高速线材车间多路程轧制生产线的设计

1、1999年5月钢铁研究第3期(总第108期)高速线材车间多路程轧制生产线的设计刘战英秦国庆(河北理工学院)(北京科技大学)王海彬、型材多路程生产线的设计及生产建设,实,适用于生产品种多的中小企业。关键词多路程轧制生产线高速线材车间小型型材及棒材车间设计DESIGNOFSMALLSECTIONROLLINGLINEFORHIGHSPEEDWIREWORKSHOPLiuZhanyingWangHaibing(XingTaiMetallurgicalRollCo.Ltd.)SynopsisThedesignandconstructionofmultilinearrangementofhighspee

2、dwire,barandsectionisintroducedinthepaper.ProductionresultsindicatethatarrangementoftherollingmillinthiswayhasgreaterflexibilityinincreasingtheproductvarietiesandmoresuitableformediumandsmallworkstoproducediversifiedvarietiesofrollingproductsKeywordsmultipathrollinglinehighspeedwireworkshopsmallsize

3、barandsectionworkshopdesignQingGuoqing(HebeiinstituteofScience&Engineering)(UniversityofScience&Technology,Beijing)1前言各类轧钢车间都有其产品范围。在市场经济中柔化生产更显示出其重要性。尤其是一些中小型企业,希望在同一车间内能够生产出更多品种和规格的产品,以适应市场的需求。本文就高速1线材生产线采用多路程设计,对既生产高速线材又能生产某些型材和棒材进行了尝试。通过实践表明,多路程生产线在扩大品种方面有较大的灵活性。在型、线材生产中,做到专业化生产无疑从产量、机械化、自动化、设备利

4、用率诸方面都是有利的。但是对某些中小企业,无论是从生产规模还联系人:刘战英,教授,河北唐山市(063009)河北理工学院冶金系是建设投资方面,做到大规模专业化生产是难以实现的。所以,能够在总投资规模相对变化不大的前提下,增设多条生产线,使产品品种规格增多,来满足市场对多品种钢材的需求,即采用多路程轧制以适应市场需求,对中小型企业来说无疑是可以值得考虑的。下面对这种多路程生产线的设计作出论述,以供参考。2多路程轧制生产线设计2.1多路程轧制生产线设计方案某钢铁有限公司拟建高速线材车间,原设计参照国内某线材厂高速线材轧机的布置。使用90905000(单位为mm)的钢坯,生产 5.514 1994-

5、2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 10mm的线材。其设备与工艺如下:钢坯经连续式堆钢加热炉加热后,出炉经 420mm5连轧机轧制5道次,由圆盘剪切头后进入 360mm6中轧机组连续轧制6道次,再经 300mm2预精轧机轧制2道次,切头后进入 210mm4和 160mm6的45轧机轧制10道轧出 5.510mm的线材,在精轧机后设有穿水管、吐丝机和控制冷却线。采用单线轧制,年产量为15万t。为了增加品种,除高速线材生产线外再建型材和棒材生产线,加热炉、粗轧机两条生产线共用,形

6、成多路程轧制生产线1。、跨,型、。型材生产线可以轧制6.39号角钢、9号以下的槽钢、 4555mm圆钢等;棒材生产线可以轧制 1425mm的圆钢、螺纹钢。生产角钢、槽钢时,钢坯出炉后经 420mm5连轧机轧制5道次以后,由移钢台架将轧件移至型钢跨,再经一架 450mm三辊轧机(该轧机为原有设备)交叉轧制3道次后进入 350mm2连轧机轧制2道次轧出成品,然后经冷却、剪切、矫直,包装入库。生产 1425mm圆钢、螺纹钢时,钢坯出炉后由 420mm5连轧机轧制5道次后进入 制,再由 24道次,由倍尺飞剪剪切后上冷床冷却,下冷床后经3600kN剪切机剪切定尺,然后经移钢台架到收集台架收集钢材,经打捆

