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先进的宽厚板轧机设备和生产工艺.doc

先进的宽厚板轧机设备和生产工艺.doc

上传者: winice 2010-01-19 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《先进的宽厚板轧机设备和生产工艺doc》,可适用于高等教育领域,主题内容包含先进的宽厚板轧机设备和生产工艺从上个世纪初以来达涅利威恩联合公司建成投产的中厚板轧机数量已经超过架。达涅利可以提供装备先进的轧制设备采用传统工艺路线符等。

先进的宽厚板轧机设备和生产工艺从上个世纪初以来达涅利威恩联合公司建成投产的中厚板轧机数量已经超过架。达涅利可以提供装备先进的轧制设备采用传统工艺路线通过热机械轧制工艺和热处理手段生产优质中厚板产品。可靠的设备、先进的技术再加上公司自主开发的数学模型使板材生产商具备挑战象APIX这样的新钢种所需的生产能力。宽厚板轧机具有最大的操作灵活性可生产具有各种机械性能的产品可实现传统轧制、控温轧制、热机械轧制、加速冷却以及带有定宽和减宽功能的横轧生产工艺。  在钢铁生产设备特别是高技术热轧带钢和中厚板轧机等设备的设计和制造领域联合工程公司是世界闻名的先驱者之一。联合工程公司从年开始从事中厚板轧机设计。从那时到现在联合公司和年联合公司并入达涅利集团后组建的达涅利威恩联合公司已有多架中厚板轧机顺利试车投产。在上面提到的设备中属于宽厚板轧机的目前已超过架其工作辊辊身长度均超过mm。  采用新工艺的目的是为了以极具竞争力的成本生产高强度管线钢板。当设备投产时即使从机械设计的角度来看Italsider中厚板轧机也是当时最先进的中厚板轧制设备因为它采用了多项创新技术如支撑辊液压弯辊和采用螺栓联接的轧机牌坊。  新一代宽厚板轧机  现代中厚板轧机必须满足的要求包括:高生产率和高金属材料收得率、严格的尺寸公差、强化的机械性能、改善产品表面质量和增加板材长度。轧机坯料为厚板坯(最大厚度为mm)既可采用冷装也可采用热装入炉。厚板坯技术是生产厚度超过mm的厚板所必须的因为至少需要轧制个道次才能满足最终产品力学性能要求。  生产工艺和设备  对于单机架轧机来说热轧钢板宽厚板轧机的典型年生产能力为万t双机架轧机的典型生产能力为万t。通过传统轧制工艺也可以通过带有加速冷却功能的热机械轧制工艺生产中厚板产品。除中厚板轧制和精轧作业线以外还需要配备热处理设备用于板材正火和调质处理。轧制区设备主要包括:用于一次除鳞的双坡道除鳞箱、可逆式辊轧机、加速冷却装置、热板平整机。  除鳞装置  来自加热炉出坯区的板坯通过一台除鳞装置进入可逆式辊轧机。除鳞装置包括一组上、下喷水装置(另外一组备用)。喷水装置设在密封罩内以防止将水喷出机外。各喷嘴喷水范围有一定的重叠以确保铸坯表面除鳞效果。  辊轧机  轧机采用当今轧钢领域中最先进的设计理念和先进技术。采用的主要先进技术包括:液压AGC厚度自动控制、PVR(平面视图轧制)、工作辊正弯辊、工作辊横移、用于轧辊热凸度控制的局部冷却喷淋架、不确定轧制线调整、工作辊自动更换系统。  对于轧机牌坊设计目前达涅利可提供种不同的设计方案:传统式全铸钢轧机牌坊(MetaromItalsider粗轧机架和纽柯Ipsco、Trametal、韶关、安阳精轧机架都是最近建成的设备)螺栓联接牌坊(Italsider和Metarom精轧机架)铸钢和焊接牌坊(EzzHSM精轧机架和伊朗Ksc分离力为万kN的辊中厚板轧机)。事实上由于浇铸这种几何形状复杂的大型工件很难做到没有发裂和裂纹存在更不用说还要负担昂贵的超级大件输送成本因此要制造重量超过t的轧机牌坊会变得越来越困难。  加速冷却装置  在轧机出口侧布置一组由比例阀控制、设有U形管喷淋架的冷却装置。