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1、长治 H 型钢项目简介经过半年多时间对国内外设备和市场的充分考察研究，结合长钢的实际，近日完成了中型 H 型钢工程初步设计。该工程总投资 52612 万元，设计产量 60 万吨年，机械设备总重 5346 吨，电气总容量28000 千瓦，核心设备由德国西马克梅尔公司引进。一、概况1、主要设备步进式加热炉、高压水除鳞装置、两辊可逆式开坯机(带有推床)、切头锯、串列万能可逆轧机机组(UR-E-UF)、切头分段锯、步进式冷床、水平式矫直机、收集编组台、定尺冷锯(一台固定、一台移动)、码垛机和包装打捆装置等。2、产品大纲H 型钢：IPE140450，IPN140-450， HEAl00HEB260槽钢：
2、UPN140400角钢：L100L200 扁钢：1235mm 厚，300(400)mm 宽产品定尺长度为 624m。主要钢种为碳素结构钢、桥梁结构钢、低合金钢、矿用钢和耐候钢。3、坯料坯料有方坯、矩形坯和异型坯。方坯尺寸：160x160mm(25600mm2，198kgm)；长 10212m;重 224t。 矩形坯尺寸：180x26Om(46800mm2,363kgm)；长 115m；重 4.1t。 异型坯尺寸：405x285x80mm(64794 mm2，502kgm)；长 12m；重 6t。270x185x80mm(34673mm2,269kgm)；长 102-12m；重 27-32t。二
3、、设备的平面布置及工艺流程1、平面布置拟建 H 型钢生产线布置在新区，位于瑞达焦业公司南侧，新规划的炼钢连铸车间西侧，紧邻新 309国道。全车间共由 6 跨组成，分别是原料跨、主轧跨、冷床跨、精整跨、成品跨、轧辊和导卫装配跨，建筑面积约 37 万 m2。除原料跨和主轧跨呈垂直布置外，其余均为平行布置，呈东西走向。厂房为高架结构，轨面标高 13m，所有设备均安装在 5m 高的平台上，车间工艺布置见图 1。图 1 工艺平面布置简图 1加热炉；2-除鳞装置；3开坯机；4万能轧机；51#热锯；6-2#热锯；7冷床；8矫直机；9-编组台；10-冷锯；11定尺机； 12-堆垛机；13-打捆机；14-定尺捆
4、称重收集台架；15-改尺冷锯；16短尺收集台架2、工艺流程连铸坯钢坯清理称重上料台架上料辊道入炉口加热出炉高压水除鳞开坯机可逆轧制热锯切头尾万能轧机可逆轧制-热锯切头尾及倍尺分段上冷床冷却下冷床矫直编组台编组冷锯定尺锯切检查台检查码垛机收集打捆机包装称重挂标牌成品入库。三、主要设备参数和技术特点 1、加热炉加热炉为端进侧出料步进式加热炉，装炉设备将坯料从装炉辊道移至炉内合适位置，然后每一支坯在炉内以合适步距前进直到钢坯被放置到出炉辊道上面。加热炉有效面积为 264 m2，加热能力为175th，燃料为高炉煤气。加热炉固定梁的冷却为水冷却。加热炉分三段：预热段、加热段、均热段，钢坯出炉温度为 12
5、50左右。2、高压水除鳞装置 由输入导卫和除鳞箱组成，主要功能是去除出炉钢坯表面的氧化铁皮。输入侧由水帘及双层链式帘封闭，输出侧则由双层链式帘封闭，高压水管接扁平式喷嘴，喷嘴工作压力为 205bar，电控装置的启停通过热金属检测器控制。 3、开坯机开坯机为两辊水平轧机，坯料送至轧机前后，根据轧制程序表进入相应的轧槽可逆轧制，并通过翻钢装置将轧件夹紧进行翻转。一般轧制 5-7 道次(最多 9 道次)。开坯机轧辊直径为 850750mm，最大辊环直径 1100mm，辊身长度 2300mm，由一台 3500KW 交流电机驱动，交交变频调速。其特点如下： (1)辊系快速整体更换不需吊车，采甩轧辊牵引小
