棒材连轧生产设备特点概述

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　　摘要：本文介绍了当代国际先进水平的小型棒材连轧设备特点及主要技术参数，其中包括：步进梁式加热炉采用汽化冷却、红圈轧机、控制冷却、连续定尺剪切全部轧机和飞剪采用变频调速交流电机驱动等情况。
　　关键词：棒材；连轧机；工艺参数；设备特点
　　
　　1概况
　　棒材连轧车间的加热炉改为步进梁式，采用汽化冷却。轧机、飞剪、堆垛机、打捆机、液压及润滑设备由国外引进，全部交流主电机、电气设备及计算机系统从德国SIMENS公司引进。这条连轧生产线的工艺及机、电设备都达到了90年代后期国际水平。
　　此条棒材生产线还为将来实现热送热装、高线大盘卷生产、型材生产、无头轧制、在线测径等工艺和技术预留了足够的位置。同时设备设计充分考虑了将来生产其它产品时设备的兼容问题。
　　一、生产设备布置特点
　　车间原料跨距连铸成品跨只有6m,连铸坯由运送小车送来，再由天车吊至+5.0m平台上的冷装料台架；热送时则由保温辊道直接送来，再由提升机提升至+5.0m平台上。当轧机产量不超过连铸机产量时可实现连续热装。从上料开始即对坯料进行全线自动跟踪，实现炉批号的自动化管理。采用汽化冷却的步进梁式加热炉、不仅可节能而且加热质量高，入出炉均采用炉内悬。全线18架轧机采用平-立交替布置，第14、16、18架为平/立转换机架，以实现带肋钢筋切分、扁钢及型钢生产工艺的最佳化。红圈轧机刚度高，可采用低温轧制工艺，不仅可节能而且金属烧损少，视钢种不同，开轧温度在900～950℃，相应的金属烧损为0.6%～0.7%。1～10架轧机为微张力控制，10～18架为立活套控制（切分时末2架也采用活套控制），实现无张力轧制，以保证产品精度，产品尺寸偏差可达到1/3DIN标准公差范围的水平。对带肋钢筋进行轧后余热淬火加芯热回火处理，可使带肋钢筋的综合力学性能提高1～2级。倍尺剪采用优化剪切技术，可使上冷床的倍尺都为定尺的整数倍，、且每支坯只出1支短定尺，从而提高了成材率及产品定尺率。冷床为步进齿条式，产品冷却质量高，性能均匀。冷床具有根据要求自动编组的功能，方便定尺剪切操作。生产线上设置3台计数器、对棒材可实现自动计数、成捆包装，扁钢产品可自动堆垛，将来生产型钢时稍添加配件即可实现型钢的自动堆垛。打捆也由打捆机自动完成。孔型系统采用椭圆-圆系统，轧件变形均匀，易于调整，可减少换辊次数，提高作业率。粗轧前4架为平辊无槽轧制，备辊简单，辊耗低，且有利于氧化铁皮脱落。对小规格带肋钢筋（Φ10～Φ16mm）进行3线或2线切分生产，可大大提高轧机生产率，平衡轧机的小时产量，减少轧制道次，提高坯料的热装热送率。Φ14、Φ16mm钢筋为2线切分，最末机架为立式布置。
　　二、主要设备特点
　　1加热炉
　　（1）有效面积为24m×12.8m,单排装料侧进侧出，燃料为高、焦炉混合煤气，热值1800×4.18kJ/m3,设有一、二级自动控制（二级为燃烧优化及生产管理系统）。产量150t/h,最大为170t/h。
　　（2）入炉辊道中设有坯料称重测长装置，可记录每支坯料的重量及在炉内的准确定位。
　　（3）装配有目前先进的汽化冷却技术，既节水节能，又提高了加热质量。
　　2轧机
　　（1）全线18架轧机分为粗、中、精轧3组，每组6架，全部为红圈轧机（二辊短应力线）。其特点是普碳钢轧机按合金钢轧机选型，刚度高，将来可扩大品种生产合金钢产品。
　　轧辊为双支撑多轧槽，四列短圆柱轴承，上下辊由液压马达对称调整辊缝。轧槽的更换由液压横移来实现，机架还设有轧辊轴向调整装置，轧辊和导卫的安装均在轧辊间内完成，1～10架由天车整机架吊换，11～18架为快速换机架小车完成机架更换。
