高线生产的主要设备、特点及其选用

高线生产的主要设备的特点及其选用 1、 高线生产的主要设备概况（简介） 一个完整合理的高速线材生产主要由以下设备组成；加热炉、粗中轧机、预精轧机、精轧机、定减径机、斯太尔摩冷却线等组成。要成功的设计一条高速线材生产线，合理的选择生产设备十分重要（并不是越先进越好）。选择设备的原则是在选择成熟设备的基础上考虑先进性，在保证工艺的条件下考虑经济性。以下就高速线材车间的主要设备的特点作较全面的讨论。 2、 加热炉（重点讨论几种步进炉的特点）

常见的加热炉有推钢式和步进式，步进式加热炉又可分为步进梁式和步进底式。具体比较见下表. 几种常见的加热炉比较 推钢式 步进底式炉 步进梁式 梁底组合式 损伤 重 少 无 无 能耗 高 低 较低 低 烧损 0.5% 1.0% 0.75% 0.8% 脱碳层 1~2mm 1.0mm 0.5mm 0.7~0.8mm 造价 100% 115% 120% 115%

步进炉的特点： 1)产量高。坯料四面受热，大大缩短加热时间，能很好地满足高线加热坯料量较大的的要求。 2)加热质量好。钢坯在加热炉内散开布置，加热温度均匀，不会出现一般推钢式加热炉炉底处水管产生的黑印；钢坯与步进梁无摩擦，避免钢坯底面划伤；加热时间短，减少钢坯氧化量及脱碳层；坯料芯部和底部温差小，全长加热均匀。 3）操作灵活。操作不受钢坯外形的限制，炉长不受推钢长度限制，变换品种容易；步进梁可作“踏步”动作，使钢坯温度均匀；空炉出炉简单，时间短，劳动强度低。 进出料方式：出料采用侧出料，进料有侧进料（密封性好）；端出料（料好排）。 3、 粗中轧机 粗轧机类型很多，有摆锻式、三辊行星式、紧凑式、平立交替式、水平二辊式等形式。（主要讲平立交替式和水平二辊式）。 摆锻式、三辊行星式已基本不用，紧凑式主要用于老厂的改造场地的限制，故重点讨论平立交替式和水平二辊式。 平立交替式：可实现轧件无扭轧制，特别适合高级线材的生产，另外可实行无孔型轧制。现已有平立可转换轧机，可实现多线生产，但造价较高。以前用于高级钢的生产，现也普遍应用于碳结钢生产。 水平二辊式：这种形式的粗轧机应用较普遍,尤其适用于以碳素结构钢低合金钢为主的多线轧制。其主要形式是闭口机架、短应力线轧机和预应力轧机。 4、 预精轧（其目前的发展请同学自己查资料） 当前多采用平立交替布置，具有悬臂式轧辊的予精轧机，其主要优点有以下几个； 1） 由于机架平立交替布置，实现了活套轧制，可以消除粗轧和中轧轧制时不可避免产生的堆、拉钢现象而造成的轧件尺寸不均匀，从而使精轧机组得到尺寸稳定且均匀的轧件，这对获得高精度的线材创造了极为有利的条件。 2） 机架间设有活套从而实现了无张力轧制，消除了由于堆拉钢而造成的轧件头、尾尺寸差，减少了切头、切尾，提高了成材率。 3) 本机组采用悬臂轴，碳化钨辊环，硬度高，每孔轧出量可成倍提高，更换辊环方便，提高了作业率。 4) 到预精轧轧件的断面较小，为保证轧件断面形状正确、尺寸精确和工艺稳定，道次变形小，悬臂式轧辊的予精轧机完全完足要求，其以设备重量轻、占地小而。 因此，采用平立交替布置的悬臂式予精轧机组是合理的，不仅提高了轧机作业率,更重要的是保证了产品质量，提高了金属收得率，降低了生产成本。 5、 精轧机（提出自己的看法建议，鼓励同学多查资料有自己的观点，后选择）

精轧机组是高速线材轧机最重要的、最关键的设备之一。当今世界主要有四种流行机组：摩根、阿希洛、德马克、达涅利。几种机型的主要特点如下表所示。 序号 结构和参数 主导机型 摩根型 德马克 达涅利 阿希洛 1 工作机座布置形式 侧交45，后为顶交45 侧交45，后改为15/75。 平立交替 顶交45

2 辊环直径 φ8 “×5+ φ6”×5 φ210×10 φ210×2+ φ165×8 φ210×10 3 辊缝调整机构 偏心套式调整机构 偏心套式调整机构 偏心套式调整机构 带液压平衡的摆臂式 4 机架中心距 800～750mm 800mm 750及650mm 920mm 5 传动装置 利用伞齿轮改变传动方向且变速 利用伞齿轮仅改变传动方向变速由圆柱齿轮完成 利用伞齿轮改变传动方向且变速 利用伞齿轮改变传动方向且变速 建议采用摩根第六代v型超重型轧机，它主要有以下几个优点： 1)采用顶交45°机型，传动轴至地面设备机组距离短小，设备重心低，倾动力矩小。机组稳定性好，震动小，噪音低，重量小、刚性大。 2)操作视野开阔，便于操作管理。 3)主电机功率大，为进一步提高精轧操作速度和实现低温轧制创造了条件。 4)机架承载能力大，提高了轧制精度，最高轧制速度可达140m/s,成品范围大,生产率极高，是目前无扭精轧机的主导机型。

