棒材生产线简介

棒材生产线简介

日照钢铁棒材生产线

2009年10月

目录

第一章棒材生产线工艺流程及工艺控制特点................................................................................................. - 1 -

一、棒材生产线简介 (1)

二、生产工艺及产品结构 (1)

三、主轧线工艺流程及先进技术 (2)

1、生产线工艺流程： ................................................................................................................................ - 2 -

2、采用先进技术 ........................................................................................................................................ - 2 -第二章主轧线设备系统..................................................................................................................................... - 3 -

一、主轧线机械液压设备系统 (3)

1、加热炉区域设备 .................................................................................................................................... - 3 -

2、轧区设备： ............................................................................................................................................ - 4 -

3、精整区设备： ........................................................................................................................................ - 7 -

二、三电控制系统 (8)

1、高/低压供电系统： ............................................................................................................................... - 8 -

2、传动控制系统 ........................................................................................................................................ - 9 -

3、加热炉自动化系统 .............................................................................................................................. - 10 -

4、主轧线自动化系统 .............................................................................................................................. - 11 -

三、重大技改技措： (13)

1、17#、18#主电机及供电整流变压器改造........................................................................................... - 13 -

2、加热炉区链式提升机改造：............................................................................................................... - 13 -

3、倍尺剪的改造： .................................................................................................................................. - 13 -

4、冷床改造： .......................................................................................................................................... - 13 -

5、轧区主机减速机设备的优化：........................................................................................................... - 14 -

6、化学除油器改造： .............................................................................................................................. - 14 -第三章公辅设施及生产准备系统................................................................................................................. - 15 -

一、公辅设施： (15)

1、公辅系统： .......................................................................................................................................... - 15 -

2、环保系统： .......................................................................................................................................... - 15 -

3、消防系统： .......................................................................................................................................... - 16 -

4、给排水管道 .......................................................................................................................................... - 16 -

二、行车 (16)

三、生产准备 (16)

附件一：相关设备参数： (18)

第一章棒材生产线工艺流程及工艺控制特点

一、棒材生产线简介

棒材生产线由中冶集团北京冶金设备院设计并制造主轧线设备，减速机由南京高精齿轮有限公司公司制造。由中国第二十冶金建设公司负责生产线及相关设施的土建施工和设备安装，北京科大赛能杰高新技术有限公司负责加热炉设计安装调试，天津先导倍尔机电有限公司负责电控制系统总承包，棒材线主体工程于2003年11月破土动工，2004年7月10日正式投产。设备总重2977吨，总装机容量21100KW，主厂房建筑面积为25935m2。生产线经过不断的技术和扩容改造，现已具备年产130万吨的生产能力。2006年6月成功通过第三方论证审核，取得三体系论证证书，φ12～φ32热轧带肋钢筋被国家质检总局授予国家免检产品称号。各项经济技术指标均位于同行业前列。

二、生产工艺及产品结构

采用了国际先进设备和先进的生产工艺：加热炉为步进梁式，采用高效、节能、环保的双蓄热式高风温燃烧技术，使用低热值高炉煤气做燃料，可大幅度降低燃料消耗，具有加热速度快，加热质量好等特点。

全线共有18台轧机，为保证产品尺寸精度，精轧机间设有6台活套器，精轧后设有穿水冷装置，能够实现全线无扭控制轧制。生产φ10～φ16螺纹钢时采用三切分轧制；生产φ18～φ22螺纹钢时采用两切分轧制技术。其中φ22两切分轧制，是国内首创，并独家拥有该项技术，切分轧制能力处于国内领先水平。轧线主传动采用全数字控制的直流电机,可实现全线自动化操作，最大轧制速度能够达到18m/s。所用原料为连铸坯，全部为热送供给。

主要产品规格有国标II级、国标III级、英标、日标、加标Φ10-Φ40各规格的直条螺纹钢、圆钢。

生产钢种包括：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢等。产品均以直条状态交货。

棒材生产线自投产以来，生产产量逐年递增。04年年产产量53万吨，05年万吨，06年万吨，07年万吨，08年创历史新高，年产量万吨。09年1月到9月份产量为万吨，完成年产量的80%。

三、主轧线工艺流程及先进技术

1、生产线工艺流程：

2、采用先进技术

1) 采用侧进侧出可热装和冷装料的蓄热式步进梁式加热炉，提高了废气余热回收

率，节省了能源消耗；采用热装工艺，有效的利用了钢坯余热，减少了煤气消耗。加热炉能力为160t/h （冷坯）, 200t/h （热坯）。

2) 炼钢连铸机生产的热坯通过辊道送到棒材生产线，实现连铸坯热送热装，热装温

度≥650℃最高达900℃。热送热装率达87%以上。

3) 车间内设备采用高架布置，轧线设备布置在车间内+的混凝土平台上。 4) 轧线主轧机均采用无牌坊高刚度短应力线轧机结构、直流电机单独传动，全线轧

机采用平立交替布置，无扭轧制，粗轧和中轧采用微张力轧制，精轧机组采用活套无张力轧制，可保证产品的高精度。

5) 轧机以大重量连铸坯（160*160*12000）为原料，采用全连续轧制。轧机强度高，

电机功率大，粗轧机组电机功率均为618KW ，单边最大轧制压力2000KN ，单边最大轧制力矩120KN?m ，轧制能力是国内同类型轧线的一到两倍，适合高速、低温轧制，能够满足各种钢种的控制轧制要求。

