（检测技术与自动化装置专业论文）穿孔过程关键参数软测量与优化控制.pdf

1 ，掣0，ii酆强f，n，瓤l醯瓢誓毛雳譬鬈0l， i叫一0基爹誓孑l-，1 j ， ljm孽 i i l ll li lli l l l lll l i iiii 18 4 4 5 3 2 ad i s s e r t a t i o nf o rt h ed e g r e eo fd o c t o ri nm e a s u r e m e n t t e c h n o l o g ya n d a u t o m a t i ci n s t r u m e n t 一一 一 一 1 1 1 一 k e yp a r a m e t e r s o f ts e n s i n ga n d o p t i m i z a t i o n 一 c o n t r o l1 0 rp l e r c l n gp r o c e s s e s b yp a nx i a o l i s u p e r v i s o r ：p r o f w a n gf u l i n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y m a y 2 0 0 8 三一 l 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加 以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为 获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。 学位论文作者签名：j 答孝弃l 签字日期：) 册子7 i 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人同意东北大学。叮以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交 流。 ( 如作者和导师同意网上交流，请在下方签名：否则视为不同意) 学位论文作者签名 签字日期： ：翮乙 2 式7 导师签名：名 签字日期： ”n心麓。孑 l jj i15目，jii，i& ， ， 、。_v11 东北大学博士学位论文摘要 穿孑l 过程关键参数软测量与优化控制 摘要 目前，国内许多钢铁企业为了提高无缝钢管的生产质量，都采用了加装狄赛尔导盘 的斜轧穿孔机进行钢坯穿孔，但是在斜轧穿孔机中，与生产密切相关的工艺参数导 盘转速只能停机离线调整，这大大降低了钢坯穿孔生产效率和质量，成为钢管生产的一 个瓶颈。如何实现穿孔机导盘转速的在线可调，进而改善穿孔机穿孔生产的毛管质量， 提高无缝钢管生产机组的生产效率，已经成为各钢厂一个迫切需要解决的问题。 本文以某钢铁公司钢管分公司s w w 斜轧穿孔过程为研究背景，建立了导盘转速软 测量模型，最优导盘转速确定模型，以及负载力矩软测量模型，并实现了导盘转速的优 化控制。另外，通过对穿孔工艺的深入分析，建立了对穿孔生产具有一定指导意义的穿 孔效率预报及优化模型。最后，通过建立毛管质量预报模型，实现了前述优化控制效果 的检验及毛管质量的实时监测。本文主要工作如下： 针对导盘转速难以在线测量的问题，提出了基于改进p c a e l m 的导盘转速软测量 方法。利用p c a 方法对数据进行压缩去噪，并且针对传统e l m 方法在建模数据较多时， 预报速度较慢的缺陷，提出了利用改进p c a e l m 方法建立软测量模型，实现导盘转速 的在线预估。同时，利用短期校正与长期校正相结合的方法实现了软测量模型的更新校 正。 为了提高生产效益，需得到在不同工况下，使毛管质量和穿孔效率较高而能耗较低 的最优导盘转速。针对管坯穿孔过程的复杂性及建模数据的特殊性，提出利用适用于非 高斯分布数据的i c r 建模方法建立独立成分和穿孔机最优导盘转速确定模型，并提出利 用误差检验方法确定独立成分个数。最优导盘转速确定模型的建立，可为导盘转速自动 控制的最优参数设定提供指导和参考。 针对导盘转速的自动控制问题，提出了导盘转速的优化控制系统。其中导盘转速软 测量模型实现了难于在线测量的关键参数导盘转速的在线预估，为实现其直接控制 奠定了基础；最优导盘转速确定模型根据管坯原材料、生产要求及生产运行工况确定了 导盘转速的最优设定参数，为导盘转速的自动控制提供最优设定；负载力矩软测量模型， 实现了系统中的主要扰动负载力矩的实时预估，并在此基础上实现了负载力矩的前 馈补偿控制，大大削弱了该主要扰动对导盘转速的影响。 一n 一 一 ，_ 三 一一i-rir_： 。一k【_卜； 东北大学博士学位论文 摘要 针对无缝钢管穿孔生声过程，难以一直保持较高穿孔效率这问题，提出了基哥均 值子时段的m p l s 穿孔生产过程穿孔效率预报模型，并根据生产工艺约束，对其进行了 优化求解，获得了最优穿孔效率所对应的穿孔生产工艺参数。同时，为了检验穿孔效率 的优化结果，实现毛管质量的在线监测，提出了基于均值子时段的m p l s 毛管质量在线 预报方法。