100万吨棒材生产线

前言

番禺裕丰拟上一条设计年产量100×104t棒材生产线。河北天择重型机械有限公司就用户的总体思路进行了认真的讨论，并请有关轧钢专家共同商榷，制定出此设计方案。

本方案根据用户提出的总体思路，本着“先进可靠、经济实用、节省投资、运行可靠、确保质量”的设计原则，采用的设备结构成熟、先进、可靠、实用。供决策时参考。

100万吨棒材生产线轧机设备方案

技术方案

一、项目概况

1、生产能力：100万吨/年

2、钢坯材料：150mm×150mm 长6000mm~12000mm

3、主要生产钢种：碳素结构钢、优质碳素结构钢、低碳素机构钢、低合金钢ⅡⅢ。

4、成品规格：Φ12~Φ50mm棒材产品

二、生产工艺过程简述

1上料

热坯上料：连铸机拉出的热连铸坯经过热送辊道、旋转辊道然后经提升机提升后单根送到上料辊道上，称重、测长后送往步进式加热炉内进行加热。

冷坯上料：吊车从轧钢原料堆场将冷坯成组（4支坯为一组）吊放到拉钢式冷坯上料台架上，由冷坯上料台架将钢坯单根送到上料辊道上，经钢称重、测长后，送入加热炉进行加热。

2加热

钢坯在加热炉内边步进边加热，当钢坯步进至加热炉出炉辊道时，被均匀地加热到1050℃左右，然后由炉内出炉辊道送到炉外出炉辊道上。

3轧制

出炉后的钢坯由出炉辊道运送至粗轧机组进入第一架轧机进行轧制。如果由于某种原因，钢坯不能送入轧机，则由设置在出炉辊道旁的返回坯收集装置剔除至轧线外的钢坯收集台架上，当钢坯收集台架上收集到一定数量钢坯后，送回原料跨重新进行加热。

钢坯在Φ550×6粗轧机组轧制6个道次，根据产品规格不同轧成Φ71mm、Φ84mm、的圆断面，经粗轧机组后曲柄式飞剪切去肥大且温度较低的头和尾，再进入Φ450×6中轧机组轧制4～6个道次，轧成Φ30～40mm的圆断面。切头后轧件继续进入Φ350×6精轧机组，依产品规格不同，分别轧制2～6个道次轧成要求的Φ10～40mm的成品断面。小规格带肋钢筋产品采用三切分，中等规格带肋钢筋产品采用两切分轧制生产，较大规格带肋钢筋产品以及圆钢产品采用单根轧制生产。

粗、中轧机组各机架间以及粗、中轧机组间轧件采用微张力控制轧制；在精轧机组前以及在精轧机组各机架间设有活套，轧件可实现无张力活套控制轧制；全轧线轧机采用平立交替布置，实现无扭转轧制。机架间椭圆轧件用滚动导卫导入下一架轧机轧制（切分生产时采用滚动扭转导卫导入下一架轧机）。

生产工艺流程简图图1

4冷却

精轧机组轧出的轧件，需要进行穿水冷却的轧件，进入设置在精轧机组后的穿水水冷装置进行在线余热淬火处理，即轧件经过水冷箱水冷，使其表面温度急剧降低至300℃左右，形成马氏体组织。出水冷箱后，轧件芯部的热量散出对表面马氏体组织进行回火，最终获得表面为回火马氏体组织、芯部为细粒珠光体组织，这种组织的产品具有较高的抗拉强度，可使带肋钢筋提高强度等级。水冷后的轧件继续送往倍尺分段飞剪机处，由倍尺分段飞剪机前夹送辊夹住送入曲柄/回转组合式分段飞剪，剪切成适应冷床长度的商品材倍尺长度。速度高的小断面轧件用回转式剪刃剪切，速度低的大断面轧件用曲柄式剪刃剪切。不需要进行穿水冷却的轧件通过辊道直接输送到倍尺剪，进行分段剪切。

分段后的倍尺轧件由冷床输入辊道和液压驱动的制动拨料装置送到步进式冷床的齿槽内，轧件在拨料装置拨送过程中，依靠轧件与制动块之间的滑动摩擦制动停止。轧件在矫直板段渡过高温阶段后，被送至冷床的齿条段上进行冷却。轧件在冷床上边冷却边步进前进，在齿条末段用对齐辊道将轧件尾端对齐，然后再由动齿条送到冷床末端的步进链条装置上，步进链依不同的成品规格以不同的步距步进动作，形成不堆叠的密排钢材层。当步进链上收集的轧件根数达到冷剪机剪切根数时，设置在步进链下方的卸钢小车升起，托起链条上的钢材层，将其平移至冷床输出辊道上。

