莱钢中小型生产工艺及设备主要特点

莱钢中小型生产工艺及设备主要特点莱芜钢铁集团有限公司(简称莱钢)中小型轧机设计能力为年产成品材40万t，全部轧线机电设备(包括步进梁式加热炉)都由意大利达涅利公司引进，是国内唯一一套既生产中小型棒材，又生产中小型型材及扁钢的先进生产线。所用原料为150mm×150mm×10m(少部分为6~10m)的连铸坯。主要产品及规格见表1。车间工艺平面布置见图1，主要工艺流程见图2。该生产线无论是工艺、机械设备，还是电控系统，都具有其先进性。表1主要产品及规格产品规格/mm代表钢种占总产量的百分比/%圆钢φ18~Q235、10、15、20、25、30、35、40、45带肋钢筋φ16~20MnSi,25MnSi,40Si2MnV,40Si2MnTi22.5弹簧扁钢50-60×6-10～100-120×7-2012.5扁钢50-60×6-10～100-120×7-20Q235、10、15、20、25、40、452.5角钢36×36～80×80Q235、15Mn20.0槽钢50×37～100×48Q235、15Mn17.5合计100.0图1莱钢中小型车间工艺平面布置简图1上料台架2测长称量装置3加热炉4高压水除磷5热坯剔出台架6粗轧机组7曲柄式切头剪8中轧机组9回转式切头剪10精轧机组11水冷段12组合式飞剪13步进式冷床14辊式矫直机摆式冷剪16短尺收集台架17成品码垛收集系统18打捆机19成品收集台架上料台架→辊道及称重→加热炉→高压水除磷→FK辊道→夹送辊→粗轧机组→曲柄式切头剪→中轧机组→切头、碎断剪→精轧机组→水冷却段→组合式分段剪→带制动板辊道→弹簧扁钢成迭装置→步进式冷床→弹簧扁钢拆迭装置→矫直、剪切系统→自动堆垛→打捆→成捆钢材称重装置→成品入库发货图2工艺流程简图轧线主要工艺特点-该车间的原料由连铸车间采用保温辊道热送，设计入炉温度可达500℃以上，节约能源。-步进梁式加热炉可保证钢坯表面脱碳最小。-全连续18架平—立交替布置轧机。实现轧件的无扭转轧制，粗轧机至中轧前两架轧机间采用微张力轧制，8～18架轧机间设置活套，采用无张力轧制。对小规格圆钢、螺纹钢采用切分轧制。-粗轧机组采用ESS型节能悬臂粗轧机。-中、精轧机组自动快速更换，提高了生产率。-机架尺寸设计、备件及维修统一，互换性高。-孔型设计合理，轧辊易调整，最终产品精度高，质量好。-设有矫剪联合(CCL)作业系统，采用门式10辊矫直机多线矫直，摆剪多线剪切，无定尺挡板，剪切精度0～+20mm，缩小设备间距。-坯料跟踪，重量优化和长度测量，以实现定尺优化。在钢坯开始轧制时估算轧件的剩余末端长度，利用估算值进行最后几根定尺剪切长度的再分配，提高成材率。装备有自动码垛、捆扎及收集系统。轧线主要设备特点1加热炉加热炉小时产量120t，有效尺寸21.8m×10.8m，加热温度1050～1150℃。加热炉主要技术特点：(1)炉子上均热段和上加热段使用平焰烧嘴，温度场均匀，压力稳定，保证了向坯料良好传热；无过热点，沿坯料长度温度分布均匀；可快速调节烧嘴供热量，坯料表面温度均匀，避免短期待轧时热量损失和过烧坯料表面，压力均匀使炉压控制准确，减少炉子开口处冷空气吸入及烟气溢出。(2)炉子下均热段和下加热段使用纵向烧嘴，可在任何生产能力下炉内沿炉宽方向均匀供热；每个烧嘴的火焰辐射均位于两根梁之间，减少了遮蔽作用，使“黑印”最小。下均热段烧嘴安装面向出料端端墙，产生动压，防止冷空气进入炉内，烧嘴通道限制烟气通过，保持下均热段较高静压，并且，准备出料的坯料前段，可利用坯料和炉门之间的炉气加热；下加热段烧嘴面向装料端端墙，以便在减少供热量时，火焰高温点向烧嘴通道方向移动，使烟气能很好利用，减少了热耗。(3)均热段和加热段之间采用炉顶隔墙及烧嘴通道，使均热段温度能精确控制，不受加热段温度的影响。在不同生产率条件下，均可减少加热段和均热段的热耗，即平均热耗较低；增加均热段烟气的流动阻力，以便在此产生稳定的压力，并减少从出料门吸入冷空气，在供热量减少时，保证均热段温度不至于很快降低。