棒材生产工艺

1、2、轧钢工艺2.1 产品大纲及金属平衡2.1.1 产品大纲本车间设计为2条年产量80万吨的高速线材生产线。主要产品规格为：圆钢： 5.020mm 光面线材螺纹钢： 6.018mm 螺纹钢筋生产钢种为：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、锚螺钢、合金钢、不锈钢、轴承钢等。序号钢种代表钢号年产量（t） 比例（%） 1普通碳素结构钢Q235400000252优质碳素结构钢45# 80#480000303焊条钢320000 204弹簧钢60Mn 60Si2Mn 64000 45合金结构钢40Gr 160000 106冷镦优质钢ML25ML45 80000 107不锈钢80000.58轴承钢80000.57

2、合计（t）16000001008比例（%）100按品种规格和钢种分类的产品大纲见表21、22。产 品 大 纲 表 21产 品 大 纲 表 22序号产品规格范围年产量（t）比例（%）155.51600001026.094000002531013720000454141824000015520800005合计1002.1.2 产品质量及标准（1）产品交货状态：均以盘卷状态交货（2）产品执行标准GB/T14981-94热轧盘条尺寸、外形、重量及允许偏差GB700-88碳素结构钢GB/T699-1999优质碳素结构钢技术条件GB6478-86冷镦钢技术条件GB/T3077-1999合金结构钢技术条件G

3、B1222-84弹簧钢2.1.3 原料车间所用原料为连铸坯，全部由潍钢炼钢供给，钢坯规格尺寸为：150×150×12000mm,净重为2075kg，最小坯料长度为8000mm。坯料应满足国家标准YB201183中规定和YB/T00491中规定的内容。连铸坯年需要量为166.4万吨。2.1.4 金属平衡车间原料用量为166.4万吨，成品量为160万吨，成材率为96%,金属平衡见表22。车间金属平衡表 表2-3原料量(t)产品炉内烧损及二次氧化切损及轧废数量（t）所占比例（%）数量（t）所占比例（%）数量（t）所占比例（%）166.416096240001.5400002.52

4、.2 生产工艺流程2.2.1 生产工艺流程简图生产工艺流程简图 运坯辊道链式提升机加热炉装钢辊道打捆钢坯称重测长加热炉加热表面尺寸检查检 查P&F线运送冷却高压水除鳞集卷挂卷切头尾散卷运输控制风冷粗轧机组轧制切 头 尾吐丝机布线圈夹送辊夹送中轧机组轧制在线测径仪切 头 尾水冷段控制冷侧 活 套减径定径机预精轧机组轧水冷段控制冷机架间立活套精轧机组轧制水冷箱、水冷碎断剪碎断侧活套飞剪切头2.2.2 生产工艺流程简述该高速线材生产车间建在潍坊钢铁集团有限责任公司棒线材厂的东侧，其生产用钢坯均由炼钢厂提供。连铸坯供料为热坯供料方式。钢坯在加热炉内加热1050至1150后，由炉内输出辊道送出炉

5、外。出炉后的钢坯由保温辊道送入轧机进行全连续轧制。轧机全部呈平立交替布置，共有30机架，分为粗、中、预精轧、精轧、减定径机五个机组，轧机为平立交替布置，精轧机各机架轧辊轴线与水平面称°倾角，相邻两机架间轧辊轴线°交替布置。各架轧机均由交流变频电机单独传动，轧件在第1到第1机架之间采用微张力轧制；从号机架至精轧机前设置量个侧活套，8个立活套，采用无张力轧制。在精轧机前后设有穿水冷却装置， 精轧机前水冷线长2米个水箱，精轧后水冷线4个水箱通过控制水压、水量、水箱数及每个水箱的冷却喷嘴数来控制精轧和减径定径机入口处轧件温度及线材吐丝温度。轧件经夹送辊和吐丝机形成螺旋状线圈，并落在

6、风冷辊道上，根据处理的钢种和规格，可以调节辊道速度、风量等，以控制线材冷却速度。线材在运输机尾部落入集卷筒，然后由收集装置收集成卷。当一卷线材收集完了后，收集装置芯棒旋转，盘卷运输小车接受盘卷。然后小车移出，将盘卷送到处于等待状态的P&F线的钩子上。盘卷挂好后，运输小车返回，载有盘卷的钩子则由运输机带动沿轨道向前运行，继续进行冷却。经压紧打捆、称重、挂标、进入卸卷站卸卷，最后由电磁吊车运到成品库堆存。轧制过程中产生的废料被收集在废料筐内先由叉车运至成品库，再被汽运到炼钢的废钢场。2.3 车间年工作制度和年工作时间车间采用四班三运转连续工作制，节假日及公休日不休息，年有效工作时间为700

