轧钢厂棒材轧制工艺与装备课件.ppt
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- 轧钢厂 轧制 工艺 装备 课件
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1、轧钢厂棒材轧制工艺与装备一、产品大纲一、产品大纲设计年产量:设计年产量:8080万吨万吨/ /年。年。品种和规格:品种和规格: 16-3216-32(4040)mm mm 热热轧光面圆钢;轧光面圆钢;14-32mm14-32mm热轧螺纹钢筋。热轧螺纹钢筋。 产品以螺纹钢筋产品以螺纹钢筋为主,其比例约占为主,其比例约占60%60%。 按产品规格分,典型规格按产品规格分,典型规格的比例见右表:的比例见右表:序序号号规格规格品品 种种合合 计计mm螺纹螺纹钢筋钢筋光面光面圆钢圆钢t/a%114400000400005216800006000014000017.5318-252000001400003
2、4000042.5428-3216000012000028000035合合计计t/a480000320000800000%6040100按产品钢种分,钢种的比例见下表 :序号序号钢钢 种种比例比例(%)数量数量(t/a)1碳素结构钢碳素结构钢(Q195、Q235)403200002低合金钢低合金钢(20MnSi、20MnSiV)60480000合计合计100800000注:预留优质碳素结构钢、合金结构钢、易切削钢。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目前螺纹钢占比达到了87%左右。左右。 原料及金属平衡 原料钢坯的主要技术条件:原料钢坯的主要技术条件:来来 源:由
3、炼钢厂提供合格连铸坯。源:由炼钢厂提供合格连铸坯。坯料断面:坯料断面:150mm150mm150mm150mm坯料定尺长度:坯料定尺长度:12000mm12000mm非定尺短尺坯最小长度:非定尺短尺坯最小长度:9000mm9000mm,短尺率不大于,短尺率不大于10%10%定尺长度钢坯重量:定尺长度钢坯重量:2100kg2100kg(150mm150mm150mm150mm标准方坯)标准方坯)连铸坯年需要量:连铸坯年需要量:83.383.3万万t t 金属平衡:金属平衡: 钢钢 坯坯成成 品品切头、尾及废品切头、尾及废品烧烧 损、氧化损、氧化t/a%t/a%t/a%t/a%8330001008
4、0000096.0205002.5125001.5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、工艺流程二、工艺流程1、工艺流程简图、工艺流程简图工艺流程简图(续)2、生产工艺流程简述采用采用15015015015012000mm12000mm连铸坯为原料,生产连铸坯为原料,生产1632 1632 (4040) mm mm 光面圆钢光面圆钢和和1432mm1432mm螺纹钢筋。全线共螺纹钢筋。全线共2020架轧机(正常轧制道次为架轧机(正常轧制道次为1818架,切分
5、轧制架,切分轧制时后时后2 2架立式轧机空过),平架立式轧机空过),平/ /立交替布置,呈单线无扭连续式布置,轧机布置立交替布置,呈单线无扭连续式布置,轧机布置在车间内在车间内+5.0m+5.0m高架平台上。最高终轧速度设计为高架平台上。最高终轧速度设计为18m/s18m/s。l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
6、置将钢坯平托到钢坯台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,不合格检查外形和表面质量,并经称重、测长,
7、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。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组进行连续轧制。入粗轧机组进行连续轧制。1 1号轧机前设有钢坯卡断剪,当下游出现故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。继续加热。 钢坯在粗轧机组钢坯在粗轧机组(1H6V)(1H6V)进行进行 6 6道次无扭微张力轧制后,由道次无扭
8、微张力轧制后,由1 1号飞剪切号飞剪切头尾,然后进入中轧机组进行头尾,然后进入中轧机组进行 6 6道次道次(7H12V)(7H12V)无扭微张力轧制,然后无扭微张力轧制,然后由由2 2号飞剪切头尾。中轧后的轧件进入精轧机组号飞剪切头尾。中轧后的轧件进入精轧机组(13H20V)(13H20V),精轧机组,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18mm18mm以下小规格螺纹钢采用切分工艺进行轧制,切分轧制时后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 2架立架立辊轧机空过。辊轧机空过。生产工艺流程(续)
9、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( (预留螺预留螺纹钢穿水冷却工艺纹钢穿水冷却工艺) )。分段剪切后的棒材由冷床输入辊道和带摩擦制动滑板的滑板辊道送入冷床,冷分段剪切后的棒材由冷床输入辊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,
