秦建平-棒材技術講座1課件

短流程棒線材生產線與緊湊式棒線材軋機

太原科技大學2011.6.2011年棒線材軋機新產品應用及技術交流會

1主要內容◆棒線材軋制技術進步◆棒線材軋制技術發(fā)展的思考◆短流程棒線材生產線◆緊湊式棒線材軋機◆工藝與設備設計理念◆結束語2棒線材軋制技術進步軋制技術進步：

高精度軋制、高速軋制、無頭軋制、柔性軋制、軋制過程中的形變、相變與析出的綜合控制理論與技術、現代軋制過程分析、控制及應用等；低溫軋制工藝能夠在線控制直條棒材和盤卷生產的晶粒度和工藝特性。由軋機最后道次中完成的低軋制溫度下的形變組成，從而達到較高的產品質量高強度減量化生產技術在半連軋生產線采用的降低開軋溫度、大壓下、適當控溫和控冷軋制、微合金化及高效冷卻技術.提高了產品的綜合性能,并使能耗減少,產量提高,成本降低.。

3加熱爐無頭焊接軋制軋機水冷系統卷筒EWR無頭焊接軋制工字輪卷取作業(yè)線流程示意圖5工字輪卷取滾筒無頭軋制工字輪卷取作業(yè)線6軋制設備的進步：

高剛度化、高效率、靈活精確控制方式，以及設備的緊湊化、靈活方便的換輥系統等kocks/danieli的3輥減徑定徑機組，具有超級產品質量、嚴格的尺寸公差，軋機效率高、操作成本低的優(yōu)點。使用極少量的精軋輥組和更換少數的機架，可以軋制任一規(guī)格的產品。即實現上游軋機的單一孔型系列軋制。CCR預精軋機，與懸臂式預精軋機相比，CCR軋機具有大范圍的產品適應能力，具有機時產量高、維護費用低的特點。PRS精密軋機、頂交45°高速無扭軋機、加勒特大盤卷生產技術、測徑儀、打包機。7冷卻技術的進步：

超快速冷卻、選擇冷卻、在線熱處理等技術的開發(fā)應用大大提高了冷卻效率和溫度與組織的均勻性，不僅為高質量、高性能和高強度新品種開發(fā)提供了極其有效的手段，而且為節(jié)約合金含量、降低生產成本提供了新的可能性；控制技術的進步：連續(xù)監(jiān)測軋制過程的物流量，高靈敏度：標稱橫斷面的+0.2%取樣頻率高:500次/s線材的測量和控制可在100m/s的軋制速度下實現通過網絡容易和現有的自動化系統統一與棒材無實際接觸，無機械移動部件，維修極少8問題1：棒線材廠更加依附于主體鋼鐵廠，以保證原料和能源（熱、電、汽等）的供應；必須保證較高的開工率和作業(yè)率，因此對市場和設備保障依賴程度高；由于產能高，對物流依賴程度高，物流占生產成本比重大。對環(huán)境影響大（水、熱、塵）。10思考：能否建立獨立的棒線材廠；能否開發(fā)柔性生產的棒線材廠，即較低的開工率亦可以獲得較好經濟效益；能否開發(fā)低產能生產線，減少對環(huán)境的影響。12問題棒線材廠布局現狀與我國的自然、社會條件不適應，導致資源（煤、電、氣、水）、原料、人員不合理地集中；棒線材廠布局現狀與擴大內需的政策不適應；14思考是否應該改變棒線材廠布局現狀；棒線材廠是一種可以靈活布局的軋鋼廠，當前的鋼材市場有改變現有布局的需求，符合國家的產業(yè)政策；如何改變棒線材廠現有布局；開發(fā)以廢鋼為原料或適合我國鐵礦石條件的，產能適中、工藝短流程、能夠經濟地生產高質量產品的棒線材生產線。15短流程棒線材生產線

根據發(fā)達國家的經歷和我國的現實狀況，緊湊式電爐短流程生產線最適合于棒線材生產。這是與棒線材的產品特點、生產規(guī)模、市場需求所決定的。為了實現上述目的，需要建立主要以廢鋼為原料的鋼鐵生產系統，相應的技術保證是：（1）制定包括廢鋼冶煉-軋制的短流程生產工藝；（2）研制具有產能適中、高精度、自動化特征的軋制裝備。16