7、、称重后入库。图1多路程生产线平面布置图1.上料台架2.加热炉3. 420mm5轧机4.圆盘剪5.移钢台架6. 360mm6轧机7. 450mm三辊轧机8.跑槽9. 300mm2轧机10.飞剪11. 210mm4 160mm6的45轧机12.穿水管13.吐丝机14. 350mm2轧机15. 250mm2轧机16.倍尺飞剪17.斜辊冷床18.控冷线19.集圈器20.钩式运输机21.3150kN剪切机22.棒材收集台架23.移钢台架24.型钢收集台架25.矫直机这种多路程轧制生产线的设计能够生产线材、小型棒材和某些型材,使产品范围扩大21.271.29;轧制 710mm的线材,可由成品向。线前减少

8、2道次。轧制 2025mm的棒材,共轧制13道次,将 350mm2轧机甩掉,平均延伸系数up=1.241.28;轧制 1418mm的棒材,共轧材、棒材和型材生产线,只是在轧制区路程不同,轧制道次和轧制方式有所区别,而加热炉、冷床、剪切机等设备共用。线材、棒材和型材生产线, 420mm5粗轧机共用, 360mm6连轧机生产制15道次,平均延伸系数up=1.261.30。轧制型材共轧制10道次,将 250mm2轧机甩掉,平均延伸系up=1.191.27。高速线材生产线成品轧制速度为50ms;棒材生产线 250mm2第二架轧制速度为510ms;型材生产线 450mm三辊轧机轧制速度为2.5ms。 3

9、50mm2轧机轧制速度为3.56ms。线、棒材共用,而 350mm2连轧机轧制棒、型材共用。该设计考虑到尽量利用轧制设备,以提高设备利用率,同时,也考虑到轧制道次的分配及孔型系统的选择和配置。2.2多路程轧制生产线工艺参数的确定多路程轧制线材生产线,轧制 5.56.5mm的线材,共轧制23道次,平均延伸系数为up=轧制型材需要移钢台架移钢。为使温降减小,适当提高移钢速度,本设计该移钢速度为2.315 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ms,能够满足要求。在确定机架

10、间距离时,要保证 450mm三辊轧机与 350mm2轧机不形成连轧。 360mm6与 350mm2轧机之间利用跑槽送钢,并用夹送辊输送。轧制线材和棒材, 420mm5轧机孔型系统为箱型六角形方形菱形方形系统,后面接椭圆形圆形系统。轧制角钢和槽钢 420mm5轧机孔型系统为箱形扁箱形预切深孔形切深孔形系统, 450mm轧机第一道采用立轧孔,控制腿长,然后采用蝶式孔型轧制。,燃油为重油,有效尺寸(单位mm)590022046,采用汽化冷却,推钢机为齿条式推钢机,推力为15t2。2.3.2轧制设备(1)高速线材生产线设备高速线材生产设备包括 420mm5粗轧机、 360mm6中轧机组

11、、 300mm2预精轧机、 210mm4和 160mm6的45精轧机。粗轧机组、中轧机组为集体传动,主电机采用交流电机,预精轧机和精轧机组主电机采用直流电机。(2)型材生产线设备型材生产线与高速线材生产线共用 420mm5粗轧机组。 450mm三辊轧机,辊身长1500mm,主电机为交流电机,额定功率N=1600kW,转速500rpm,减速机中心距A=1200mm,速比i=4.78; 350mm2连轧机,采用高刚度轧机,辊身长650mm,主电机采用直流电机,单独传动,主电机功率N=800kW,转速n=4301000rpm。(3)棒材生产线设备棒材生产线与高速线材生产线共用 420mm5粗轧机和

12、360mm6中轧机组,与型材生产线共用 350mm2连轧机。 250mm2连轧机,采用高刚度轧机,辊身长500mm,主电机采用直流电机,单独传动,主电机功率N=500kW,转速n=4301000rpm。2.3.3精整设备(1)高速线材生产线的精整设备包括穿水冷却16装置、吐丝机、控制冷却线、集圈器和钩式运输机。(2)型材生产线的精整设备包括斜辊式冷床(宽67m、长57m)、3150kN剪切机、型材检查收集台架、500kN悬臂式矫直机。(3)棒材生产线的精整设备包括倍尺飞剪与型材生产线共用的冷床和剪切机、棒材收集台架。3多路程轧制生产线的特点) 三辊轧机是利用,连轧张力控。 三辊轧机与 350m