基于均值子时段预估方法的创新之处在于：( 1 ) 提出了子时段的思想；( 2 ) 生 产处于不同操作子时段，对预报参数的影响因素不同，分段选择辅助变量；( 3 ) 提出了数 据均值的思想。 最后，本文给出了穿孔过程关键参数软测量与优化系统的总体结构实施框架，详细 地介绍了人机交互系统、下位机以及后台预报与优化系统的功能，同时给出了彼此间的 相互联系。 关键词：穿孔机；软测量；改进p c a e l m ；优化控制；均值子时段m p l s 一i 一 ，1。 r k e yp a r a m e t e rs o f ts e n s i n g a n do p t i m i z a t i o nc o n t r o lf o r p i e r c i n g pr o c e s s e s a b s t r a c t n o w a d a y s ，i no r d e rt oi m p r o v et h eq u a l i t yo fs e a m l e s ss t e e lt u b e s ，m a n yd o m e s t i cs t e e l e n t e r p r i s e su s es k e wr o l l i n gp i e r c e rw i t hd i e s c h e rg u i d ed i s ct op i e r c es t e e lb i l l e t b mi i lt h e s k e wr o i l i n gp i e r c e r ，t h eg u i d ed i s cr e v , w h i c hh a ss i g n i f i c a n te f f e c to np i e r c i n gp r o d u c t i o m c a no n l yb er e g u l a t e do f f l i n e t h i sh a sg r e a t l yr e d u c e d t h ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c ya 1 1 dq u a l i 西 o fs t e e lb i l l e tp i e r c i n g ，a n dt h u sb e c o m eab o t t l e n e c ki ns t e e lt u b e sm a n u f a c t u r i n g i ih a sb e e n a nu r g e n tp r o b l e mw i t hr e s p e c tt oh o w t oo n l i n er e g u l a t et h eg u i d ed i s cr e vo f p i e r c e rs oa st o t m p r o v et h eq u a l i t yo fs t e e lt u b e si np i e r c i n g p r o d u c t i o na n di n c r e a s et h ep r o d u c t i o n e f f i c i e n c yi ns e a m l e s ss t e e lt u b e s b a s e do nt h es w ws k e wr o l l i n gp i e r c i n g p r o c e s si nc e r t a i nt u b eb r a l l c ho fs t e e l c o r p o r a t i o n ，t h i sd i s s e r t a t i o ne s t a b l i s h e st h r e et y p e so f m o d e l s ，i e ，s o f ts e n s i n go fg 试d ed i s c r e v , d e t e r m i n a t i o no f o p t i m a lg u i d ed i s cr e va n ds o f ts e n s i n go fl o a dm o m e n t ，a n dr e a l i z e st h e o p t i m i z a t i o nc o n t r o lo fg u i d ed i s cr e v i na d d i t i o n ，i tb u i l d sp i e r c i n ge f f i c i e n c yp r e d i c t i o na n d o p t i m i z a t i o nm o d e l ，w h i c hp r o v i d e si n s t r u c t i v es i g n i f i c a n c ef o r p i e r c i n gp r o d u c i n g f i n a l l y ，i t r e a l i z e st h ee f f e c tv e r i f i c a t i o no ft h ea b