6) 轧机采用液压横移装置，以便快速更换孔型；轧机采用整体机架快速更换装置，

备机的装配及调整均在轧辊机修间内预设定完成，可大大缩短更换品种的时间。 7) 采用切分轧制生产工艺。φ10-φ16螺纹钢采用三切分生产工艺。φ18-φ22螺

纹钢采用二切分生产工艺, φ22两切分是目前国内最大规格的两切分轧制。 8) 精轧机组成品机架及成品前机架主电机功率为1400KW(其他架次为1000KW)，

高出国内其它生产线电机功率，可保证大规格产品进行切分轧制。

9) 精轧后建有控冷设备，可以实现控轧控冷工艺，提高产品机械性能和强度等级。 10) 直流电机由数字式可控硅装置供电，实现数字化控制，其控制精度高、生产稳定

性好。轧线设备由一套先进的计算机系统进行控制，控制功能齐全，达到国内先进水平。

上料粗轧机组

除鳞

加热

冷床3#飞剪控冷设备精轧机组2#飞剪

中轧机组

1#飞剪

打捆检验定尺剪切

称重入库发货

第二章主轧线设备系统

一、主轧线机械液压设备系统

1、加热炉区域设备

棒材生产线配备一座空煤气双蓄热步进梁式加热炉，主要工艺流程包括：上料、辊道输送、称重、测温、装炉、加热、出炉等，为轧线轧制输送合格热坯。上料系统分为提升机热送和过跨小车上料两套系统。该加热炉采用国际上的先进技术，符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。炉子及其主要附属机械设备、液压、电控、仪控系统、燃烧系统的设计指标达到了国际先进水平，其主要优点有：

1)采用全自动炉温控制燃烧技术，自动调节炉温、炉压，采用低热值的纯高炉煤气

作为燃料。具有提高产量、改善加热质量、节约能源、降低成本和减少环境污染

等诸多众所周知的优点。

2)采用双蓄热式高温燃烧技术，蜂窝蓄热体将空煤气预热到1000℃左右。蓄热式

烧咀供热系统采用三段供热，三段炉温制度。上下加热可手动、自动调节，对侧

换向。每个供热段均设有上下加热，即均热段上下加热、第一加热段上下加热、第二加热段上下加热。

3)采用全功能隔断型二位三通换向阀分段单独换向，换向周期分钟。换向阀动作时

间小于1秒。炉压波动小。

4)采用自动装炉定位技术，对齐推钢机将入炉钢坯推齐，并将钢坯推至固定梁预设

定位置上。

5)采用炉内悬臂辊道侧进侧出的上下加热步进梁式加热炉，以减少散热损失、改善

操作环境和实现紧凑布置。以提高钢坯加热温度均匀性和表面质量。

6)采用双层框架斜坡双滚轮式步进机械，全液压驱动。设有可靠的防跑偏装置。实

现易于安装调试、运行可靠和无跑偏。

7)采用对齐推钢机行程设定，可改变入炉钢坯坯距。采用步进梁前极限定位，以确

保钢坯准确送至出料辊道上。

8)换向阀换向可采用定时换向、定温换向，烘炉时以定温换向为主，正常生产时以

定时顺序换向为主。换向采用PLC程序控制,换向阀的换向时间可人工设定(30～

60秒),换向阀换向的时序间隔为3(可设定)秒,当蓄热室的排烟温度过高时设有超

温报警，控制系统可自动进行强制换向，能够保护换向阀和排烟机。

9)采用交错步进梁布置技术，即将步进梁在加热段进入均热段时沿炉宽方向偏离一

段距离，从而使钢坯由加热段进入均热段后与支撑梁的接触点位置改变。保证钢

坯在出炉时不会产生“黑印”，出炉时温差在15℃以内。

10) 具有尾气温度、氧气、一氧化碳自动检测、调整功能，保证尾气达标排放。

整体工艺设计具备：空煤气蓄热温度≥1000℃、废气排放温度≤150℃；出炉钢坯温度范围：950℃～1250℃、钢坯出炉温度与目标温度偏差≤10℃；钢坯长度方向温差≤20℃。能够满足普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢的轧制要求。

加热炉及附属设备

主要由上料台架、钢坯输送辊道、悬臂辊道、推钢机、加热炉体、炉底机械、出钢机、燃烧系统、出炉辊道、除磷辊道、除磷箱等设备组成。主要设备及型号数量见附件。加热炉设计能力：

钢种钢坯尺寸钢坯加热温度有效尺寸加热最大能力

普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢160×160×

12000mm

950～1250℃

18350mm×

12800mm

冷装:160 t/h

热装:200 t/h

、液压系统：炉前液压站和加热液压。

炉前液压站共有油泵2台，1台备用，压力13MPa，冷却油箱配备循环泵一台，采用常规介质:HM-46抗磨液压油。采用回油和循环二级过滤，推钢液压缸接料油缸，为缓冲液压缸，加热炉的供料提供可靠的动力保证。加热液压站是棒材加热炉的配套液压站。液压站有泵用3备1，压力14MPa，冷却油箱配备循环泵二台，一用一备。采用常规介质:HM-46抗磨液压油。油箱采用供油,回油和循环三级过滤，滤芯的定期清洗更换，保证了油质的清洁，完成加热炉动力来源。

