棒线连轧生产线工艺设计及实践.pdf

总第 期 年 月 南 方 金 属 .收稿日期:修订日期:作者简介:骆艳萍()女 年东北大学材料加工工程专业硕士研究生毕业高级工程师 文章编号:()棒线连轧生产线工艺设计及实践骆艳萍(中冶南方工程技术有限公司湖北 武汉)摘 要:介绍了棒线连轧生产线生产工艺及主要设备配置 项目采用的直接轧制工艺是一项经济、节能、环保的先进工艺吨钢节约成本 元同时减少了氮氧化物、颗粒物、二氧化硫、烟气量的排放 结合生产实际通过合理调整 的孔型系统产量提高了约%为钢厂创造较大的经济效益和社会效益关键词:棒线材 直接轧制 工艺布置 生产数据中图分类号:文献标志码:(.):.%.:概述中冶南方工程技术有限公司采用 总承包方式承接棒线连轧生产线生产工艺及主要设备配置工程包括工程设计、设备制造或采购、工程的施工、设备安装、调试、人员培训、技术指导等相关技术服务 项目于 年 月实现热轧棒、线材工程全面投产为业主完善产业链、提高市场竞争力做出了巨大贡献 同时该项目荣获了 年度冶金建设行业工程设计优秀成果一等奖 生产工艺及主要设备配置.轧线生产工艺该工程包含 条 万/的棒材生产线和 条 万/的高速线材生产线 两条生产线紧邻布置位于同一个生产车间 两条轧线均可采用直接轧制工艺共用 座加热炉加热好的钢坯通过钢坯横移台架输送至高线生产线 工艺参数见表 在实际生产中受市场订单影响该厂以生产高线为主产品以 的拉拔用钢为主高线年产量高达 万 棒材生产主要供青山园区建设使用年产量约 万 多余的坯料外卖棒材生产线主要设备布置在 地坪上轧制中心线标高 线材生产线第 架轧机之前的设备布置在 地坪上轧制中心线标高 从 出口开始爬坡爬至 号飞剪前 号飞剪至夹送辊 吐丝机区域采用 高架式布置轧制中心线为 工艺流程见图 表 棒线工艺参数项目棒材工艺参数线材工艺参数坯料规格/产品规格/螺纹钢筋 圆钢.光圆盘条.螺纹钢筋盘条主要钢种低合金钢、碳素结构钢加热炉共用 座加热炉能力 /(冷装)线材另预留 座冷装额定产量 /的加热炉轧机数量/架保证轧制速度/图 棒、线材生产工艺流程.主要设备配置棒材生产线粗轧机组为 架 轧机 架 轧机、中轧机组为 架 轧机、精轧机组为 架 轧机粗、中轧及精轧机均为二辊高刚度短应力线轧机 平 立交替布置 全为水平布置每架轧机由 台交流电机单独传动 轧机主要参数见表 总第 期 骆艳萍:棒线连轧生产线工艺设计及实践 表 棒材生产线轧机及主电机主要参数表机组机架号轧机规格轧辊尺寸/主电机最大最小辊身长度额定功率/转速/电压/型式粗轧机组 中轧机组 精轧机组 线材生产线粗轧机组为 架 轧机 架 轧机、中轧机组为 架 轧机、预精轧机组为 架 架 轧机 粗、中轧及预精轧机前 架均为二辊高刚度短应力线轧机预精轧机组后 架为悬臂辊环轧机平 立交替布置每架轧机由 台交流电机单独传动 机架精轧机为 型顶交悬臂辊环轧机由 台交流变频同步电机传动 轧机主要参数见表 表 线材生产线轧机及主电机主要参数表机组机架号轧机规格轧辊尺寸/主电机最大最小辊身长度额定功率/转速/电压/型式粗轧机组 中轧机组 预精轧机组 精轧机组.设计经验总结及生产数据分析.车间平面布置设计经验总结.轧钢原料跨在前期设计时为充分实现直接轧制工艺的需求缩短连铸出坯挡板与轧钢 轧机之间的距离尽量减少输送过程中坯料的温降同时也为了节约工程投资将连铸出坯跨与轧钢原料跨合并且将连铸出坯跨跨度由原来的 缩短为 然而在实际生产过程中由于当地棒材市场不好线材产量有限下线的坯料无地堆放需堆放至车间外当需要加热炉加热时再采用汽车倒运进来给生产造成了不便也增加了额外的工序成本直接轧制输送辊道的速度./增设一个 跨度的原料跨钢坯的输送时间约 现场实测每分钟温降约 即增加一个原料跨钢坯的温度将增加 结合目前高拉速的连铸工艺铸坯温度仍可满足直轧工艺要求综上所述今后工厂设计时在追求先进工艺与工程建设成本的同时仍需考虑一些不确定性因素尽量保留轧钢车间内的原料跨.