7、0小时。车间年工作时间见表24。车间年工作时间表 24工作制度日历数（天）计划停工时间（h）规定工作时间（h）停工时间（h）年有效工作小时（h）大、中修（天）小计（天）生产准备事故及工序配合外部影响三班连续365252581604603202207000说明：1.大修每两年一次20 天；中修每年一次10天，由大修年份不考虑中修。2.小修每周一次 ，每次8小时。3.生产准备包括换辊、换孔，交接班等。2.4 轧机生产能力根据产品方案中规定的生产规模，末架轧机保证轧制速度为105m/s，完成80万吨的年产量所需要的时间为6542小时。轧机负荷率为6542/7000×100%=93%轧机生产

8、能力计算见表25。轧机生产能力计算表 表25序号代表规格(mm)年计划产量(t)终轧速度（m/s）轧制周期（s）理论小时产量（t/h）年轧制时间（h）备注纯轧时间间隙时间轧制周期15400001051316.01375474125.5400001051086.0114656153820000095576.063118169531236000060436.049152236841612000030576.0631468225204000017466.052133301合计80000065422.5 轧线组成及型式2.5.1 概述本套生产线主要设备有：上料系统、蓄热式加热炉、高压水除磷系统、轧机、

9、切头及事故飞剪、定减径机、水冷装置、在线检测、控制冷却线、盘卷处理系统，液压润滑等。2.5.2 主要设备性能（1） 加热炉蓄热式加热炉一座，额定小时加热能力160t/h，进出料方式为侧进侧出式，燃料是高炉煤气。详细技术性能见工业炉章节。(2) 高压水除磷装置水压:18Mpa水量：30m3/h（3）轧机根据钢坯规格及产品方案，全线选用30架轧机。其中粗轧机组6架，轧机为610×6；中轧机组6架，轧机为430×6；预精轧机组6架，轧机为370×2+254×4。所有在线轧机均平立交替布置，由交流变频电机单独传动，。前1#至14#架轧机全部为二辊短应力线轧机，轧

10、辊多孔槽，四列短圆柱轴承，上下辊由液压马达经压下系统对称调整辊缝，有轴向调整系统，机架用弹簧压紧，液压松开，轧辊和导卫调整均在轧辊间内预完成。预精轧机组中15#轧机到18#轧机为悬臂辊环式轧机。精轧机为45°摩根第五代轧机。轧机主要性能参数见表26。（4）飞剪轧线上设有粗轧前卡断剪，3台切头和事故碎断剪、1台碎断剪，精轧机前卡断剪，其性能见表27。26 轧机主要性能参数表 26名称序号轧机规格数量轧辊尺寸（mm）电机参数最大直径/最小直径辊身长度型式功率（kw）数（r/min）粗轧机组1水平二辊轧机6101610/520760交流500600/10002立式二辊轧机6101610/5

11、20760交流500600/10003水平二辊轧机6101610/520760交流600600/13004立式二辊轧机6101610/520760交流550600/13005水平二辊轧机6101610/520750交流550600/13006立式二辊轧机6101610/520750交流550600/1300中轧机组7水平二辊轧机4301430/370750交流600600/13008立式二辊轧机4301430/370750交流550600/13009水平二辊轧机4301430/370650交流600600/130010立式二辊轧机4301430/370650交流550600/130011水平二

12、辊轧机4301430/370650交流600600/130012立式二辊轧机4301430/370650交流550600/1300预精轧机组13水平二辊轧机3701370/305650交流600600/130014立式二辊轧机3701370/305650交流550600/130015悬臂辊环式水平二辊轧机1254/22165交流600600/130016悬臂辊环式立式二辊轧机1254/22165交流550600/130017悬臂辊环式水平二辊轧机1254/22165交流600600/130018悬臂辊环式立式二辊轧机1254/22165交流550600/1300精轧机组192245°

13、摩根型轧机4208/18762交流5000750/150023264159/143622728引进减径机2230/210交流3000850/18502930引进定径机2160/150飞剪技术性能 表27序号名称型号安置位置用途最大剪切力KN轧件速度范围m/s最低剪切温度最大剪切尺寸mm电机型式1回转启停式飞剪CSI 80中轧机组前切头尾及事故碎断66011.690080直流2回转启停式飞剪CSI 50预精轧机组前切头尾及事故碎断2804690040直流3回转启停式飞剪精轧前切头12071885030直流4碎断剪精轧前事故碎断751885028直流51#卡断剪粗轧前事故卡断900150×