2、轧区设备：

轧机机列

棒材线全线共有18台轧机，粗轧机组1#～6#，1-3架轧机规格为Φ620mm，4-6架，轧机规格为Φ500mm。中轧机组7#～12#轧机规格为Φ420、精轧轧机组13#～18#轧机规格为Φ320。全部为无牌坊、高刚度短应力线轧机。轧机按照H/V平-立交替布置，可实现全线无扭转轧制。H为水平轧机共九机架，V为立式轧机也是共有九架，其中14#16#18#是H/V平立可转换轧机。轧机采用直流电机单独传动，传动系统采用联合减速机、可伸缩的万向接轴，接轴托架采用移动式。

轧机的主要先进性：

1)粗轧机组电机功率均为618KW单边最大轧制压力2000KN，单边最大轧制力矩

120KN·m，中轧机组电机功率均为821KW单边最大轧制压力1200KN，单边

最大轧制力矩75 KN·m；轧制能力经优化后是国内同类型轧线的一到两倍，适

合高速、低温轧制，能够满足各种钢种的控制轧制要求。

2)精轧机组主电机功率均为1400KW，高出国内其它生产线电机功率，可保证大规

格产品进行切分轧制适应提速要求。

3)辊系采用液压平衡，轧机稳定性好；

4)在上辊操作侧轴承座内设置蜗杆——蜗轮——螺旋付机构移动上辊，实现轴向调

整，轴向调整机构用改进的；

5)轧辊轴承座采用密封圈和迷宫式密封进行双层密封.轧机轴承做有密封，以防轧

机立起来后轴承脂全流入保护罩，轴承缺油而烧轴承（现在没有）；

6)轧辊的四个轴承座用四根刚性拉杆连接在一起，在拉杆和轴承座之间的受力面上

设有调心球面垫，当轧辊受力弯曲时，球面垫允许轴承座相对于拉杆摆动，自动

调心，从而使轧辊轴承受力均匀，提高其使用寿命；

7)压下装置装设在辊系的四根拉杆的顶部，采用蜗杆—蜗轮-齿轮装置转动四根拉

杆，在上下轴承座内的拉杆上正反向螺纹副作用下实现上下轧辊径向相对于轧制

线对称压下调节；轧机两侧的压下装置可以单独调整，也可以两侧同步调整；压

下装置在传动侧由液压马达驱动进行快速调节，也可以在操作侧进行手动精调，压下量由刻度盘显示；

8)辊系与压下装置组装在一起为轧机的机架;在换辊时机架整体吊走,在换辊间换

辊；

9)机架底座由钢结构件焊接加工而成，机架放置在其上，机架和底座之间用八根快

速拆装螺栓——螺母固定在一起；底座放置在轧机固定架的两根滑轨上，可沿滑

轨移动；

10)导卫固定装置：在机架前后均设有轧机导卫固定装置,装在轧机底座上，立轧机

燕尾形导卫座通过丝杠手动调节；平轧机导卫梁不设丝杠，采用传统压板形式，换槽更换导卫速度快。

11)所有锁紧液压缸采用耐高温、耐油密封圈，液压缸和密封圈均选用国内知名厂家，

并且是同一个厂家的。轧机固定架（轨座）与轧机底座由同一个厂家生产，保证

轧机底座的尺寸完全相同，从而保证锁紧液压缸能正常锁紧与打开，不会出现锁

紧液压缸对轧机底座锁不住或锁住打不开的情况出现。

水平轧机主要装置包括电机、减速机、万向接轴、压下装置、轧辊、机架、底座、换辊小车、换辊横移油缸等。立式轧机主要装置包括电机、减速机、万向接轴、提升装

置、辊缝调节装置、机架、轧辊等，立式轧机采用上传动，电机与减速机均放在轧机上端。平立转换轧机主要装置包括电机、离合装置、锥齿轮减速机、复合减速机、鼓形齿伸缩联轴器、压下装置、机架、轧辊、翻转机构等。

、飞剪、活套、水冷装置

、飞剪

轧线共安装有4台飞剪，用于切头尾、事故碎断、和倍尺剪切。

1#飞剪位于6V轧机之后，用于轧件的切头、切尾、和事故碎断处理。启停工作制。由主电机、剪机本体、前后导槽、收集装置组成。飞剪的结构形式是曲柄连杆式飞剪，由一台直流电机驱动，剪切精度可达到±30mm。剪切断面Φ80mm，剪切速度。

2#飞剪位于中轧机组12#轧机之后，精轧机组之前。在生产中对轧件实施切头切尾和事故碎断处理。启停工作制。由主电机、剪机本体、前后导槽、收集装置组成。其剪切精度可以控制在±50mm。切头、切尾长度＜80mm，碎断长度＜1000mm。

3#、4#飞剪位于精轧机组之后，功能为用于轧机正常轧制时的剪切倍尺长度。直流电机传动，剪切精度控制在±40mm，能够保证倍尺长度精确的达到所需要求。带有飞轮，能够剪切大规格、大断面轧件。剪切形式分为曲柄连杆式剪切（带飞轮），回转式剪切（不带飞轮）其剪切误差优于国内同类型飞剪。可大量节约金属，提高成材率。

、活套装置

为保证产品精度尺寸，精轧机各机架间设有活套装置，可以保证轧件无张力轧制。导辊辊径Φ188，辊身210mm，最大起套量300mm，工作角30°。

、控冷装置

设置在成品轧机之后，通过控制一定的淬火温度、时间和水流量得到预定的屈服强度。水冷装置能够保证生产英标、日标、加标钢筋时使钢筋具有良好的综合机械性能。按照切分轧制和规格大小的需要，控冷装置分为3组10段，其反吹装置可以灵活调整位置。各段均配有独立的阀门、流量表、压力表、测温仪等装置。

