高線車間平面布置圖

1、寶鋼高速線材車間設(shè)計簡介楊曉明摘要：描述了具有當(dāng)今世界一流水平的寶鋼高速線材車間的工藝、設(shè)備情況及主要技術(shù)參數(shù)，并對其擁有的處于世界領(lǐng)先水平的線材TEKISUN減定徑機(jī)、電氣傳動全交流化、優(yōu)質(zhì)高碳鋼步進(jìn)梁式加熱爐、探傷測徑裝置、閉環(huán)冷卻控溫系統(tǒng)等技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行了進(jìn)一步闡述。關(guān)鍵詞：高速線材軋機(jī)；工藝特點(diǎn)；設(shè)備特點(diǎn)中圖分類號：TG335.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AIntroduction on high-speed wire mill of BaosteelYANG Xiao-ming(Chongqing Iron & Steel Designing Institute, Chongqing 40

2、0013, China)Abstract：The paper introduced the process, equipment and main technology parameters of high-speed wire mill of Baosteel, which is the one of the best advanced mills in the world, and described the TEKISUN reducing/sizing mill, the complete AC electrical driving, walking-beam furnace of h

3、igh carbon steel, the flaw detector and diameter gauge, the close loop cooling control system, etc.Key words：high-speed wire mill; technology characteristics; equipment characteristics1概況寶鋼高速線材車間為當(dāng)前世界最高水平的高速線材車間，全線連續(xù)無扭軋制，主要生產(chǎn)鋼簾線、預(yù)應(yīng)力鋼絲鋼絞線、冷鐓鋼等制品用線材，規(guī)格為525mm，設(shè)計年產(chǎn)量40萬t，最高保證速度110ms。1996年12月寶鋼與美國摩根公司及瑞典A

4、BB公司簽定了工程設(shè)計和設(shè)備制造合同。1997年8月破土動工，1998年12月開始熱負(fù)荷試車，1999年3月試生產(chǎn)。少數(shù)關(guān)鍵設(shè)備，如預(yù)精軋機(jī)組、精軋機(jī)組、減定徑機(jī)組、吐絲機(jī)及液壓潤滑設(shè)備從摩根公司引進(jìn)；主傳動電機(jī)和電氣與計算機(jī)控制設(shè)備從ABB公司引進(jìn)，步進(jìn)式加熱爐由法國公司基本設(shè)計，重慶鋼鐵設(shè)計研究院具體設(shè)計，由國內(nèi)合作制造設(shè)備。工廠總體設(shè)計由重慶鋼鐵設(shè)計研究院負(fù)責(zé)。1.1車間主要工藝技術(shù)指標(biāo)高線車間為寶鋼初軋廠的一個成品車間，原料由初軋廠及寶鋼管坯連鑄廠供給。生產(chǎn)鋼種為碳素結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（鋼簾線、胎圈鋼絲、預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼鉸線）、冷鐓鋼和焊條鋼。車間主要工藝設(shè)備技術(shù)參數(shù)見表1。

5、表1車間主要工藝設(shè)備技術(shù)參數(shù)參數(shù)參數(shù)值車間年產(chǎn)量萬t40產(chǎn)品規(guī)格mm5.025.0卷重kg2180盤卷尺寸mm1250 850×1800(外徑內(nèi)徑×高)產(chǎn)品精度mm525±0.1橢圓度為尺寸總偏差的60原料規(guī)格mm×mm 軋制坯 140×140×1365014650連鑄坯 160×160×1080011500軋機(jī)型式30架單線全連續(xù)高速無扭線材軋機(jī)終軋速度m.s157mm成品保證速度110最大操作速度120車間設(shè)備總質(zhì)量t2390車間電氣設(shè)備總?cè)萘縦W24965(軋線全交流)其中主傳動容量kW17600主廠房面積m