6、车和横移台车结合的换辊方式，导卫横梁安装在轧机轴承座上，更换轧辊时,导卫及横梁随辊系整套从牌坊窗口中拖出，一次换辊时间仅为 20min；(2)上轧辊为液压式平衡装置，电动压下，压下量 480mm，压下速度 60mms，正常轧制时下辊固定，上辊压下。换品种和使用较小直径的轧辊时，下轧辊用垫片组调节其水平度；(3)上下轧辊轴向定位由操作侧的液压锁紧装置实现，下轧辊可手动轴向调节，调节量5mm；(4)机前、机后均设有带翻钢钩的推床，可以在任何道次移钢或翻钢。4、万能轧机机组(UR-E-UF)万能轧机全部采用 CCS(Compact Cartridge Stands)轧机，即凑型易更换式轧机。这种紧凑
7、型、卡盘式的轧机共三架。通过采用三架轧机串列可逆式布置，组成了生产型钢的核心单元。典型的这种串列可逆机组的布置形式有二架万能轧机组成，中间是一架法兰式轧边机，第一架(万能粗轧机 UR)采用 X 轧法，电机功率 3500KW，第三架(万能精轧机 UF)采用 H 轧法，电机功率 2500KW，形成X-H 轧法。第二架(轧边机 E)电机功率 1500KW，电机均为交交变频调速，最高轧制速度为 lOms。 轧制 H 型钢时，万能轧机作为万能机架使用，带有两个水平辊和两个立辊，对轧件的腹板和翼缘四面碾压，水平辊直径为 1120940mm，辊身长 80-800mm；立辊直径为 740640mm，辊身长 2
8、85mm，机架由两套液压缸锁紧。轧制普通型钢时，万能轧机转换成两辊机架，即不带立辊，只带有两个水平辊，对轧件进行轧制，轧辊直径为 1120890mm。水平辊轧边机轧辊直径为 800680mm，辊身长度 1200mm，机架由 4 套液压缸锁紧。水平轧边机是可移动的，孔型数量允许多个。万能轧机前后有对中导卫的升降辊道，可保证轧件正确进入轧机。三架轧机的辊系和轴承座同步更换，更换平台在轧线外侧，换辊时间最长只用 20min。传动侧的牌坊，通过液压方式，由张力螺杆锁定，操作侧的牌坊为“可拉出”式，轧件导卫固定在水平轧机的轴承座上。由于换辊时辊系不必通过牌坊口移出，因此，牌坊口做得非常小，仅能装下轧辊轴
9、承，与传统的宽牌坊口轧机相比，轧辊轴承座结构的紧凑，使得水平机架的刚度提高了 70，立式机架提高了 30，而且轧机由液压压下调整取代了电动调整，变得更加灵活简单。液压压下调整技术有以下特点： (1)在负荷状态下进行调整； (2)可进行精细调整，精度进一步得到改善； (3)轧辊、轴承和牌坊都带有过负荷保护装置； (4)堆钢时在轧辊工作处不卷钢； (5)轧辊自动校对零位置； (6)消除了换辊后的轧辊弹跳现象；(7)运用了 AGC 及液压辊缝调节系统。 5、锯机 车间整个生产线共设有 4 台锯机，开坯机后热锯一台，主要用于切头、去尾；冷床前热锯一台，除用于切头、去尾外，主要用于分段和取样；收集床区域
10、有冷锯两台，一台移动，一台固定，用于定尺锯切。锯片直径为 18001650mm，锯片厚度 12mm。其特点如下：(1)锯片旋转线速度 130141ms，驱动电机斜置在锯机底座上，通过伞齿轮及主传动轴带动锯片，锯片由液压装置锁紧在传动轴上。锯片进锯由液压驱动，进锯速度在 10300mms 范围内根据锯切阻力由比例阀调节。当轧件断面较大、锯切阻力高时，进锯速度慢，反之，进锯速度块。(2)锯机带有轧件夹紧装置，在上下及前后 4 个方向夹持轧件，锯切时不会产生剧烈振动，保证了锯切精度，提高了锯机寿命。(3)为了提高产品的定尺率，根据轧件轧出的长度和定尺长度，在分段热锯和冷锯上选择锯切方式，控制移动锯和