、液压系统：

、轧机机列液压系统：粗中轧液压站、粗中轧稀油站、精轧液压站、精轧液压站

(1)、粗中轧液压站是棒材粗、中轧机的配套液压站。液压站有泵1用1备，压力16MPa，冷却油箱配备循环泵一台。采用常规介质:HM-46抗磨液压油。油箱采用回油和循环二级过滤，滤芯的定期清洗更换，保证油质的清洁。实现炉后剔出、夹送辊横移、压下，轧机横移、压下,轧机与底座锁紧、轧机提升等功能。粗中轧稀油站是棒材粗中轧机减速机专用润滑站，采用BP320#极压润滑油。泵一用一备，供油压力，油箱过滤精度高，供油

温度37~43℃换热面积大，冷却水温度<33℃。过滤系统一用一备，在控制上与总台相连,可就地或远程操作。

(2)、精轧液压站是棒材精轧机的配套液压站。液压站有泵1用1备，压力16MPa。冷却油箱，配备循环泵，采用常规介质:HM-46抗磨液压油。油箱，采用回油和循环二级过滤，滤芯的定期清洗更换，保证了油质的清洁。实现精轧区轧机横移、压下,轧机与底座锁紧,轧机提升，卡紧缸，销紧缸等功能。精轧稀油站是棒材精轧机减速机专用润滑站，采用BP220#极压润滑油。泵一用一备。型号，供油压力，油箱容积:50m3，过滤精度高。供油温度37~43℃换热面积大冷却水温度<33℃。过滤系统一用一备；在控制上与总台相连,可就地或远程操作.

、3#、4#飞剪小润滑站

该润滑站是棒材3#飞剪，4#飞剪和剪前夹送辊减速机的专用润滑站。油泵一用一备，供油压力，油箱容积:50m3，过滤精度高，供油温度37~43℃换热面积大，冷却水温度<33℃。过滤系统一用一备；在控制上与总台相连,可就地或远程操作.

3、精整区设备：

、冷床设备

轧件轧制成形后，进入冷床进行冷却。冷床由冷床上料、冷床本体、对齐辊道、移钢链、冷床输出辊道、移钢小车等设备组成。冷床采用步进式结构，通过蜗轮蜗杆减速机的传动，实现使轧件前行，同时自然冷却。轧件运行到对齐辊道后通过辊道的运动撞齐到对齐挡板，使轧机头部对齐。通过移钢链和移钢小车道的传输，到达冷床输出辊道，辊道1m宽，然后辊道转动，进行下一步工序，进行定尺剪切。冷床设备的优点：（1）、冷床长度为120米，在国内同行业中属于大型的冷床，散热面积大，冷却速度快。

（2）冷床上料系统辊道采用耐磨复合材质，部件镶嵌耐磨材料，使备件的使用寿命达到一年以上，极大降低了备件成本费用，经济性较好。

（3）、冷床上料系统采用液压系统控制，上、中、下位检测控制。正常生产时，热金属检测器检测到轧件尾部后，由PLC自动控制其动作过程。

、冷剪

6300KN冷剪机安装于棒材轧制生产线的精整段，与定尺机配合，对冷却后的输入的棒材进行定尺剪切，剪切后的成品再进入下一工序。

冷剪机主要由传动装置（电动机、齿式联轴节、减速机、一对开式齿轮传动），剪体装置、剪切装置，制动器，离合器，控制装置，操作装置，平衡装置，润滑等组成。电动机通过齿轮联轴节经减速机、大齿轮通过离合器带动曲轴转到，使刀架上、下运动，

从而实现棒材的剪切。最大剪切力6300KN, 高于同行业普遍采用的4000KN。定尺机的最大推力10KN, 定尺范围6-15m，定尺精度±5mm。

、精整收集区设备

冷床输出的钢材经冷剪剪切定尺后，进入输送链收集台架，分为两区，分别收集、分钢，打捆、称重、挂标牌，用行车吊运下线，进行入库。

、精整设备

精整区域分为两区，主要设备包括：输送辊道、输送链、输送链、输送链、拨料机构、收集打捆辊道、成型机、料捆运输辊道、卸料链式运输机、电子衡、料捆运输机、短尺收集辊道、短尺运输辊道等组成。

、液压系统：

冷床液压站是棒材冷床上料升降配套液压站。液压站有泵用2备1，压力15MPa，旋向R。冷却油箱配备循环泵一台，采用常规介质HM-46抗磨液压油。油箱采用回油和循环二级过滤，滤芯的定期清洗更换，保证了油质的清洁。

精整液压站是棒材精整用的配套液压站。液压站有泵2用1备2压力14MPa。冷却油箱配备循环泵一台。采用常规介质HM-46抗磨液压油。油箱采用回油和循环二级过滤，滤芯的定期清洗更换，保证了油质的清洁。实现冷床下料油缸，打包器夹紧缸，穿水冷保护罩开启和闭合等功能。