6、229067軋機(jī)年工作小時h6000軋機(jī)負(fù)荷率89.01.2生產(chǎn)工藝流程及工藝平面布置生產(chǎn)工藝流程如下，工藝平面布置見圖1。圖1工藝平面布置簡圖1上料臺架；2步進(jìn)梁式加熱爐；3高壓水除鱗裝置；4粗軋機(jī)組；5飛剪；6中軋機(jī)組；7飛剪；8預(yù)精軋機(jī)組；9水冷段；10測徑儀；11飛剪；12精軋機(jī)組；13水冷段；14減定徑機(jī)組；15水冷段；16測徑儀；17夾送輥吐絲機(jī)；18散卷冷卻運(yùn)輸線；19集卷站；20PF鉤式運(yùn)輸線；21壓緊打捆機(jī)；22卸卷站2工程設(shè)計特點(diǎn)該工程設(shè)計具有以下特點(diǎn)：（1）產(chǎn)品大綱以鋼簾線、預(yù)應(yīng)力鋼絲鋼絞線等制品用線材為主，填補(bǔ)了目前我國線材市場高級硬線的短缺與空白，社會效益、經(jīng)濟(jì)效益顯

7、著。規(guī)格由5.025.0mm，擴(kuò)大了線材產(chǎn)品范圍。5.0mm的產(chǎn)品還可使下部制品工序節(jié)約拉拔道次，降低成本，提高競爭力。（2）采用高速軋制新工藝，保證速度為110ms，處于世界領(lǐng)先水平，在細(xì)線比高達(dá)73的情況下單線年產(chǎn)量為40萬t，處于世界先進(jìn)行列。（3）所有規(guī)格產(chǎn)品的精度均可達(dá)到±0.1mm，橢圓度為尺寸總偏差的60，這一精度為世界先進(jìn)指標(biāo)，對金屬制品和標(biāo)準(zhǔn)件加工用戶極為有利。（4）機(jī)組由30架軋機(jī)組成，實現(xiàn)了小延伸精密軋制；粗、中、預(yù)精軋機(jī)組機(jī)架采用平立交替布置，精軋和減定徑機(jī)組機(jī)架呈V型布置，實現(xiàn)全線無扭軋制；機(jī)架間采用微張力或活套控制。由于這些措施的采用，因而產(chǎn)品精度提高，軋

8、制事故減少。（5）國內(nèi)首家采用摩根公司最新專利TEKI-SUN軋機(jī)技術(shù)，即在精軋機(jī)水冷段后增加4機(jī)架減定徑機(jī)組。該工藝具有以下特點(diǎn)：可降低高速區(qū)線材形變帶來的急速溫升，實現(xiàn)了低溫高速溫控軋制，從而可確保產(chǎn)品尤其是高碳優(yōu)質(zhì)線材的質(zhì)量；可實現(xiàn)精密軋制，保證尺寸精度，使所有產(chǎn)品規(guī)格的精度均可達(dá)±0.1mm；可實現(xiàn)一定規(guī)格的自由軋制，增加產(chǎn)品規(guī)格。如可生產(chǎn)5.75mm產(chǎn)品，滿足用戶對線材尺寸的特殊要求；可簡化孔型系統(tǒng)，所有規(guī)格產(chǎn)品均由減定徑機(jī)組完成成品軋制，減少軋線換輥次數(shù)，利用減定徑機(jī)組的快速換輥小車，提高軋機(jī)作業(yè)率約5。（6）軋線設(shè)有軋件溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)，使軋件全長溫差控制在20以內(nèi)，并

9、可根據(jù)需要控制軋件在各變形區(qū)的軋制溫度。吐絲溫度偏差為±10，大風(fēng)量延遲冷卻型Stelmor散卷冷卻運(yùn)輸線長103m，大部分鋼種可完成在線熱處理工藝，可提高產(chǎn)品的冶金質(zhì)量及性能均勻性，控制氧化鐵皮成分組成，減少下部工序熱處理道次及表面清理難度，最終獲得各方面品質(zhì)均為一流的產(chǎn)品。（7）加熱爐出口設(shè)有大流量、快速（通過速度1ms）高壓水除鱗裝置，除鱗效果好，尤其對鋼簾線等高碳鋼生產(chǎn)十分有利。（8）精軋機(jī)前及減定徑機(jī)后分別設(shè)有1臺光學(xué)測徑儀。精軋機(jī)組后設(shè)有渦流探傷儀，對線材表面質(zhì)量、尺寸精度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控，快速反饋，減少了調(diào)整時間，從而使作業(yè)率提高，確保了產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量。（9）鋼坯加熱爐采用