5）精整

在冷床输出辊道后设有定尺冷飞剪机，将由冷床输出辊道送来的成排倍尺钢材剪切成商品材长度。剪切后的钢材由剪后辊道送到移送台架前的辊道上，由移钢小车快速将钢材组从输送辊道移送到双辊道上，移钢小车从输送辊道移送钢材到双辊道上的同时，将双辊道上钢材移送到过跨检查台架上，在过跨台架移钢过跨的同时由人工进行质量检查。在台架尾端，钢材不断落入收集臂上收集成钢材束，当收集到一捆钢材时，收集臂落下，将钢材束放到带侧立辊的收集辊道上，由辊道运往捆扎区。辊道运输过来的钢材在液压勒紧后由人工捆扎，然后送往收集台架，收集台架的第一段链式移送机升起，将钢材捆托起，送到成品称进行称重，人工挂标牌，然后送到第二段链式移送机上，待第二段链式移送机上收集一定数量钢材捆时，由车间吊车卸下，送成品堆场存放等待发货。

三、设备主要技术参数

车间主要设备组成

本工程采用18机架连轧生产线。粗轧机组布置为Φ550×6轧机；中轧机组布置为Φ450×6轧机，精轧机组布置为Φ350×6轧机，全部采用高刚度短应力、无牌坊、拉杆连接式轧机。全线轧机采用平立交替布置，以便切分轧制生产。

精轧机最大轧制速度为：18m/s

(一) 粗轧轧机机组：

φ550 粗轧机列

1）用途：用来将钢坯根据需要轧制成不同规格。

2）轧机规格及数量：Φ550X6（1H 2V 3H 4V 5H 6V）6台

型式: 连续式二辊闭口轧机，平/立交替布置。第1、3、5号轧机为水平轧机，第2、

4、6为立式轧机

3）性能参数：

轧辊辊身直径：Ф560～Ф500mm

辊身长度： 800mm

最大轧制力： 2800 kN

轧辊轴向调整量：±4mm

机架移动行程：±350mm

压下总速比： 81

减速机中心距： 550mm

轧辊轴承（北京昆仑轴承厂）：四列短圆柱轴承、止推轴承

轧辊平衡方式：弹簧平衡

轧辊径向调整方式：液压马达自动和手动对称调节辊缝

轧辊材质：无限冷硬（NiCrMo)

减速机：联合减速机

减速机速比：I1=74.35 I2=57.93 I3=46.21 I4=36.86 I5=20.07 I6=12.51 (二) 中轧、精轧轧机机组

Φ420X6、Φ380X6轧机机列

1）用途：6架φ420二辊轧机机组与6架二辊Φ380组成中精轧机组，形成连轧，将经

过粗轧的轧件，根据成品规格的需要，轧成所需要的断面。

2）轧机规格及数量：Φ420X6（7H 8V 9H 10V 11H 12V）、Φ380X6（13H 14V 15H 16H 17H 18H）

3）型式: 连续式二辊短应力线轧机轧机，Φ420X6中轧机组平/立交替布置。第7、9、11号轧机为水平轧机，第8、10、12为立式轧机。Φ380X6精轧机组13、15、16、

17、18架轧机为水平轧机，14架为立式轧机。立式轧机采用上传动，水平辊轧机、

立辊轧机本体结构相同，可互换。

4）性能参数：

Φ420X6中轧机组

轧辊辊身直径：Ф460～Ф400mm

辊身长度： 700mm

最大轧制力： 2000kN

轧辊轴向调整量：±4mm

机架移动行程：±300mm

压下总速比： 93

轧辊轴承（北京昆仑轴承厂）：四列短圆柱轴承、止推轴承

轧辊平衡方式：弹簧平衡

轧辊径向调整方式：液压马达自动和手动对称调节辊缝

轧辊材质：无限冷硬（NiCrMo)

减速机中心距： 420mm

减速机：联合减速机

减速机速比：I7=8.882；I8=7.137；I9=5.859；I10=4.786；I11=3.179； I12=2.747；

Φ380X6精轧机组

轧辊辊身直径：Ф420～Ф370mm

辊身长度： 700mm

最大轧制力： 1500kN

轧辊轴向调整量：±4mm

机架移动行程：±300mm

压下总速比： 74.927

轧辊材质：高速钢

轧辊轴承（SKF或FAG进口轴承）：四列短圆柱轴承、止推轴承

轧辊平衡方式：弹簧平衡

轧辊径向调整方式：液压马达自动和手动对称调节辊缝

减速机中心距： 380mm

减速机：硬齿面减速机

减速机速比：I13=2.343；I14=1.755；I15=1.654；I16=1.344；I17=1.654；

I18=1.344；

水平辊轧机结构：

拉杆连接式无牌坊短应力线轧机结构。轧辊的四个轴承座由四根拉杆连接在一起组成辊组，辊组用4～6个快速拆装螺栓固定到轧机底座上，底座下设有滑板，滑板由固定在基础上的两根滑轨支撑，可沿滑轨移动实现换辊操作。