二、三电控制系统

棒材线三电控制系统包含以下四个方面，分别为高/低压供电系统、传动控制系统、加热炉自动化控制系统、轧线自动化控制系统，具体系统功能描述如下：

1、高/低压供电系统：

1) 棒材线高压供电系统是10KV双回路供电，电源来自公司3#变电站。此供电系统的特点是一路出现故障，另一路可通过人工投入运行，承担全部负荷。

2) 10KV高压系统主要为加热炉、轧线传动、液压站、公辅水系统和行车供电，

3) 10KV主要开关柜的总数24面，变压器台数总的数量为14台，总的容量为：32000KV A；

4) 开关站所用的高压开关柜和高压断路器均采用了国内知名厂家锦州新生开关的产品，开关柜和断路器性能先进，从安装到现在没有出现过问题，质量可靠，目前运行状况良好。

5) 10KV两路供电各装设了一套高压滤波补偿装置，是由中冶华天马鞍山电力滤波有限公司设计、供货、施工和调试的，总的补偿容量为10200KV A。在每一回路上分别

装设了H5、H7、H11三组滤波器。滤波电抗器采用干式空芯、电感量连续可调型，噪声小于60分贝。通过该滤波补偿装置有效的消除了电力系统5次、7次及11次谐波，把功率因数提高到以上，极大地改善了供电质量。

6）车间共用一套低压配电系统，位于主电室一楼内，向主电室三楼炉后设备控制柜，精整区控制站、加热炉、稀油站、液压站、车间动力干线、厂房照明、天车、检修电源箱等地供电，给18台连轧机主电机及4台飞剪主电机冷却风机电机供配电。总装机容量为21100KW，其中直流电机装机容量为13950KW。

2、传动控制系统

主传动控制系统

棒材线主传动电动机选用直流电动机，十八架连轧机通过十八台直流主电机单动拖动，主电机传动系统采用以西门子6RA70为核心组成调节部分，以进口生产线生产的大功率晶闸管为核心组成功率部分，二者通过可靠的嫁接技术共同组成电机的调速装置，这样的装置性能可以达到国外先进水平，具有很高的性能价格比。

1) 6RA70调节柜：西门子6RA70系列全数字直流调速装置性能先进，质量可靠，得到国内外的一致认可。柜内以1台6RA7018全数字装置为核心，实现电动机调速控制。通过CBP通讯板上网，参与网络实时控制和活套闭环调节等。主传动装置的给定值都有PLC主机发出,通过PROFIBUS-DP网传送到6RA70为数字量信号。电动机速度反馈由脉冲编码器检测提供，直接送到6RA70，同样也为数字量信号。这样，数字给定(PLC)+数字调节(6RA70)+数字反馈(编码器)全数字直流调速系统的高性能、高品质。

2) 功率柜：由6只大功率晶闸管组成整流系统,拥有RC吸收和快熔保护。单台额定电流可以达到1600A-2500A,过载能力为2400A-3750A一分钟,完全可以满足电机需求和生产的要求。

3）技术特点：

A.具有很高的技术先进性

本系统采用计算机网络组成的集散自动化控制系统。在单机传动自动化方案中，不仅为全线自动化留有足够的控制环境和条件，同时在全线自动化实现前，可以实现传动组内轧机之间的联调、单调控制，具有很高的技术先进性。

B.具有很高的轧机调速可靠性

调节柜统一采用西门子6RA70全数字直流调速装置，具有很高的可靠性。

a)接口能力强：具有开关量输入、输出，模拟量输入、输出功能；具有测速机和编码器两种测速反馈功能，且具有单独上网能力。

b)保护性能强：6RA70本身具有故障标号，运行中检查的故障多，故障分类清楚，

故障提示信息多，便于故障处理。保护的灵敏度、动作的可靠性都是目前最好的系统。主要保护有：过流、过压、过速、失磁、断电、测速机断线、堵转、电机过热、功率柜过载等。

4）控制系统性能指标

1）调速范围：1：20

2）系统调节精度：％

3）静态速降：％

4）动态速降：1％

5）恢复时间：200ms

辅传动控制系统

加热炉区，主轧区以及精整收集区的交流传动辅助设备采用继电接触器控制。对于重复短时工作制负载，采用电阻器启动，电液制动器制动；对于连续工作制负载，采用直接启动方式控制。控制系统均采用PLC分区域控制，提高了全线控制系统的先进性，可靠性，简化了硬件线路，方便了维护，实现了计算机网络化。

热送辊道、装炉辊道、称重辊道、除鳞辊道、出炉辊道、夹送辊、替换辊道及冷床输入辊道的交流调速电动机采用施耐德ATV68、71系列全数字交流变频调速装置控制。控制装置通过DP通讯板，连入PROFIBUS-DP网，与主、辅传动PLC通讯，接受控制命令并反馈系统信号。通过上位机自由设定辊道转速。

3、加热炉自动化系统

控制范围

加热炉采用基础自动化控制，包括机械设备的一级顺序控制和热工仪表的一级燃烧控制两部分。两部分控制系统各用一台PLC来完成。计算机设有CRT显示、人机接口和打印报警功能。

基础自动化控制系统的控制范围为从加热炉对齐推钢机、炉内装料辊道到炉内出料辊道的整个加热炉系统的电气控制设备和仪表控制设备（包括电气传动装置，低压供配电设备，基础自动化硬件设备及配套软件，操作设备，检测仪表等）。

炉内辊道控制系统采用SIEMENS公司的6SE70系列全数字的电压源型变频器。控制系统

1）系统特点

基础自动化控制系统采用德国Siemens公司的S7-400系列PLC和分布式ET200-PLC 产品，该系统具有标准化程度高，可靠性高，操作性好，可维护性好，可扩展性好等特点。仪表、电气的S7-400控制器均通过以太网与Switch连接，并通过Switch与HMI的

