轧钢厂棒材轧制工艺与装备

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,轧钢厂棒材轧制工艺,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：,序,号,规格,品 种,合 计,mm,螺纹,钢筋,光面,圆钢,t/a,%,1,14,40000,0,40000,5,2,16,80000,60000,140000,17.5,3,18-25,200000,140000,340000,42.5,4,28-32,160000,120000,280000,35,合,计,t/a,480000,320000,800000,%,60,40,100,按产品钢种分，钢种的比例见下表：,序号,钢 种,比例(%),数量(t/a),1,碳素结构钢(Q195、Q235),40,320000,2,低合金钢(20MnSi、20MnSiV),60,480000,合计,100,800000,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%,定尺长度钢坯重量：2100kg（150mm150mm标准方坯）,连铸坯年需要量：83.3万t,金属平衡：,钢 坯,成 品,切头、尾及废品,烧 损、氧化,t/a,%,t/a,%,t/a,%,t/a,%,833000,100,800000,96.0,20500,2.5,12500,1.5,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,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、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）,钢 种,炉 膛 温 度（,）,在炉时间（min）,均热,二加,一加,Q195-Q235.1025,1150,1250,1250,1150,75,3050,1120,1200,1250,1150,90,5570,11001150,1220,1100,90,HRB335、HRB400、HRB500,11001250,1250,1150,75,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，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，轧辊轴向调整量3mm，最大轧制力2800kN，辊颈直径,280mm,。,粗轧采用的孔型系统：,项目,1H,2V,3H,4V,5H,6V,最大轧制力,2800kN,2800kN,2800kN,2800kN,2800kN,2800kN,最大轧制力矩,250kN.m,300kN.m,250kN.m,300kN.m,300kN.m,300KN.m,电机功率,600kW,电机转速,600-1200r/min,轧辊最大辊径,610mm,轧辊最小辊径,520mm,轧辊辊身长度,700mm,最大轧辊中心距,660mm,最小轧辊中心距,520mm,机架移动行程,280mm,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：,420mm,6，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：,项目,7H,8V,9H,10V,11H,12V,最大轧制力,1010kN,1800kN,850kN,1800kN,750kN,1800kN,最大轧制力矩,68kN.m,45kN.m,45kN.m,35kN.m,35kN.m,30kN.m,电机功率,600kW,700kW,电机转速,600-1200r/min,轧辊最大辊径,450mm,轧辊最小辊径,380mm,轧辊辊身长度,650mm,最大轧辊中心距,465mm,570 mm,465mm,570 mm,465mm,570 mm,最小轧辊中心距,380mm,辊缝调整方式,液压马达或扳手同步对称调整，顺时针方向为压下,刻度盘1格辊缝变化量,0.011mm,0.2mm,0.011mm,0.2mm,0.011mm,0.2mm,4、精轧机组（13#20#）,轧制,精轧机组：,350mm,8，平立交替布置。,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