10、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850T850T冷剪冷剪剪切成剪切成612m612m定尺。定尺。生产工艺流程(续)生产工艺流程(续)l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,成定尺材通过人工计数后,进行收集、人
11、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成品库有序堆存。至成品收集台架,挂标牌后由吊车吊运至成品库有序堆存。工艺平面布置图三、生产工艺及主要设备 工艺工艺是一种加工过程。是一种加工过程。轧钢工艺轧钢工艺是将化学成分和形状不同的钢锭或钢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
12、下几个基本工序组成。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 1、坯料准备与坯料加热:加热是热轧工艺的重要工序之一。、坯料准备与坯料加热:加热是热轧工艺的重要工序之一。2 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。、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 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。、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:棒线材的生产工艺一般为如下工艺流程: 连铸坯或初轧坯连铸坯或初轧坯加热加热轧制轧制水冷水冷切倍尺(卷取切倍尺(卷取/
13、/吐丝)吐丝) 切定尺切定尺检查检查打捆(打包)打捆(打包) 挂牌挂牌入库入库轧钢工艺制度轧钢工艺制度包括轧钢工艺制度包括温度制度温度制度、变形制度变形制度和和速度制度速度制度。 1 1、温度制度:、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。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、变形制度 在一定条件下,完成坯料到成品的变形过程。主在一定条件下,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。小型棒线要内容是确定总的变形量和
14、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。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,长度变形过程中,坯料厚度变薄,宽度少许增加,长度显著加长。显著加长。3、速度制度、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
15、下降。所以,要结合电动机能力,自动化水平,轧机设备生产,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,连轧机各架轧机的速度确定就属于速度制的机械化程度来制定速度制度,连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生产工艺及主要设备 坯料加热坯料加热加热炉型式加热炉型式: 炉内悬臂辊道侧进侧出纯高炉煤气双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蓄热三段步进梁式连续加热炉炉子尺寸炉子尺寸: 炉子有效长度炉子有效长度22.960m
16、; 炉子有效宽度炉子有效宽度12.760m;原料尺寸原料尺寸:150*150*12000mm;装炉温度装炉温度:常温冷装和:常温冷装和500800直接直接 热送;热送;钢坯加热温度钢坯加热温度:9501150;燃料种类燃料种类:高炉煤气:高炉煤气 炉子设计生产能力炉子设计生产能力: 额定额定150t/h(冷装)(冷装) 最大最大180t/h (热装热装)设计单位燃耗设计单位燃耗:1.37GJ/t 氧化烧损氧化烧损:0.8%(常温冷装)(常温冷装) 钢钢 种种炉炉 膛膛 温温 度(度()在炉时间在炉时间(min)均热均热二加二加一加一加Q195-Q235. 1025115011501250125
17、012501250115011507575305011201120120012001250115090905570 110011501220122011009090HRB335、HRB400、HRB5001100125012501250115011507575各钢种加热温度范围和在炉时间各钢种加热温度范围和在炉时间 加热炉工艺过程描述加热炉工艺过程描述: l 钢坯经装料台架及装料辊道后,进入加热炉进料侧并定位,由炉外装料辊送入炉内,钢坯经装料台架及装料辊道后,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当钢坯尾部离开