10、側(cè)裝側(cè)出料步進(jìn)梁式加熱爐，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為二級結(jié)構(gòu)，可完成最佳化燃燒數(shù)字模型的計算和控制，使生產(chǎn)操作靈活，鋼坯加熱溫度均勻，氧化燒損減少，脫碳層深度減小，實現(xiàn)了節(jié)能降耗。（10）采用ABB兩級自動化控制系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)操作水平，減輕了勞動強(qiáng)度。L1級為電氣傳動、基礎(chǔ)自動化與過程控制級集散型軋鋼控制系統(tǒng)，主要完成從上料至卸卷站所有設(shè)備全自動控制、軋制區(qū)最佳化控制等功能。L2級為生產(chǎn)管理計算機(jī)級，主要完成車間內(nèi)的物料跟蹤、原料及成品庫管理、軋輥間管理、質(zhì)量合同及生產(chǎn)計劃管理等工作。其控制水平在世界同類型線材廠中處于領(lǐng)先地位。（11）軋線電氣系統(tǒng)實現(xiàn)全交流化，更能適應(yīng)高速線材軋制要求。交流電動機(jī)結(jié)構(gòu)堅

11、固，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，維護(hù)和備件儲備方面的投資比直流電機(jī)減少6070；交流傳動功率因素高，可減少或不需無功補(bǔ)償方面的投資；交流電機(jī)采用強(qiáng)迫通風(fēng)，大都不需水冷，可節(jié)約凈環(huán)冷卻水約160th，對減少維護(hù)投資、提高質(zhì)量和節(jié)省能源、降低生產(chǎn)成本起到了重要作用。（12）主軋線采用高架平臺布置，軋線設(shè)備布置在平臺上，各種管道、風(fēng)機(jī)、高壓水泵站、液壓潤滑站、電纜、飛剪切頭收集裝置等布置在平臺下，大大改善了設(shè)備檢修維護(hù)條件。同時減少了大量地下工程量，易于防水，節(jié)省投資，尤其對寶鋼處于的地理位置，效果明顯。（13）粗軋、中軋立輥軋機(jī)下傳動，使軋線區(qū)域開闊、視線明朗，處理事故容易，立輥換輥時間縮短。（14）軋輥間上

12、下兩層布置，上層與高架平臺連接，布置有高速區(qū)輥環(huán)導(dǎo)衛(wèi)維護(hù)設(shè)備，易于高速區(qū)的輥環(huán)導(dǎo)衛(wèi)更換。軋輥間主要設(shè)備均采用數(shù)字控制系統(tǒng)，自動化程度高。（15）車間設(shè)有性能良好、功能齊全的線材檢驗室，可承擔(dān)線材的力學(xué)性能測試、金相檢驗、冷（熱）頂鍛試驗、氧化鐵皮檢驗、低倍酸浸組織檢驗等工作，滿足高等級線材生產(chǎn)的需要。（16）車間地下室采用先進(jìn)的低壓二氧化碳自動管道滅火技術(shù)，滅火效果良好，對人及設(shè)備危害很低。3主要設(shè)備特點(diǎn)3.1加熱爐加熱爐為輥道側(cè)裝側(cè)出步進(jìn)梁式加熱爐，爐子內(nèi)寬15.3m，有效長度21m，有效面積321.3m2。實行二級自動化系統(tǒng)控制，共計8個溫度自動控制段，嚴(yán)格控制各鋼種的脫碳層深度，保證鋼坯