　　18架轧机均采用单独的变频调速交流电机驱动，轧辊轴承全部为油-气润滑。
　　（2）主轧机基本性能参数见表2。
　　3飞剪
　　（1）全线共有4台飞剪、1#、2#剪具有切头尾及碎断功能，3#剪为组合式倍尺飞剪，除切倍尺外，还具有切头尾和碎断功能。
　　（2）飞剪技术性能见表3。
　　4穿水冷却装置
　　（1）位于精轧机组之后，用于Φ10～Φ40mm带肋钢筋的轧后余热淬火和芯热回火处理。该装置由4条水冷线、3条通道和1条辊道安装在同一小车上组成，其中3条水冷线用于2～3线切分带肋钢筋的水冷，1条用于非切分带肋钢筋的水冷，3条通道和辊道用于将不穿水产品送至冷床。小车可横移实现水冷线和辊道的相互更换，方便生产组织。
　　（2）水冷线采用THERMEX专利技术，闭环控制，总长35m,沿轧制方向分为5段，以冷却不同规格的产品。水量为750m3/h,水压为2.4MPa,可将轧件表层由950℃剧冷至250℃，使冷却速度大于形成马氏体的临界速度，从而在轧件表层一定深度内形成马氏体组织。
　　5冷床
　　（1）冷床为步进齿条式，宽度方向分3段由变频调速交流电机驱动。出口侧设有齐头辊道，倍尺对齐后被托起，减少轧件与对齐辊面之间的磨损。入冷床辊道中有3块电磁裙板，用于穿水轧件的制动。冷床输出辊道中有2个电磁辊，保证轧件在连续切定尺过程中头部齐整。
　　（2）冷床面积为12.5m×120m,齿数73个，齿槽宽110mm,输入侧齿条间距为200mm,动齿条最小动作周期为3s,输入轧件速度为3～18m/s,输出辊道速度为1～2.5m/s，对齐辊速度为0.3～1m/s,开设8个槽。
　　6自动磁性堆垛机
　　自动磁性堆垛机属简单堆垛机，位于定尺收集框处，共2台，用于扁钢和大圆钢（≥Φ32mm）的自动堆垛，每台可分成2段单独使用，收集双排6m定尺，也可作为一台使用，收集大于7m的定尺材。将来生产型钢时，添加部分配件即可实现型钢堆垛。堆垛捆重1～5t，每捆尺寸（150～400）mm×（150～400）mm,捆长12m。
　　7自动打捆机
　　（1）定尺成捆后，由打捆机自动完成捆扎，每个收集台架配2台打捆机，间距可调，以实现腰之间的间距均匀。
　　（2）为OMV型棒材打捆机，可打单腰或双腰（即一次绕2圈绑丝），打捆周期：单腰为7.5s,双腰为9.5s,捆直径Φ150～Φ350mm,捆重1～5t。
　　三、自动化控制系统
　　此轧线采用具有当今世界先进水平的自动化控制系统，分一、二两级，由德国SIMENS公司设计制造。两级控制的主要功能如下。
　　1二级自动控制
　　主要用于车间的生产管理，有物料跟踪，生产程序表及生产报表的自动生成、贮存和打印，故障报警的显示记录。
　　2一级自动控制
　　主要功能有：（1）炉内钢坯自动定位；（2）图形化人机界面,以图来显示轧线的运行状态并对轧线进行组态及设定；（3）级联控制；（4）轧件信号跟踪及自动废品检测；（5）微张力和活套控制，以及动态速降补偿；（6）紧急停车后的轧辊自动打开；（7）轧线自适应控制，可自动消除人的设定及轧辊的磨损所带来的误差，控制系统使工艺参数（辊缝、断面面积及形状、速度等）自动调整到最佳状态；（8）飞剪控制及优化剪切；（9）虚拟轧制，模拟钢坯通过轧线来检验轧线的辅助设施工作是否正常；（10）事件记录及趋势记录；（11）通讯接口。
　　四、结论
　　这条生产线为外资贷款、主要关键设备为引进的项目，其工艺技术代表着棒材连轧的国际先进水平。它的建成投产将为改变品种结构，提高产品质量，增强企业的市场竞争力打下坚实的基础。也可为其他冶金企业棒材连轧生产线的建设提供参考。

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