无氧铜杆连铸连轧生产线技术.docx

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无氧铜杆连铸连轧生产线技术

无氧铜杆连铸连轧生产线

1.机组用途及组成

本机组是采用连铸连轧的工艺方法生产φ8mm低氧光亮铜杆，原材料为电解铜。

本生产线由一台16吨/小时熔铜竖炉、一台12吨回转式保温炉、五轮式连铸机、牵引机、滚剪、校直刨角机、打毛机、连轧机、收杆装置、电控系统等组成。

2.简单工艺流程

电解铜──→竖炉────→回转式保温炉→流槽（熔体保护）→浇煲→连铸

机（铸坯）→铸坯处理装置（滚剪→校直→去角→除屑）→进轧装置（主动送料）→连轧机（轧杆）→铜杆冷却装置（表面还原）→连续绕杆装置（预成型）→梅花式收线装置（铜杆成卷）

3. 生产线主要技术参数

1）. 生产铜杆直径：

               φ8 mm                                           

2）. 生产能力：

                   14-16 t/h                                              

3）. 成圈重量：

                   3.0-5.0t                                                

4）. 主要设备总尺寸：

            40×7.8×6.1m（不包括熔铜炉及循环冷却过滤系统）                                        

5）.主要设备总重量：

              85 吨（不包括熔铜炉）                                            

6）.主要设备总功率：

              600  kW（不包括熔铜炉）                                             

4.设备技术规范及组成

4.1熔铜炉                                        一套

4.1.1熔化炉型：

        竖式冲天炉

4.1.2熔化炉最大铜熔化能力：

16吨/小时

4.1.3熔铜炉上料机构最大装载量：

5吨

4.1.4熔铜炉进料方式：

提升式

4.1.5烧嘴单体最大燃烧能力：

60万大卡/小时

4.1.6熔铜炉烧嘴数量：

15只

4.1.7烧嘴冷却方式：

水冷

4.1.8烧嘴点火方式：

自动

4.1.9使用燃料：

天然气、液化气、城市煤气

4.1.10保温炉炉型：

  液压回转式

4.1.11保温炉有效容量：

12吨

4.1.12保温炉最高倾力角度：

>70º

4.1.13烧嘴单体最大燃烧能力：

60万大卡/小时

4.1.14保温炉烧嘴数量：

1只

4.1.15燃烧控制方式：

比例燃烧，具有保护装置

4.1.16燃气阀检漏方式：

手动/自动

熔铜炉包括冲天式铜熔化炉、回转式保温炉、上下流槽、燃烧控制系统等四大部分。

具有熔化速度快、铜水含氧量低、流量连续可调、铜水温度独立可控、单位铜水燃气消耗量低等特点。

①冲天式铜熔化炉（竖炉）

熔化炉简称竖炉，由炉底、炉身、碰撞保护块、加料口、上料机构、烟囱、炉衬和冷却风机等部分组成。

炉底、炉身由优质钢板和型钢制作，炉底采用25mm钢板，中间用槽钢加固，使整个炉底可以承受100吨电解铜板的重量而不变形；炉身用16mm钢板圈成桶体，炉体内贴一层硅酸铝纤维毯，可大大降低炉壁温度，中间砌筑高铝耐火砖，最内层炉衬是直接触火焰和铜水的，采用SiC砖砌筑，荷重软化温度可达1700度，保证了炉衬的使用寿命。

SiC砖采用纯度大于80%的SiC混合特殊的高温粘接剂，经压机预先压制成弧形砖，通过高温焙烧，使SiC砖形成半烧结状态，一方面增加了SiC砖的强度，便于运输、搬运、砌筑，同时在砌筑完成后，通过第二次烘烧，使竖炉内衬形成一个坚固的整体，使整个炉衬的强度大为提高。