13、加熱均勻。爐子額定加熱能力為120th，最大加熱能力為130th。3.2主軋機(jī)根據(jù)鋼坯斷面、產(chǎn)品規(guī)格及其尺寸精度的要求，全線采用連續(xù)無扭軋制。由粗軋6架、中軋8架、預(yù)精軋4架、精軋8架及減定徑機(jī)4架共30架軋機(jī)組成。主軋機(jī)基本參數(shù)見表2。表2主軋機(jī)基本參數(shù)工序軋機(jī)架號 軋輥直徑mm主電機(jī)最大最小輥身長功率kW型式粗軋1H 650560800400AC2V650560800400AC3H650560800400AC4V495420700400AC5H495420700600AC6V495420700400AC中軋7H420360650600AC8V420360650400AC9H42036065

14、0600AC10V420360650600AC11H420360650600AC12V420360650600AC13H420360650600AC14V420360650600AC預(yù)精軋15H28525570600AC16V28525595600AC17H28525570600AC18V28525595600AC精軋1923228.320571.74800AC2426170.715370.0減定徑2728228.320571.73200AC293015614257.3粗、中軋機(jī)組機(jī)架呈平立交替布置，為雙支點(diǎn)、長輥身、多孔型緊湊機(jī)架，立式軋機(jī)為下傳動。預(yù)精軋機(jī)組為懸臂輥環(huán)式緊湊型機(jī)架，呈平立交

15、替布置，碳化鎢輥環(huán)，輥縫由偏心套對稱調(diào)節(jié)。精軋機(jī)和減定徑機(jī)均為頂交45°超重型無扭軋機(jī)，分別由1臺交流電機(jī)經(jīng)聯(lián)合齒輪箱集中傳動，碳化鎢輥環(huán)，輥縫由偏心套對稱調(diào)節(jié)，8架精軋機(jī)輥環(huán)采用液壓專用工具更換，4架減定徑機(jī)則用換輥小車整機(jī)架快速更換。軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)：橢圓軋件進(jìn)入下一機(jī)架時及精軋機(jī)組、減定徑機(jī)組入口處均配有滾動導(dǎo)衛(wèi)，其余斷面入口及各機(jī)架出口均配置滑動導(dǎo)衛(wèi)。3.3剪機(jī)全軋線共有3臺切頭尾飛剪，分別布置在6V軋機(jī)、12V軋機(jī)后、精軋機(jī)組前，均為啟停工作制。剪切力分別為520、135、84kN。在精軋機(jī)組前另布置1臺碎斷剪，事故時使用。全軋線在粗軋機(jī)組前、預(yù)精軋機(jī)組前、精軋機(jī)組前、減定機(jī)組前均

16、設(shè)置氣動卡斷剪，以便及時進(jìn)行事故處理。3.4在線渦流探傷儀及光學(xué)測徑儀寶鋼高線廠在精軋機(jī)組后設(shè)置1臺渦流探傷儀，在線反饋軋件表面質(zhì)量。其體積小，精度高，對0.004mm的缺陷均可探到。在精軋機(jī)組前和減定徑機(jī)組后分別設(shè)置1臺可移動小車式光學(xué)測徑儀，ORBIS系統(tǒng)，測量精度為±0.002mm，可在線反映軋件精度，及時調(diào)整各軋機(jī)機(jī)組，提高成品的質(zhì)量和產(chǎn)量。3.5冷卻精整區(qū)主要設(shè)備（1）吐絲機(jī)：臥式，水平傾角為20°，設(shè)計最大速度150ms，吐圈直徑1075mm，一般允許振動值范圍2.503.81mms，最大為5.04mms。（2）散卷冷卻運(yùn)輸線：帶有佳靈系統(tǒng)的斯太爾摩標(biāo)準(zhǔn)型及帶保

17、溫罩的延遲冷卻型。長度103m，保溫罩長81m，冷卻速度0.320s，冷卻風(fēng)機(jī)14臺，每臺風(fēng)量154000m3h。（3）集卷站：由集卷鼻錐、集卷室、雙芯棒回轉(zhuǎn)裝置和運(yùn)卷小車組成，帶有線圈分配器及液壓分卷裝置，集卷周期66s，分卷時集卷周期40s，集卷高度能力3100mm，收集卷高2400mm（帶線圈分配器）。（4）積放式鉤式運(yùn)輸機(jī)：長度約560m，鉤子60個，運(yùn)行速度0.25ms。（5）壓緊打捆機(jī)：臥式，最大壓緊力400kN，壓緊后最大高度1800mm，帶鋼捆扎4道。（6）卸卷站：液壓驅(qū)動式，最大儲存能力4卷。 4結(jié)束語近年來全國陸續(xù)引進(jìn)了近10套高速線材軋機(jī)，為改善我國線材的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高線

