)果也就可想而知。因此建立以用戶的需求為企業(yè)生產(chǎn)最高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)和銷售管理機(jī)制，滿足用戶的市場(chǎng)增值需求，提供個(gè)性化服務(wù)，是市場(chǎng)競爭制勝的法寶。 綜上所述，高速發(fā)展后無縫鋼管業(yè)市場(chǎng)格局發(fā)生了很大的變化，但影響市場(chǎng)變化的因素眾多而復(fù)雜，在某一特定時(shí)期，某一利好或利空因素起主導(dǎo)作用，進(jìn)而引發(fā)市場(chǎng)起起落落，有時(shí)甚至逆轉(zhuǎn)，因此我們必須及時(shí)分析、準(zhǔn)確把握，積極應(yīng)對(duì)，順勢(shì)而為。同時(shí)市場(chǎng)規(guī)律也是可循的，只要我們趨利除弊，緊跟市場(chǎng)脈搏，提高行業(yè)集中度 ，穩(wěn)步培育企業(yè)自主創(chuàng)新能力，把設(shè)備和技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，提高產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量，滿足用遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 戶增值需求，以用戶的需求作為企業(yè)生產(chǎn)的最高標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施差異化競爭戰(zhàn)略，確立品牌 優(yōu)勢(shì)，就能實(shí)現(xiàn)無縫鋼管業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)我國由高速發(fā)展后的無縫鋼管大國向無縫鋼管強(qiáng)國邁進(jìn)。 世界金融危機(jī)對(duì)我國無縫鋼管生產(chǎn)的影響分析 2021年下半年爆發(fā)的世界金融危機(jī)很快殃及實(shí)體經(jīng)濟(jì)，對(duì)世界鋼鐵行業(yè)帶來巨大打擊。 2021年全球粗鋼產(chǎn)量為 t，比 2021年降低 ％，是連續(xù) 6年來的首次下降； 2021年上半年粗鋼仍持續(xù)減產(chǎn)， 隨著各國刺激經(jīng)濟(jì)的政策不斷奏效，到 2021年 7月世界鋼鐵行業(yè)減產(chǎn)勢(shì)頭才有所扭轉(zhuǎn)。 2021年我國粗鋼產(chǎn)量為 t，比 2021年僅增長 ％，是 1982年以來增長率最低的一年，但是進(jìn)入 2021年后，國家實(shí)施了“保增長，調(diào)結(jié)構(gòu)，促改革，惠民生”的積極財(cái)政政策，并不斷地充實(shí)完善應(yīng)對(duì)危機(jī)、促進(jìn)發(fā)展的一攬子計(jì)劃，促進(jìn)了鋼材消費(fèi)的快速增長， 2021年 7月粗鋼產(chǎn)量創(chuàng)歷史新高。 我國無縫鋼管行業(yè)面對(duì)的國內(nèi)外市場(chǎng)，具有反應(yīng)相對(duì)滯后和出口依存度高的顯著特點(diǎn)，行業(yè)自身還存在集中度不高、裝備結(jié)構(gòu)不合理等問題。這些都使得我國 無縫鋼管行業(yè)對(duì)世界金融危機(jī)的反應(yīng)更為敏感，造成的負(fù)面影響更大，影響也更長久。 產(chǎn)量下降滯后、恢復(fù)迅速，市場(chǎng)反應(yīng)出現(xiàn)特殊情況無縫鋼管市場(chǎng)反應(yīng)一般慢于其他鋼材品種，因此在 2021年下半年，當(dāng)其他鋼材品種大幅度減產(chǎn)時(shí)，無縫鋼管的國內(nèi)消費(fèi)和出口依然保持了較高的水平，直到 2021年一二月份才出現(xiàn)產(chǎn)量的大幅下降，比其他品種的市場(chǎng)反應(yīng)落后幾個(gè)月。隨后在宏觀政策拉動(dòng)和其他鋼材帶動(dòng)下， 2021年 3~7月無縫鋼管月產(chǎn)量又回升到 2021年的平均水平。但是，根據(jù)國內(nèi)主要使用無縫鋼管的能源和機(jī)械等行業(yè)恢復(fù)情況分析，這種市場(chǎng)快速復(fù)蘇反 應(yīng)并不正常，有價(jià)格競爭、搶占市場(chǎng)份額、貿(mào)易商囤積、去庫存等復(fù)雜因素的影響，這將對(duì)生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生盲目樂觀的誤導(dǎo)。 