棒材初步设计.docx
- 文档编号:26176033
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:72
- 大小:68.12KB
棒材初步设计.docx
《棒材初步设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《棒材初步设计.docx(72页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
棒材初步设计
2废钢跨及连铸坯热送热装
废钢配料间(废钢跨)
概述
因高速棒材建设需要,原为转炉提供废钢转运槽斗的电炉配料跨需拆除。
因此,高速棒材建设之前,需还建转炉废钢配料间。
第二炼钢厂现有公称容量为30吨的氧气顶吹转炉4座,R6m方坯连铸机4台,生产150×150mm方坯,2003年打算产钢185万吨,连铸比100%。
配料间设计按年产钢230万吨,废钢比30%。
配料间布置
新建配料间在总图上位于转炉炼钢车间东面,二厂路以东,距离炼钢加料跨约400米。
新建配料间跨度30米,长度96米,跨间轨面标高10米,设置3台起重机。
30/10t起重机1台,20t、10t磁盘起重机各1台。
配料间设有数个废钢料格,贮存量8750吨。
合格废钢和生铁块由汽车从料场运至配料废钢料格分类贮存,用20t电磁桥式起重机将废钢和生铁装入废钢料槽,经废钢电子秤称量后,再用30/10t起重机将废钢料槽吊至汽车上。
卸空的废钢槽再由汽车运至配料间,在配料间进行装槽作业。
其工艺布置详见车间工艺平、剖布置图。
作业率计算
磁盘起重机作业率
配料间有20t、10t各1台磁盘起重机,要紧用于废钢、生铁的装卸作业。
(1)计算条件
转炉平均出钢量35t/炉
每吨钢废钢铁用量300kg/t钢水
每炉钢装一槽废钢,每槽废钢平均装入量槽
日夜最大出钢炉数192炉/d
装一槽废钢的作业时刻见表2-1。
表2-1装一槽废钢的作业时刻
废钢铁
种类
装载一次
作业时间
(min/次)
一槽废钢中
各种废钢占的
比例及重量(t)
每一槽废钢的装载时间内
吸附量
(t/次)
装载次数
(次)
需要时间
(min)
生铁块
56%=(t)
3
2
打包废钢
10%=(t)
1
返回废钢
34%=(t)
2
1
称量调整
合计
(2)磁盘吊车作业率:
其中:
——起重机工作系数;
2——起重机台数;
——起重机有效作业系数;
192——日夜最大出钢炉数;
——每槽废钢全数作业时刻
30/10t起重机作业率
配料间有1台30/10t起重机,要紧用于废钢槽的装卸汽车上作业。
(1)计算条件
其作业时刻见表2-2
表2-2装卸一废钢槽的作业时刻
项目
作业时间(min/次)
备注
废钢槽吊至汽车上
废钢槽吊离汽车上
合计
3
(2)吊车作业率:
废钢贮存时刻计算
废钢贮存区长35米,宽25米,堆高2米,废钢堆比重按m3计算,废钢贮存区数量2个,那么废钢贮存量为:
35×25×2××2=8750(t)
贮存时刻为:
铸坯热送
现有4#连铸机要紧参数
现有4#连铸机要紧参数见表2-3
表2-34#连铸机要紧参数
序号
名称
单位
数量
备注
1
4#连铸机台、流数
台⨯流
4
2
连铸机弧形半径
mm
6000
3
连铸坯断面
mm⨯mm
150⨯150
4
拉坯速度
m/min
~
5
连铸坯定尺长度
m
6
6
流间距
mm
1250
7
合格铸坯量
104t/a
产品方案
生产钢种
碳素结构钢
低合金结构钢
铸坯规格
断面规格150×150mm