炉体上部是防撞保护块，防止在加料时铜板撞在炉衬上，引起炉衬脱落破损甚至内衬倒塌。

防撞保护块由耐热钢整体浇注而成，整体强度高，具有耐高温、耐冲击、不易脱落等优点，使用寿命长，可有效保护加料时铜板对炉身的冲击。

加料口设计在竖炉的上方，这种加料方式可以使铜板从炉底一直堆放到炉体加料口，延长了烧嘴燃烧后产生的烟气与铜板的接触时间，使铜板可最大限度地吸收烟气余热，增加热量的利用效率，节约燃料成本。

经实际使用证明，连续状态下，每吨铜水的燃气消耗量小于70立方米（天然气）或23立方米（液化气），仅为平炉的1/2~1/3。

烟囱为钢制圆管，高于厂房屋顶3M，将燃烧产生的废气排出室外，烟囱上设有防雨帽和避雷针，避雷针用扁钢条接引入地，接地线在基础土建施工时预埋，接地电阻小于4欧姆。

铜板的加料装置为料斗式,料斗式加料装置由5吨卷扬机、提升料斗、C型上料架和导绳器、转向滑轮等组成，加料时将铜板放在料斗上，开动卷扬机提升料斗，当料斗升到加料口位置时，由于H型上料架的导向作用，料斗自动倾斜，将铜板倒入炉内。

②     回转式保温炉

回转式保温炉由炉体、炉衬、炉门、进料口、出料口、滚轮、限位轮和可伸缩式油缸及液压站组成。

炉体由25mm钢板卷成，炉体下部安装偏心弧形扇板，当炉体沿扇板面转动时，由于扇板的偏心，使炉内铜水液面抬高而从出料口溢出。

炉衬用轻质保温砖为保温层，中间砌筑高铝耐火砖，内衬采用SiC异型砖，SiC砖采用和竖炉相同的工艺烧制而成。

炉门设在保温炉上部，采用SiC捣打料捣打而成，炉门可上下翻动，方便停炉时人工清理或修理时进出炉内的需要。

保温炉进料口用SiC预先制作，砌筑时安装在保温炉上端头部，作为从竖炉熔化后的铜水经溜槽流入保温炉的入口。

保温炉出料口用SiC预制成管状，安装在保温炉下端头部，作为铜水从保温炉经下溜槽流入浇包的出口。

当保温炉需要向连铸机输送铜水时，液压站工作，油缸向上伸展，保温炉沿炉底扇形板转动，铜水液面提高从出铜口溢出溜槽向浇包输送。

③         上下流槽

流槽分成上下流槽两段。

从竖炉出口到保温炉进口的部分为上流槽。

上流槽为熔化后的铜水从竖炉流入保温炉提供通道，上流槽采用钢板制作外壳，内部用SiC浇注料直接捣打而成，上流槽为全封闭结构，减少铜水和空气的接触，降低铜水含氧量。

从保温炉出料口到连铸机浇包前的通道为下流槽。

下流槽外壳用钢板焊接而成，里衬用SiC浇注料捣打烧结成整体。

为减少空气和铜水的接触，下流槽也为全封闭结构。

④         燃烧控制系统

燃烧控制系统是本设备的核心部件，它直接关系到熔化后铜水的质量和设备的安全运行。

燃烧控制系统分竖炉燃烧控制系统、保温炉燃烧控制系统、流槽燃烧控制系统三部分。

竖炉燃烧系统由安装在竖炉炉墙底部和中部的15只80万大卡/小时的预混式烧嘴、燃气电磁阀组、燃气比例阀、助燃风机、空气电动调节阀和调节仪表及阀门检漏系统组成。

本设备采用的预混式烧嘴具有自动点火、火焰检测等功能，可为控制系统提供火焰状态信号，为安全燃烧提供保障。

烧嘴的燃气通过电磁阀组及比例阀提供，点火前检漏系统自动检测燃气电磁阀组的密封性能，一旦发现阀门关闭不严密而产生泄漏，系统发出报警信号，并指示故障位置。

为了减少铜水吸入氧气，我们采用空气燃气比例燃烧方式，即使进入烧嘴前的燃气和空气先按一定的比例充分混合，由于混合充分，并使其混合后的气体为燃气略为过量，使烧嘴燃烧产生的烟气为微还原性气氛，使铜水在无氧或低氧的环境中熔化、流动。