目前，現代鋼鐵企業(yè)的棒線材生產大多實現了自動化、連續(xù)化和大型化。需要較大規(guī)模的鋼鐵冶煉設施為依托來提供原料。廢鋼是作為鐵礦石的輔料參與冶煉的。隨著我國社會鋼材保有量增加，相應地廢鋼數量也逐年增多。在鋼材消耗量大的地區(qū)，通常離廢鋼回收地較遠，廢鋼的集散、運輸成本高。開展廢舊鋼材的就地回收再生產是改變鋼鐵生產格局，降低鋼材流通成本，減少物流消耗的重要措施，能夠體現循環(huán)經濟的特點，是符合國家的產業(yè)政策的。與傳統流程相比，現有的以廢鋼為原料的短流程有以下特點：1)投資比高爐—轉爐流程減少l／2以上。實際費用約為傳統流程的l／4。2)生產成本低，勞動生產率高，能耗降低60％左右。3)在世界每年廢鋼產量為3億多噸的情況下，電爐短流程的發(fā)展對于促進環(huán)保，消化廢鋼，凈化冶金工廠的環(huán)境起到了良好的推動作用。

17電爐短流程18

典型的短流程棒線材生產線主要以生產建筑用鋼材和金屬制品用鋼材?；厥盏膹U舊鋼材采用電爐進行冶煉，然后通過半連續(xù)鑄造工藝生產100X100mm規(guī)格以下的鋼坯,然后熱送到軋鋼生產車間進行軋制。棒材軋制的生產工藝流程如下：坯料檢查→加熱→粗軋→中軋→精軋→切定尺（卷?。鋮s（熱處理）→收集→檢查→打捆→存放→入庫根據產品的鋼種、規(guī)格不同，加熱爐將軋件加熱到所需溫度后，由輸入輥道送入粗軋機組進行粗軋，軋件經過活套進入中軋機組和精軋機組完成軋制后，根據產品的具體情況，可選擇進行切定尺或卷曲。經過輸出輥道，送至冷床，冷卻后送入成品庫。20指標單位常規(guī)棒線材生產線短流程棒線材生產線年產量萬噸608設備重量噸4320400裝機容量kW238001600廠房面積M2210002500軋制速度m/s10012坯料尺寸mm2140x140x1600090x90x12000Φ120x12000估計投資億元50.5常規(guī)生產線與短流程生產線指標比較

211．布置緊湊各工序布置在一個車間內，設備盡量靠近布置機架間距小，各機組分別設置在一個共用平臺上效果：占地面積小、能量消耗少、物流距離短。2．全連續(xù)軋制全連續(xù)軋制是緊湊型布置的前提，也是降低能耗，保證軋制質量的必要方式。3．粗軋、中軋和精軋均采用三輥Y型軋機三輥Y型軋機結構緊湊，軋制精度高，軋件受力狀態(tài)好，軋制過程中軋件不產生劈頭，因此不需要切頭，提高了成材率。4．直條和盤圓共線生產在一條生產線上可生產直條和盤圓，產品更換靈活。多條生產線相鄰平行布置根據產能需要，可以在一個車間布置一條或多條生產線。與一條高產能生產線相比，生產組織更加靈活，效益更好。23短流程棒線材連軋線技術配備貫通式連續(xù)加熱爐

?全連續(xù)三輥Y型軋機軋制；

?采用速度自動控制,實現無張力或微張力軋制；

?輥縫可微調,軋制多種規(guī)格產品；

?備用機架,快速更換；

?采用飛剪定尺和卷取機；

?采用在線溫度檢測；

?通過速度和溫度控制實現控制軋制

?采用全數字式直流調速系統24貫通式棒材連續(xù)加熱爐爐體為管狀結構，坯料沿長度方向連續(xù)運行，根據坯料材質、尺寸和產量，速度可調燒嘴沿爐體的周向布置，與爐體內壁相切。有利于火焰的環(huán)向分布、均勻加熱，爐溫高，且受循環(huán)熱氣流強烈沖刷，所以坯料四周受熱，傳熱量大，加熱速度快；爐體密封性好，坯料氧化燒損少；爐子熱惰性小，升溫快，適于間斷性生產；各爐節(jié)獨立安裝，可根據要求增減及整節(jié)更換和檢修。根據每節(jié)爐體所在溫度區(qū)間，可以選擇不同的耐火材料和耐材厚度，從而節(jié)約材料，降低投資費用。換熱效率高，能源消耗少26