定尺长度12000mm
单坯重量
年产坯量
合格铸坯万吨
连铸机工艺参数和生产能力验算
依照连铸坯最大断面的要求,经凝固传热计算。
连铸机要紧冶金参数计算结果见表2-4
表2-4要紧冶金参数计算结果
序号
项目名称
数值
备注
1
连铸坯最大断面(mm)
150×150
2
150×150断面最大工作拉速
3
基本弧形半径(m)
6
4
结晶器液面至第一矫直点距离(mm)
9675
5
表面总变形率(%)
6
矫直点两相区总变形率(%)
连铸机浇注速度及浇注能力计算结果见表2-5
表2-5连铸机浇注速度及浇注能力
铸坯断面(mm)
单位重量(kg/m)
浇注速度(kg/min·流)
拉坯速度(m/min)
4流连铸机
小时产量(t/h)
150×150
172
224~379
~
59~91
从计算结果能够看出:
当连铸机达到最大拉速min时,矫直点两相区变形,低于型钢、螺纹钢、线材的保证值%。
连铸机的小时产量能够知足轧钢小时产量。
热送工艺线路
依照二炼钢连铸机工艺布置和新建棒材的总图条件,新建一条年产50万吨高速棒材车间,由现有炼钢车间4#连铸机热送供坯。
二钢4#连铸机为R6米方坯连铸机,生产150×150mm、定尺长度为6m铸坯。
不能知足高速棒材要求,必需对连铸机出坯系统进行改造,增加长定尺生产条件。
为此在第二出坯跨新建长定尺出坯,由辊道直送轧钢原料成品跨。
热送系统工艺布置
为了知足高速棒材轧机要求,连铸机出坯系统改造既要知足生产的灵活性和充分发挥其生产能力,还要保留现有短定尺出坯的条件,使整个热送出坯工艺物流顺畅。
将4#连铸机的出坯辊道向南接长至第二出坯跨,在第二出坯跨7-8柱间设热送辊道。
该辊道出第二出坯跨后向西至轧钢原料成品跨,在该跨布置转盘,向南布置热送辊道及链式提升机,提升机后布置入炉辊道,直至加热炉;向北建出冷坯辊道及翻转冷床,能确保长定尺铸坯冷却均匀和平直度要求。
铸坯在翻转冷床上冷却后进入搜集台架,然后用(10+10)t磁盘吊车码垛堆存。
连铸机原短坯冷床保留。
工艺流程
热送工艺流程见图2-1。
图2-1热送工艺流程图
出坯操作分长定尺(12m)、短定尺;在长定尺出坯中又分出热坯和出冷坯两种情形:
1)出热坯情形:
连铸机在生产进程中热铸坯通过输送辊道进入出坯辊道后,通过横向移钢机将铸坯步进一根一根移送至热送辊道
(1)上,铸坯通过转盘,转向轧钢辊道,输送直至轧钢上料台架。
2)出冷坯情形:
由于轧钢某种缘故不需要连铸机供热坯时,出冷坯。
当连铸热铸坯进入出坯辊道后,横向移钢机将铸坯逐根移送至热送辊道
(1)上,铸坯通过转盘,转向冷送辊道
(2),进入步进式翻转冷床上,铸坯在冷床上冷却后进入搜集台架。
然后由轧钢原料跨10+10t磁盘吊车码垛寄存。
3)出短定尺情形:
当需要生产短定尺铸坯时,运输辊道
(1)前活动挡板升起,利用原出坯冷床出短定尺。
设备组成
连铸机出坯系统由新建的输送辊道、出坯辊道、移钢机、热送辊道转盘及翻转冷床等设施组成。
输送辊道:
辊面线速度~s
辊间距1200mm
出坯辊道
辊面线速度~s
辊间距1200mm
取坯移钢机
移钢速度~24m/min
移钢动作周期30秒
取坯机轨距~
取坯机行程~9000mm
热送辊道
辊面线速度~s
辊间距1200mm
转盘
转动速度转/分
步进式翻转冷床
齿间距250mm
翻转速度快速和慢速两种速度
冷床长度~10m
冷床宽度按铸坯定尺长度考虑
3轧钢工艺
生产规模及产品方案
马钢二钢高速棒材工程年生产Φ8~16mm光面圆钢和螺纹钢筋50万吨,按产品品种、规格、年产量划分的产品方案见表3-1。
