武钢高线生产线设备及工艺优化

武钢高线生产线设备及工艺优化

1主要设备和工艺参数武汉钢铁公司（武钢）结合自身优势，于1996年新建了一条高速现代石屑线制装配厂。武钢高线生产线是经国际招标,由德国施罗曼·西马克公司引进主体机械设备和生产工艺技术;电气设备和自动化控制系统由美国GE(通用电气)公司配套,打包机由瑞典引进,车间中的一些机械设备由外商供图,中方合作制造(如粗、中和预精轧机的机械设备以及炉区设备和积放悬挂式盘卷运输线设备),其它公辅设备由国内配套。车间工艺设备总重4465t,电机装机容量86万kW,主厂房建筑面积3.4万多m2,投资8亿多元,年设计产量70万t。生产钢种:各种碳素钢和低合金钢,产品规格为Φ5.5～Φ22mm的光面盘卷和Φ6～Φ16mm螺纹钢筋,其产品按ZBH44001-88标准供货,也可按德国DIN或其它国际先进标准生产供货,原料采用200mm×200mm×6000mm连铸坯,单重1850～2000kg,产品综合成材率96%。2车间生产准备和工艺2.1高线站生产线的平面布置高线车间生产线平面布置见图1。2.2u3000中轧系统加热到950℃～1050℃的钢坯经高压水除鳞后,进入粗轧机组进行6道次平—立无扭—微张力连轧后,经保温辊道分流,由1号飞剪切头尾,进入中轧机组。中轧机组共10架,前8架作为一组(Ⅰ中轧),后2架作为另一组(Ⅱ中轧),其间设置2号飞剪,中轧机组与后面的轧机都是一种双线连轧关系,轧机都是水平布置,是一种微张力扭转连轧方式。孔型为椭—圆系统,首椭末圆,从奇次到偶次是扭轧过程,为了防止导扭装置对轧件外表的损伤或产生裂纹而采用油—气润滑。中轧机组轧出的轧件经水平活套进入4架H-V布置的预精轧机,机架间设立式活套,实现椭—圆孔型系统的无扭无张力轧制,轧制后的轧件经1号水冷箱冷却,3号飞剪切头尾后经水平活套进入精轧机组。精轧机组10架,呈顶交45°交替H-V布置,实现椭—圆孔型系统无扭微张力轧制,轧件经精轧机组后通过2号、3号水冷箱控温后进入斯太尔摩辊式控冷输送系统进行控制冷却。3主要设备的参数和性能3.1优质碳素钢的确定加热炉的炉内尺寸:12.99×28.81m,使用焦、高炉混合煤气作燃料。产量180～200t/h。加热温度920℃～1150℃。其中,低碳钢980℃～1150℃;优质碳素钢980℃～1120℃;焊条钢为940℃～1080℃;低合金钢1000℃～1080℃;冷镦钢920℃～1050℃。钢坯侧装侧出,冷装、双排装料,步进梁由液压传动,水平行程320mm,垂直行程200mm,步进周期45s,间隙时间21～29s。3.2叶片东部、叶片预精和叶片精各设备主要技术参数见表1、表2、表3、表4。3.3轧钢生产的主要控制因素在轧钢生产工艺中,轧件的压下量、宽展、温度、咬入角以及轧制速度等是轧钢生产的基本参数和调整的主要内容,而控制轧制主要以变形量(表5)和温度控制为主要手段。(1)变形量(2)温度减缓下降温度控制根据所轧钢种不同稍有区别,下面就以生产普碳钢Q235为例进行说明。生产普碳钢时,其开轧温度约为1050℃,轧件在粗轧、保温辊道和中轧机组之间的运行过程中,轧件温度缓慢下降。在经过十道次轧制后,轧件温度降至990℃左右,轧件进入到预精轧机组后,由于轧制速度加快,塑性变形热来不及散失,使轧件温度有所回升,出预精轧机组时温度达到约1000℃,经过1号水冷箱后进入精轧机组时温度约为930℃。在精轧机组内,由于轧制速度快,轧件温度理应急剧升高,但由于精轧机组内机架间设置了专门的轧件水冷装置,从而使轧件在轧制过程中温度上升缓慢,甚至可保持不变,出精轧时温度约为1050℃。此后,轧件经2号、3号水冷箱冷却,到达吐丝机吐丝时,轧件温度下降到约为910℃。3.4静力机辊道上的螺旋状线圈吐丝机又叫成圈机。钢线经导管进入高速旋转的吐丝机而连续均匀地吐出呈不同心的螺旋状线圈散布到运行着的运输机辊道上。进入吐丝机的钢线温度约为850℃,最高不大于950℃。吐丝机锥头倾角10°,最大吐丝速度120m/s,吐丝机传动功率DC32kW,转速为1450rpm。3.5离心式力冷系统确定主导风压该输送机全长93m,冷却过程分9段,每段长9m,辊子44支,辊径Φ120mm,每段有2个控冷单元(单独可调控风量)。沿辊道宽度方向有加强两侧风量调节的“佳灵”装置,自动调节两侧和中间的风量分布。在运输辊道之下,布置有8台离心式强冷风机,每台风量120000Nm3/h,风压1.96kPa。辊道输送速度0.05～1.5m/s,冷却能力0.5～17℃/s。3.6试验装置集卷站位于斯太尔摩输送线的出口,收纳冷却后线圈集成线卷。它主要由带锥柱芯的集卷筒,锥柱芯底部托爪,托盘式升降小车,支撑锥柱芯而互成90°结构的十字形双臂旋转装置以及可升降移行的U型液压小车等组成,收集后线卷的最大长度2960mm,内、外径分别为Φ850mm和Φ1250mm。3.7上吊挂钩的运行它是高架结构,环绕布置于集卷站出口和成品库之间的场地上,全长690m,其上吊挂钩底长为3800mm(型钩120个,存储能力30min),运行速度0.3m/s。3.8包装机2台卧式打捆机布置在运输线后部行进中的C形钩下,进行在线液压打捆成卷。打捆的最大轴向压紧力397kN,压缩量600～150mm。4工艺及装备技术(1)半连续生产方式。由于武钢高线采用200mm×200mm的连铸坯,按F1V1=F2V2=……=F30V30的连轧关系,无论从V30为120m/s所要求的开坯速度V1,还是以V1大于0.07m/s(热轧临界速度)所要求的V30都无法实现。因此将粗轧机组与中轧机组脱开,形成不连续轧钢,但中轧机组与随后的轧机间建立连轧关系,而粗轧机组本身也是连续轧钢。(2)精轧双线生产法。双线可生产同规格产品,也可以生产不同规格的产品。(3)将金属塑性变形技术与热处理技术在线结合一体化生产。(4)选用Morgan-SMS第5代顶交45°无扭高精度精轧机。(5)在线中设置飞剪多。(6)控轧控冷装备技术完善,不仅产品精度高,光洁度高,性能好且质量均匀稳定。(7)全作业线检测、自动化装备水平高。5以产品核心竞争力为设计主体的供热武钢高线生产线由武汉钢铁设计院负责工厂设计,德国SMS(西马克)公司负责轧制线生产工艺技术,工程施工由第一冶金建筑公司承担。1