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1、轧钢厂棒材轧制工艺与装备,培训对象：维检单位相关人员授 课 人：刘 逖 培训时间：2010.3,一、产品大纲,设计年产量：80万吨/年。品种和规格：16-32（40）mm 热轧光面圆钢；14-32mm热轧螺纹钢筋。产品以螺纹钢筋为主，其比例约占60%。按产品规格分，典型规格的比例见右表：,按产品钢种分，钢种的比例见下表：,注：预留优质碳素结构钢、合金结构钢、易切削钢。目前螺纹钢占比达到了87%左右。,原料及金属平衡,原料钢坯的主要技术条件：来 源：由炼钢厂提供合格连铸坯。坯料断面：150mm150mm坯料定尺长度：12000mm非定尺短尺坯最小长度：9000mm，短尺率不大于10%定尺长度钢坯
2、重量：2100kg（150mm150mm标准方坯）连铸坯年需要量：83.3万t,金属平衡：,产品交货状态,棒材产品以直条成捆交货。定尺长度：612m 每捆重量：1000-4000kg 打捆道次：6m棒材打捆3道；79m棒材打捆4道；1012m棒材打捆5道。,二、工艺流程,1、工艺流程简图,工艺流程简图（续）,2、生产工艺流程简述,采用15015012000mm连铸坯为原料，生产1632（40）mm 光面圆钢和1432mm螺纹钢筋。全线共20架轧机（正常轧制道次为18架，切分轧制时后2架立式轧机空过），平/立交替布置，呈单线无扭连续式布置，轧机布置在车间内+5.0m高架平台上。最高终轧速度设计为
3、18m/s。,加热炉上料系统可以实现钢坯的冷装和热装。采取热装时，热坯由热送辊道从炼钢厂出坯跨运至棒材车间，由取钢装置将钢坯单根从辊道上取至提升机，然后再由提升机将钢坯逐根提升到高架平台上，由移出装置将钢坯平托到钢坯台架上，并经称重、测长，合格的钢坯送往加热炉，不合格钢坯由移出装置剔除到废坯收集台架上。采取冷装时，既可由辊道、提升机将冷坯提升到上料台架上，又可由车间吊车直接将钢坯吊至上料台架上，在上料台架上的钢坯经人工检查外形和表面质量，并经称重、测长，合格的钢坯单根送往加热炉，不合格钢坯由取钢剔除装置剔除到废坯收集台架上。,加热好的合格钢坯采用炉内辊道出炉，经高压水除鳞、运输辊道后送入粗轧机
4、组进行连续轧制。1号轧机前设有钢坯卡断剪，当下游出现故障时，卡断剪卡断钢坯，没有进入轧机的部分可经出炉辊道退回炉内继续加热。钢坯在粗轧机组(1H6V)进行 6道次无扭微张力轧制后，由1号飞剪切头尾，然后进入中轧机组进行 6道次(7H12V)无扭微张力轧制，然后由2号飞剪切头尾。中轧后的轧件进入精轧机组(13H20V)，精轧机组各机架间均设有活套器，轧件在此采用活套无张力无扭轧制。对于18mm以下小规格螺纹钢采用切分工艺进行轧制，切分轧制时后2架立辊轧机空过。,生产工艺流程（续）,从精轧机组轧出的棒材产品，经一组辊道送至成品倍尺飞剪分段剪切(预留螺纹钢穿水冷却工艺)。分段剪切后的棒材由冷床输入辊
5、道和带摩擦制动滑板的滑板辊道送入冷床，冷床为步进齿条式，入口侧设有矫直板。棒材在冷床上矫直、冷却，经齐头辊道齐头后，被送往排钢链式运输机，当运输机上积累了一定数量的棒材后，由卸钢小车将一组成排的棒材送至冷床输入辊道，再由冷床输入辊道送往850T冷剪剪切成612m定尺。,生产工艺流程（续）,剪成定尺的棒材由辊道送出，并由卸钢小车平托再移送检查台架上（对含有短尺的每组钢材送往2#移送检查台架），经过检查、移送、短尺剔除后，合格的定尺材通过人工计数后，进行收集、人工打捆。打捆后的棒材由辊道送出，成品收集台架升降链将棒材托起、移送，并安放在称量装置上。称量后的棒材送至成品收集台架，挂标牌后由吊车吊运至