18、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,进入轧线要钢信
19、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。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。中的核心设备就是轧机。短应力线轧机主要有以下特点:短应力线轧机主要有以下特点:轧机应力线短,刚度大;轧机应力线短,刚度大;重量轻,约为同规格闭口式轧机重量的一半,但加工量大;重量轻,约为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
20、不变;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;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;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;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;辊缝、孔型和导卫可以在轧辊间预调; 1、轧机的选型轧机的选型: 连续棒材轧机主要有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。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,本着能用的结合阳春棒材厂系搬迁湘钢一棒材
21、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: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更换原湘钢一棒材厂三辊可逆粗轧机为6架架550短应力线轧机,平短应力线轧机,平/立立交替布置;中轧机组保留原有奇数道次交替布置;中轧机组保留原有奇数道次420水平轧机,将偶数道次三架水水平轧机,将偶数道次三架水平轧机更换成平轧机更换成420立式短应力线轧机;精轧机组保留原有立式短应力线轧机;精轧机组保留原有6架架350短应力短应力线轧机,其中线轧机,其中3架水平、架水平、1架立式、架立式、2架平立可转
22、换轧机,另外再增加架平立可转换轧机,另外再增加2架架350短应力线立式轧机,形成精轧共短应力线立式轧机,形成精轧共8架短应力线轧机。正常轧制状态下,架短应力线轧机。正常轧制状态下,全线最大轧制道次为全线最大轧制道次为18道。不切分轧制时,全线按道。不切分轧制时,全线按18架平立布置进行生产,架平立布置进行生产,无扭轧制,精轧机组平无扭轧制,精轧机组平/立转换轧机空过;切分轧制时,精轧机组后立转换轧机空过;切分轧制时,精轧机组后2架立式架立式轧机空过。轧机空过。 轧制2、粗轧机组(1#6#) 轧制轧制轧机数量轧机数量:6架架轧机规格轧机规格:550700二辊短应力线轧机二辊短应力线轧机轧机布置形
23、式轧机布置形式:平立交替布置平立交替布置 二辊短应力线二辊短应力线550轧机轧机立式轧机采用上传动,每架轧机由立式轧机采用上传动,每架轧机由1台直流电台直流电机单独传动,轧机横移距离机单独传动,轧机横移距离280mm,轧辊,轧辊轴向调整量轴向调整量3mm,最大轧制力,最大轧制力2800kN,辊,辊颈直径颈直径280mm。粗轧采用的孔型系统:粗轧采用的孔型系统:项目项目1H2V3H4V5H6V最大轧制力最大轧制力2800kN2800kN2800kN2800kN2800kN2800kN最大轧制力矩最大轧制力矩250kN.m300kN.m250kN.m300kN.m300kN.m300KN.m电机功
24、率电机功率600kW电机转速电机转速600-1200r/min轧辊最大辊径轧辊最大辊径610mm轧辊最小辊径轧辊最小辊径520mm轧辊辊身长度轧辊辊身长度700mm最大轧辊中心距最大轧辊中心距660mm最小轧辊中心距最小轧辊中心距520mm机架移动行程机架移动行程 280mm粗轧轧机性能及技术参数见下表:粗轧轧机性能及技术参数见下表:3、中轧机组(、中轧机组(7#12#) 轧制轧制中轧机组:中轧机组:420mm6,平立交替布置。,平立交替布置。7#、9#、11#水平轧机为利旧的二辊闭口式轧机,水平轧机为利旧的二辊闭口式轧机,8#、10#、12#立式轧立式轧机为二辊短应力线轧机,立式轧机采用上传
25、动,每架轧机由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台直流电机台直流电机单独传动,轧机横移距离单独传动,轧机横移距离300mm,轧辊轴向调整量,轧辊轴向调整量3mm,最大轧制,最大轧制力力1800kN,辊颈直径,辊颈直径220mm。 中轧采用的孔型系统:中轧采用的孔型系统:中轧闭口式水平轧机中轧闭口式水平轧机与与立式短应力线轧机立式短应力线轧机中轧轧机性能及技术参数见下表:中轧轧机性能及技术参数见下表:项目项目7H8V9H10V11H12V最大轧制力最大轧制力1010kN1800kN850kN1800kN750kN1800kN最大轧制力矩最大轧制力矩68kN.m45kN.m45
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