1580热轧不锈钢工程设备选型工程特色

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摘 要:文章介绍了某1580热轧不锈钢工程的设备组成、选型及该工程的工程特色,可为1580热轧不锈钢工程选型提供参考.

关 键 词 :1580热轧不锈钢生产线;设备选型;工程特色

中图分类号:TG333.71 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)17-0067-02

某1580热轧不锈钢工程是我公司于2013年年初承接的一项重点工程.该条生产线设备技术先进、自动化水平高、轧制能力强、控制精度高,装备水平先进.

1.生产线设备组成及装备水平

车间主要工艺设备有:步进梁式加热炉(2座)、高压水除鳞系统(1套)、粗轧机组(E1R1)、无芯轴热卷箱(1台)、飞剪(1台)、精轧机组(8架)、层流冷却系统(1套)、地下卧式卷取机(2台).

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从粗除鳞箱到精轧出口的轧线总长约205 m,粗轧机组采用一立一平可逆粗轧机的形式,有利于减少板坯轧制中的温降,缩短轧线的长度.根据不锈钢生产工艺的要求,粗轧后设热卷箱,使中间坯在卷取和开卷过程中头尾倒向、上下表面翻转,减小了带钢断面温度差,而且中间坯在卷取和上下表面翻转过程中,氧化铁皮自动脱落,提高了带钢表面质量.在精轧前设除鳞装置,带钢进精轧机组前可根据钢种的不同选用高压水或高压蒸汽去除、吹扫中间坯表面氧化铁皮.精轧机组采用8机架四辊高刚度轧机的组成形式,轧薄能力强,有利于生产高精度产品.在精轧与卷取及之间设层流冷却装置,保证带钢的卷取温度满足要求.卷取机采用两台地下卧式卷取机,具有液压AJC功能,有效保证带钢的表面质量.该热轧不锈钢生产线,代表了国内生产不锈带钢的先进水平.

1.1 产品规格

带钢宽度:1 000~1 524 mm;带钢厚度:不锈钢:1.8~6.0 mm;普碳钢:1.2~12.7 mm;钢卷内径:φ762 mm;钢卷外径:max.φ1 950 mm;钢卷重量:max.23.4 t.不锈钢以200系、300系为主.

1.2 主要的设备选型

1.2.1 加热炉

加热的坯料尺寸为(180 mm、200 mm)×1 000~1 524 mm×9 000~10 000 mm,属于难加热的大型板坯,故选用步进梁式加热炉.加热炉炉长47 m(入炉辊道与出炉辊道中心线间距)、炉宽10.6 m.加热炉内设:热回收段、预热段、加热段、均热段.不锈钢导热能力不同于碳钢,对于相同尺寸的不锈钢板坯,其加热时间远大于碳钢板坯;不锈钢板坯的热应力也大于碳钢板坯,故对于铁素体和奥氏体不锈钢来说所承受的因加热速度产生热应力的能力也不同.因此,该生产线采用较长的加热炉,对不锈钢板坯的加热控制是有利的.

1.2.2 高压水除鳞装置

全线共设有四点除鳞,分别为粗除鳞箱,位于加热炉的出炉辊道处的除鳞辊道上,用来清除板坯在加热炉内加热炉时产生的炉生氧化铁皮;粗轧机组前后各设一处除鳞点,精轧机组前的除鳞箱,用来清除带钢在轧制过程中产生的次生氧化铁皮,精轧除鳞可根据钢种选择高压水或高压蒸汽除鳞.


全线设一套高压水除鳞系统.除鳞点压力:30 MPa,除鳞泵站压力:32 MPa.除鳞泵站内设往复泵组5套,含5套柱塞泵,泵流量为60 m3/h;自清洗过滤器2套,流量500 m3/h;高位水箱1个,容积60 m3;高压空压机2台,流量3 m3/min.

1.2.3 粗轧机组

粗轧机组采用一立一平的布置形式,立辊轧机E1位于二辊可逆轧机R1的入口侧,E1机架上部通过键连接在R1牌坊上,与二辊粗轧机形成紧凑布置.

立辊轧机具有宽度自动控制(AWC)功能和短行程控制(SSC)功能.宽度自动控制功能是提高中间坯在全长范围的宽度精度,短行程控制(SSC)功能是减少头部和尾部失宽,同时减少尾部鱼尾纹的产生.

粗轧机采用高刚度、大压下的四辊可逆轧机.轧制压力4 300 t,工作辊辊径Ф1 200/1 100 mm,辊身长度:1 650 mm;支承辊辊径Ф1 550/1 400 mm,辊身长度:1 630 mm.主传动采用2个AC7500电机.压下系统由电动压下装置和液压APC两部分组成,能更好地实现工作辊的调零、调平和过载保护功能,同时可提高带坯的厚度精度、操作的稳定性,并且能防止镰刀弯等板形问题的产生.

粗轧机的工作辊采用液压侧移加电动小车推拉的方式进行换辊操作,支承辊采用液压推拉方式进行换辊操作,操作简便,节省了换辊时间,有利于生产.

在粗轧机前后设置除尘罩,有效的保护车间内的生产环境.