轧辊轴承由四列短圆柱滚动轴承承受径向轧制力，止推球轴承承受轴向力。

轧辊压下机构装设在四根拉杆的顶端，辊缝调节采用液压马达快速压下和手动微调蜗轮—蜗杆机构，使拉杆转动，在拉杆上正反向螺纹和轴承座内螺母的共同作用下，实现上下轧辊径向对称调整。左右两侧既可单独调整，也可联动调整。轧辊的压下量由压下指示盘指示。

在每个轴承座内的拉杆上设有球面垫，在轧辊受力弯曲时，其允许轴承座随轧辊弯曲而浮动，从而使轴承受力均匀，寿命长。

在上辊操作侧轴承座内装设蜗轮—蜗杆—螺旋副机构，通过调节轧辊轴向位置，实现上轧辊手动轴向调节。轧辊平衡采用阻尼器，以便消除设备间隙。

机架及其底座由液压缸驱动进行移动，实现换槽操作。横移液压缸布置在轧机传动侧，机架及其底座由液压卡紧装置固定在下方的滑轨上，卡紧装置液压松开。

轧辊更换：由横移液压缸将机架推至操作侧极限位置，松开机架和接轴托架之间的液压连接插销，再由液压缸将接轴托架和传动接轴一起拉回，使轧辊扁头和接轴套筒脱离，然后松开机架和其底座之间的连接螺栓，用吊车吊离机架换辊。

轧机轧辊和导卫配置冷却水管。

轧辊传动接轴采用可伸缩十字头万向接轴传递轧制力矩。传动接轴设有接轴托架，以便换辊时支撑接轴。为了使传动接轴与轧辊连接的万向节始终处于水平位置（有利于换辊操作），万向节由接轴托架内滚动轴承支承，并在轴承内转动，托架轴承座设有平衡装置，其允许接轴可在一定范围内浮动。接轴托架和机架之间用液压连接销连接在一起，连接销由液压缸插上或打开。接轴托架由机架横移液压缸移动，从而带动机架移动。接轴托架由液压卡

紧装置固定在底座上，移动时由液压松开。

快速连接接头：为减少换辊时间，机架上所需的液压、润滑和冷却水管等公用介质，均由快速接头连接，快速接头安装在接轴托架上。横移液压缸移动接轴托架，与机架合为一体时，各接头自动接通；机架和托架分离时接头断开。

为便于换辊，每次停车后，使轧辊扁头处于垂直位置。设一个接近开关实现此控制。接近开关装设在减速机箱体上，感应装置固定在接轴圆周上。

立辊轧机结构：

立辊轧机机架结构和接轴托架（托架无平衡装置）与水平轧机基本一样。机架下设有滑板，沿下面的两根滑轨运动。机架换辊小车由液压缸推出或拉入轧制线。立辊轧机采用上传动，齿轮传动装置及传动电机均布置在混凝土平台上，机架和齿轮传动装置之间由可伸缩的十字头万向接轴传递力矩，机架和接轴托架之间用液压连接销连接，连接销由液压缸插上或打开。接轴托架由电动机驱动的螺杆机构进行升降运动，从而带动机架升降实现更换轧槽操作。机架底座和接轴托架底座可沿固定在混凝土支柱上设置的垂直钢滑槽内上下移动。轧机底座和接轴托架底座由液压卡紧装置固定在钢滑槽上

立辊轧机换辊：整机架更换。首先松开机架和托架卡紧装置，用电动螺旋升降机构将机架降落在换辊小车上，液压打开机架和托架之间的连接销，再由升降机构将接轴托架升起使接轴套筒与轧辊脱离，然后由水平液压缸将机架沿轨道推出轧线，用吊车更换。

立辊轧机的公用介质快速接头与水平轧机一样。

每架轧机设一接近开关，用于控制轧机，使轧机停车时，轧机扁头正好处于垂直位置，以便于换辊。接近开关安装在齿轮传动装置的箱体上或钢支架上。

四．技术服务

1 设备制造周期：中标后（预付款交付后）六个月。

2 交货地点：番禺裕丰厂区内

3 技术文件和图纸资料的交付：

1）图纸：我单位向买方提供设备的总图（包括设备平面图、剖视图）、设备的部件图、设备底座图、设备安装图等，提供设备地脚螺栓平面布置图，图纸、资料以书面和光盘形式提供，纸质文档一份。

2）技术文件：我单位向买方提供设备产品说明书、质量保证书、出厂产品检验报告、外购标准件厂家、设备装箱清单。

3）设备制造监督和出厂产品检验：根据国家和行业有关规定和规范，在设备制造过程

中进行监督和出厂前检验，由买方和我单位共同签字。

4 技术保证和技术服务

我单位对所制造的机械设备实行总承包方式，除提供机械设备外，还承担现场设备安装调试指导服务，并对承诺可达到的技术性能按有关规定进行考核和验收，对设备的现场使用和技术诀窍的使用对现场人员进行无偿的技术培训。