o v em e n t i o n e d o p t i m i z a t i o nc o n t r o la n do n l i n ea u a l i t y p r e d i c t i o no fs t e e lt u b eb a s e do nt h ec o n s t r u c t i o no fq u a l i t yp r e d i c t i o nm o d e lo fs t e e lt u b e t h em a i nw o r k so ft h i sd i s s e r t a t i o na r el i s t e da sf o i l o w s ： t oo v e r c o m et h e p r o b l e mt h a ti t i sh a r dt oo n l i n em e a s u r et h eg u i d ed i s c r e v , a n i m p r o v e dp c a _ e l ms o f ts e n s i n gm e t h o di sp r o p o s e df o rt h eg u i d ed i s cr e v i nt h i sm e 也o d p c am e t h o di su s e dt oc o m p r e s sa n df i l t e rp r o c e s sm e a s u r e m e n t s m o r e o v e r ，t h es o 危s e n s i n g m o d e lo fg u i d ed i s cr e vi s d e v e l o p e db a s e do na ni m p r o v e dp c a e l mm e t l l o d w h i c h o v e r c o m e st h ep r e d i c t i o ns p e e dd e f i c i e n c yo ft r a d i t i o n a le l m m e t h o dw h e nd e a l i n gw i t h m u c hm o d e l i n gd a t aa n dr e a l i z e st h eo n l i n ep r e d i c t i o no f g u i d ed i s cr e v m e a l l w m l e t 1 1 es o n s e n s i n gm o d e li sa d a p t i v e l yu p d a t e du s i n gt h ec o m b i n a t i o no fs h o r t t e r ma n dl o n g - t e r m a d j u s t m e n t s i no r d e rt oi m p r o v ep r o d u c t i o nb e n e f i t , i ti s n e c e s s a r yt oo b t a i nt h eo d t i m a lg u i d ed i s c r e vu n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s ，w h i c hc a nn o to n l yu p g r a d es t e e lt u b e sq u a l i t ya n d p i e r c i i l g e 瓶c i e n c yb u ta l s or e d u c ee n e r g yc o s t f o c u s i n go nt h ec o m p l e x i t yo ft u b eb i l l e t p i e r c e i n g p r o c e s sa n dp a r t i c u l a r i t yo fm o d e l i n gd a t a ，i c rm o d e l i n gm e t h o d ，w h i c hi s s u i t a b l ef o r i v 多r h r b 3 东北大学博士丝笙查 垒! ! ! 皇璺 - - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - _ - i _ - _ _ _ _ - - - - _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ - - _ _ - - _ _ _ _ - _ _ _ 一 m o d e l i n gn o n g a u s s i a nd a t a ，i si n t r o d u c e dt o e x t r a c tt h ei n d e p e n d e n tc o m p o n e n t sa n db u i l d t h eo p t i m a ld e c