50万吨棒材方案

50万吨全连轧棒材工程

设计案

2017.10.18

1. 概述

1.1设计依据

本案是根据甲的基本要求设计的。甲技术要求细化后案将做进一步调整和完善。

1.2主要设计决定

（1）车间设计生产能力为50万t/年。

（2）主要产品为螺纹钢筋和圆钢棒材，其中螺纹钢筋生产规格为Φ10～Φ28mm，圆钢生产规格为Φ16～Φ60.0mm，钢种为普碳钢、优质钢和低合金钢\铝及铝合金1xxx~7xxx系列等。

（3）采用150×150×9000mm连铸坯作为原料。

（4）精轧机采用短应力线高刚度轧机，轧制速度18m/s。

（5）棒材生产线生产工艺分为原料准备、加热、轧制、控制冷却及成品精整等工序，整个轧制工艺采用连续化自动控制。

1.3 主要设计特点及装备水平

（1）坯料全部为连铸坯，一火成材。

（2）全线轧机采用平立交替布置，实现了连续无扭轧制，避免了轧件在轧制过程中的扭转，可有效地减少成品轧件的表面缺陷。

（3）轧线采用微力和无力活套轧制，保证产品尺寸精度。

（4）采用控制冷却工艺，可节约能源,改善产品的金相组织，提高产品质量。

（5）采用切分轧制工艺，平衡小规格产品产量。

（6）型系统设计采用椭圆-圆型系统，轧机导卫系统采用了滚动导卫，可确保轧件的稳定轧制，并可减少轧件的划伤。

（7）轧机主传动采用直流传动系统，技术成熟，运行稳定。

（8）车间采用基础自动化及过程控制两级自动化控制系统。

2 轧钢工艺

2.1 产品大纲及金属平衡

2.1.1 产品大纲

该棒材车间设计规模为年产50万t。

产品品种：圆钢棒材、螺纹钢筋、产品规格：Φ10～60.0mm 其中：圆钢棒材Φ16～Φ60.0mm

螺纹钢筋Φ10～Φ28mm

Φ10～Φ16mm螺纹钢采用切分轧制工艺。

主要钢种：普碳钢、优质碳素钢、低合金钢等、

铝及铝合金1xxx~7xxx系列

交货状态：成捆交货

捆径～Φ300mm

定尺长度 6.0～12.0m

捆重2000～3000kg

执行标准：圆钢GB702-86

螺纹钢GB1499-98

产品案见表2-1。

2.1.2 原料

坯料种类：连铸坯

规格：150⨯150⨯9000mm

单重：1550kg

年需要量：520830t

执行标准YB2011-83

2.1.3 金属平衡

车间原料年需要量为520830t，成品产量为500000t，综合成材率为96.0%。

金属平衡见表2-2。

金属平衡表表2-2

2.2 生产工艺流程简图（见下图）

2.3 车间工作制度及年工作小时

本车间采用四班三运转连续工作制，节假日不休息。年有效工作时间为6500h。年工作时间见表2-3。

日历作业率为6500/8760×100%=74.2%

2.4 轧机生产能力计算

根据产品大纲中规定的产品规格及生产规模，精轧机最高轧制速度按18m/s计算，完成50万t的年产量所需要的时间为5781h。

轧机负荷率为：

5781/6500×100%=88.9%。

轧机生产能力计算见表2-4。

2.5 轧机组成及型式

根据钢坯规格及产品案，全线选用18架轧机。其中粗轧机组为6架，轧机为φ550mm×3+φ450mm×3；中轧机组6架，轧机为φ380mm×6，粗中轧机均为闭口式二辊轧机，呈平-立交替布置，直流电机单独传动。精轧机

6架，轧机规格为φ320mm×6，轧机型式为高刚度短应力线轧机，呈平-立交替布置，其中16#、18#为平立可转换轧机。直流电机单独传动。

轧机主要性能参数见表2-5。

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各组轧机选型：

（1）粗中轧机组

粗中轧机选用二辊闭口式轧机。机列设备组成主要包括：轧机工作机座、轧机底座、压下装置、横移装置（立式轧机为提升装置）、传动接轴、接轴托架、联合减速箱、主电机、联轴器、电机底座等。

轧机主要结构为：机架采用钢板焊接式牌坊；上辊采用液压马达快速压下、手动微调弹性阻尼体平衡；轧辊轴承采用四列圆柱轴承及四点角接触轴承；由螺杆机构进行轧辊轴向调整和固定；液压小车换辊及更换轧槽；机架固定型式为液压锁紧；采用大伸缩量十字万向接轴；平辊轧机接轴托架为气动调节；轧机主传动为联合减速机型式。立式轧机为上传动。

（2）精轧机组

精轧机选用高刚度短应力线轧机。机列设备组成主要包括：轧机工作机座、轧机底座、横移装置（立式轧机为提升装置）、轧机锁紧装置、传动接轴、接轴托架、联合减速箱、主电机、联轴器、电机底座等。

轧机工作机座结构特点：短应力线轧机，刚度高，精度好，承载能力大，调整换辊便，设备结构紧凑，设备重量轻。

轧机主要结构为：轧辊轴承采用四列短圆柱轴承及推力轴承；轧辊平衡采用液压缸；轴向调整采用螺旋丝杠，轴向游隙小；轧辊压下调整采用低速液压马达驱动一手动复合调整式；轧辊开口度对称调整，轧机调整时轧制中心线始终不变；整机换辊，当轧机移出轧线后，采用专用换辊车。立式轧机为上传动。

轧机横移装置采用液压缸进行轧机工作机座的横移更换槽及换辊。当需要进行换辊操作时，先将轧机横移至传动侧极限位置，将接轴托架与轧机脱开，然后再将轧机横移至操作侧极限位置，用天车将整架轧机工作机座吊走。

轧机工作机座锁紧采用弹簧锁紧、液压回松式。

平立转换轧机平立转换机构的结构特点：采用液压缸驱动式，轧机由水平位置和垂直位置分别进行转换时，由两个液压缸驱动轧机的转换机构，以保证轧机进行位置的转换，位置由接近开关控制。

轧机其它部分主要结构型式同平辊精轧机列。

2.6 主要辅助设备

（1）炉区设备

包括上料台架、入炉辊道、推入机、推钢机、加热炉、出钢机、拉出机、出炉辊道等。

上料台架为液压推钢式，规格8×6.5m，可预留；推钢机为液压推钢式，推力185t；推入机、出钢机和拉出机均为电动，入炉辊道和出炉辊道均为交流电机单独传动。

（2）轧区辅助设备

包括卡断剪、1#飞剪、2#飞剪、立式活套、精轧后辊道、3#飞剪等。

卡断剪为气动，附在1#轧机牌坊上；1#飞剪为曲柄式，直流电机传动；2#飞剪为回转式，直流电机传动；3#飞剪为曲柄－回转组合式，直流电机传动；精轧后辊道为交流变频电机单独传动。

（3）冷床区设备

包括冷床上料辊道、制动裙板、冷床、齐头辊、冷床下料辊道、冷床下料装置等。

冷床上料辊道规格为Φ190×200mm，长度186m，交流变频电机单独传动；制动裙板为液压升降；冷床规格为96×10m，两台直流电机传动；齐头辊道为交流变频电机单独传动；冷床下料装置为电动升降，液压行走；冷床下料辊道规格为Φ230×1000mm，长度100m，交流电机单独传动。

（4）精整区设备