主厂房的轨面标高车间由加热炉跨、棒材主轧跨、棒材成品跨、线材主轧跨、线材成品跨、轧辊间组成轴线面积为 各跨的轨面标高均为 高线 号飞剪至吐丝机区域采用 高架平台布置在该区域轨面标高刚好满足设备的起吊要求但由于该工程厂房内采光不好在高架平台上显得厂房偏矮 综合考虑工艺需求、厂房结构以及工程投资等方面类似工程在做好自然采光的同时厂房轨面标高提高 设为 比较合适.直接轧制工艺效益分析在钢铁能耗构成中轧钢工序能耗占吨钢综合能耗的%左右 在轧钢工序能耗构成中燃耗所占比重高达%以上 由于燃耗为加热炉单耗故加热炉节能是轧钢工序节能的重点 直接轧制南 方 金 属 年第 期 工艺是将连铸机生产出来的高温高质量连铸坯被液压剪或火焰切割机切断后直接快速输送至轧钢生产线进行轧制无需经过加热炉加热的生产工艺但是该工艺要求连铸与轧钢两个工序为刚性连接两者产量若不匹配则导致下线的坯料多或是轧钢的产量降低对钢厂的管理要求更高连铸机为 机 流拉速 /理论小时产量约 连铸输出辊道末端的温度为 完全满足直接轧制工艺要求高线以生产.为主轧制速度 /理论小时产量约 考虑生产事故、换辊、换槽、连铸等因素高线的综合直轧率约为%直接轧制时加热炉处于保温状态保温温度为 燃料消耗约/若直接轧制持续时间大于 则使加热炉停炉当采用加热炉生产时坯料从室温加热至 燃料消耗约 /直接轧制工艺每吨钢可节约燃料 高炉煤气若按 元/计每吨钢可节约燃料 元直接轧制工艺不经过加热炉加热减少了加热炉内的氧化铁皮烧损每吨钢减少量约%即每吨钢可节约 金属损耗按吨单价 元计每吨钢可节约金属损耗 元 综合以上数据分析直接轧制带来的经济效益每吨钢材 元除此之外直接轧制由于不使用加热炉可大大减少废气排放量每吨钢减少废气排放量如下:氮氧化物 、颗粒物 、二氧化硫 、烟气量 由此可见直接轧制工艺可为钢厂创造较大经济效益和社会效益是一项经济、节能、环保的轧钢生产工艺.孔型系统优化棒线材生产线孔型设计与工艺设备的选型对轧线生产的稳定性和产量的提高都至关重要 本工程高线生产线第 架轧机后 号飞剪为回转启停式飞剪最大剪切速度为 /实际稳定运行的剪切速度为 /生产、规格产品时受号飞剪剪切速度的影响没有提速空间然而印尼市场对 需求量较大迫切需要提高轧制速度提高小时产量经过与现场不断沟通在不改造设备不增加孔型的情况下仅调整现有孔型系统就实现了提速轧制 调整方案如下:通过加大 出口轧件断面降低 出口的轧制速度将 的 道次孔型替代 和 的 道次孔型将 的 号道次孔型替代 和 的 号道次孔型后续道次不变调整后的孔型系统与原方案孔型系统见图 规格按此方案进行了现场试验并一次性取得了成功现已按此方案转入稳定生产阶段 经过此调整坯料采用 轧制速度由原来的/提升至 /成材率为%间隙时间 实际小时产量由原来的 提高至 提高了%为钢厂创造了巨大的经济效益图 调整后孔型系统 结语该工程采用了经济、节能、环保的直接轧制工艺吨钢节约成本 元同时减少了氮氧化物、颗粒物、二氧化硫、烟气量的排放为钢厂创造较大经济效益和社会效益 生产过程中设计与实践不断结合在不停产整改的情况下合理调整 和 的孔型系统产量提高%且能稳定生产为企业创造了较大的经济效益参考文献 陈庆安.棒线材免加热直接轧制工艺与控制技术开发.辽宁:东北大学.总第 期 骆艳萍:棒线连轧生产线工艺设计及实践