6、成品库有序堆存。,工艺平面布置图,三、生产工艺及主要设备,工艺是一种加工过程。轧钢工艺是将化学成分和形状不同的钢锭或钢坯，轧成形状和性能符合要求的钢材的过程，由于钢材品种多，形状规格不一，用途不尽相同。但是轧钢工艺总是由以下几个基本工序组成。,1、坯料准备与坯料加热：加热是热轧工艺的重要工序之一。2、轧制：轧制是轧钢工艺的核心。坯料在此工序中完成变形过程。3、精整：轧钢工艺的最后一道工序。它对产品质量起到最终的保证作用。棒线材的生产工艺一般为如下工艺流程：连铸坯或初轧坯加热轧制水冷切倍尺（卷取/吐丝）切定尺检查打捆（打包）挂牌入库,轧钢工艺制度,轧钢工艺制度包括温度制度、变形制度和速度制度。1
7、、温度制度：温度制度规定了轧制时的温度区间，即开轧温度和终轧温度，温度制度是否合理对轧钢设备及产品质量都有重要的影响。,2、变形制度 在一定条件下，完成坯料到成品的变形过程。主要内容是确定总的变形量和道次变形量。小型棒线材变形制度与其他型钢一样是通过孔型设计来实现。轧钢是坯料在旋转的轧辊之间产生塑性变形。在变形过程中，坯料厚度变薄，宽度少许增加，长度显著加长。,3、速度制度 速度制度就是确定各道次的轧制速度。轧制速度高，轧机产量就大。但速度并不是越高越好。太高了增加电力消耗，且故障增多。处理故障影响了生产，产量反而下降。所以，要结合电动机能力，自动化水平，轧机设备的机械化程度来制定速度制度，连
8、轧机各架轧机的速度确定就属于速度制度，轧制速度是指各机架的轧辊线速度，计算公式为v=Dn/60,生产工艺及主要设备,坯料加热,加热炉型式：炉内悬臂辊道侧进侧出纯高炉煤气双蓄热三段步进梁式连续加热炉炉子尺寸：炉子有效长度22.960m；炉子有效宽度12.760m；原料尺寸：150*150*12000mm；装炉温度：常温冷装和500800直接 热送；钢坯加热温度：9501150；燃料种类：高炉煤气,炉子设计生产能力：额定150t/h（冷装）最大180t/h(热装)设计单位燃耗：1.37GJ/t 氧化烧损：0.8%（常温冷装）,各钢种加热温度范围和在炉时间,加热炉工艺过程描述：钢坯经装料台架及装料辊
9、道后，进入加热炉进料侧并定位，由炉外装料辊送入炉内，当钢坯尾部离开装料炉门外的光电检测器后，安装在装料悬臂辊上的脉冲计数器开始计数，同时在装料悬臂辊上减速并准确定位，设置在装料端的定位推钢机将停留在炉内装料悬臂辊上的钢坯推到固定梁的起始位置，通过步进梁的运动将坯料经过炉子加热段和均热段，完成钢坯的加热过程，并一步步地移送到炉子的出料端出钢槽上，在炉子接到要钢信号后，出料炉门开启，钢坯经炉内由出料悬臂辊向炉外出料辊道送出，进入轧线进行轧制。,轧制,轧制是轧钢工艺的核心部分，坯料在此工序中完成变形过程。而轧钢设备中的核心设备就是轧机。,短应力线轧机主要有以下特点：轧机应力线短，刚度大；重量轻，约为
10、同规格闭口式轧机重量的一半，但加工量大；轧辊设有轴向微向调整装置，可精确进行轴向调整；轧辊采用上下辊对称调整，轧制线恒定不变；换辊和换轧槽时，液压松开，液压横移，弹簧锁紧；工作机座及零部件通用性和互换性强；换辊通过工作机座来实现；辊缝、孔型和导卫可以在轧辊间预调；,1、轧机的选型：连续棒材轧机主要有4种机型：闭口式轧机、悬臂式轧机、短应力线轧机和预应力轧机。,结合阳春棒材厂系搬迁湘钢一棒材厂现有轧机的实际情况，本着能用的轧机尽量利用的原则，并进行适当的改造，最终确定如下轧机布置方案：更换原湘钢一棒材厂三辊可逆粗轧机为6架550短应力线轧机，平/立交替布置；中轧机组保留原有奇数道次420水平轧机