i s i o n - m a k i n gm o d e lo fg u i d ed i s cr e v , i nw h i c h ，t h en u m b e ro fi n d e p e n d e n t c o m p o n e n t si sd e t e r m i n e db yc r o s s v a l i d a t i o n t h ed e v e l o p m e n to fa b o v e - m e n t i o n e do p t i m a l m o d e lc a np r o v i d ei n s t r u c t i o n sa n dr e f e r e n c e sf o rs e t t i n gt h eo p t i m a lp a r a m e t e r so fa u t o m a t i c c o n t r o lo fg u i d ed i s cr e v f o c u s i n go nt h ea u t o m a t i cc o n t r o lo fg u i d ed i s cr e v , a no p t i m i z a t i o nc o n t r o ls y s t e mi s d e v e l o p e d f o rt h ek e yp a r a m e t e r , t h eg u i d ed i s cr e v , w h i c h i sd i f f i c u l tt oo n l i n em e a s u r e ，t h e s o f ts e n s i n gm o d e lo fg u i d ed i s cr e vr e a l i z e si t so n l i n ee s t i m a t i o n ，w h i c he s t a b l i s h e s t h e f o u l l d a t i o no fd i r e c tc o n t r 0 1 t h em o d e lo fo p t i m a lg u i d ed i s cr e vd e t e r m i n e st h eo p t i m a l s e t t i n gp a r a m e t e r so fg u i d e d i s cr e va c c o r d i n gt ot u b eb i l l e tr a wm a t e r i a l s ，p r o d u c t i o n r e q u i r e m e n ta n do p e r a t i o ns t a t u s ，w h i c hc a n b eu s e dt os e tt h eo p t i m a ls e t p o i n to ft h eg u i d e d i s cr e va u t o m a t i cc o n t r 0 1 t h es o f ts e n s i n gm o d e lo fl o a dt o r q u er e a l i z e s t h e r e a l t i m e p r e d i c t i o no f l o a dt o r q u e ，w h i c hi st h ep r i m a r yd i s t u r b a n c ei nt h es y s t e m ，a n df u r t h e rr e a l i z e s i t sf e e d f o r w a r dc o m p e n s a t i o nc o n t r o l ，w h i c h ，t h u s ，g r e a t l yw e a k e n st h ei n f l u e n c eo ft h i s d i s t u r b a n c eo ng u i d ed i s cr e v c o n s i d e r i n gt h a ti t i sh a r dt om a i n t a i nh i g hp i e r c e i n ge f f i c i e n c yd u r i n gs e a m l e s ss t e e l t u b e sp i e r c e i n gp r o c e s s ，ap i e r c e i n ge f f i c i e n c yp r e d i c t i o nm o d e li se s t a b l i s h e du s i n gm p l s a l g o r i t h mb a s e do np h a s e s p e c i f i ca v e r a g et r a j e c t o r y m o r e o v e r , t h eo p t i m a lp r o b l e m i s s o l v e du