宝钢分公司钢管厂首创的一种能兼顾轧制厚薄两类钢管,具有当代国际先进水平的“张力减径机新型孔型”,结束了我国高合金无缝钢管长期依赖进口的局面,为宝钢批量生产T91、13Cr等高合金钢管提供了有效工具。实施3年多来,使宝钢中高合金钢管产量大幅递增,钢管品种规格由千余种增加到4400种,为宝钢直接创造效益5亿元。该项目日前荣获上海市科学技术进步奖发明类一等奖。

    张力减径机为宝钢分公司无缝140钢管机组的重要组成部分,于上世纪80年代从德国引进。随着我国石油、天然气和电站的发展,高合金、高品质无缝钢管需求量大增。但是,受现有张减机组等制约,宝钢难以生产高合金、高品质钢管。

    为提升宝钢钢管竞争能力,满足用户日益增长的需求,宝钢于2000年成立了科研攻关组,实施张力减径机新型孔型开发。科研人员在设计方法无借鉴、孔型加工无手段、大量试验无条件、合并孔型无先例的困难条件下,针对传统张减机孔型存在的作业效率低、轧辊寿命低、轧制质量低等问题,利用有限元对孔型变形规律进行分析,创造性地提出并形成了系统的新型孔型设计理论与具体方法,将传统厚薄两种轧机孔型合二为一,发明了一种兼顾厚薄两类钢管生产、具有当代国际先进水平的张减机全新孔型。

    张减机新型孔型的成功开发,大幅度提高了宝钢低合金及碳钢类钢管实物质量水平和综合竞争力。新型孔型使用以来,钢管纵向壁厚极差率下降了1.48%,横向壁厚±8%合格率提高了20%,内表废品率下降了0.51%,外表废品率下降了1.79%,均达到或超过国际同类机组水平。尤其是张力减径机圆、椭圆孔型的合并,使张减机基本孔型系的数量减少了一半,吨钢辊耗下降了50%,单机架轧制量提高了57%,大大节省了换辊辅助时间。

    新型孔型为实现高合金钢管的批量生产发挥了重要作用,极大地优化了国内钢管品种结构,提升了我国在世界钢管行业的地位。该项目形成了两项国家发明专利和3项企业技术秘密,以及一套拥有自主知识产权的三辊张力减径机孔型系统从设计到加工的完整技术。