圆钢生产设备工艺

1圆钢生产设备及工艺1.1坯料准备1.1.1坯料的选择高速轧机圆钢材生产对钢坯的质量要求较高，其选择和验收的标准如1.1.1.1对钢种与化学成分的要求钢坯的牌号和化学成分应符合有关标准规定，对不同的钢种在钢的残余元素含量上有相应的要求。1.1.1.2对钢坯尺寸和质量的要求（1）对钢坯的外形、尺寸、质量的要求有：钢坯断面形状及允许偏差、定尺长度、短尺的最短长度及比例、弯曲、扭转等。这些要求是考虑了充分发挥轧机生产能力，保证加热与轧制顺利并考虑供坯的可能性和合理性等综合因素确定的。方坯尺寸和边长允许偏差：方坯边长：130±mm（YB/T001-91）圆角半径：R＞8mm（YB/T001-91）对角线长度差：≤6mm（YB/T001-91）连铸方坯和矩形坯标准：YB2011-83（2）钢坯标准长度为10000mm；短尺钢坯最短长度为8000mm；每批（炉）短尺钢坯的重量不大于全部钢坯重量的10%；长度允许偏差为10000+70，8000-0mm。（3）钢坯的弯曲度在10000mm不大于100mm；但不允许在钢坯两端，两端最大50mm。需莹光磁粉探伤的钢坯，如弹簧钢、轴承钢、冷镦钢等，每米弯曲不大于6mm。（4）钢坯扭转在10000mm内最大为6°。（5）钢坯端部因剪切变形而造成的局部宽展不大于边长的10%。切头毛刺应清除。端部因剪切变形造成的局部弯曲不得大于20mm。剪切端面应与钢坯长度方向轴线垂直；端面歪斜量不得大于边长的6%。1.1.1.3对表面质量与内部质量的要求(1)钢坯对钢坯表面质量的要求是：钢坯端面不得有缩孔、尾孔和分层；钢坯表面应无裂缝、折叠、耳子、结疤、拉裂和夹杂等缺陷；钢坯表面缺陷必须沿纵向加工清除，清除处应圆滑、无棱角，清除宽度不得小于清除深度的5倍，表面清理深度不大于公称厚度的8%。对钢坯内部质量的要求是：钢坯低倍组织不得有肉眼可见的缩孔、分层、气泡、裂缝、白点等；对优质碳素结构钢和弹簧钢、轴承钢、冷镦钢等合金钢种，根据需方要求，可以做高倍检验，检查脱碳层，检查钢中非金属夹杂，检查晶粒度是否达到规定的要求。(2)连铸坯连铸坯最常见的表面缺陷是针孔及氧化结疤。针孔要求磨去，严重时报废。100mm×100mm的高碳钢方坯允许有2mm深的针孔。氧化结疤局部磨光即可清除。连铸坯的内部质量常以偏析、中心疏松和裂纹的有无和轻重为判断依据。1.2钢坯的检查和清理1.2.1钢坯的检查方法为确保圆钢材的质量及生产的顺利进行，对钢坯进行质量检查及清理是十分重要的。质量检查的方法有下述几种：（1）目视检查即人工检查钢坯的表面缺陷。这种方法效率低，也不太可靠，只能检查出较明显的缺陷。但这种检查方法的设备少，只需要台架和运行辊道即可。（2）电磁感应探伤检查钢坯的表面缺陷。电磁感应探伤的方法较多，例如干荧光磁粉探伤法、涡流探伤法、录磁探伤法。（3）超声波探伤检查方坯的内部缺陷。这种方法基本上是用带有发射和接收器的检测探头通过脉冲回波原理（脉冲反射原理）进行工作的。1.2.2钢坯的清理方法钢坯的清理方法较多，主要有火焰清理、手动砂轮及自动砂轮清理方法。1.3钢坯的加热高速线材轧机钢坯加热的特点是，温度制度严格，要求温度均匀，温度波动范围小，温度值准确。加热的通常要求，如氧化脱碳少，钢坯不发生扭曲，不产生过热过烧等与一般加热炉无异。1.3.1钢坯的加热温度加热温度：普碳钢：1050～1080℃最高1150℃低合金钢：1050～1080℃最高1130℃要求钢坯头尾温差小于30～50℃，阴阳面温差小于50℃。连续轧制正常炉温加热时间：150mm×150mm方坯为75～85min；1.3.2钢坯的加热速度和加热时间钢种加热速度低碳钢6～9min/cm低合金钢9～12min/cm高碳钢12～18min/cm高合金钢18～24min/cm钢坯的加热时间，就是钢坯的在炉时间，即钢坯从进炉加热直到出炉的时间，也就是预热时间、加热时间、均热时间的总和。