20212021年我國無縫鋼管月度生產(chǎn)、進(jìn)出口和表觀消費(fèi)情況見圖 、圖 。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 圖 2021到 2021年無縫鋼管月度生產(chǎn)情況 圖 2021年無縫鋼管月度進(jìn)出口表觀消費(fèi)情況 重點(diǎn)企業(yè)的市場(chǎng)受到多面沖擊，面臨挑戰(zhàn)我國無縫鋼管生產(chǎn)集中度不高， 2021年重點(diǎn)企業(yè)無縫鋼管產(chǎn)量占總產(chǎn)量比例的 45％， 2021年 1~7月比例下降到 41％，其國內(nèi)市場(chǎng)份額受到出口受阻的民營企業(yè)沖擊。國際市場(chǎng)方 面，盡管 2021年重點(diǎn)企業(yè)出口依存度低于全國平均水平，但是因?yàn)榭偝隹诹肯陆?，國際市場(chǎng)份額減少， 2021年月均出口下降34％。 2021~2021年重點(diǎn)企業(yè)無縫鋼管生產(chǎn)、出口情況如圖 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 圖 2021到 2021年重點(diǎn)企業(yè)無縫鋼管月度生產(chǎn)出口情況 裝備構(gòu)成不合理，造成規(guī)格和品種的產(chǎn)能過剩。由于國內(nèi)外的無縫鋼管市場(chǎng)均以油井管為主，危機(jī)前旺盛的市場(chǎng)導(dǎo)致我國無縫鋼管裝備發(fā)展不平衡，覆蓋油井管主要規(guī)格的中小口徑至中口徑規(guī)格 (直徑 114～ 340ram)機(jī)組產(chǎn)能過大，危機(jī)造成的市場(chǎng)萎縮，使無縫鋼管生產(chǎn)出現(xiàn)了類似 板帶材生產(chǎn)領(lǐng)域中熱連軋和中寬厚板產(chǎn)能過剩的情況，大中口徑連軋管機(jī)組能力無法發(fā)揮，管加工能力嚴(yán)重過剩。 機(jī)型不合理，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高、企業(yè)難以盈利。近年新建的中小 IZl徑和中口徑機(jī)組大部分為三輥軋機(jī)，其使用的小規(guī)格管坯 (直徑≤ 140ram)只能大量使用軋坯兩火成材。金融危機(jī)導(dǎo)致了價(jià)格下降，而生產(chǎn)成本高，使企業(yè)或虧損、或保本經(jīng)營 [5]。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁 2 設(shè)計(jì)方案的選擇和 產(chǎn)品方案及金屬平衡表的確定 設(shè)計(jì)方案的提出和選擇 自動(dòng)軋管機(jī)組是生產(chǎn)無縫鋼管的重要設(shè)備之一，它仍然是世界無縫鋼管尤其是油井管生產(chǎn)的主力。自動(dòng)軋管機(jī)組 主要特點(diǎn)是機(jī)組全部采用短芯頭，生產(chǎn)規(guī)格時(shí)安裝調(diào)整方便，易掌握；生產(chǎn)的品種規(guī)格范圍廣；突出缺點(diǎn)是第一道軋制后要回送，翻鋼，輔助操作的間隙時(shí)間占了整個(gè)軋制周期的 60%以上，效率低。 連軋管機(jī)組是生產(chǎn)小直徑無縫鋼管的最有效的設(shè)備。連軋機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)：效率高；便于機(jī)械化，自動(dòng)化；不要求大延伸穿孔為采用連鑄坯創(chuàng)造了良好的條件。缺點(diǎn)是：芯棒長而重，生產(chǎn)時(shí)一般 12根為一組循環(huán)使用。 周期式軋管機(jī)組可以用鋼錠直接生產(chǎn)無縫鋼管 (近年來開始用連鑄坯 )。目前主要用其生產(chǎn)大直徑厚壁管，異型管，利用鍛軋的特點(diǎn)還以生產(chǎn)合金鋼管。主要缺點(diǎn) 是：效率低，輔助操作時(shí)間占整個(gè)周期的 25%；孔型不易加工；芯棒長，生產(chǎn)規(guī)格不宜過多。 三輥軋管機(jī)組主要特點(diǎn)是沒有導(dǎo)板，采用長芯棒三輥斜軋。生產(chǎn)時(shí)變換規(guī)格方便，好調(diào)整，適用于生產(chǎn)高表面質(zhì)量，高精度尺寸的厚壁管。主要缺點(diǎn)是：生產(chǎn)鋼管的外徑與厚壁比一般在 ~，下限受脫棒的限制，上限是軋制時(shí)尾部出現(xiàn)三角喇叭口的限制。 