五.设计制造标准

1设备设计标准。

1）重型机械标准（1987年版）。

2）国家和有关部门下达的现行标准和规范。

2设备制造标准。

1）产品检验通用技术条件JB/ZQ4000.1-86。

2）加工件通用技术条件JB/T5000.9-1998。

3）焊接件通用技术条件JB/T50003-1998，对于大于20mm的钢板按GB985-88中的相应规定开设加工坡口，以保证焊接质量。

4）火焰切割件通用技术条件JB/T4000.4-86。

5）铸件通用技术条件按《重型机械通用技术条件、铸件、铸钢件、有色金属铸件》JB/T5000.4-6-1998执行。

6）锻件通用技术条件JB/T5000.8-1998。

7）装配通用技术条件JB/T5000.10-1998。

8）渐开线圆柱齿轮精度GB10095-1987。

9）包装技术条件JB/T5000.13-1998。

10）设备预组装应遵照《冶金机械设备安装工程施工及验收规范-轧钢设备》YB9245-92标准。设备的各运转件应转动灵活，不得有卡阻现象和异常噪音。

11）上述1-10条未规定的标准按图纸的技术要求及文件进行制造。

六.主要关键件工艺措施

对轧机机架、底座、轴承座、轧辊、齿轮等一些铸造类关键零件，我们工艺从木模制造、型砂造型、浇注等各工序要求制定较详尽的工艺指导操作者工作。并进行去应力退火处理、喷丸清砂处理等提高产品质量。按照有关铸造标准严格进行检验，不得有影响强度的铸造缺陷，保证满足产品设计要求和机加工余量。

对齿轮、齿轴等关键锻造零件，严格按照锻造工艺进行锻造，严格控制锻造用钢锭、钢

坯的材质、锻造比和锻造过程的终始温度，严格执行检验制度，保证锻件的力学性能、形状尺寸和外观均满足产品设计要求和机加工余量。

对减速机齿轮箱箱体、焊接齿轮等关键的焊接结构件，我公司均采用数控切割机进行排版下料，保证零件形体尺寸和表面粗糙度在25以上，可保证结构件外形尺寸的一致性。编制有焊接工序的作业指导书，选用科学合理的焊接材料，采用二氧化碳气体保护焊打底，表层手工焊接，对焊缝质量严格进行检验，确保焊接质量。我公司目前还能够模拟工件工况，采用振动失效，进行消除结构件的焊接应力，以减少焊接变形，并对结构件进行表面喷砂处理来提高产品外观质量。

对减速机箱体合口面加工时，采用磨平面工艺，增加其表面粗糙度，保证密封性能；采取增加工艺块、辅助支撑等工艺措施，保证箱体各孔中心距和各孔尺寸的形状位置精度要求；

对齿轮件的热处理，编制详细的热处理工艺卡，严格控制渗碳层和淬火温度、回火温度。

对机架窗口采取一起加工方式，保证其尺寸形状位置公差和各项精度要求。

对轧机轴承、鼓型齿万项联轴器、十字万项联轴器、液压缸、液压马达、减速机轴承、密封等关键外购件，材质满足用户要求，执行采购控制程序，严把进货检验关，并填写外购件进厂检验记录表，不合格品不得入库。

七.检验与验收

1所有设备都需按规定的标准或技术规格书要求进行出厂前检验与试验。

2检验与验收所需费用应包括在供货总价格内。

3甲方有权派监理工程师到乙方制造厂对合同设备进行监制并参加检查和试验。

4甲方参加制造厂检查和试验后并不解除乙方对供货质量应负的责任。

5乙方在交付设备时提供设备检验与试验报告单、合格证等。

八.安装指导与调试

1乙方负责机械设备的指导安装、试车和技术服务，并派遣有经验的工程师至现场进行指导安装，根据甲方的要求对甲方人员进行技术交底及对最终用户的人员进行培训，以保证所供设备的性能和操作符合规定的技术要求，达到生产顺利进行。

2甲方负责全线机械设备的安装材料。

九. 甲方提供的资料交付

甲方在合同签订起3天内提供给乙方工艺平面图、车间轧制线标高一份。

十. 乙方提供的资料交付

1乙方提供的技术文件和图纸应是完整和正确的，否则甲方有权退回。对于需要甲方审批的文件，甲方应尽快将审批意见返回乙方。

2乙方在设备交付前20天，向甲方提供轧线设备总装图、设备操作规程等技术资料两份。

乙方在设备安装调试完毕之日起，向甲方提供轧线设备备件、易损件图纸、标准件明细等技术资料两份。

河北天择重型机械有限公司

2011年6月19日