表3-1产品方案表
序号
产品名称及规格
年产量
备注
万吨
%
1
Φ8mm光圆、螺纹钢筋
2
4
2
Φ10mm光圆、螺纹钢筋
5
10
3
Φ12mm光圆、螺纹钢筋
20
40
4
Φ14mm光圆、螺纹钢筋
15
30
5
Φ16mm光圆、螺纹钢筋
8
16
合计
注:
其中热轧光面圆钢占总产量的25%,热轧螺纹钢筋占总产量的75%。
要紧钢种为碳素结构钢和低合金钢,其代表钢号为Q235和25MnSi。
产品质量
(1)圆钢
圆钢按国家标准GB/T700-88、GB/T702-86和GB13013-91组织生产、进行查验和交货。
其中尺寸精度为:
直径公差:
±
椭圆度:
不超过直径公差总值的50%。
弯曲:
每米不超过4mm,总弯曲不超过棒材全长的%。
定尺长度误差:
+60mm
(2)螺纹钢筋按国家标准GB1499-98和GB13014-91组织生产、进行查验和交货。
圆钢和螺纹钢的包装标准执行GB/T2101-89。
交货状态
成品棒材以直条成捆状态交货。
棒材定尺长度:
6~12m
每捆棒材重量:
2000~4000kg
打捆道次:
6m棒材捆3道;
7~9m棒材捆4道;
10~12m棒材捆5道;
原料
棒材生产所用原料为二钢厂现有4#连铸机提供的连铸坯。
从连铸机送过来的热连铸坯入炉温度大于600℃
连铸坯规格为:
150×150×12000mm,2052kg;
年需要合格连铸坯520833吨。
连铸坯的边长、对角线公差、弯曲度、表面质量、化学成份等应符合YB2020-83标准。
金属平稳
全持续棒材工程成材率为96%,年需合格连铸坯520833吨。
金属平稳见表3-2。
表3-2金属平衡表
序号
原料
成品
切头、轧废
烧损、二次氧化
(t)
(%)
(t)
(%)
(t)
(%)
(t)
(%)
1
520833
100
500000
96
13021
7812
生产工艺流程
生产工艺流程简介
本车间所用连铸坯由二钢厂4#连铸机提供,分热装、冷装两种方式装料。
热装时通过辊道从连铸出坯跨单根送至原料跨,经旋转辊道旋转900后,由辊道、横移台架输送至提升机前提升至入炉辊道。
冷坯由磁盘吊运至冷坯上料台架,经横移台架横移后由提升机提升至入炉辊道。
连铸坯在入炉辊道上经称重、测长后送入步进式加热炉加热。
不合格的坯料从辊道侧边的剔出装置剔除。
当轧制因故障、检修、换辊等情形停机时,热坯经旋转辊道旋转900后反向输送至热坯回收台架搜集。
依照不同钢种的加热制度和加热要求,钢坯加热至950~1150℃,依照轧制节拍需要,由炉内辊道将加热好的钢坯送到出炉辊道上,送入轧机进行轧制。
在加热炉出口至1#轧机之间预留了实现无头轧制的位置,以便尔后安装无头焊机等设备,实现无头轧制。
整个轧线共设26架轧机(实际利用24架),分粗轧机组、一中轧机组、二中轧机组、精轧机组,别离由6架、6架、4架短应力线轧机组成,平立交替布置;精轧机组为利旧的10机架侧交无扭精轧机组(只利用8架)。
整个轧线采纳全持续轧制。
为保证进精轧机组轧件尺寸精度,1#~11#、17#~24#机架间采纳微张力轧制,11#~17#各架轧机之间设置活套,实行无张力轧制,从而生产出高质量产品。
在粗轧机组后设一台飞剪可对轧件进行切头、切尾和事故碎断,在一中轧机组后预留一台飞剪位置。
精轧机前设有卡断剪、飞剪、事故碎断剪各一台,用于对轧件进行切头、事故剪切和碎断;以便于轧件顺利咬入轧机及事故处置,另外在1#轧机入口处设一台卡断剪。
