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特殊钢大盘卷生产线

核心摘要:特殊钢大盘卷生产线

当今所生产的大中规格盘条产品主要为特殊钢产品,其主要应用于汽车工业、冷成型或锻造、拉拔等方面,所以当今的盘条生产线必须满足以下基本要求:(1)较高的生产能力;(2)产品表面无缺陷;(3)整卷性能的一致;(4)便于储存、运输和开卷的紧凑式均匀卷取技术。

盘卷生产线设计的生产能力、生产效率以及灵活性较高,可以有较高的实际产量。特殊钢盘条生产商在生产同一产品时,通常不是采用长期不变的生产方式,而是做经常性的调整,一次所生产产品吨位从几吨到最多为600~800t不等,可见其调整范围较大。因此高的生产效率必须与较大的生产灵活性相结合,以减少维修和换辊所引起的停车时间。另外,无表面缺陷产品也是盘卷生产中一项必不可少的基本条件,尤其是生产像含铜量较高的奥氏体不锈钢这类对表面划伤高度敏感的产品时尤为重要。

康力斯公司新盘条生产线

英国斯赖伯康力斯工程钢公司的新盘条生产线的布置情况大致如下:在原有的考克斯精密定径机组(PSB)的下游,卷取生产线基本上由在线控制冷却设备组成,为了卷取较小规格的棒材产品而装备有一套特殊的喂入系统、盘卷处理系统、为了能够进行快速冷却的步进梁盘卷移送机、盘条压紧打捆机、捆扎机和收集设备。电气设备及其自动化系统由达涅利自动化公司提供。

控制冷却系统中有3个水箱,其作用是控制盘卷温度,此温度是修正盘卷形状和二次除磷的基本参数。水箱是通过压力水管对盘卷表面进行冷却的。水箱与水箱之间间距均匀,这样即可以避免由于盘条表面温度超过临界值而发生的相变,也避免盘条表面质量会出现不均匀的现象。

合理的冷却基础参数还包括根据冷却长度和喷嘴几何形状相关值进行设计选择和温度控制回路原理选择等。根据不同的钢种,利用PLC反馈调节和前馈控制循环来调节盘卷的温度,以补偿首块进入轧机的小方坯头尾温差。在生产过程中,为便于从一个品种到另一个品种的快速切换,水箱设计成自动选择的多管箱装置,而没有设计成内部手动装置。

冷却装置完全由不锈钢材料制成,因此不需要进行大量维护工作。盘卷全程靠传送带和水箱上的辊子来支撑,使其避免了由于滑动而产生的划伤,同时也可以防止管道磨损,以避免由于辊子磨损过多导致冷却效率降低的现象发生。支撑辊能确保盘条位于冷却装置中心处,这样即可使盘条得到冷却均匀。

在水箱下游生产线处,安装了用于切头和切尾的剪切装置,可根据要求的剪切长度(最长为6m)进行剪切。并且还设置了盘条制动辊,与运输槽一起用于盘条的检查和卸料。

综上所述,英国斯赖伯康力斯工程钢公司的盘条卷取机是达涅利公司制造出的最新一代的加勒特卷取装置,它配备了移动式运输系统和90°或180°预弯管,而预弯管取决于盘卷的卷曲直径。使用该卷取机能根据高密度或低密度的卷曲要求来控制其卷取参数。

盘卷成形后的卸卷是用组合摆动叉和移动台式系统,将盘卷放到3个步进式运输机的第1个位置处。在第1个和第3个步进式运输机上分别安装有鼓风装置,通过鼓风机调节,可以使盘卷具有最合理工艺性能的温度。

棒材通过肉眼检查缺陷后打捆,用卡车拖运,根本不需要暂时入库存放。盘卷用一台Sundbirsta型式压实机进行压实捆扎。在叉车装卸之前,捆扎的盘卷在收集台处进行称重。

先进的工艺控制系统通过离线模拟出合理的冷却制度和冷却条件,然后通过在线实时调节后,可以适用于所有的生产钢种。

工艺控制

为了生产出规格较宽和断面质量均匀的产品,必须严格控制一些基础工艺参数。

盘卷温度

为了有效地控制盘卷温度,要求温度波动范围控制在10℃之内,所以需要对一些预设定点进行冷却制度模拟。由于成品要求和卷取材料的类型不同,得出的预设定值也不会相同。

水箱的预设定是通过离线模拟计算后得出的。根据温度分布情况可以推导出基础设定参数,这些参数和给定的可调范围对估算盘卷表面温度和不同水箱的热量损失也是必需的。

通过调节器的调节,可以使计算值和一定区域的实际值之间的误差达到最小。一般来说,初始设定误差就可以小于10%,因此,调节器本身具有平衡系统的作用,可以有效修正误差进而补偿盘条的实际温差。