虽然钢坯的加热时间是可以计算的，但在实际生产过程中，钢坯的在炉时间受到诸多工艺因素的影响，因此，在加热设计和操作时，要保证最基本的加热时间，而且应根据实际情况，随时调整热工参数，使钢坯在尽量短的时间内得到充分的加热。圆钢材轧机所使用的主要是连续式加热炉，多采用侧出方式。钢坯入炉有侧入、端入两种方式，侧入炉门小，易保证炉子的严密性但不如端进容易排列坯料，所以两种方式均有采用的。连续式加热炉按钢坯在炉内运行方式分为推钢式和步进式。步进式中又分为步进梁式炉、步进底式炉和步进梁底组合式炉。最近几年所建方钢材轧机大都选用步进式连续加热炉，因为步进式加热方式更适合圆钢材生产工艺和产品质量要求。1.3.3加热炉区设备组成1.3.3.1机械设备炉区机械设备包括：上料台架、分钢机、剔除装置、炉前辊道、两个升降挡板、称重装置、装料炉门、炉内装料悬臂辊道、对齐推钢机、炉底机械、出料炉门、炉内出料悬臂辊道、风机等。1.3.3.2液压系统设备液压系统设备包括加热炉液压站、称重装置液压缸、推钢机液压钢、炉底机械平移与升降液压缸、相关液压管路等。1.3.3.3炉子主要技术性能参数炉子主要技术性能参数为：炉子额定能力：90t/h有效炉底强度：500kg/（m2·h）加热钢种：Q235、20MnSi等普碳钢和低合金钢坯料尺寸：150mm×150mm×10m钢坯加热温度：1050～1080℃，最高1150℃空气：预热温度：450℃工作压力：4～6kPa最大空气消耗量（α=1.1）：29600m3/h燃料：高焦炉混合煤气设计发热值：7531KJ/m3车间煤气接点压力：8000Pa最大燃料消耗量：16000m3/h炉底面积：190.8m2排烟温度：300～350℃单位燃耗：在装料温度20℃，出料温度1050～1150℃，产量90t/h，空气预热温度400～450℃，步进梁100%绝热情况下，炉子的单位热耗为1.34GJ/t(45.7kg标煤/t)1.2轧机及相关设备1.2.1粗轧工艺和设备型式及参数粗轧的主要功能是使坯料得到初步压缩和延伸，得到温度合适、断面形状正确、尺寸合格、表面良好、端头规矩、长度适合工艺要求的轧件。粗轧机多采用平-立交替轧机无扭轧制，机架数通常为4或6架，一般采用平箱—立箱,平均道次延伸系数为1.28～1.32。在粗轧阶段普遍采用微张力或低张力轧制，因为此时轧件断面尺寸较大，对张力不敏感，设置活套实现无张力轧制十分困难也极不经济。粗轧后的切头切尾工序是必要的。轧件头尾两端的散热条件不同于中间部位，轧件头尾两端温度较低，塑性较差；同时轧件端部在轧制变形时由于温度较低，宽展较大，变形不均造成轧件头部形状不规则，这些在继续轧制时都会导致堵塞入口导卫或不能咬入。为此在经过6道次粗轧后必须将端部切去。通常切头切尾长度在70～200mm。1.2.2中轧及预精轧工艺和设备型式及参数中轧及预精轧的作用是继续缩减粗轧机组轧出的轧件断面，为精轧机组提供轧制成品线材所需要的断面形状正确、尺寸精确并且沿全长断面尺寸均匀、无内在和表面缺陷的中间料。中轧机组的基本功能、使用条件及工艺要求和粗轧机组大体相同，因此在轧机的型式上除短中心距紧凑式轧机是适应粗轧特定条件而在中轧机组中使用外，中轧机组的设备型式基本和粗轧机组一样。中轧采用的孔型系统一般是椭圆—圆—椭圆—圆孔型系。中轧及预精轧的平均道次延伸系数一般在1.28～1.34之间。轧机的技术参数见表2-1。表2-1钢轧机主要技术性能一览表轧机序号No公称直径/mm最大辊径/mm最小辊径/mm辊身长/mm辊颈直径/mm电机功率（D.C.）