准确地确定冷却系统下的中厚板温度和合适的冷却速率是必不可少的这样才能确保最终产品获得合适的冶金特性。目前可提供两种冷却方式:板件可一次通过冷却区也可以在冷却区内往复运动几次。将冷却装置与热机械轧制结合起来还可以利用化学成份较为简单的钢材获得强度更高的钢板或者获得更好的材料机械性能。冷却过程可通过数学模型实现自动控制。根据数学模型可确定冷却速率和冷却模式。用于控制冷却系统的温度输入信号来自高温计通过计算机转换后可确定中厚板轧机出口处板材实际温度、喷淋架数量和达到冷却温度要求所需的喷水量。  中厚板平整机  中厚板平整机可对热轧、冷轧和经过热处理的钢板进行平整。根据轧机负荷大小可分为热轧、冷轧和温轧平整机。平整机可通过由平整辊交替实现的板材塑性弯曲消除板材平整度和不直度缺陷以确保获得良好的平整度加工精度并尽可能减小平整后钢板的残余应力。塑性变形作用深度一般可达%~%。平整钢板厚度范围为~mm最大宽度可超过mm材料最大屈服强度可达MPa。通过采用多部分组合机械设计和预应力拉杆可使机架达到很高的模数值。轧辊数量、轧辊直径和间距取决于轧材材料厚度和屈服强度。平整机可按固定轧辊数量也可按可变轧辊数量设计。  上辊组可通过个伺服控制液压缸驱动形成辊缝(垂直定位)和实现倾斜(操作侧-驱动侧倾斜)和转动(入口-出口倾斜)动作。过载保护可通过快速开启功能实现。对于某些应力场合工作辊辊缝定位可实现单独调节。轧机设备采用辊盒设计以使辊盒能够在不同的设备上实现互换。此外还可以采用双辊盒设计形式。  设备的挠曲变形可通过弯辊系统补偿弯辊系统还能够消除轧件板型缺陷。目前可根据需要平整的产品结构提供不同类型的弯辊装置:V型弯辊装置用于分段式上机架由液压缸控制独立弯辊装置可仅用于上辊也可同时用于上辊和下辊倾斜梁弯辊装置用于下辊。  由于设有单独调节装置或者带有倾斜梁因此可在从入口侧到出口侧方向和钢板横断面宽度方向上实现弯辊。现代轧机对轧制力矩提出很高的要求特别是布置在热处理作业线上的平整机必须尽可能选择更好的主驱动轴要求采用更复杂的驱动方案配备单独驱动轧辊。  在上述情况下平整机轧辊采用单独控制驱动电机以确保准确的速度调节和为每个独立轧辊提供轧制力矩从而优化平整过程保护机械设备零部件。  此外还对驱动组进行了认真的研究目的是为了获得良好的设备可靠性延长零部件使用寿命甚至可以减小占用空间使设备布置更为紧凑。  每个轧辊由一个传动链驱动。传动链由下列设备组成:驱动电机装有锁紧制动机构和安装接头、以实现过载保护的加长齿轮联轴节带有平行轴和斜齿圆柱齿轮预减速器的紧凑式行星减速装置动力分配装置其一侧用于支撑行星减速装置另一侧可通过空转圆柱齿轮disaxling组使输出轴分组以限制主轴工作角齿轮接轴。  自动化模型用于设备预设定和轧件轧制过程中动态控制。在对材料有严格要求的情况下可提供带有平整度检测仪反馈的闭环控制。全部由达涅利公司自行开发的数学模型用于预测给定材料塑性、板型、钢种和温度条件下的载荷和力矩分布。  冷床  在轧制区和精整区之间要将板材放到冷床上进行空冷。设备设计时需要在下列两种典型配置方案中做出选择:步进梁式冷床和圆盘式冷床。在第一种冷床上板材由一组纵梁支撑再由一组通过电气和液压控制的步进梁进行步进式输送。在第二种冷床上板材由装在单独驱动的传动轴上的一组铸铁圆盘支撑从而可最大限度地减小产生滑道黑印的可能确保板材上下表面冷却均匀。对于上述两种冷床整个冷床表面沿宽度和长度方向分为多个区段从而能够分别控制输送速度以实现多排板材输送模式。  板材精整作业线  在中厚板生产线上精整作业线起到重要的作用由分别用于完成切头切尾、侧切边、纵剪和定尺剪切等不同任务的各种剪切机组成。  切头剪  切头剪可布置在冷床前后(热静态)负责在侧切边之前完成轧件头、尾剪切。