模拟信号和现场信号都用于产生整个产品范围的冷却设定值。计算出来的数据作为调节初始数据,首先传送到人机界面,随后发送到PLC装置。因此PLC根据现场信号和操作人员设定的目标温度值来调整工艺参数。该系统能够及时快速做出响应(如通过改变目标温度等)。对于同一块小方坯来说,如果生产设定能达到了系统计算出的流速要求值时,就有可能得到新的设定目标值。值得一提的是温度控制回路经常用于精轧机的低温轧制工艺。在这种情况下把温度控制在很窄范围显得更为重要,因为它对成品微观组织有着直接的影响。

(2)加勒特卷取线主要参数

成品盘卷重量可达到3.5t,这就意味着卷取机卷筒直径足以满足卷取大盘卷的要求,并且能够保证装卸时具有较好的稳定性,尤其对于不打捆的盘卷更为重要。因此必须采用合适的摆动周期以满足钢卷成形时对空间的要求。

超速和不超速条件下的卷取参数和摆动周期(引导盘条增加或降低盘条缠绕密度)是很关键的,卷取不同材料时,通过改变摆动参数同样也可以保证能够得到同一要求的盘卷。

事实上,当具体的工艺参数设置成生产低碳钢时,为了下一步生产低合金钢,并且同样能够得到相同外形尺寸,这样就需要做一些参数方面的调整。否则,在卷取过程中盘条的机械性能将会有所差别。对于碳钢和不锈钢交替卷取时,这种差别更为明显。

综上所述,选择合适的电机,保证实际生产所需的周期是十分重要的。生产过程中必须避免过载现象,因为这将影响到最大和最小旋转速度,使摆动偏离所要求的范围。电机能力的不足将直接影响盘条抽出系统的制动和对中时间。

(3)成品盘条冷却

关于步进式运输机的温度控制可以用5个能预设定通风流速和通风时间的斜坡控制。盘卷到达时间决定了连续生产时的最大有效通风时间。盘卷冷却的影响因素包括卷曲断面(圆钢、六角钢或方钢)、卷曲变形和所采用的摆动参数以及总的卷重有关。高密实度的盘卷比低密实度的盘卷变形更困难,然而,如果它们密实度相同,如康力斯生产线布置转向装置,比使用老的卷取机冷却更容易一些。

目标和结果

(1)灵活性和生产能力

两台卷取机交替工作能够确保55s盘卷的到达时间,3t小方坯对应的生产能力超过180t/h。考虑到卸卷周期过长,配备了3台步进梁式运输机联合运转,这对通风站特殊冷却工况是十分必要的。如果采用平均70s的钢卷到达时间,对于2t和3t的小方坯,净产能分别达到105t/h和155t/h。

产品规格变化过程中唯一可能导致停产的原因就是加勒特卷取机移动输送系统和预弯管的复位。由于两种不同的调节覆盖了全部尺寸规格范围,因此只要变化其中之一即可生产了。水箱采用多管箱设计,合理的管箱是由主控制室的人机交互界面(HMI)来自动选择。

(2)无刮痕产品

为了避免盘条在输送系统中由于滑动所造成划伤,整条生产线配备了空气/油润滑盘条支撑辊。采用新的预弯管和配备辊子,彻底解决了由于盘条自身弯曲引起的划痕问题。这样,盘条的头部和尾部都不会出现划痕。

(3)盘卷尺寸和形状

由于采用了达涅利公司的新一代加勒特卷线机,通过适当调整卷取参数,能够获得不同致密度的盘卷。所有盘卷均能满足下游各种工艺的需要。

需要指出的是,对于生产直径Ф20mm的盘条,也能达到3.5t/m3的高密度盘卷,这能够满足盘条市场对超重盘卷(高达3.5t)的要求,这是因为高密度尺寸便于运输及下游工艺加工处理。此外新一代卷取机解决了“空卷”的老问题(不能完全填满卷线槽)———这是导致过去不能获得最大卷重的主要原因。

(责任编辑:赵柯)
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