依照生产不同的产品,钢坯在轧机中轧制18~24道次。
为确保生产出高精度的产品,所有产品均从精轧机组中轧出。
生产Φ8mm成品时,保证轧制速度为35m/s,最大设计轧制速度40m/s。
为提高产品机械性能,在精轧机组前后各设一组水箱,前者用于操纵轧件进精轧机组的温度,后者通过在线热处置的方式,提高产品性能。
精轧机组生产出来的各类规格的棒材,通过水冷装置进行在线冷却后,送至成品倍尺飞剪分段剪切。
分段剪切成倍尺的棒材经夹尾机夹尾减速,由高速上钢装置抛入步进齿条式冷床。
倍尺棒材在冷床上矫直冷却并经冷床出口侧的一组齐头辊道对齐端部后,由设置在冷床出口侧的一套卸钢装置成排搜集卸钢。
冷床输出辊道将成排棒材送至固定冷剪,由固定冷剪进行~定尺剪切。
少量短尺棒材在短尺搜集处人工搜集。
剪后定尺棒材由辊道和平托移钢机送至检查计数台架,在此进行移钢、查验和人工计数。
合格的定尺棒材被搜集,再由气动打捆机手动打捆。
打捆后的棒材经辊道运至链式移钢搜集台架上,进行称重、标牌、移钢并集捆,再由吊车吊运至成品跨入库堆放,按合同打算发货。
剪切下的头、尾经溜槽落入搜集筐中,其它轧制废品用火焰切割成小段装入搜集筐中,用叉车将搜集筐中废钢运至指定地址堆放,按期外运。
落入铁皮沟中的氧化铁皮经水冲至旋流沉淀池,按期用抓斗抓入滤水池,滤干后运出厂外。
生产工艺流程框图
生产工艺流程框图见图3-1。
图3-1生产工艺流程框图
工作制度和打算轧制时刻
全持续棒材工程采纳三班持续工作制度,节假日不断产,实行轮休。
操作职位定员实行四班三运转。
年规定工作小时数为7200小时。
具体分析见表3-3。
表3-3打算轧制时刻分析表
序号
项目名称
小时/年
备注
1
日历小时数
8760
①
2
检修时间
1560
大、中修
600
②
小修及换品种
960
③
3
年规定工作时间
7200
1-2
注:
①全年按365天计算。
②大修、中修每一年交替进行一次,大修30天,中修20天,平均25天。
③小修每周进行一次,每次8小时。
轧机组成及生产能力
轧机组成及型式
粗轧机组、一中轧机组、二中轧机组别离为6架、6架、4架平立交替布置的无牌坊高刚度短应力线轧机,轧制线固定,单独传动,四个轴承座由拉杆组成轧机本体,轴承座设有自动就位装置。
轧辊轴承为四列短圆柱轴承,平稳采纳弹簧平稳,该弹簧平稳与传统的弹簧平稳结构完全不同,短应力线轧机的弹簧平稳力与辊缝转变无关,一组弹簧平稳上辊,另一组弹簧平稳下辊(仅用于排除间隙),不管轧机辊缝如何转变,都能保证有足够的平稳力,从而保证平稳过钢。
辊缝对称调剂采纳蜗轮蜗杆直接带丝杆螺母。
采纳内藏式轴向调剂机构,蜗杆-齿轮-前后双螺纹结构。
轧机本体由四只快开螺栓连接在底座上。
换辊时仅带走轧机本体,底座不动。
无牌坊短应力线轧机,其优势如下:
轧机应力线短,刚性好,轧件尺寸精度高;
轴承座为浮动机构,承载均匀,寿命长;
采纳四列短圆柱轴承,承载能力高;
设有止推轴承经受轴向力,并设有螺纹间隙排除机构,可进行轴向周密调整;
轴承座采纳新型弹簧平稳,排除间隙;
水平和立式机架能够互换,减少备件;
轧辊辊缝对称调剂,轧制线固定,操作方便,提高作业率;
立式轧机采纳上传动,幸免冷却水和氧化铁皮进入传动系统;
改换轧辊(机架)、调整孔型方便,水平轧机采纳液压缸,立式轧机利用起落机构,平安靠得住;
机架采纳整体改换,减少换辊时刻,轧辊拆装采纳专用工具在轧辊间进行,操作简单方便。
10机架侧交无扭精轧机组(利旧),辊环材质为碳化钨。
选用一台交流变频调速主电机,通过增速齿轮箱,传动精轧机组。