11、，将偶数道次三架水平轧机更换成420立式短应力线轧机；精轧机组保留原有6架350短应力线轧机，其中3架水平、1架立式、2架平立可转换轧机，另外再增加2架350短应力线立式轧机，形成精轧共8架短应力线轧机。正常轧制状态下，全线最大轧制道次为18道。不切分轧制时，全线按18架平立布置进行生产，无扭轧制，精轧机组平/立转换轧机空过；切分轧制时，精轧机组后2架立式轧机空过。,轧制,2、粗轧机组（1#6#）,轧制,轧机数量：6架轧机规格：550700二辊短应力线轧机轧机布置形式：平立交替布置,二辊短应力线550轧机,立式轧机采用上传动，每架轧机由1台直流电机单独传动，轧机横移距离280mm，轧辊轴向调整
12、量3mm，最大轧制力2800kN，辊颈直径280mm。,粗轧采用的孔型系统：,粗轧轧机性能及技术参数见下表：,3、中轧机组（7#12#）,轧制,中轧机组：420mm6，平立交替布置。7#、9#、11#水平轧机为利旧的二辊闭口式轧机，8#、10#、12#立式轧机为二辊短应力线轧机，立式轧机采用上传动，每架轧机由1台直流电机单独传动，轧机横移距离300mm，轧辊轴向调整量3mm，最大轧制力1800kN，辊颈直径220mm。,中轧采用的孔型系统：,中轧闭口式水平轧机与立式短应力线轧机,中轧轧机性能及技术参数见下表：,4、精轧机组（13#20#）,轧制,精轧机组：350mm8，平立交替布置。二辊短应力
13、线轧机，立式轧机采用上传动，每架轧机由1台直流电机单独传动，轧机横移距离285mm，轧辊轴向调整量3mm，最大轧制力800kN，辊颈直径200mm 其中16#、20#为新增的立式机架，17#、18#为利旧的平立可转换轧机，主要用于切分轧制。,精轧采用的孔型系统：,精轧机组位于中轧机组和2#飞剪后。由8架350短应力线轧机组成，通过平立布置的8架350轧机无扭无张力连续轧制，将通过粗中轧轧制延伸后的坯料轧制成满足产品尺寸和精度的成品。通过轧机间8个立式活套器对轧件进行连续无张力轧制。,精轧轧机性能及技术参数见下表：,5、其它辅助设备功能,轧制,A、高压水除鳞设备：位于出炉辊道上靠加热炉侧，用于钢
14、坯表面氧化铁皮的清理。B、卡断剪：粗轧机组前，事故时用于卡断钢坯，减少金属消耗。C、1#飞剪：位于粗轧机组与中轧机组之间。曲柄连杆式，用于轧件的切头尾与事故碎断。D、2#飞剪：位于中轧机组与精轧机组之间。回转式，用于轧件的切头尾与事故碎断。E、立式活套器：8个，分别设置在精轧机组前和精轧机组之间，实现精轧无张力轧制。F、3#飞剪（也叫倍尺剪）：位于精轧机组后，距20#机架24m左右。曲柄/回转组合式，用于成品倍尺剪切后上冷床。,飞剪,1#飞剪,2#飞剪,3#飞剪,曲柄连杆式,回转式,曲柄/回转组合式,最大速度：2.2m/s最大剪切断面:4500mm2,最大速度：6.7m/s最大剪切断面:138
15、5mm2,最大速度：20.7m/s最大剪切断面:1256mm2,精整,1、冷床前段输入辊道 功能 位于倍尺飞剪后，与带制动板的冷床输入辊道前，其辊道速度大于轧制速度，使棒材运行速度提高，拉开与其后棒材头部的距离。结构 辊道支架支撑电机，电机直联单独传动辊子；辊道面由水平布置沿轧制方向，逐渐向冷床方向倾斜布置。性能 辊道辊子：188155mm 辊子间距：1000mm 辊道速度：4.522.4m/s 辊道电机：变频范围1090HZ、功率2.2kW、工作制S1 辊子表面材质：耐磨合金钢套,2、带制动板的冷床输入辊道（含分钢装置）功能 位于冷床前段运输辊道后。其作用是将轧材逐根（切分轧制时为2根）输送