服务器连接，从而构成仪表、电气一体化控制系统。整个基础自动化系统设有1套PLC 装置。

4、主轧线自动化系统

系统概述

车间内粗中轧12架连轧机组及炉区设备通过粗中轧PLC系统DP1网络控制，精整6架连轧机组设备通过精轧PLC系统DP2网络控制,精整区辅传动设备通过精整区PLC 系统DP3网络控制。全线布置6台上位计算机，与三套PLC系统之间形成工业以太环型网络。上位机、PLC及传动系统采用二级计算机网络控制（即PROFIBUS-DP网和工业以太网），形成全线自动化控制系统。

采用由计算机网络组成的集散控制系统(DCS)，这种系统充分体现了分散控制，集中管理的现代计算机控制思想。采用二级网络制自动化控制系统，即

现场实时控制网-- 为西门子PROFIBUS-DP 网(三条)

数据采集网-- 为西门子工业以太网(一条)

现场实时控制网络-- PROFIBUS-DP网:PLC控制

符合德国DIN19245标准的PROFIBUS-DP网，为西门子公司专为工业现场开发的高速现场处理总线网，短小的信息帧结构，使得它具有高速的循环通讯能力和高度的容错性。

该网络为：

粗中轧PLC主机柜S7-400PLC与粗中轧12台主电机6RA70传动系统及粗中轧操作台远程I/O 站，炉区变频器，炉前、炉后操作台远程I/O站组成PROFIBUS-DP1 网络；

精轧PLC主机柜S7-400PLC与精轧6台主电机6RA70传动系统及精轧操作台远程I/O 站，组成PROFIBUS-DP2 网络；

精整区PLC主机柜S7-400PLC与冷床操作室、冷剪操作室和收集区操作室远程I/O 操作台冷床输入辊道变频器、冷床本体及链式移钢机6RA70传动系统组成PROFIBUS-DP3 网络。

特点

1）技术先进性

系统是由具有处理现场总线特性的PROFIBUS-DP网络组成的集散控制系统(DCS)，跨跃了从模拟系统到数字系统的这一级台阶,，它不同于以往的集中控制系统或以前的对等网络或主从网络，现场信号被智能的电气终端(例如：6RA70装置、ATV68,71装置)自动进行处理，而不必请求主站的干预，但受到主站的宏观控制，这样主站即可节省大量的时间处理更多、更紧要的任务。

2）极快的速度

到目前为止，S7-400 是S7系列PLC with DP port 系列中最快的CPU，由于使用了处理现场总线技术的PROFIBUS-DP网，大量的信号在现场已被处理完毕，所以使用该系列CPU即可完成具有如此庞大运算任务的工程，又为为厂家节省成本。另外PROFIBUS-DP 网络的短小桢结构，才可以使得网络通讯速度得以最高。

3）强大的可靠性

网络传输是将大量的“信息”编码传送，从而各取代电气终端间的电气连线，这不仅节省了导线，而且使节点端子减少，从而降低了故障率，减少了检修工作量。

网络上某一站点故障或检修，不影响整个网络的运行。

数字系统与模拟系统的一大差别就是不会产生零漂，这就给了系统可靠性有力地保证，减少了维护工作量。

4）很高的精度

数字系统与模拟系统的另一大差别就是不用增加设备，就可以达到很高的精度，S7 的

CPU为32位的微处理器，浮点运算精度很高, 6RA70 的闭环调节精度小于%, 在轧机控制中有很高的精度.

5）二级自动化网络

系统共设二级网络，分别为工业以太网和PROFIBUS-DP网。将6RA70和ATV58,68及远程I/O控制站联入PROFIBUS-DP网络，这是为确保调节柜能有快速的响应，以适应在活套调节和微张力控制时的大量运算及各调节柜之间的大量数据传输；上位机的数据采集和监控通过工业以太网络传输。

轧线仪表和检测设备

为了准确地检测钢坯的位置，速度等参数和生产设备的状态、运行参数等数据，以实现自动化的高速控制，所以在轧线上配置比较齐全的检测仪表。这些仪表将检测到的生产过程中的参数，实时地传送给自动控制系统。这些仪表包括：

1、热金属检测器HMD与冷金属检测器CMD主要用于高温钢坯的位置跟踪，使用的厂家为常州潞城。

2、活套扫描仪：其作用是将活套的高度信号送入PLC，与人工设定值比较，间接求出活套变化量所需要的速度修正值，调整轧机速度以维持活套高度（活套量）在给定值上不变，从而实现其前后机架间正确的速度配合。活套高度的基准值通过计算机人机接口系统设定。棒材生产使用6套立活套调节系统。

另外，轧线设备上还装备有增量型编码器、接近开关、流量计、压力变送器、温度

变送器、温度检测变送器、直线位移传感器等检测元器件。

三、重大技改技措：

1、17#、18#主电机及供电整流变压器改造

17#、18#主电机是主轧区线末端成品轧机，原设计功率是1000Kw，但随着生产节奏的提高和双切分、三切分工艺的应用，该两台电机已不能满足要求，在轧制部分规格时经常处于过载运行，存在着极大的安全隐患，成为制约生产的关键，因此进行了改造，更换成了两台各为1400Kw的直流电机，由于电机容量扩大，为这两台电机供电的3000KV A整流变压器容量偏低，也随之进行了扩容改造，更换成了4000KV A的整流变压器。经过改造后，电机及变压器完全适应了生产的要求，为产量的提升提供了有力的保障。