n d e rt h ep r o c e s so p e r a t i o nc o n s t r a i n ，a n dt h ep i e r c e i n gp r o c e s sp a r a m e t e r sa r e o b t a i n e dc o r r e s p o n d i n gt ot h eo p t i m a lp i e r c e i n ge f f i c i e n c y m e a n w h i l e ，t ov e r i f yt h eo p t i m a l r e s u l to fp i e r c e i n ge f f i c i e n c y , a n dr e a l i z et h eo n l i n em o n i t o r i n go ft u b eq u a l i t y , a nm p l s a l g o r i t h mb a s e do np h a s e s p e c i f i ca v e r a g et r a j e c t o r y i s p r o p o s e df o ro n l i n et u b eq u a l i t y p r e d i c t i o n t h ei n n o v a t i o no ft h ep r o p o s e dm e t h o dl i e si n ：( 1 ) i tp r o p o s e st h ei d e ao fs u b p h a s e ； ( 2 ) i tc h o o s e st h ep h a s e s p e c i f i cs e c o n d a r yv a r i a b l e sa c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n ti n f l u e n c e so n p r e d i c t i o np a r a m e t e r sd u r i n gd i f f e r e n tp r o c e s so p e r a t i o np h a s e s ；a n d ( 3 ) i tp r o p o s e st h ei d e a o fa v e r a g et r a j e c t o r y f i n a l l v t h i sd i s s e r t a t i o nd e v e l o p st h eo v e r a l lf r a m e w o r ko fs o f ts e n s i n go fk e yp i e r c e i n g p a r a m e t e r sa n do p t i m i z a t i o n c o n t r o l s y s t e m ，d e t a i l e d l y i n t r o d u c e st h eh u m a n 。c o m p u t e r i n t e r a c t i o ns y s t e m ，s u p e r v i s o rc o m p u t e ra n db a c k g r o u n dp r e d i c t i o na n do p t i m i z a t i o ns y s t e m ， a n dm e a n w h i l ep r e s e n t st h e i ri n t e r r e l a t i o n s h i p k e yw o r d s ：p i e r c e r ；s o f ts e n s i n g ；i m p r o v e dp c a e l m ；o p t i m i z a t i o nc o n t r o l ；p h a s e 。s p e c i f i c a v e r a g et r a je c t o r ym p l s v 一 1 一j 一 、 譬一 k 。，( 一 白 k 、 东北大学博士学位论文 目 录 目录 独创声明i 摘要 a b s t r a c t i v 目录v i 第一章绪论1 1 1 无缝钢管生产概述1 1 1 1 我国无缝钢管生产的历史1 1 1 2 我国热轧无缝钢管生产设备发展简介2 1 1 3 无缝钢管生产的基本工序3 1 2 穿孔机概述。4 1 2 1 管坯穿孔方式4 1 2 2 二辊式穿孔机5 1 2 3 狄舍尔穿孔机6 1 3 钢管生产及穿孔机的自动化发展7 1 4 无缝钢管生产现状及本课题背景9 1 4 1 无缝钢管生产现状9 o 1 4 。2 课题背景1 0 1 5 本文主要工作11 第二章穿孑l 机导盘转速软测量方法研究1 3 2 1 引言1 3 2 2 软测量方法1 3 2 2 1 软测量基本概念1 3 2 2 2 建立软测量模型的基本方法1 4 2 2 3 建立软测量模型的基本步骤1 6 2 3 改进的极限学习机方法。