(4)加热段和预热段之间的炉顶隔墙和炉底隔墙，阻止火焰从加热段向预热段辐射，预热段钢坯温度较低，烟气进入换热器前可以得到更好利用；保护装料门不受预热段辐射，炉门维修量较少。2轧机该工艺线上共布置了18架轧机，其中粗、中、精轧机各6架，采用平立交替布置。技术参数见表2。表2粗、中、精轧机技术参数机组名称机座号轧机型号轧辊尺寸/mm主电机(直流)额定轧制力/kN辊身直径辊身长功率/kW转速粗轧机组1H悬臂式ESS650685/5953004001000/180024502V悬臂式ESS650685/5953004001000/180024503H悬臂式ESS650685/5953004001000/180024504V悬臂式ESS550585/5102504001000/180024505H悬臂式ESS550585/5102504001000/180024506V悬臂式ESS550585/5102504001000/18002450中轧机组7H卡盘式DOM430470/4057506001000/1060/180031568V卡盘式DVM430470/4057506001000/1060/180031569H卡盘式DOM430470/4057506001000/1060/1800315610V卡盘式DVM430470/4057506001000/1060/1800315611H卡盘式DOM430470/4057506001000/1800315612V卡盘式DVM430470/4057506001000/1060/18003156精轧机组13H卡盘式DOM430430/4057508501000/1800315614H/V卡盘式DLC430430/4057508501000/1800315615H卡盘式DOM430430/4057508501000/1800315616V卡盘式DVM340370/3206008501000/1800185217H卡盘式DOM340370/3206008501000/1800185218H/V卡盘式DLC340370/3206008501000/180018521)ESS650、ESS550悬臂式粗轧机该类型机架包括整体牌坊，辊环安装在油膜轴承支撑的可更换悬臂轴上，由锥形套筒液压锁紧在辊轴上，径向负载由油膜轴承承受，轴向负载由圆锥滚子轴承承受；用偏心套对称调节辊环，中心间距由显示器显示。机架的前后装设导卫。轴承由强制稀油润滑。该机架的最大特点是：结构简单，机架为整体性和模块性设计，且部件具有高度可换性，无万向轴。使用辊环与轧辊相比能延长轧槽寿命，外形尺寸小，机架间距小，刚度高，辊轴的轧制负荷大，轧线固定，无扭曲轧制，可快速变更轧制品种，易于维修。水平悬臂粗轧机机构简图见图3。图3水平悬臂粗轧机机构简图2)DOM430、DOM340二辊水平式短应力线轧机该类型轧机采用型钢焊接的双支架式机架，用液压卡紧在底座上，机架安装有轴承座、拉杆、导卫横梁，4根拉杆分别配有左旋和右旋螺纹与位于机架顶部的调整箱压下齿轮相连接，由液压马达驱动，对称调节轧辊，可四个压下螺丝同时调，亦可两个一组单独调整。轴承座间液压平衡，机架用液压缸横移，横移距离约3m，轧辊四列圆柱轴承承受径向负荷，锥形止推轴承承受轴向负荷。轧辊通过伸缩型万向接轴和齿轮减速箱连接，轧辊连接侧为扁平头。各种油、水管道连接，都是通过耦合器完成的，管道系统有保护的外壳。3)DVM430、DVM340二辊立式短应力线轧机该类型轧机机架成立式布置，配有一立式框架、立式液压缸和机架移动及锁定装置的垂直导轨，轧辊经伞齿轮转向上传动。4)DLC430、DLC340平/立可转换精轧机短应力线轧机该类型轧机机架结构与DOM型二辊水平式短应力线轧机基本一样。但该机架根据轧制工艺要求，可由液压操作翻转90°成水平或立式机架，并由液压锁紧，在操作台上有位置显示器。