14、;150气动62#卡断剪预精轧机前90031气动73#卡断剪精轧前事故卡断85028气动（5）水冷装置在精轧机前后设有穿水冷却装置， 精轧机前水冷线长2米组水箱，每组水箱长度约6m, 水冷前钢筋温度9501150,水冷后最低温度850.精轧后水冷线长70米，4组水箱, 减径机、定径机前后各布置两组水箱在每组水箱长度约5.5m水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴，冷却水最大耗量为750m3/h，水压为2.4Mpa，压缩空气耗量为540Nm3/h，压力0.40.5Mpa。通过控制水压、水量、水箱数及每个水箱的冷却喷嘴数来控制精轧入口处轧件温度及线材吐丝温度。(6)吐丝机其性能见表28 吐丝机主要性能

15、 表28项目单位技术性能机参数型式卧式线圈直径mm1050倾角（°）10最大吐线速度m/s150电机功率 kw200电机转数Rpm850/1850(7)风冷段 风冷段主要性能 表29项目单位技术性能机参数型式带有佳灵系统的斯太尔摩标准型总长度m96冷却段数段14冷却速度°C0.317°C各段间台阶高度 mm45冷却段传动方式分段集体传动风机型式离心式风机数量台14风机风量M3/h157400（8）集卷筒 集卷筒主要性能 表210项目单位技术性能机参数型式双芯棒集卷筒内径mm1200定位锥竖直行程mm250传动方式液压形成盘卷（外径/内径）mm1250/850(9)

16、 打捆机打捆机引进瑞典森德斯公司打捆机两台。型号：PCH-4KNA/4600(10) P&F线运输系统设备主要性能 表211项目单位技术性能机参数型式积放悬挂式运输线全长m520钩子总数个 120小车运输速度0.25(11) 卸卷站卸卷装置主要性能 表212项目单位技术性能机参数储卷能力t6卸卷时间S/卷402.6 主要辅助设备（1）运坯辊道作用将从连铸来的热坯送入提升机。辊径300mm，辊中心距1500mm，输送速度2m/s。（2）提升机提升机作用是将钢坯提升到加热炉入炉辊道上。型式为链式。提升速度：0.3m/s。（3）出炉辊道作用将热坯送入轧机轧制。辊道辊径300mm，辊子个数13

17、个，两辊中心距1200mm，输送速度0.121.5m/s。（3）活套装置本套轧线从第12机架到第19架轧机共设有8个活套装置，作用是使轧件形成活套实现无张力轧制。气动操作，起套高度为0400mm。2.7 平面布置及起重运输2.7.1 平面布置车间厂房由主轧跨、原料及成品跨、轧辊机修间等跨间组成。车间总长度386m，总宽度102m。其布局详见车间工艺平面布置图。成品跨、轧辊机修间和主电室与主轧跨平行布置。原料跨与主轧垮成丁字布置。厂区公路接通到成品跨门外运输成品，厂房的相关位置留有通道和大门。车间组成及厂房参数见表213。车间组成及厂房参数 表213序号跨间名称跨度(m)长度(m)厂房占地面积(

18、m2)吊车轨面标高(m)1原料跨24102244812.0002主轧跨24×23601728013.8003轧辊机修品跨363601296012.000合计636482.7.2 起重运输设备车间内钢坯、成品和其它物品的运输以及设备的检修吊运，由吊车、电平车、汽车承担，切头、尾和轧废料用叉车运往指定地点，主轧跨与轧辊机修间之间设有电动平板车，用于机架以及其它物品的运输。车间起重运输设备见表214。车间起重运输设备表 214序号跨间名称吊车名称数量(台)起重量(t)跨度(m)工作制度备注1原料跨电磁挂梁吊车210+10t22.5A62主轧跨吊钩双梁桥式起重机22

19、0/525.5A5吊钩双梁桥式起重机21025.5A53成品跨电磁挂梁吊车47.5+7.534.5A64轧辊机修间吊钩双梁桥式起重机116/3.216.5A65轧辊机修间到主轧跨电动平车1206主轧跨电动葫芦4322.57成品跨电动葫芦3531.58轧辊机修间电动葫芦1310.52.8 车间装备水平本车间主要工艺特点如下：轧制速度最高可达120m/s，轧机生产率高。轧机强度高，电机功率大.轧线设备可按低温轧制组织生产进行控制轧制。轧线采用进口减定机组保证了产品的尺寸公差和表面质量同时提高了生产能力。采用瑞典桑德森打捆机。轧机采用液压横移装置，以便快速更换孔型。中轧机组和预精轧机组采用整体机架快