通过调节仪表改变助燃空气和燃气的流量可改变烧嘴燃烧功率，从而达到改变铜熔化速度的目的，根据轧机的生产情况可非常方便控制铜水熔化速度，使整条生产线稳定生产。

保温炉燃烧系统由1只60万大卡/小时高速烧嘴和燃气电磁阀组及比例阀、助燃风机、变频调节器和温度控制仪表等组成，安装在保温炉炉壁上的热电偶检测到炉内铜水的相对温度变化，通过温度控制仪对进入保温炉烧嘴的空气流量进行变频控制，同时燃气比例阀自动跟踪空气的变化，使进入烧嘴的燃气和空气成比例，从而达到温度控制和比例燃烧的目的。

保温炉烧嘴在点火前也要进行泄漏检测，以保证燃烧安全。

流槽燃烧系统包括流槽烧嘴、助燃风机、电磁阀组和比例阀组成。

上溜槽安装有6~7只5~10万大卡/小时的低压燃气烧嘴，烧嘴低氧燃烧，使其产生的烟气为微还原性，一方面给流入保温炉的铜水加热保温，另一方面保护铜水不受空气侵入，保证铜水质量。

下流槽安装7~8只5~10万大卡的低压燃气烧嘴，烧嘴工作在低氧燃烧状态，使流入浇包的铜水不受空气侵入，确保铜水的低含氧量。

上溜槽设置扒渣口一个，用以清除铜水中的杂质。

燃烧控制系统在燃气总管入口处安装有燃气总切断阀，对燃气压力、空气压力进行实时监测，对烧嘴燃烧状态进行实时监控，当产生燃气泄漏等影响安全生产的情况时自动切断燃气供应，确保生产安全。

本系统中所有燃气电磁阀组、燃气比例阀、燃烧控制器及调节仪表等主要部件均选用美国或德国原装进口产品。

4.2五轮式连铸机（专利号：

ZL00244512.3）           一   台

     结晶轮直径                 φ1900 mm                                                      

     结晶转速                   1.84-2.814 r/min                                                       

     出锭速度                   10.17-13.11 m/min                                                        

     浇铸截面                   2300 mm2                                               

     电动机                     5.5 kW（AC）                                                         

     冷却水压力                 0.3-0.5 Mpa                                               

     冷却水量                   170 m3/h                                                

     冷却水温                   <35 ℃                                                 

    五轮式连铸机由结晶轮、压紧轮、张紧轮、导轮、浇堡装置、冷却装置、钢带吹干、扫尘、加热涂碳装置、剔锭器、引桥、涂碳装置、牵引机构、水节流装置、气动控制系统等组成，除导轮装置外，其余均安装在同一底板上。