驱动电机和齿轮座之间的减速齿轮有连接到轧机上可拆开的连轴器，装有水平液压缸(与齿轮座相连接)或备有立式液压缸(与伞齿轮箱相连接)，伞齿轮箱同时连接到主传动齿轮座上。3飞剪精轧机后1台曲柄式飞剪，中轧机后1台回转式切头碎断剪，入冷床前1台曲柄、回转组合式飞剪，组合飞剪后1台滚筒式切头切尾剪，出冷床矫直机后1台摆动式定尺飞剪。各飞剪的技术参数见表3。表3飞剪技术参数名称型号剪切力/kN剪切速度/m·s-1电机功率/kW用途曲柄式飞剪RE105-013D900～1.3DC215切头、碎断回转式飞剪CVSD040-960360～6.5DC340切头、碎断、大断面轧件的分段曲柄、回转组合式飞剪CVSM040-1000-300(回转式)400(曲柄式)～切头、切尾、分段、取样回转式飞剪250DC110切头、碎断摆动式飞剪CMP033/80033001.5DC430定尺1)曲柄式飞剪、回转式飞剪剪架均为焊接钢结构，仅利用螺栓固定在剪架上，入口导卫固定在机体上，出口导卫直接固定在基础上，剪机下有切头和碎断废钢溜槽，切头拨钢器用气动操作。2)曲柄、回转组合式飞剪剪机具有刀架和联合传动机构，安装在可移动的底座上，可液压横移使剪刃对中轧制线。为了取样在剪子入口侧安装有一个高速分钢器，为了运送试样和将轧件尾部送到碎断剪，在剪子出口侧装有2个高速分钢器。3)定尺摆动剪剪刃剪切由两台电机驱动，剪刃摆动由一台电机驱动，启停式工作制。剪子由门型结构机架、上下剪刃机构和剪刃摆动机构及其传动系统组成。4)可移动水冷却装置及替换辊道可移动式水冷装置及替换辊道，均安装在在轨道上可移动的结构架上，总长度24m，水冷线由冷却器、跑槽和干燥箱组成。适用于轧制速度最大15m/s，16～40mm热轧带肋钢筋的穿水冷却。对于产品～20mm钢筋，水冷管内径35mm，有效长度21m，冷却器15个(长1500mm)；对于产品21～28mm钢筋，水冷管内径45mm，有效长度24m，冷却器9个(长2400mm)；对于产品29～40mm钢筋，水冷管内径65mm，有效长度24mm，冷却器9个(长2400mm)。水冷线均配有干燥箱１个，最大温降表面温度800℃，平均温度450℃。穿水冷却供水加压泵3台，每台流量300m3/h，其中２台工作，１台备用，压力1.2MPa。辊道为悬臂辊，数量20个，总长24m，交流电机单独传动，用于不水冷轧件的传送。5)步进齿条式冷床冷床由带有齿的活动梁和固定梁以及齿轮减速传动机构组成，冷床长120m，齿条长12m。输入和输出辊道中心线间距14m，双齿槽间距90/110mm，冷床入口侧为矫直板。冷床末端有100个带槽(4+4)的对齐辊。对齐辊道端部有2个固定缓冲挡板。冷床输入辊道中安装有5个通电可带有磁性制动的制动板。用液压拨钢装置将轧件正确地放在冷床的齿槽中。冷床末端安装有成组装置，通过电磁头和运输链完成轧件的分组定位。分组后轧件用液压升降移送托架从运输链上移送至冷床输出辊道上。冷床设置了用于弹簧扁钢缓慢冷却的成迭和拆迭装置，分别用液压提升和夹持。6)多线辊式矫直机RDM11/800型矫直机，门型结构，矫直辊安装在双支架上，10个矫直辊（尺寸为Φ500mm×800mm)，最大矫直速度1.5m/s，矫直辊上辊传动、下辊从动。由齿轮减速箱、5辊分配器和连轴器传动矫直辊，矫直机入口侧有一对传动的带槽的夹送辊。配有快速更换矫直辊组的设备。当轧制产品不需要矫直时，设有相应的传送装置代替矫直辊。7)打捆机型打捆机，最大打捆直径Φ400mm，最小打捆直径Φ127mm，打捆用线材Φ6mm±0.3mm，捆扎液压操作，捆扎器油雾润滑。打捆机由打包头、捆扎线开卷器、导线器及随机的液压润滑设备组成，均布置在可移动的轮式小车上。自动化装配水平该生产线控制系统为ABB公司的编程数字系统ABBMasterRMC。该系统从耦合在马达上的脉冲传感器开始全数字控制来获得极为准确和快速的控制，不因长期老化及无非线性而产生飘移，无热漂移；采用压下系数“R”因子，轧机布置选择及