/kW转速/r·min-1轧机连续轧制载荷/t齿轮座中心距/mm1H6507006008002803500～800/1200366520H72V6507006008002803500～800/1200366580H73H6507006008002803500～800/1200366520H74V6507006008002803500～800/1200366460H75H6507006008002804500～600/1200366520H76V6507006008002804500～600/1200366460H77H5205304757002004500～600/1200176360H78V5205304757002004500～600/1200176360H79H4154153657002004500～600/1200176360H710V4154153657002004500～600/1200176360H711H3703702907002006000～600/1400176360H712V3703702907002006000～600/1400176360H713H3003002106001806000～600/1400129320H714V3003002106001806000～600/1400129320H71.3剪切设备及工艺湘钢二棒材厂在整个轧线上共装配有1台剪切机和3台锯切机，剪切机位于精轧机组前，1号、2号、3号锯切机都位于精轧机组，剪切机，低速，剪力大，用于在方钢的切头、切尾及事故碎断。1号锯切机用于切头、2号锯切机用于倍尺剪切功能。最后一台锯切机用于切尾。1.4QTB控制冷却工艺及设备1.4.1钢材轧后控制冷却技术的理论基础作为钢的强化手段在轧钢生产中常常采用控制轧制和控制冷却工艺。这是一项简化工艺、节约能源的先进轧钢技术。它能通过工艺手段充分挖掘钢材潜力，大幅度提高钢材综合性能，给冶金企业和社会带来巨大的经济效应。由于它具有形变强化和相变强化的综合作用，所以既能提高钢材强度又能改善钢材的韧性和塑性。圆钢材轧后冷却的目的主要是得到产品所要求的组织与性能，使其性能均匀和减少二次氧化铁皮的生成量，为了减少二次氧化铁皮量，要求加大冷却速度。要得到所要求的组织和性能，则需根据不同品种，控制冷却工艺参数。一般圆钢材轧后控制冷却过程可分为三个阶段，第一阶段的主要目的是为相变作组织准备及减少二次氧化铁皮生成量。一般采用快速冷却，冷却到相变前温度，此温度称为吐丝温度；第二阶段为相变过程，主要控制冷却速度；第三阶段相变结束，除有时考虑到固溶元素的析出采用慢冷外，一般采用空冷。按照控制冷却的原理与工艺要求，线材控制冷却的基本方法是：首先让轧制后的圆钢材在冷床上进行冷却，再由吊车把钢材吊入缓冷坑中进行缓冷，最后以较快的冷却速度冷却到适当的温度进行打印、运输和打捆等。1.4.2设备组成QTB的工艺设备组成如下：（1）淬水线小车（2）旁路辊道（3）液压缸（4）高温计（5）控制阀（6）水系统（7）压缩空气系统（8）液压系统（9）干油系统1.4.3技术参数淬水线小车外观尺寸3819mm×18600mm×2194mm质量24500kg热处理棒材范围Φ10～Φ40mm螺纹钢淬火线小车行程1700mm液压缸行程1700mm阀台的外观尺寸12300mm×4750mm×2300mm水系统压力（max/min）1.2Mpa/0.8Mpa压缩空气流量（标准状态下）90m3/h（干燥器用）200m3/h（仪器用）压缩空气压力0.5Mpa增压泵数量3旁路辊道数量级201.4.4冷床区设备和工艺冷床区设备包括冷床入口设备、冷床、冷床出口设备等。1.4.4.1冷床入口设备冷床入口设备包括输入辊道、重叠装置、升降裙板辊道、分钢器、安全挡板等。A输入辊道输入辊道的作用是输送轧件，并分离前后轧件的头尾。B重叠装置在裙板辊道的前端采用了专用于切分产品的重叠装置。其作用是在切分生产中，将切开的轧件重叠起来，因为切分轧制后，若两根轧件并行输送，特别是在分钢器分头尾时，由于轧件断面小头部容易“发飘”，出现上冷床困难的现象，通过重叠装置将两根轧件重叠运送到冷床上，可较好地解决以上问题。C升降裙板辊道裙板辊道是一系列可在垂直方向上下运动的板。它的作用是对轧件进行输送和制动并将轧件卸到冷床上。D分钢器在裙板辊道的入口处有1气动分钢器，它的作用是将准备卸到冷床上的轧件尾部与后1根轧件头部分开，避免前后轧件头尾