頂管機(jī)組具有設(shè)備建設(shè)費(fèi)用少，生產(chǎn)復(fù)雜程底，適于生產(chǎn)薄壁管以及可用方坯作為原料等優(yōu)點(diǎn)，適于生產(chǎn) ，但其存在的主要問題是壁厚精度難于保證。 擠壓管機(jī)組是采用 玻璃潤滑劑，生產(chǎn)出的產(chǎn)品缺陷少，品種規(guī)格多，易于生產(chǎn)難變形的合金，但產(chǎn)量低的缺點(diǎn)，使其適用范圍受很大限制。 綜合考慮上述六種機(jī)組，同時(shí)由于本設(shè)計(jì)為年產(chǎn) 24萬噸的無縫鋼管車間和具體情況，決定采用自動(dòng)軋管機(jī)組。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 產(chǎn)品方案和金屬平衡計(jì)算 產(chǎn)品方案 產(chǎn)品方案是設(shè)計(jì) 的工廠或者車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格、狀態(tài)和年計(jì)劃產(chǎn)量。產(chǎn)品方案是進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)制定工藝過程、確定軋機(jī)組成和選擇各種設(shè)備的重要依據(jù)。產(chǎn)品方案的重要內(nèi)容包括車間的生產(chǎn)規(guī)模及鋼種、各類產(chǎn)品的品種規(guī)格及產(chǎn)量等等。軋鋼車間工藝設(shè)計(jì)首先從擬定車 間產(chǎn)品方案開始，有了方案就可以進(jìn)一步選擇設(shè)備和確定生產(chǎn)工藝 [6]。 (1)產(chǎn)品方案的內(nèi)容主要包括： 1)車間的生產(chǎn)規(guī)模及鋼種； 2)各類產(chǎn)品的品種及規(guī)格； 3)各類產(chǎn)品的產(chǎn)量。 (2)編制產(chǎn)品方案的原則： 主要是滿足用戶需求，同時(shí)考慮市場(chǎng)的供需情況。 結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀，生產(chǎn)工藝，技術(shù)條件等情況，現(xiàn)確定如下產(chǎn)品方案見表 。 表 產(chǎn)品方案 鋼種 規(guī)格 標(biāo)準(zhǔn) 年產(chǎn)量(萬噸 ) 備注 1045 (45～ 159)(～ 35) YB23170 一般管 1020 (45～ 159)(～ 35) GB816287 6 結(jié)構(gòu)用管 1020 (45～ 159)(～ 30) GB570882 低中壓鍋爐管 20g 15CrMoV (57～ 159)(～ 10) GB531082 高壓鍋爐管 Dz40 Dz50 (108～ 168)(～ 11) YBZ3570 地質(zhì)管 10 20 12CrMo 15MnV (45～ 159)(～ 35) GB994888 7 石油管 10 Zg 16Mn (45～ 159)(6～ 20) GB647986 化肥用高壓管 1045 20g (45～ 140)(～ 15) 企標(biāo) 冷拔管 45 40Cr 40Mn (76～ 130)(7～ 20) CAKT84 GB308882 汽車半軸套管 1Cr18Ni9Ti (57～ 159)(6～ 20) GB227080 不銹鋼管 (108～ 168)(7～ 20) YBn386 YBn186 YBn286 軍用管 12CrNi3A (57～ 168)(15～ 36) YB67673 航空結(jié)構(gòu)管 GCr15 (57～ 140)(6～ 20) YBz3570 軸承管 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 C10 C20 (57～ 159)(～ 20) GB537285 船舶用管 合計(jì) 24 金屬平衡 金屬平衡是研究從原料到成品的金屬相互平衡關(guān)系。從原料到成品過程中金屬消耗是軋鋼生產(chǎn)中最主要的消耗，通常占成本的一半以上。因此降低金屬消耗對(duì)節(jié)約金屬，降低成本有重要意義。金屬消耗指標(biāo)通常以金屬消耗系數(shù)表示，它的含義是生產(chǎn)一噸合格鋼材需要的鋼錠或鋼坯量，計(jì)算式為 ： K=W/Q， K 為金屬消耗系數(shù)， W 為投入坯料重量 (t)， Q 為合格產(chǎn)品重量 (t)。 其中影響成材率的因素包括 [7]： (1)燒損 (2～ 3﹪ )：指金屬在高溫狀態(tài)下的氧化損失。它包括坯料在加熱過程中的氧化鐵皮和軋制過程中的二次氧化鐵皮，但前