貫通式連續(xù)加熱爐27緊湊式全連續(xù)三輥Y型軋機軋制軋制精度高，通過不同數量的機架軋制，改變成品尺寸規(guī)格；操作維護方便，可靈活變更工藝規(guī)程，提高作業(yè)率；機架間距小，生產線短，軋件溫降小；孔型共用性高，產品規(guī)格多；機架體積小，重量輕，調整和搬運方便，節(jié)省換輥時間，結構布置緊湊，占地面積小；通過直流調速器由PLC控制軋制過程的速度輸出與反饋，調控程序簡化，控制精度高，調整簡便迅速；采用模塊化設計，設備制造、維護方便，降低了設備造價和使用維護成本。2830

機組采用可編程控制器（PLC）為核心的自動化控制系統，采用操作站進行顯示和操作的控制方案，并有多幅模擬畫面顯示整個機組的生產狀態(tài)和設備運行情況。全數字直流調速控制系統具有性能好、可靠性高等特點，可以滿足各種不同的控制要求，系統具有最佳自優(yōu)化功能，并提供完備的監(jiān)控保護和自診斷功能，同時還具有方便快捷的網絡通訊功能，自動化系統可以通過網絡對傳動系統進行參數設定，并進行信息交換。3132緊湊式棒線材軋機緊湊式軋機結構緊湊軋機結構緊湊，體積小，精度高布置緊湊布置緊湊，占地面積小，能量消耗少；能夠實現延伸變形軋制能夠用于粗、中軋制，使全軋線采用同一軋機型式；實現小壓下量，多道次軋制。

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頂交45°無扭軋機軋機為二輥式，輥軸中心線與水平成45°角，而相鄰軋輥軸線成90°角交替配置,軋制中軋件沒有扭轉,軋機集體傳動，一般簡稱為45°無扭線材軋機。34CCR(CompactCasetteRollingStands)軋機

即輥箱型緊湊式軋機。CCR軋機呈X型布置，奇數架與偶數架分別布置在軋制線兩側。為實現無張力軋制，各機架間均設有活套；CCR輥箱裝配在傳動箱上，換輥操作實際上是整個輥箱的更換。換輥箱時，將傳動箱上的縮緊缸打開，取下軋輥聯軸器上的固定鎖，將輥箱整體吊走，直接安裝預裝好的新輥箱。35KOCKS軋機120度分布的三個軋輥。其孔型的變型有利于減小軋制溫升和增加壓下量，減小在孔型中的寬展同樣帶來相應所需的小的變型功。三輥高剛度機架的3根輸入軸，所有機架都是同一可互換的。軸外有一個偏心套用于調節(jié)輥縫，軸向調節(jié)也一樣，機架僅通過干油潤滑。每個三輥機架的軋輥傳動靠C模塊完成。C模塊每一個機架位置都是同一的且組合安裝在通用基礎底座上的一個緊湊整體。馬達和減速機一高一低交替布置。36三輥Y型軋機

該軋機同樣采用繞軋制線相互成120°布置的軋輥。用于軋制過程的延伸道次和精軋道次，軋輥可以微調。每組由多個機架組成，安裝在整體機座上，采用單獨直流傳動。機架之間由導衛(wèi)裝置連接。機架牌坊為整體鑄鋼件，軋輥采用合金鋼制造，滾動導衛(wèi)，軋輥和導衛(wèi)裝置采用強制水冷，使其充分冷卻。軋機按照機床的精度加工，能夠充分保證高精度軋制的要求37特點1.結構緊湊,設備體積小,重量輕;2.模塊化設計,制造和維護成本低;3.操作方便,便于生產組織;4.裝機容量小,能量消耗低;5.廠房面積小,標高低，投資少。38394041工藝與設備設計理念1.小變形多機架軋制；2.模塊化設計;3.經濟斷面坯料生產42小變形多機架軋制道次變形小在保證基本變形的前提下，不采用過大的變形量，以減小軋制力，從而使軋機輕型化，電機容量小型化。機架數量多采用較多的機架以保證軋制過程的總變形量，這樣可以通過機架的數量調整變形量。43模塊化設計設計參數系列化通過原料與產品分類計算，實現軋機設計參數系列化。機架結構模塊化通過模塊設計，降低制造和維護成本傳動裝置標準化傳動裝置標準配置，降低設備造價，減少備品備件數量。44經濟斷面坯料生產

連鑄坯斷面主要取決于：最終產品的尺寸范圍；壓縮比；卷重；設備的利用率；