1 7 2 3 1 极限学习机基本原理1 7 2 3 2 改进的极限学习机方法1 9 2 4 基于改进p c a e l m 方法的导盘转速软测量建模2 1 2 4 1 主成分分析( p c a ) 技术2 1 2 4 2 基于改进的p c a e l m 方法建立导盘转速软测量模型2 4 一v l 一 ，i，镰 东北大学博士学位论文 目 录 2 4 3 导盘转速软测量模型的校正 2 7 2 4 4 仿真研究2 8 2 5 本章小结3 2 第三章穿孔机最优导盘转速确定3 3 3 1 引言3 3 3 2 最优导盘转速的建模方法3 3 3 2 。1 建模变量选取3 3 3 2 2 最优导盘转速建模3 4 3 3 最优导盘转速的仿真验证4 3 3 3 1 仿真验证步骤4 3 3 3 2 仿真分析4 3 3 4 本章小结。4 5 第四章穿孑l 机导盘转速优化控制4 7 4 1 最优导盘转速优化控制系统总体结构4 7 4 2 导盘转速对象模型的建立4 8 4 2 1e m 执行机构与变量泵环节4 9 4 2 2 泵一马达和负载系统模型5 1 4 2 3 速度传感器环节。5 4 4 2 4 系统的数学模型5 4 4 3 负载力矩的软测量建模5 5 4 3 1 辅助变量的选择5 5 4 3 2 变量预处理5 6 4 3 3 基于p c r 方法的负载力矩软测量建模与检验。5 6 4 4 导盘转速系统控制器的设计5 9 4 4 1 导盘转速系统的工作原理及特点6 0 4 4 2 导盘转速前馈反馈控制器的设计。6 0 4 4 3 控制算法的仿真验证6 1 4 5 本章小结。6 3 第五章穿孔效率的建模与优化6 5 5 1 引言6 5 5 2 多变量统计过程建模方法分析6 6 5 2 1 间歇过程的数据特点及标准化方法6 6 5 2 2 多向偏最小二乘( m p l s ) 6 8 5 3 穿孔效率预报模型的建模7 0 一v i i 一 、 “j | v 、 品 a 父 r 旷 - f 幺 乒一 ! 爿 东北大学博士学位论文目 录 5 3 1 建模变量分析 7 0 5 3 2 数据预处理7 3 5 3 - 3 预报模型建立7 4 5 3 4 预报模型的特点7 6 5 4 基于遗传算法穿孔效率的优化7 6 5 4 1 穿孔效率决策变量及优化目标7 7 5 4 2 优化方法的选择8 0 5 4 3 穿孔效率的优化计算8 0 5 5 仿真验证8 2 5 6 本章小结8 5 第六章基于均值子时段m p l s 方法的毛管质量预报8 7 6 1 引言8 7 6 2 毛管质量预报变量选择8 8 6 2 1 毛管质量影响因素分析8 8 6 2 2 毛管质量量化标准9 1 6 3 毛管质量预报模型建立。9 1 6 3 1 建模数据的均值化处理9 1 6 3 2 预报模型的建立9 3 6 3 3 毛管质量在线预报9 4 6 4 仿真验证9 6 65 本章小结1 0 0 第七章穿孑l 过程关键参数软测量与优化系统的实施1 0 1 7 1 前言10 1 7 2 系统实施总体框架1 0 1 7 3 下位机p l c 1 0 3 7 3 1 下位机系统的硬件组态1 0 3 7 3 2 导盘转速的优化控制1 0 3 7 4 上位机的配置与功能1 0 4 7 4 1 上位机的硬件及软件配置1 0 4 7 4 2 上位机的基本功能1 0 4 7 4 3 上位机监控画面设计与开发1 0 5 7 5 后台预报及优化系统1 0 7 7 5 1 后台预报及优化系统的软硬件配置1 0 7 7 5 2 后台预报及优化系统的编程语言1 0 7 7 5 3 后台预报及优化系统的模块功能1 0 7 东北大学博士学位论文上立 ： ：一 7 5 4 后台预报及优化系统与上位机之间的数据交换“1 0 8 第八章结论与展望1 0 9 参考文献1 13 致谢”1 2 , 1 作者攻读博士学位期间完成论文1 2 3 个人简历1 2 5 一i x 一 ； 、r - ， 一秘， l 0 鞫1 v 东北大学博士学位论文第一章绪论 第一章绪论 钢管工业的发展开始于自行车制造业的兴起。二战后火电锅炉的制造，化学工业的 “ 发展以及石油、天然气的钻采和输送等，都有力的推动着钢管业在品种、质量和产量上 的发展。钢管比其它轧制钢材与人类生活关系更密切，从自行车、日用家具、供水供气 设备，到石油化工，地下资源的开发，国防和航天技术所用导弹、火箭等等，都离不开 钢管。钢管是经济建设中重要的原材料之一。 ， 传钢管按生产方法可分类为：无缝钢管和焊接钢管。无缝钢管是一种经济断面钢材， (在原油开采和加工、管道输送、机械制造、锅炉制造以及大型场馆建设等方面应用广泛。 近年来世界各国无缝钢管的生产发展很快。为了不断地满足国民经济各部门的需要，我 国无缝钢管生产也有了迅速的发展。除了生产量不断增长外，发展的主要标志在于新工 艺、新设备和新技术的采用，新产品的开发，产品质量的不断提高以及生产效率的提高， 以求最大的经济效益。 好的开始是事情成功的一半，穿孔生产是无缝钢管生产中的第一道变形工序，其产 品质量的好坏，生产效率的高低，都对后面工序的生产有着重要的影响。为保证穿孔生 产的高质高效进行，需要通过技改实现重要工艺参数的在线调整，并优化现有的生产工 艺参数。 