详细参数见表3-4。
表3-4轧机技术性能参数表
机
组
机
架
号
轧机
型式
轧辊
主减
速机
速比
主电机
最大
直径
最小
直径
辊身
长度
功率
型式
转速
(r/min)
(mm)
(mm)
(mm)
(kW)
粗
轧
机
组
1
H
Φ610
Φ520
760
69
400
AC
750/1000
2
V
Φ610
Φ520
760
54
400
AC
750/1000
3
H
Φ610
Φ520
760
46
400
AC
750/1000
4
V
Φ610
Φ520
760
36
400
AC
750/1000
5
H
Φ610
Φ520
760
33
600
AC
750/1200
6
V
Φ610
Φ520
760
25
600
AC
750/1200
一
中
轧
机
组
7
H
Φ420
Φ360
650
600
AC
750/1200
8
V
Φ420
Φ360
650
10
600
AC
750/1200
9
H
Φ420
Φ360
650
600
AC
750/1200
10
V
Φ420
Φ360
650
600
AC
750/1200
11
H
Φ420
Φ360
650
5
800
AC
750/1600
12
V
Φ420
Φ360
650
800
AC
750/1600
二中轧机组
13
H
Φ420
Φ360
650
800
AC
750/1600
14
V
Φ420
Φ360
650
800
AC
750/1600
15
H
Φ420
Φ360
650
800
AC
750/1600
16
V
Φ420
Φ360
650
800
AC
750/1600
精轧机组
17
Φ
Φ
72
4000
AC
600/1000
18
Φ
Φ
72
19
Φ
Φ
62
20
Φ
Φ
62
21
Φ
Φ
62
22
Φ
Φ
62
23
Φ
Φ
62
24
Φ
Φ
62
25*
Φ
Φ
62
26*
Φ
Φ
62
*注:
此二机架轧制时空过。
轧机生产能力及负荷
棒材工程孔型系统见图3-2。
棒材工程典型产品轧制程序表见表3-5至表3-9。
轧机生产能力及年实际轧制小时见表3-10。
依照计算,年生产50万吨棒材,按成品产量计算所需纯轧制时刻为6115小时,轧机年规定工作时刻为7200小时。
轧机有效作业率为6115/7200=%。
图3-2孔型系统图
表3-10轧机生产能力及年实际轧制小时表
产品
规格
单位长
度重量
产品
长度
轧制
速度
轧制
节奏
平均小
时产量
年产量
年轧制
小时数
(mm)
(kg/m)
(m)
(m/s)
(s)
(t/h)
(t)
(h)
Φ8
5195
35
20000
433
Φ10
3326
35
100
50000
705
Φ12
2311
30
200000
2315
Φ14
1696
22
150000
1736
Φ16
1299
80000
926
合计
要紧辅助设备及其生产能力计算
要紧辅助设备性能
(1)冷坯上料台架1套
布置在钢坯跨,将冷坯上料。
型式:
步进式
荷载:
21t
传动方式:
交流电机传动
(2)热坯运输辊道1组
布置于旋转辊道下游,运输热坯至钢坯横移台架
辊子直径:
Φ300mm
辊身长度:
450mm
辊子间距:
1200mm
辊面线速度:
s
辊子数量:
13个
传动方式:
交流电机单独传动
(3)钢坯横移台架1套
布置于冷坯上料台架出口侧,横移冷坯上料台架上冷坯或热坯运输辊道上热坯至提升机。
型式:
链式
荷载:
传动方式:
交流电机传动