4.3  滚剪机                                        一   台 

    电机                               15 kW （AC）    

    铸坯剪切长度                        700 mm        

    滚剪机由一交流电机-驱动，针摆减速机减速。

滚剪机滚轮上分别装有两把刀，作对滚剪切，剪切长度700mm左右。

4.4  校直刨角机                           一   台      

    校直刨角机由校直部分及刨角机部分组成，校直共五只导轮，上面二只下面三只，错位安装，刨角部分有四把刨刀，分别刨去铸锭顶面飞边。

4.5  打毛机                                 一   台     

    电机                                  0.75 kW     

    打毛机是用以扫去铣角后粘在铸锭上的切屑，两只打毛轮别由电机单独驱动。

4.6  连轧机（专利号：

ZL200420032401.7）                           一   台

   主电机                                 450 kW（DC）                                 

   终轧速度                               10 m/s（最大）                                  

   出杆直径                               φ8 mm      

   轧制中心高                             902.5 mm    

   机架数                                 12 架       

   二辊机架                               4 架        

三辊机架                               8 架       

轧辊名义直径                           φ255 mm   

   轧机采用主动喂料，动力从主传动箱输出，由气缸夹紧铸锭，助推喂入1号机架。

粗轧部分采用4付φ255两辊式机架，立辊2付，平辊2付，精轧部分采用8付φ255Y型机架，分上下传动，交替布置。

当轧制过程中发生事故而引起过载时，则安全联轴节中的剪切销被剪断，以保护传动齿轮和轴。

4.7  轧机乳液润滑系统                      一   套     

    乳液泵                                 80m3/h, 15 kW  

    过滤器                                 GLQ-100 

    散热器                                 35m²                             

    乳液经离心泵、过滤器、热交换器进入装在齿轮箱上面的总管，通过胶管，对各机架的齿轮、轧辊、进出口导卫进行润滑，最后乳液全部通过底座上的回流槽，经过回流管回到乳液池。

4.8机油润滑系统                           一   套      

    齿轮泵                                 5.5 kW   

    工作压力                               0.1-0.3 Mpa  

    过滤器                                 GLQ-80   

    油箱                                   5 m3  

   油箱中的油通过油泵经过滤器来到齿轮箱后的进油总管，分三处进入齿轮箱，然后经过分支油管的喷嘴对齿轮和滚动轴承进行喷溅润滑。

回油是从齿轮箱端头下侧经回油管到油箱

4.9 光亮收杆机                             一 套 

   本机主要由冷却装置、操作平台、夹送装置、引桥、环形摆线装置、贮线装置、小车、供酒精水系统等组成。

   1）   牵引装置

         牵引速度                            10  m/s （最大） 

         牵引电机                            7.5  kW（DC）  

   该装置采用双主动夹送，弹簧调整压力。

由直流电机通过三角带传动带动一夹送辊转动，同时通过两对齿轮带动另一夹送辊转动（同步）。

   2）   绕杆装置

         成圈直径                            φ2000  mm 

         绕杆电机                             4  kW（DC） 

   杆子在牵引推力穿入蜗轮轴，再下穿螺旋摆管进行预变形，然后绕落在小车框内。

  3）  成圈小车

         成圈框直径                            φ1800  mm 

         成圈框高度                            1500  mm 

         转框电机                              4   kW（AC）

 小车上有二个成圈框,成圈框车由电机驱动的摩擦轮带动下转动,以实现梅花型收杆。

小车下面有气缸，由气缸推动实现换框动作。

    4）冷却吹干系统

         酒精水温度                            <45°

         酒精水用量                            50-80 m3/h  

         酒精水压力                             >0.5  Mpa 

   冷却装置的酒精水槽分4段,有一根进水总管、一根回水总管。

酒精水槽后面有吹干槽。

每段酒精水槽有压力表，进水总管、回水总管均有指针式温度计。

5）供酒精水系统

         酒精水泵                            100 m3/h, 37  kW   

         板式换热器                          80 m2（冷却水需用量100t/h）

   供酒精水系统由一台板式换热器，两台离心泵组成。

离心泵打出的酒精水通过换热器，先后进入进水总管，冷却槽，回水总管，再回到贮液池。

4.10 电气控制系统                                一 套  

电源条件:

                          三相四线制,AC～380V,50HZ

         控制回路:

                            单项,AC～220V

   包括一般电气控制；出锭温度的自动显示；浇铸机、牵引机、轧机、收杆机的速度同步控制, 直流电机由西门子直流调速装置控制。

提供的设备为整条生产线的控制柜、控制台、温度传感器，整个系统采用PLC加触摸屏联动控制, 各种运行参数集中监控。