新型h型轧机轧机架架结构的优化

新型h型轧机轧机架架结构的优化

0新泰大型h型钢生产设备新泰大型h钢工程是新泰三年工程中实施工业结构的重点工程。这也是中国最大、自动化程度最高、最先进的h钢生产技术生产生产线。新泰大型H型钢工程中的CCS万能串列机组和CRS矫直机及冷、热锯机的主体部分由德国西马克公司提供,是当今世界上最先进的H型钢生产设备;其电气控制及设备由德国西门子公司提供。新泰大型H型钢厂设计年生产能力120万吨,产品最大尺寸1008×408。产品定尺长度为6m～24m,以12m定尺为主。产品堆垛后用钢线捆扎,每捆最大外形尺寸为1000mm～1200mm,每捆重量为5t～10t。主要生产的钢种为碳素结构钢、桥梁用结构钢、矿用钢、低合金结构钢和耐候钢等。原料为4种连铸异形坯,尺寸如下(宽×高×腹板厚度):426mm×280mm×85mm、555mm×440mm×90mm、750mm×370mm×90mm、1023.8mm×390mm×90mm。坯料长度最大为12m,设计综合成材率为96.5%。1热机械制备H型钢的生产工艺流程见图1。来自热装辊道或来自冷装台架的钢梁坯都通过装料辊道运输到加热炉中,而原料通过出炉辊道送到高压水除鳞机中,在大约20.5MPa的喷嘴操作压力下高压除鳞。随后将原料送入可逆式粗轧机,在此生产出所谓的串列轧机的引导段。粗轧机之前和之后的操作器将原料根据轧制程序表导入轧辊轧槽中。在开坯机机架中一般要轧5个～7个道次(最多9个道次),具体视原料规格而定。万能轧机采用万能机架,万能机架采用X-H轧制法轧制钢梁。根据最终产品,第一个机架具有一个X孔型设计,第二个机架具有一个H型轧辊。与常规轧制法相比,这种X-H轧制法已在实践中证明是成熟的工艺,它具有如下优点:产量高;温度高;轧制力和传动装置功率都较低;轧辊使用寿命延长;实现了热机械轧制;轧制状态的长度尽可能长。新型CCS型机架具有如下优点:降低了轧机机架的投资成本;不需单独的导卫更换设施,节省此投资成本;显著地减少了轧辊和导卫的更换时间,提高了轧机的利用率;不需在轧机中进行导卫的更换或调节操作,减少了劳力;由于牌坊距离可变,提高了钢梁轧制的机架刚性;采用全液压压下机构;采用介质塔,取代了设备配管;确保最终产品获得最佳质量。采用此新型机架降低了型钢轧制的操作成本。在串列机组的下游设置一台热锯,作用是切头和取样。将轧制状态的长度大于冷床长度的产品切为两段,送到冷床。尾端取样可以按照常规方法。上部和中部也可以取样,但是需用手动操作模式。冷床设计为步进梁式/链式的组合式冷床。在冷床入口侧,步进梁将冷床入口辊道上的型钢移走并向前送到链式冷床段的交接位置。在步进梁段的端部,型钢将向上翻转,使冷床上可放置更多的型钢。在冷床出口侧,型钢将向下翻转,再运输到辊式矫直机前面的辊道上。型钢从冷床出来后要进行矫直,采用最新一代的CRS辊式矫直机进行矫直。此矫直机设计为液压调节式,可在最低的残余应力下获得最佳的矫直效果,而且实现了快速换辊。型钢经矫直后将收集在一运输台架上,成排型钢采用一串列式冷锯锯切。定锯之后设置一个装有测长仪的小车,以便调节相应的锯切长度。另外还利用此锯切尾。设置两台12m和一台18m的自动堆垛机。将6m～12m的堆垛堆置在3台分开的堆垛机上。2台12m的堆垛机可以连接起来。13m～18m的堆垛将堆置在连接的堆垛机上和18m的堆垛机上。18m～24m的堆垛只能堆置在连接的堆垛机上。型钢通过磁铁操作器堆垛,可以采用水平和垂直两种堆垛方式。堆垛通过输出辊道运输到装载区。堆垛应在输出辊道上打捆,再运送到装载台架上。装载台架收集堆垛,以待行车卸料。由于尺寸关系而不能矫直的型钢或必须重新矫直的型钢将在堆垛台架区的扩展区设置的一台压力矫直机上进行矫直。经过压力矫直的型钢将返回到堆垛机,按照通常的工艺流程处理。2主要设备和特点2.1道中心距及加热能力加热炉为蓄热式步进梁式加热炉,出入炉辊道中心距为41.2m,最大坯料宽12m,加热能力为:冷坯260t/h,热坯280t/h。燃料为高焦混合煤气。2.2初次氧化皮除鳞箱的功能是利用高压水将来自炉子的加热过的原料表面的初次氧化皮去除。它是由焊接钢板制作的全封闭式固定箱,入口由水幕帘和双排链式幕帘封闭,出口由双排链式幕帘封闭。喷淋管配有相应的平流式喷嘴。