18、材質(zhì)量作出了重要貢獻(xiàn)。但是，高質(zhì)量制品用線材的生產(chǎn)廠還為數(shù)不多。我國線材市場鋼簾線等高品質(zhì)線材仍然存在被國外產(chǎn)品壟斷的情況。寶鋼高線廠利用寶鋼優(yōu)質(zhì)鋼坯，引進(jìn)世界最先進(jìn)水平的高速線材生產(chǎn)線，并嚴(yán)格控制產(chǎn)品精度、金相組織、力學(xué)性能，保證下部制品的工序流暢和產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，從而使我國線材生產(chǎn)水平上升到更高層次。寶鋼高線廠于1999年3月投入試生產(chǎn)，7月份完成全部設(shè)計規(guī)格、鋼種線材的軋制，并達(dá)到設(shè)計性能，同年10月份已生產(chǎn)合格線材22萬t，盈利超過1億元。作者簡介：楊曉明(1967)，女(漢族)，重慶人，工程師。作者單位：楊曉明（重慶鋼鐵設(shè)計研究院軋鋼室，400013）收稿日期：1999-11-2高速線

19、材工程簡介一、高線軋機(jī)的生產(chǎn)工藝:煉鋼的150×150×9000的連鑄坯進(jìn)入鋼坯跨用12.5+12.5t的電磁吊車吊上爐后上料臺架,由推鋼機(jī)將其推入18m×9.6m的三段連續(xù)式端進(jìn)側(cè)出的推鋼式加熱爐內(nèi)加熱到10501150后,由出鋼機(jī)推出以拉料夾送輥、出爐地輥輸送到軋制區(qū)進(jìn)行軋制。軋制區(qū)由粗軋、1#飛剪、中軋、2#飛剪、預(yù)精軋用預(yù)水冷、3#飛剪、碎斷剪、精軋機(jī)組成,全線共有27臺軋機(jī)軋制27個道次,全線正常生產(chǎn)時在1#、2#、3#飛剪進(jìn)行三次切頭、尾,前兩個飛剪還具有事故狀態(tài)下的碎斷功能。從精軋機(jī)出來的成品線材,以三段式穿水冷卻進(jìn)入夾送輥,再由吐絲機(jī)吐絲成卷,經(jīng)過

20、84m長的延遲型斯泰爾摩冷卻線進(jìn)入集卷站,再由總長350m的PF線的50個C型鉤之一自動輸送到兩臺壓緊打捆機(jī)之一進(jìn)行打捆,再由PF線依次自動輸送到計量、卸卷站,然后由10t的電磁吊吊裝到庫房中堆碼。二、高線軋機(jī)主要裝備:全線設(shè)備總重1700t(不含液壓、潤滑設(shè)備),其中工藝設(shè)備重量1250t。電器總裝機(jī)容量15417KW。1、加熱爐區(qū): 12.5+12.5t可自動旋轉(zhuǎn)電磁吊車1臺,總重77.79t。 100t推鋼機(jī)2臺 30t齊頭機(jī)2臺18000×9600mm2三段連續(xù)式端進(jìn)側(cè)出推鋼式加熱爐1座,額定產(chǎn)量70t/h。 3000kg出鋼機(jī)1臺上輥液壓壓下拉料夾送輥1臺2、粗軋區(qū): 330×1000輸送輥道1組580×700水平軋機(jī)4臺,主電機(jī)400KW4臺,直流單獨(dú)傳動,機(jī)組總重225.04t470×680水平軋機(jī)3臺,主電機(jī)400KW3臺直流單獨(dú)傳動,機(jī)組總重110.95tR235曲柄式飛剪一臺,總重28.19t3、中軋區(qū): 475×680軋機(jī)2臺,平立交替布置,