16、到步进式冷床上。结构 辊道单独传动，辊面沿轴向与水平成15度倾斜布置。制动裙板安装于辊道非传动侧，制动裙板上升将轧材沿其顶面（斜面）滑到矫直板上。性能 输入辊道辊子：188155mm 辊子间距：1000mm 辊道速度：2.522.4m/s 辊道电机：变频范围1090HZ、功率2.2kW、工作制S1 辊子表面材质：耐磨合金钢套,精 整,3、冷床制动板（裙板）功能：辊道倾斜一侧，处于辊道支架与矫直板之间。当制动板下降，输入辊道上棒材滑入制动板；制动板升起，棒材在制动板上摩擦制动。结构：制动板由电机、减速机、曲柄-连杆机构通过连杆带动上下升降。性能：制动板升降行程120mm，有6个平衡气缸。集中干油
17、润滑。4、矫直板 功能：位于制动板向冷床一侧。用于矫直棒材。结构：冷床126m方向全长布置，铸件齿形分块结构，其齿形同冷床齿条齿形。(冷床动齿条等间距插入每块矫直板之间)性能：长度1m，齿距80mm,精 整,制动板,矫直板,5、冷床 功能 位于冷床输入轧道与输出辊道之间,其作用是使轧件在冷床上得到冷却，同时冷床具有矫直和齐头的功能。,精 整,结构 结构型式为偏心轮步进齿条式，长度126m，输入输出辊道中心距11.3m，由静齿条梁组、动齿条梁组、传动装置组成。直流电机通过蜗轮减速机传动两根长轴，长轴上带有偏心轮，动齿条梁组通过各自的滚轮箱置于偏心轮上；偏心轮旋转一周，动齿条梁组随之运动，将静齿条
18、上的棒材向输出辊道方向移动一个齿距。齿条梁组为成排钢板齿条与纵梁及横梁组成的框架结构。,6、850吨冷剪与定尺机作用：将冷床输出辊道送来的倍尺长度材剪切成612m定尺长度材。技术性能:定尺范围：612m剪切力：8500KN 剪刃开口度：145mm剪刃宽度：1650 mm 上剪刃行程：150mm理论剪切次数：18次/分钟 实际剪切次数：10次/分钟传动电机：AC 120 kw 润滑方式：集中干油润滑结构：曲柄滑块式。下剪刃安装在剪体上，上剪刃安装在刃架上，上剪刃架安装在滑块上，通过曲柄连杆机构，可使滑块上下滑动。电机经减速机带动曲柄滑块机构，实现上剪刃上下往复运动。,冷剪与定尺机,精 整,成品收
19、集,1、剪后输出辊道。作用：将冷剪剪切后的钢材送到移送台架前。2、升降挡板。作用：位于剪后辊道的第二组和第三组辊道后，用于阻挡钢材。3、固定挡板。作用：布置在剪后辊道的尾端，用于阻挡和对齐钢材。4、短尺收集装置（一组）作用：将辊道送来的短尺材剔出至短尺收集料筐中。收集钢材：规格1240mm，长度312m5、移送台架（二套）。作用：将剪后辊道上的钢材移送到成品收集区。6、收集辊道。作用：布置在移送台架后，收集台架送来的钢材，并由人工捆扎。7、钢材捆抱紧机。作用：将打捆辊道上散状的钢材束抱起勒紧，为人工打捆做准备。8、钢材捆运输辊道。作用：将钢材捆送往收集装置。9、固定挡板（2个）。作用：布置在钢材运输辊道的尾端，用于阻挡钢材捆。阻挡钢材重量：最大5000kg10、成品收集台架 作用：将打捆后的钢材存放在台架上等待吊车的吊卸，同时在台架上对成捆钢材进行称重。数量：2台，每台由2段链条机组成。11、称重台架（2套）。称重范围：最大6t；测量精度：1,成品点数、分类,成品打捆、过磅,成品入库,