本章首先介绍我国无缝钢管生产设备、工艺过程，进而阐述了穿孔工序的重要设备 穿孔机的概况；然后讨论了这一行业的自动化发展，以及存在的问题；介绍了与某 钢厂合作的穿孔机导盘改造项目；最后给出了本文各章节的内容安排。 ， 1 1 无缝钢管生产概述 ， 一 1 1 1 我国无缝钢管生产的历史 ，1 9 4 9 年新中国成立时，我国几乎不具有生产无缝钢管的能力。1 9 3 5 年1 0 月，日本 。侵略者曾在我国东北的鞍山建了一套可生产直径7 0 1 5 0 m m 的热轧无缝钢管机组，最 高年产曾达到1 1 4 万t ( 1 9 4 0 年) 。但1 9 4 5 年日本投降后，这套机组的全部设备被拆运到 了当时的苏联。所以新中国成立时，我国几乎不能生产无缝钢管，当时仅上海有极少数 钢管改制设备，可以将进口的无缝钢管改制为其他规格的无缝钢管雌】。 自1 9 5 3 年生产出第l 根无缝钢管以来，我国无缝钢管行业开始了从无到有、从小到 大的发展历程，目前正在向无缝钢管强国进军。1 9 9 0 - - - - 1 9 9 9 年，我国无缝钢管产量处于 一1 一 东北大学博士学位论文第一章绪论 一个缓慢增长期，年平均增长量为1 5 9 万t ；而从2 0 0 0 - 2 0 0 5 年进入了一个快速增长期， 年平均增长量为1 2 6 万t ，其中2 0 0 2 年到2 0 0 7 年是一个高速增长期，年平均增长量达 到了1 4 7 万t ，2 0 0 6 年产量达到1 4 9 0 万t ，2 0 0 7 年产量达到1 6 9 0 万t 。 随着我国无缝钢管产能的迅速扩大，在不断满足国内市场需求的同时，无缝钢管出 ， 葛 口量也在不断增长。我国无缝钢管的出1 2 1 量呈上升趋势，从2 0 0 0 年出1 2 13 2 8 7 万t 到2 0 0 5、彤 乙 年出1 2 11 3 9 2 4 万t ，5 年增加了1 0 0 多万t ，2 0 0 6 年的出1 2 1 量达到1 5 0 万t ：而进口量的 增加相对于出口量的增加并不明显，5 年只增加了3 2 3 万t ，近2 年还略有减少。2 0 0 3 年以前我国处于无缝钢管进口国的地位，从2 0 0 3 年开始，实现了无缝钢管的净出1 2 i ， 哩 ” 特别是2 0 0 5 年净出口量达到了7 1 4 4 万t 。， 近年来，我国无缝钢管生产企业均加大了技术改造的力度，引进了多套先进的轧管 生产机组，全年实际产能己超过了1 7 0 0 万t ，成为全球无缝钢管生产第一大国，接近全 球无缝钢管产量的4 0 。 1 1 2 我国热轧无缝钢管生产设备发展简介 目前，生产热轧无缝钢管的机组主要有自动轧管机组、连续轧管机组、周期式轧管 机组、三辊轧管机组、顶管机组和挤压钢管机组等。随着无缝钢管产量的增加和品种结 构的调整，我国无缝钢管生产技术装备、设备设计和制造水平也提升很快。从1 9 5 3 年 在鞍钢建成投产1 4 0 m m 自动轧管机组以来，我国陆续开发、研制、设计、制造和建 成投产了一大批小型( 5 0 1 0 0 m m ) 穿孔机和自动、三辊、连轧、圆盘( 狄塞尔) 等 轧管机组。随后又引进并建成投产了一批顶管、周期( 大中型) 、大型自动、扩管、三 辊等类型的轧管机组。之后又引进了一批先进的三辊、精密和连轧管机组等【3 巧】。 近1 0 年来，我国引进建成了1 0 套先进的连轧管机组，实际产能超过5 0 0 万t 。在 这些连轧管机组中，天津钢管的中2 7 3 m m m p m 机组( 包括天津钢管的4 6 0 n u n p q f 机组 和攀成钢公司的1 5 9 m m f q m 机组) 代表了当今世界一流的最先进的连轧管技术装备水 平。 ：! 在引进先进连轧管机组的同时，还引进了一些适合于生产特殊品种的机组，如大冶 o 无缝的1 7 0 r a m 、天津钢管的0 2 1 9 m m 三辊轧管机组和浙江久立的3 1 5 0 k n 挤压管机组 等。这些机组的装备水平亦较高，在生产特殊的中厚壁无缝钢管或高合金品种时具有明 显优势，生产也比较灵活。 近年来，在对i l e a l 管机组进行技术改造和淘汰落后装备方面也取得了长足的进步。， ， ，产 查! ! 查兰堡主兰堡垒查第一章绪论 一 ：! ：= 2 ： 包钢无缝改造了4 0 0 m m 自动轧管机组；攀成钢公司利用搬迁的机会，将西3 1 8 l 姗周 期轧管机组改造成了0 5 0 8 m m 周期轧管机组，并增设了均整机；鞍钢无缝将1 4 0 砌 1 1 自动轧管机组改造成了0 1 5 9 m m 连轧管机组。这些机组改造后，装备水平得到了提高。 与此同时，国内还有些厂家淘汰了一批落后的生产机组。 1 i 3 无缝钢管生产的基本工序 为了将实心圆钢穿轧成中穿的成品钢管，不论采用什么样的穿孔与轧管方式，生产 无缝钢管时的基本- r 序均如图1 1 所不- - 6 ： 图1 1 无缝钢管生产工艺流程图 f i g 1 1p r o d u c t i o nt e c h n i c a lf l o w c h a r to fs e a m l e s st u b e ( 1 ) 坯料准