而垂直工艺是生产该类产品的佳工艺，对其进行研究具有重要的意义。360MN/150MN垂直机组的投产使打破了国外对该类产品的垄断，本课题为此项目的组成部分。首先研究了重型钢丝缠绕黑色金属筒，分析了小口径厚壁钢管钢丝缠绕筒设计中存在问题，包括预热、隔热与冷却和热应力等，提出了高温坯料内置筒预热和电加热预热两种可行的方案。针对两种方案，分别研究了其设计中存在问题和相应的解决方案，研究表明高温坯料内置预热筒是一种简单易实现的方案，深入了解电站锅炉用小口径厚壁钢管的检查通过对电站锅炉用小口径厚壁钢管的检查,发现管子内壁普遍存在深度多不超过0.2mm线性缺陷;简要分析了缺陷形成原因及其性质;并对含该缺陷的小口径厚壁钢管进行弯曲试验、

水压爆破试验以评估其危害性,结果表明这些线性缺陷危害性较小。热轧厚壁管时,容易出现内六方缺陷,这是一个性的难题。如何控制内六方程度是无缝钢管制造业一直在寻找突破的问题之一。针对热轧厚壁管内六方缺陷,应用非线性有限元理论,以轧辊孔型和工艺设计为研究重点,开展了一系列工作。①深入理解现代无缝钢管轧制工艺理论,提出了一种新的小口径厚壁钢管减径率分案,并应用到实际孔型设计中。②45#厚壁钢管使用MA TLA B生成张力减径机几何模型关键点文件,采用APDL参数化语言建立了张力减径机三维弹性粘塑性热力耦合有限元模型,一套参数化程序。③应用所的程序对张力减径温度场、速度场、应力场和应变场的有限元分析,结果表明：转速差大的成品管壁厚更均匀,P值更小,内孔形状更好；同样的张力减径机组,通过转速差,可以生产相同外径不同壁厚的钢管；初。揭示了张力减径金属流动规律,指导了孔型设计和轧制工艺制定。④针对将尺寸为Φ9510mm荒管轧制成Φ48.310mm成品管的要求,设计出22机架孔型参数和轧制工艺参数,合金管将这些参数进行工业试验,轧制后的四支成品管P值均小于0.037,试验成功。证实了有限元模拟的可行性和可靠性。以上研究成果、结论以及孔型和工艺参数已经成功应用于工业化批量大生产,表明孔型参数和工艺参数设计具有科学性、可靠性和可行性。工艺参数被用于批量化生产小口径厚壁钢管产品,取得良好的经济效益。小口径厚壁钢管大口径厚壁无缝钢管是极为重要的基础工业产品。