(4)提升机1套
布置于钢坯横移台架出口侧,将热送辊道上的热坯提升至平台上入炉辊道。
型式:
拨爪式链条提升机
提升高度:
~6m
提升速度:
s
每根链条拨爪数:
4个
同时提升钢坯根数:
2根
传动方式:
交流电机传动
(5)入炉辊道(含钢坯称量辊道)1组
布置在上料台架下游。
钢坯入炉。
辊子直径:
Φ300mm
辊身长度:
450mm
辊子间距:
1500mm
辊面线速度:
s
辊子数量:
24个
传动方式:
交流电机单独传动
称量范围:
刻度:
1kg
称量精度:
%
(6)出炉辊道1组
辊子直径:
Φ300mm
辊身长度:
450mm
辊子间距:
1500
辊子数量:
21个
辊面线速度:
传动方式:
交流变频电机单独传动
(7)废钢剔除装置2套
位于入炉辊道及出炉辊道侧边,剔除不合格钢坯。
型式:
液压推钢式
推速:
s
行程:
750mm
(8)卡断剪(摆式)1台
布置在1#粗轧机入口侧,事故剪切。
型式:
液压
钢坯规格:
150×150mm
(9)1#切头飞剪1台
布置在粗轧机组出口侧,正常生产时,对轧件进行切头(切尾),事故时,对轧件进行碎断。
型式:
曲柄式、启/停工作制
刀片数量:
2
最大剪切断面:
4000mm2
最低剪切温度:
850℃
轧件运行速度:
~m/s
切头长度:
≤200mm
事故碎断长度:
≤700mm
直流电机传动
(10)2#切头飞剪(预留)1台
布置在一中轧机组出口侧,正常生产时,对轧件进行切头(切尾),事故时,对轧件进行碎断。
型式:
回转式、启/停工作制
刀片数量:
2
最大剪切断面:
650mm2
最低剪切温度:
850℃
轧件运行速度:
~s
切头长度:
≤200mm
事故碎断长度:
≤1250mm
直流电机传动
(11)立式活套器5台
布置在11#—16#轧机之间,为过渡状态下轧件的存储提供必然空间,并依照存储轧件的多少,给上游轧机发出调速信号,确保各架轧机之间实现无张力轧制。
起套型式:
气动
活套稳固套位高度:
200~300mm
(12)精轧机前水箱1套
布置于二中轧机与精轧机之间。
冷却16#机架轧出的轧件,依照钢种操纵轧件进精轧机组的温度。
水箱:
一组,并设一恢复段。
水箱长度:
5900mm
喷嘴布置:
水箱中设有4个水冷喷嘴、1个打扫喷嘴
冷却喷嘴水压:
打扫喷嘴水压:
(13) 3#切头飞剪 1台
布置在精轧机组入口侧,对轧件进行切头(切尾)。
事故时切分轧件,以便后段轧件进入碎断剪碎断。
型式:
回转式、启/停工作制
刀片数量:
2
最大剪切断面:
472mm2
最低剪切温度:
850℃
轧件运行速度:
6~s
切头长度:
≤500±100mm
直流电机传动
(14)碎断剪1台
布置于3#切头飞剪以后,用于轧件的事故碎断。
型式:
回转式。
工作制度:
持续工作制。
轧件最大断面:
472mm2
轧件最大速度:
s
轧件温度:
最低8500C
碎断长度:
最短400mm
(15)精轧机前侧活套1套
布置在二中轧机组与精轧机组之间、碎断剪以后,为过渡状态下轧件的存储提供必然空间,并依照存储轧件的多少,给上游轧机发出调速信号,确保各架轧机之间实现无张力轧制。
型式:
起套辊气动操作
活套工作高度:
300mm
活套调剂范围:
0~1000mm
(16)精轧机前卡断剪(利旧)1台
布置于精轧机前,当精轧机及其下游设备发生故障时,卡断轧件,以减少精轧机内的废品。
剪切轧件最
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 初步设计