1.2.4 无芯轴热卷箱

在粗轧机R1后、切头飞剪前设热卷箱,从粗轧机组到热卷箱之间的距离为72 m,生产中可以使用热卷箱,也可以采用脱头轧制,使得生产更加灵活.

采用先进的无芯轴热卷箱工艺,在轧制过程中不仅使中间坯的头尾、上下表面对换,提高进入精轧机的开轧温度,减小了金属的变形抗力,有效降低了精轧机组的负荷;在生产相同规格产品的条件下,可减小中间坯的厚度,减低了精轧机电机的使用功率,进一步降低精轧机组的轧制负荷及轧制能耗;对于无须更多的考虑钢坯出炉时的头尾温差问题,降低了燃料消耗.

对于不锈钢来说,为保证板型及产品质量,其加热温度不宜过高,并且不锈钢在轧制过程中的变形抗力也较高,所以对于以生产不锈钢为主的该生产线,使用热卷箱,特别是在生产极限规格时优势是明显的.

1.2.5 切头飞剪

切头飞剪采用转鼓式异周速飞剪,最大剪切力达1 100 t,剪刃长度1 650 mm,切头采用弧形剪刃、切尾采用直剪刃.设置了最佳化剪切控制系统,以减少带坯的切头、切尾长度,提高成材率,且具有连续剪切和分段功能.

1.2.6 精轧机组 精轧机组由F1-F8共八架四辊全液压式轧机组成.F1-F4轧机工作辊直径:Φ825/735 mm,辊身长:1 850 mm,轧制力4 200 t;F5-F8轧机Φ650/575 mm,辊身长:1 850 mm,轧制力4 000 t;F1-F8轧机支承辊直径:Φ1 550/1 400 mm,辊身长:1 630 mm.

全液压压下系统和厚度自动控制(AGC)系统,提高了带钢全长厚度控制精度;精轧机组设置有先进的闭环板形控制系统,F1-F8 机架工作辊采用带普通辊型的窜辊系统(WRS)和工作辊弯辊系统(WRB),这样精轧机机组能动态调节带钢的凸度、平直度,以便于稳定生产板形良好的带钢,提高产品质量;而且满足自由规程轧制的需要,增加同宽度产品轧制量,降低辊耗.精轧机之间设有低惯量的液压活套,利于精轧机组的速度控制和带钢的张力控制.

1.2.7 层流冷却装置

从精轧机组末架轧机到1#卷取机间距离97.5 m,在此区间设置了层流冷却装置,由6组精调段组成,包括上部U型管集管和下部喷水集管,分别对带钢上、下表面喷水冷却,以使带钢温度降到850 ℃以下,以保证后部卷取机卷筒使用寿命.

1.2.8 三助卷辊卧式卷取机

卷取区由2台三助卷辊地下卧式卷取机组成.卷取机穿带速度最大为12 m/s;最大卷取速度为20 m/s.

带卷经由伺服液压系统控制的卷取机前侧导板对中后,头部进入夹送辊,此时进行头部定位,3个助卷辊设定位置,卷筒直径为带卷内径,当带钢在卷筒上卷取头3~5圈时,助卷辊在卷取过程中进行踏步控制,以保证钢卷内圈不产生压痕;卷3~5圈后,卷筒涨到卷取直径,同时助卷辊打开,卷取机在恒张力状态下卷取;当带钢卷到最后2~3圈时,助卷辊压下,带钢尾部通过夹送辊时,进行尾部定位,使带钢尾部在钢卷下部位置,卸卷时由卸卷小车托辊托起钢卷防止松卷.两台卷取机轮流进行卷取操作.

2.高架式厂房的工程特色

由于该生产线所在地区的地下岩石层较高较厚,且地下水位较高,综合考虑诸多因素后,我院给出了采用高架式厂房的建议,即轧线设备基础坐落在+5.5 m的平台上,所有的液压润滑系统、高压水泵站系统、空压站系统等公辅设施均布置在平台下.

这种高架式的厂房设计常见于棒线材车间,这主要是因为其设备与轧制线的标高差较大,为减少地下工程而采用的方法,对于热轧宽带钢车间来说,在国内先例不多.

这种高架式的厂房设计,减少了地下工程施工的难度,整个车间的基础开挖深度只到岩石层.公辅设施所在标高为-1.5 m,采用半地下室的结构形式,最大限度的利用了当地的地质情况.整个车间从空间布置来看共分为上下3层:平台以上布置轧制设备及电气控制系统;平台下与-1.5 m地坪之间布置水管、液压润滑等各种管线、电缆桥架、及液压润滑站等公辅设施;-1.5 m地坪以下布置主电缆隧道、排烟隧道、冲渣沟等地下构筑物.

针对本工程来说,此种厂房形式缩短了工期,减小了施工难度,减少了混凝土的用量.当然由于车间轨面标高相应的抬高,增加了一部分钢结构的用量.但总体来看,还是降低了工程的综合投资,符合本工程的自身特点,也得到了甲方的认可.

3.结 语

该生产线的设备选型及电控水平都是先进的,符合当前形势的.采用高架式厂房的布置形式是合理的,且是符合实际情况的.