13、m2连轧机三间不形成连轧。 350mm2连轧机单独传动,主电机为直流电机,通过调速控制张力。(2) 350mm2和 250mm2采用高刚度轧机,以提高钢材的轧制精度。 350mm机架间和 250mm机架间设置立活套, 350mm与 250mm轧机之间设侧活套。轧制棒材时,靠扭转导板进行翻钢。(3) 360mm6连轧机组轧出的轧件经跑槽进入 350mm和 250mm轧机,由于跑槽距离较长,中间设置夹送辊,以保证轧件的正常输送和轧制。(4)轧制棒材,在上冷床前由倍尺飞剪进行剪切,以保证轧件的长度小于冷床的宽度。4实践效果多路程轧制生产线一期工程型材生产线已建成并投入生产,轧制出 50mm圆钢。同时

14、在该生产线上轧制出 25mm螺纹钢,生产 25mm螺纹钢的小时产量可达45t。轧件尺寸满足产品的技术要求,轧制过程顺利,操作、调整方便。5结语通过高速线材车间多路程轧制生产线设计和建设的实践,表明在一个车间内以多路程生产线的方式组织生产是扩大产品范围的一个途径。由于加热设备和某些精整设备可以共用,占地面积相对减少,总投资也减少。但由于多路程生产线只能是单一生产,故设备利用率相对要降低。(下转第41页) 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 5参数解析及结果表2磨损量换

15、算系数常数项解析结果机架F3F5F7WR材质AdamiteNi-GrainNi-Grain初期值2.390E-061.282E-052.294E-05修正系数1.9221.4541.226解析值4.594E-061.864E-052.812E-05对F3、F5、F7机架的工作辊辊形进行了测量。调整时轧制计划中轧制带钢卷数约为30卷左右,且计划中同宽轧制更少,未发现边部磨损形态比较明显的数据,所以边部集中作用参数kw和dw未进行调整。调整的参数只是磨损量换算系数常数项b。F7机架磨损量实测值、预测值及磨损量换算系数常数项b的最小二乘回归直线如图4所示,根据回归计算结果得到b的修正系数Cb=1.进

16、行测量。对于未解析的其它材质的轧辊,可用下述经验公式进行调整:0.8(14b=HRHRb式中HR、b、磨、磨损量换算系数6结论辊形的精确测量是工作辊磨损模型解析的前提条件,测量的辊形曲线要进行滤波及偏心处理,轧制冷却后的辊形必须注意消除热凸度影响。磨损模型的计算精度取决于定常部和边部参数的解析精度,其中关键参数是磨损量换算系数常数项和负荷项影响指数。解析实践表明,本文提出的磨损模型解析原理正确,能显著提高模型的计算精度。参1刘图4WR磨损量换算系数常数项回归结果(F7)解析结果数据见表2。按这组参数应用的实际系统磨损量计算精度得到显著提高,其中F3机架由38.7%提高到90.5%,F5机架由6

17、5.6%提高到92.9%,F7机架由78.8%提高到83.5%。辊系通常由Adamite、Ni-Grain、Hi-Cr、HSS四种材质的轧辊组成。而进行轧辊磨损模型解析时,局限于客观条件,一般不能对所有材质的轧辊(上接第16页)对于某些中小型企业,在产量不是很大的情况下,为了扩大产品范围以满足市场对各个品种的需求,这种多路程轧制生产线是解决生产品种单一,扩大产品范围的一种办法,可以使用较少的投资生产出更多的品种。从本文介绍的高速线材车间多路程轧制生产线为例,该车间既可生产线材,又可生产某些棒材和型材。若按通常的轧钢车间设计,线材、棒材和型材则要由三个车间来完考文献,孙一康.带钢热连轧计算机控制.北京:机械工业出版社,1997方土.现代带钢连轧机控制.沈阳:东北大学出版2汪祥能,丁修方社,19963费业泰.误差理论与数据处理.北京:机械工业出版