2.3开坯辊换辊开坯轧机为二辊可逆水平轧机,有以下结构特点:①为闭口式可逆二辊轧机,由一台交—交变频调速的电机驱动;②开坯机上辊液压平衡;③开坯机上辊电动压下,下辊用垫片调节;④设置液压回松装置,以便在堆钢时回松轧辊,并可实现过载保护和轧制力测量调整;⑤轧机导卫安装在轴承座的横梁上,在轧辊准备区手动调节传动侧轴承座上的调节装置调节导卫下横梁;⑥采用电动链式牵引小车和液压操作的横移平台实现快速整体换辊,一次换辊时间为25min;⑦轧机前、后设置推床及翻钢机,可以在任意道次移钢和翻钢,便于轧制规程的设计和调整。2.4采用现代技术来制造换辊方式万能串列轧机机组机架采用CCS(紧凑式滑移机架)技术设计,具有以下优点:①采用新型换辊方式,即同时更换整个机组的轧辊及导卫,换辊时,操作侧机架牌坊和整个辊系及导卫由液压缸抽出,然后辊系移动平台侧移,将新的轧辊与机架牌坊相连,同时移入轧制线,采用这种换辊方式可大大缩短轧辊和导卫更换时间;②轧机导卫安装在轴承座上的支承梁上,可在轧辊准备区预装、预调节,因此无需在轧机内更换或调整导卫,也不需要专用导卫更换装置;③由于牌坊间距可调,轧制时具有更高的机架刚度;④采用全液压压下并采用全新的TCS控制系统,从而可以获得更佳的产品质量;⑤轧机导卫安装在轴承座的横梁上,在轧辊准备区手动调节传动侧轴承座上的调节装置调节导卫下横梁;⑥采用电动链式牵引小车和液压操作的横移平台实现快速整体换辊。串列机组机架布置为:UR—E—UF。即由1架万能粗轧机、1架轧边机和1架万能精轧机组成。3个机架呈连轧布置。万能粗轧机与万能精轧机结构型式完全相同。2.5锯片滑动传动、轧件物理性能整个生产线共设置3台锯机,其中分段热锯1台,固定冷锯2台。3台锯机的本体结构基本相同。主要结构特点如下:①滑板式热锯,锯片滑动传动是靠液压缸,锯片通过伞齿轮、联轴器、万向轴和AC电机完成传动,滑板座和安装底座为预制结构,滑行在水平和垂直导向辊中进行;②轧件的夹紧是利用入口侧的液压驱动的夹紧装置来实现,以保证锯切时轧件不会产生剧烈振动,从而保证锯切精度,提高锯片寿命;③通过松开集中螺丝、卸下锯片的轮毂、旋转插销栓,利用悬臂吊车更换带轮毂的锯片以实现快速更换锯片。2.6式冷床和链式冷床组合式冷床由步进梁式冷床、链式冷床及出口移送装置组成,冷床上还设有翻立和翻倒装置各一套。步进式冷床由液压升降和平移,链式冷床由电机驱动。在冷床出口侧预留水冷却区,以便在必要时进行强制冷却。冷床包括一套步进梁式冷床和位于入口侧的固定格栅。格栅和支撑结构为焊接和螺栓装配式型钢。链子利用电机、联轴器、齿形装置、轴和链轮来驱动。在冷床出口侧配有81台轴流鼓风机进行强制风冷却。2.7矫直机及直机辊式矫直机为新一代CRS辊式矫直机,采用液压调整设计,并且可以实现整体快速换辊。矫直机为9辊式,上面4个辊子,下面5辊子,9个辊子都由电机单独传动。辊式矫直机具有如下特点:①矫直机为紧凑式双支撑设计,矫直套筒通过一个液压预应力拉杆夹紧在矫直轴两半之间,因此能自动对中;②在更换矫直辊时,将机械手移入矫直机,夹起所有9根矫直辊,然后拉杆压力释放,操作侧的矫直机牌坊伸展开,机械手把矫直辊运出矫直机,将其放在矫直辊更换架上,之后机械手夹起新的一组矫直辊,将其送入矫直机,整个更换时间仅为20min;③所有9个辊子均为电机单独传动;④所有9个辊子均设置液压轴向调节装置,可在低负载下进行调节;⑤4个上辊均设置液压垂直调节装置,可在低负载下进行调节;⑥在辊式矫直机出口处设置弯辊对,用于纠正梁腹板和翼缘之间的偏斜。3坯热送热装技术(1)原料钢坯为异形坯。用异形坯直接轧制是20世纪90年代的国际先进技术,与过去用板坯、矩形坯轧制技术相比,开坯机的轧制道次可以大大减少,轧制温度可以提高100℃,轧制力降低30%,综合能耗降低20%。新泰新建的H型钢生产线拟全部采用异形坯轧制。(2)连铸坯采用热送热装。连铸坯热送热装具有以下优点:减少加热炉燃料消耗,提高加热炉产量;减少加热时间,减少金属消耗;减少钢坯库存量,加快流动资金周转,降低建设投资和生产成本。(3)配置高压水除鳞装置,清除钢坯在加热炉内生成的氧化皮,保证产品具有优良的表面质量。(4)万能串列机组机架采用CRS(紧凑式滑移机架)技术设计,是型钢轧机机架设计领域的最新技术。(5)采用X-H轧制方法,可以降低投资和实现低运行费,同时又获得了较高的产量。(6)用两台固定冷锯代替一台固定冷锯和一台移动冷锯,解决了移动冷锯噪声大、振动大、维修频繁的缺点。(7)采用CRS辊式矫直机进行矫直。矫直轴为双支撑,带有翼缘弯辊对,采用液压调整设计,具有最佳的矫直效