2、加热炉区链式提升机改造：

加热炉热送钢坯的提升机为卷扬式，在提升过程中，存在链条卡链、断链等现象，热送钢坯的效率低，加热能力受到限制，因此加热冷钢坯，不仅增加了煤气的消耗，而且影响了轧制产量。2007年5月，对提升机进行了改造。重新设计和制造安装热送辊道，并配液压推钢装置，提升机支架由原90度改为具有60度的斜度支架，消除了链条在提升过程中的卡链和断链现象，减少了链条在提升过程中的阻力，运行稳定，从而提高了加热炉钢坯的热送率，不仅提高了加热炉的加热能力，而且减少了煤气的消耗，提高了棒材线的生产产量。

3、倍尺剪的改造：

原倍尺飞剪的主电机功率仅有350KW，提速和切分轧制后电机负荷大，剪切速度精度都无法满足工艺要求，为适应130万吨的生产需要，对倍尺飞剪重新选型，把主电机功率提高到450KW提高飞剪的剪切能力。2007年7月，又在原倍尺飞剪后增设一台大功率电机的倍尺飞剪，新飞剪剪切方式有曲柄式剪切和回转式剪切两种形式，并带有飞轮装置，能够剪切大断面钢筋，提高了飞剪的剪切能力。飞剪改造配合轧区17#、18#的电机扩容改造，切分轧制能力全面提升，提高了轧机的轧制速度，使棒材线产能得到较大提高。

4、冷床改造：

因轧制速度的提升，冷床上料在运行过程中因辊道、拨料块、挡料块、托料块、等备件与轧件的急剧摩擦，备件在使用过程中已远远不能满足要求，使用寿命迅速下降，同时因磨损严重，造成了轧机弯曲、变形，乱堆等现象，严重影响了的生产节奏，制约了生产。冷床矫直板因磨损严重，造成轧件弯曲，在冷床上摆放凌乱，影响成品的产量，

对齐辊道在运行过程中磨损严重，影响轧件的对齐，制约生产。为了增加备件的使用寿命，08年2月大修，辊道材质改成高耐磨复合材料，拨料块、挡料块、托料块、矫直板等备件在磨损严重部位进行了改造，镶嵌耐磨板，对齐辊道表面镶嵌耐磨套，极大提高了备件的使用寿命，在生产中由于磨损量较小，使生产顺利进行。

5、轧区主机减速机设备的优化：

棒材线轧区主机减速机因原设计要求不能满足轧制生产要求，轧制速度不能提高，制约生产。07年2月大修，南京高精齿轮有限公司对生产线主机减速机进行了优化，除（1H/3H）2架减速机外，其他16台减速机全部进行了优化设计，轧制力矩提高20%，满足双切分和三切分工艺的生产要求。轧线安装新减速机，原减速机作为备用减速机。主机优化上线后，生产能力得到极大提高。

6、化学除油器改造：

原平流沉垫池，刮油刮板机过滤除污效果差，达不到棒材双线浊环水水处理的要求，人工操作费时费力，经过分析，决定上先进的化学除油除污器代替平流平流沉垫池和刮油刮板机。

本项目于2007年2月起，新上了9台化学除油器，水的流速减小，重力沉降絮凝除污除油效果明显，水流对滤料的冲击力减小，延长了滤料的寿命，减轻工人的维护强度，目前运行状况良好，外排水完全达标排放。

出口含油量≤5mg/L（没改前，月平均含油量15mg/L）；

月平均浊度≤NTU19（没改前，月平均浊度NTU21标准浊度≤NTU50）。

7、加热炉技术改造：

原加热炉加热能力及助燃风机较弱，2006年2月大修对加热炉两侧炉墙及蓄热体箱进行更换，并同时更换助燃风机，提高加热炉加热能力，将产能提高约20%。

2006年2月加热炉更换两侧炉墙及蓄热体箱，安装新助燃风机。

2007年2月加热炉更换蓄热体、耐火材料，优化的主机减速机进行更换，冷剪减速机1台、冷床减速机更换2台。

2008年2月17#、18#机列主电机及变压器更换，倍尺飞剪更换主电机2009年2月加热炉更换所有煤气管道，15#主电机更换。

第三章公辅设施及生产准备系统

一、公辅设施：

1、公辅系统：

、净环水系统

净循环水量为1200 m3/h，主要供加热炉、电机冷却、液压站、润滑站、出炉辊道用水等。用后仅水温升高，水质不受污染，经冷却加入适量水质稳定等药剂后循环使用。、浊环水系统

浊循环水量为2000m3/h，主要供轧机设备、加热炉、及冲铁皮等用水，使用后的水含有少量润滑油、液压油及氧化铁皮等污染物。浊环水的处理工艺采用旋流沉淀池进行一次沉淀，沉淀后的水提升至化学除油除污器进行二次沉淀及除油，二次沉淀后的水提升送至循环水泵站，上塔冷却后供生产用。旋流沉淀池内的铁皮由抓斗吊钩桥式起重机抓至池外装车外运。

循环水泵站：轧机净环供水泵组共3台，炉区净环供水泵组3台，净环加压供水泵组2台，浊环供水泵组3台，柴油机应急泵组1套，。循环水池顶部架设5台SBDZN－300型净环玻璃钢冷却塔。