20、速更换装置，轧机和导卫的调整均在轧辊机修间内预设定完成，可大大缩短更换品种的时间。全线轧机采用平立交替布置，无扭轧制，粗轧和中轧采用微张力轧制，部分预精轧轧和精轧机组采用活套无张力轧制，可保证产品的高精度。采用热装热送工艺和低温轧制工艺，节能和降低金属烧损。精轧前后水冷线长,精轧前2个水箱,水压1.2Mpa,精轧后4个水箱。可进行闭环温度控制。采用可快速更换剪刃的组合式飞剪，以适应不同品种和不同规格产品的剪切。采用侧进侧出可热装和冷装料的蓄热式步进加热炉。采用多功能的完善的自动化控制系统，以保证轧机的高产量、高效率，低成本和产品的高质量。2.9 燃料、轧辊、动力消耗车间的水、压缩空气、蒸汽、燃

21、料、耐火材料、氧气和乙炔、润滑液压材料、电，轧辊导卫的消耗量分别见表215220。循环水消耗量表 表215用户名称年产量（t/a）单位耗量(m3/t)年耗量(m3/a)车间设备160000023.3636.8×106压缩空气消耗量表 表216用户名称年产量（t/a）单位耗量(Nm3/t)年耗量(Nm3/a)车间设备160000022.6836.2×106电力消耗量表 表217轧机名称 年产量(t/h)年工作时间(h)吨钢耗电量kwh年耗电量kwh棒材轧机1600000700013621.76×106耐火材料消耗量表 表218用户名称年计划钢材产量（t/a）单位耗量

22、(kg/t)年耗量(t)步进式加热炉16000000.3480润滑、液压材料消耗量表 表219用户名称材料名称年产钢材量（t/a）吨钢耗量(kg/t)年耗量(t)液压站液压油16000000.2320稀油站润滑油油-气润滑润滑油干油站干油轧辊、导卫消耗量表 表220用户名称年计划钢材产量（t/a）单位耗量(kg/t)年耗量(t/a)车间设备16000000.365762.10 主要技术经济指标车间主要技术经济指标见表224。车间主要技术经济指标 表221序号指标名称单位数量备注一、车间主要产品1车间年产量104t/a160二、主要资料2轧机型式全连续高速材轧机3车间设备总重量t3240其中：工

23、艺操作设备t1589 起重运输设备t500 轧辊机修间t2604车间电气设备总装机容量kW23245不包括公辅设施其中：交流主、辅传动电机容量kW201975主车间厂房占地面积636486车间货物周转量运入104t/a166.4运出104t/a166.39三、设备负荷及年工作小时7轧机额定年工作时间h65428轧机负荷率%939主车间劳动定员人500其中：生产工人人465四、每吨产品消耗指标10钢坯t1.0411燃料GJ0.7812电kWh13613循环水m322.3614压缩空气Nm322.6815氧气m30.216乙炔m30.0317轧辊及导卫kg0.3619耐火材料kg0.320液压润滑

24、油kg0.221捆线kg0.52.11轧辊机修间及检化验轧辊机修间由轧辊加工间和机修间组成，面积为：3456m2。2.11.1 机修机修间主要承担本车间机械设备的日常维修及小型简易件的制作、重修加工等任务。设备定期检修、大部件及备件的制作加工任务由公司协调解决。车间机械设备总重约1589t，年需各种备件约200t，其中机械加工件约130t，非加工件30t。机修加工配备常用的车、铣、刨、钻等加工机床共6台，以及下料、电焊等辅助设备。剪刃修磨选用一台特殊的工具磨床。机修间设备见表2-26 机修间设备表 表2-26序号设备名称型号及技术规格性能单位数量总重1电焊机台12划线平台个13立式台钻型号ZA