11、定尺机的位置，实现最佳锯切，提高产品的定尺率。6、冷床冷床长度为 864m，宽度为 17m，最大承载 1755Nm2。 冷床由固定梁和步进梁组成，步进梁的水平和垂直行程分别由液压缸单独驱动，且二者同步运动。水平行程 400520650mm，垂直行程 230mm。轧件通过冷床下的强制喷水雾化，提高了冷却效果；通过开关冷却水管和采用水压控制，冷却速度能够得到调节。所有的轧件均被送到冷床上的固定位置，由移钢机构将轧件从步进梁上翻出并移至冷床的输出辊道上。为了克服在后面精整区域的中断，3 或 4 支料(根据轧件尺寸而定)能在冷床上得到缓冲。冷床的下床温度为 80。冷床基础上设有排水沟。7、矫直机采用长
12、尺(相当于冷床长度)在线矫直工艺，先矫直后定尺锯切。矫直机为水平悬臂辊环式，共有 8 个矫直辊，直径 650-820mm，最大矫直速度 6ms，咬入速度 15 ms。矫直辊通过液压锁紧螺母固定在矫直辊轴上，为了覆盖所有的产品范围，矫直机在水平方向上有一个固定的但不一样的间距，分别为 1100、1250 和 1400mm。所有的矫直辊都由电机单独传动。矫直机人口侧设有喂钢装置，矫直辊下侧设有氧化铁皮处理系统，上侧设有一套换辊吊车，矫直机旁边设有一套矫直辊快速更换装置。8、其它设备包括定尺机、磁力码垛机、液压打捆机、编组台架、收集台架、辊道、液压站、稀油站、加热炉周围及轧机前后等辅助设备。四，生产
13、线的自动化水平先进的 1 级和 2 级自动化系统负责设备和过程在线功能控制，可实现下列功能：(1)机械设备各种动作的顺序控制；(2)材料跟踪；(3)主传动装置速度控制；(4)闭环控制功能；(5)设定值计算功能，如辊缝自动控制；(6)过程参数记录。建立在 PLC 和微处理器基础上的系统，可自动控制可逆式轧机区的设备。1 级自动化系统负责系统的动作控制，确保达到最佳的动态特性和很高的响应速度。执行元件的设定既可通过查表(操作人员可以修改)，也可通过 2 级自动化系统来完成。2 级自动化系统借助于孔型设计计算程序，可计算轧机轧制程序，并提供给与 1 级自动化系统相连的轧机设定装置。可利用在轧机以“道
14、次与道次”和“轧件与轧件”模式工作时从现场获得的检测结果，对模型进行修正；而且可以在“离线”模式下运行，并显示运行结果。 1 级和 2 级系统可完全控制轧机的自动化运行，其中包括液压辊缝控制、厚度自动控制、截面控制系统、孔型设计计算自适应等控制功能。 五、工程进度与项目评价本项目从 2003 年 7 月开始与外商签订合同并施工，建设期 18 个月，计划 2004 年 12 月试生产。 拟建 H 型钢生产线完成后将是我国最先进的中型型材轧机，尤其是带有全新液压 CCS 万能机架、应用 X-H 型钢轧制技术、喷雾步进冷床及优化的精整设备，使人领略到这种领先工艺应用在中型型材轧机的卓越表现。这种轧机组成的优点是产量适中，占地少，投资省。通过串列可逆连轧机中采用 X-H 轧制方法和轧机前布置的近终型异型连铸使其节约了大量的资金，新型轧机方案较过去的轧机减少了轧机机架数量、轧辊及导卫，使得设备生产费用大大降低。因此说这是一种低投资、低能耗、低成本、高效率和具极强竞争力、生命力的工艺生产方式。