旋流沉淀池：钢筋砼结构，钢筋砼结构，Ф13m，内设6台无密封自吸泵，沉淀的铁皮及泵站水泵维修采用1台5t抓斗吊钩桥式起重机，铁皮抓至脱水池内，然后装车外运。

化学除油除污器及加药间：共用9台化学除油除污器，单排布置，单台化学除油除污器处理水量400m3/h。化学除油除污器排泥直接排入化学除油除污器排泥沟,由生产厂统一处理。加药间设化学除油除污器加药设施等。

、污泥处理系统：

经化学除油除污器处理的污水通过渣浆泵送至污泥处理间，内设两台板框压滤机。经板框压滤机压制的污泥装车外运。

2、环保系统：

为节能减排，保护环境，减少水和油的污染，在2008年7月份立项，新增加一台化学除油器技改项目，12月份投入使用。未上该设备时，浊环外排水石油类含量>10mg/l, 悬浮物接近50 mg/L，厂外排水通过南支路排水系统流回到公司污水处理厂，处理后的水再利用。为使厂外排水达标，减轻公司污水处理的压力，棒材厂新上一台化学除油器，该设备较平流沉垫池先进，采用重力沉降，化学絮聚作用。改造后，外排水含油量≤3mg/L；

悬浮物<20 mg/L。

3、消防系统：

水消防系统包括两个部分：车间内消火栓灭火系统、车间外部水消防系统，消防用水按一处着火考虑，消防给水采用净化水。

车间外消防水量25L/s。水源来自厂区生产消防水管，压力。消防水管道设计成环状布置，消火栓沿道路设置间距小于120m。

4、给排水管道

根据厂区道路布置及生产生活需要在厂区内设有生产、生活及雨水排水管道、生产给水管道及生活消防水管道并在厂区内按有关消防规范要求设有地上式消火栓,消火栓间距不大于120米。

二、行车

1、棒材线现有行车8台，总起重吨位为224 吨；电机总功率为280千瓦。为了满足轧线和准备车间精细作业的要求，行车电气控制系统采用的电器原件是施耐德产品，在一定程度上也降低了行车的设备故障率。

2、棒材线成品库每天成品钢卷的出入库量超过8000吨，这就要求成品跨的行车必须保证正常运行，其中起升速度须大于8m/min;大车运行速度须大于80m/min，采用传统的电阻调速系统。

三、生产准备

准备车间具有轧辊车床3台，螺纹铣机床4台（包括飞刀铣2台），线切割机床1台，辊环专用磨床2台。主要完成为棒材线使用的所有轧辊孔型的车削以及成品轧辊的螺纹铣槽。

1、电火花数控线切割机床：型号：DK7750E设备主要功能、特点：线切割机床具有结构简单，性能稳定，操作方便，加工效益高，电加工选择直观准确，输出功率大，电极丝损耗小等特点。该机床主要用于加工棒材线、所有孔型、连体、端面样板的加工以及成品架、切分刀具的加工。

2、带肋钢盘轧辊横肋槽数控加工机床：型号：WXK-500C，采用飞刀原理，适用于各种规格的带肋钢筋等高筋（竹节钢轧辊）、螺旋槽轧辊的槽型加工，同时可以利用卧式铣削头在孔型中刻上规格等级、制造厂家标记等。采用五轴四轴数控系统，自动化程度高，操作方便。

3、多功能组合数控轧辊加工机床:型号：XK500C,采用飞刀原理，适用于各种规格的带肋钢筋等高筋（竹节钢轧辊）、螺旋槽轧辊的槽型加工，同时可以利用卧式铣削头在孔

型中刻上规格等级、制造厂家标记等。采用五轴四轴数控系统，自动化程度高，操作方便。

4、数控轧辊月牙槽铣床（2台）:型号：XK9350,适用于各种规格的带肋钢筋等高筋（竹节钢轧辊）、螺旋槽轧辊的槽型加工，同时可以利用卧式铣削头在孔型中刻上规格等级、制造厂家标记等。采用三轴数控系统，自动化程度高，操作方便。

5、轧辊车床：型号：CA8480A×、CA8450、主要用于轧辊辊身上各种孔型的加工，亦可用来修理轧辊的孔型。主传动由一交流异步电机驱动，经过机械变速使主轴获得16和12级转速，进给系统则由主轴通过异步电机驱动，经过机械变速纵、横向各获得12级进给量。

日照钢铁棒材生产线

2009年10月2日

附件一：相关设备参数：

一、机械部分：

序号设备名称规格型号（面积）数量备注

1 炉底有效面积*=㎡ 1

2 热送辊道辊面线速度：s 13

3 链式提升机提升速度：Max=s 1

4 装炉辊道辊面线速度：～s 9

5 炉尾推钢机1根/次间歇推钢速度：Max×s

推钢行程：Max×1200mm/

1

6 出炉辊道辊面线速度：～s 9

7 除磷辊道辊面线速度：～s 6

8 装料辊道φ300*400mm，辊子速度

出料辊道φ300*400mm辊子速度

炉底机械升降高度200mm,平移行程260mm 1

11 鼓风机9-26 No 右90度 2 一用一备

12 空气引风机Y9-38N011-2D

右90度

1

两用一备

13 煤气引风机Y8－ 2

14 液压推钢机 1

2、轧钢区域：

、φ6201H、3H机列

序号技术性能单位数值

1 轧辊直径mm φ590-φ660

2 轧辊辊身长度mm 800

3 轧机开口度mm 590-670

4 轧辊轴向调整量mm ±