25、5020×8台14钳工台个15MC3040砂轮机台1650摇臂钻床型号Z3050×16台172M9120A工具磨床台18B1-400K立式升降台铣床台19XA6132万能升降台铣床台110CW6163普通车床台111CA6140普通车床台1 2.11.2 轧辊间轧辊间的工作任务包括：(1) 机架和轧辊的清洗、拆装和轴承的清洗；(2) 轧辊孔型加工、孔型螺纹槽加工和轧辊孔型刻字工作；(3) 孔型样板的制作；(4) 导卫的清洗、拆装和预清洗；(5) 导卫件的加工。新轧辊全部外购，新轧辊毛坯的粗车和加工在厂机修间进行。轧辊孔型加工及重车在本车间的轧辊间内进行。轧辊年消耗量计算见表

26、2-27。通过计算，年生产160万t，轧辊年消耗总量为586t，轧辊车床选8台为加工螺纹钢孔型螺纹铣床，孔型刻字设有电火花机床，为加工孔型样板设有线切割机床。还设有机架清洗机、机架翻转台和感应加热器，用于机架换辊前的清洗、立式机架的翻转和轴承的拆装。轧辊间设备表见表2-28。轧辊间设备表 表2-28序号设备名称型 号单位数量总重1机架清洗装置压力MA，200MPa，人工手持冲洗套12轧辊车床CA8463台2轧辊车床CA8450台23专用轧辊磨床SK001/4台24专用轧辊磨床G-40台25JXK-500A螺纹槽铣床最大工件直径500mm，工件长度2m台26TM-1740D电火花机床台17辊环磨

27、床台18钳工台个19MC3030砂轮机台11 0装配平台个111感应加热器台112轴承清洗装置台113机器人液压站个114电焊机台13. 步进梁式加热炉设蓄热式步进梁式加热炉二座。钢坯加热量166.4×104t/a，年工作时间7000小时。3.1 设计条件·钢坯规格：150×150×12000mm·加热钢种：硬线钢·钢坯入炉温度：冷坯（部分热装）·热装温度：600·热装率：60%·钢坯出炉温度：10501150·额定加热能力：160t/h·燃料：高炉煤气，发热值：750×4.

28、185kJ/Nm33.2 炉型选择与技术决策3.2.1 炉型选择我国加入WTO后，市场竞争更加激烈，用户对成品材的表面质量、尺寸公差和机械性能的要求日益严格。要保证成品质量，必须提高钢坯加热长度和断面方向的温度均匀性以及热坯表面质量。故拟选用上、下加热的步进梁式加热炉。3.2.2 技术决策·采用高效蓄热式烧嘴燃烧技术，将空气、煤气同时预热至1000。实现高产优质、低能耗、低成本和少污染的技术要求。·采用对齐推钢机，防止钢坯装斜，以保证钢坯在步进梁上顺利输送。对齐推钢机设有行程设定功能，可根据入炉钢坯温度的不同调节钢坯坯距。·合理配置步进梁（活动梁和固定梁）数量和间

29、距，纵梁选用最佳双元管断面组合，以减少遮蔽和水冷“黑印”·采用双层框架斜坡双滚轮式步进机械，全液压驱动。设有可靠的防跑偏装置，实现易于安装调整、运行可靠和跑偏量最小的目的。·采用先进、实用和可靠的基础自动化控制。3.3 炉子规格和技术数据3.3.1 炉子规格·炉型：上、下加热蓄热式步进梁式加热炉·装出料辊道中心距 23000mm·炉子全长 24500mm·炉子内宽 12600mm·炉子外宽 13600mm·炉底过钢面积 276m2·装炉：炉内悬臂辊道侧装料，由对齐推钢机推到固定梁上·布料：单排布

30、料·出料：炉内辊道侧出料3.3.2 炉子技术性能·加热钢种 硬线钢·钢坯尺寸 150×150×12000mm·钢坯入炉温度 冷坯或部分热装·热装温度： 600·热装率： 60%·钢坯出炉温度 10501150·钢坯断面温差 30·炉子额定能力 160t/h·燃料及热值 高炉煤气750×4.185kJNm3·空、煤气预热方式 蓄热式·空、煤气预热温度 1000·额定燃料消耗量 45000Nm3/h ·额定空气消耗量 36000Nm3/h ·额定烟气量 74700Nm3/h ·额定单耗 0.22×4.185GJ/t·烧嘴型式和数量 蓄热式烧嘴 32对·活动梁数量 4根·固定梁数量 5根·步进梁水平行程 200400mm· 步进梁升降行程 200mm（上升100mm，下降100mm）·步进周期 40秒·冷却方式： 汽化冷却·排烟方式 引风机机械排烟3.3.3 公用介质（1） 高炉煤气·煤气热值 750×4.185kJNm3·接点流量