当它安装在冷床区前面时可用于一次剪切将较长的母板剪成较短的子板以适应每个冷床所允许的最大长度同时可提高设备生产能力。这种剪切机的典型设计形式是摆式剪切机当然也可以选择液压剪板机。  侧切边剪  当剪切厚度覆盖了~mm的整个厚度范围时应选择具有优势的摆式侧切边剪。在这种情况下侧切边过程是通过设备的分步剪切实现的其最大剪切长度为.m。另一方面如果生产要求允许将最大切边厚度限制在mm以下则可选择回转式设计。在这种情况下侧切边过程是通过最大直径可达.m的个圆盘剪切刀片连续进行的。因此有利于提高作业线生产能力。  这两种形式的剪切机都装有一个固定头和一个可通过移动以满足来料剪切宽度要求的活动头。母板需要首先借助多重电磁系统和激光束对准剪切机正前方。入口和出口夹送辊可在整个切边过程中将板材夹住。根据板材厚度检测结果可准确设定刀片剪切间隙。将被剪下的带边输送到布置在两侧的废钢碎断剪内将带边剪碎成很短的长度以便于收集到废钢料斗内。  纵切圆盘剪  纵切圆盘剪再加上侧切边剪可改善宽厚板轧机设备性能和产品质量提高生产能力。纵切圆盘剪通常与摆式侧切边剪配合使用并采用相同的滚式剪切原理。当板材需要纵剪时侧切边剪和纵切圆盘剪将同时工作。  这两台剪切机均采用电气同步控制。这意味着板材在前进过程中先被切边然后再进行纵剪。两台剪切机连续工作。位于侧切边剪入口和出口侧的夹送辊可用于板材对位和喂入。布置在纵切圆盘剪出口侧的一个夹送辊有助于保持纵剪板材对中状态还可协助将板材尾部送入纵切圆盘剪内。该设备由上、下入口机箱上、下出口机箱和横移机构组成。下刀座是机箱结构的一部分。位于同一侧(入口/出口侧)的上、下机箱通过拉杆联接为一个整体。  剪板机  通过一台剪板机将母板剪切为单张板材后即可获得所需要的最终产品几何形状。在现代生产线上经常可以看到铡刀式或摆式剪板机。设备选型是在权衡质量-维护成本的基础上作出的:铡刀式剪板机结构简单适用于窄板剪切需要其最终剪切质量要优于圆盘刀片滚动剪切效果特别是用于宽厚板的圆盘式剪切机。板材各边垂直度是通过布置在剪切机前面的固定式侧导板预对中精度保证的。此外剪切机还可进行板材切头切尾和取样。位于废钢输送器末端的滚筒式废钢碎断剪在将废料输送到废料坑之前先将废料剪碎。该设备仅在宽厚板(宽度>.m)轧制线上配备。  移动式剪板机  这是一种特殊的铡刀式剪板机能够在冷轧板通过精整设备的输送过程中进行定尺剪切。剪板机设有一个行走机架上面装有两个可调刀片用于板材剪切。当设备带着板材移动时由一个夹送辊夹紧。这种操作方式可提高设备生产能力消除因剪切设备工作节奏问题而可能出现的瓶颈。剪板机设计的典型板材剪切厚度范围为~mm滑动行程通常为~mm滑动速度为~m/s。  板材称重、喷号和堆垛设备  在输送到板材存贮跨之前还要对钢板进行称重和喷号。为使板材存贮最优化还要配备两台电磁堆垛机。  板材热处理作业线  通过热处理才能使板材达到所要求的产品机械性能和物理特性而这些是通过轧制无法达到的。热处理设备用于完成下列热处理工艺:正火奥氏体化和淬火奥氏体化、淬火和回火消除内应力空气冷却钢板平整处理。这套板材热处理设备一定会通过必要的显微组织转变使经过热处理的板材成品达到要求的力学性能。  主要工艺设备包括:座奥氏体化和/或正火用辊道式热处理炉-ANF台连续淬火机-CQM座回火和/或正火用辊道式热处理炉-TNF套冷床系统架温平整机个喷号和取样站套板材输送系统。  结论  由于市场在最近年内对热轧中厚板特别船板钢和高强度管线钢提出了更高的要求现已有许多新建设备达到了用户要求的各项指标。而这些指标过去从来没有达到过。为应对不断变化的市场挑战达涅利调动它的所有资源为市场提供最高水平的技术服务。

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