6、 定减径机（要求同学结合过去学到知识和现有的资料该设备的特点进行较深入的讨论，根据自己的设计要求和想法决定是否选用）

泰克森轧机是摩根公司开发的一种定、减径技术，泰克森的日语意思是“最佳尺寸”，该技术有效的解决了改进产品质量、增加生产率和缩短交货时间等问题。泰克森轧机由四架悬臂式轧机（两架减径机和两架定径机）组成，作为“二精轧机”安装在“一精轧机”和吐丝机之间。增加泰克森轧机后，有以下优点： 1） 可提高常规线材轧机的生产率； 2） 提高了产品的尺寸公差； 3） 具有“自由定径”功能，即用单一的名义孔槽尺寸，通过微调来料尺 寸和对不同方坯间隙调整泰克森轧机的辊缝，生产出一批不同尺寸的成品棒线材的自由尺寸轧制能力； 4） 实现800℃低温轧制，晶粒组织更细，通过控制晶粒尺寸和吐丝温度 促进相变或延迟相变，从而利用斯泰尔摩的最佳冷却能力，可处理如轴承钢、冷镦优质钢等钢种，而不需要后续热处理，提高了产品的冶金性能；

7、 斯太尔摩冷却线（主要介绍斯太尔摩冷却线，其它形式见参见高速轧机线材生产，请同学根据自己的设计要求和想法决定是否选用，）

控制冷却线是高速线材生产的主要技术之一。为避免当线材盘卷在800℃～1050℃高温下自然冷却时，因盘卷内外温差大而导致表面严重氧化、盘卷内部不符合要求、机械性能低、拉拔性能差等问题，为此目前新建的高线都选择了斯太尔摩冷却线，斯太尔摩冷却线有三种形式:标准型、缓慢型、延迟型，具体比较见下表。 三种斯太尔摩冷却线的比较 类型 标准型 延迟型 缓慢型 设备特点 链式或辊式运输机，风冷，造价低 有绝热面板，侧墙，顶盖的运输机，造价低，产量较大 有绝热面板，侧墙、顶盖、电热烧嘴的运输机，造价高，产量低 冷却速度 4.44~10C/s 1.11~10C/s 0.28~10C/s 最小运输速度 0.254m/s 0.051m/s 0.051m/s 低碳钢和低合金钢 有一定的软化退火效果，不适合于生产低碳、低合金钢 比标准型软化效果好、低合金钢的抗拉强度可降低3~4Kg/mm 有较好的软化效果、低碳钢和低合金钢最合适

中碳钢和高碳钢 冷镦处理介于空冷和铅浴处理之间、适用于中、高碳钢生产 比标准型好，用于紧固件的中碳钢生产，抗拉强度可减少10~15%有利于冷镦加工 比延迟型好，比较接近铅浴淬火处理水平

合金钢 适用于一般生产要求，比延迟型综合性能差 软化退火比标准型好,有利于提高综合机械性能,减少二次氧化铁皮,提高表面质量 软化退火效果最好，综合机械性能最好

8、 轧混 8.1、高线轧辊的使用特点和条件 轧辊最主要的出发点是保证线材的表面质量。耐磨性是轧辊最主要的指标（相对于其它轧钢厂）。 粗轧：压下量大，轧制条件恶劣，以强度、韧性为主。 精轧：是保证产品质量的关键，以硬度和耐磨性为主。 8.2、高线轧辊的选用方案（建议，望同学多看资料有自己的方案） 粗轧 1、珠光体球铁；2、耐磨铸铁；、3、合金铸钢 中轧 1、珠光体球铁；2、贝氏体球铁；3、离心铸造的针状球铁 预精轧 1、合金冷硬铸铁；2、碳化钨；3、特殊工具钢 精轧 碳化钨

9、电机的选型（基本建议） 在轧钢机的传动方式上，近年来粗轧和中轧机组已逐渐由单独传动的方式取代了单独与成组相结合的方式，原因为： （1）在粗轧机的第1－3架轧机上，采用单独传动可消除来料钢坯的尺寸波动，可灵活地调节轧制断面尺寸而不致产生超出要求的堆钢或拉钢轧制现象；另一个原因是这个部位的轧制速度很低(<0.4米/秒)，若采用成组传动反会增大传动机构的设备重量，因此，这个部位全采用单独传动方式更为合适。 （2） 对轧机采用单独传动，可以满足灵活地调整轧制断面尺寸的要求，对磨 损程度不同的轧辊可进行个别调整，可避免不论磨损程度如何而一律去车削的弊病，因而可使轧辊使用寿命得到充分发挥。 （3） 轧机采用单独传动后，在保持连轧关系的条件下，通过调整 轧辊辊缝和转速，可轧出各种规格产品所要求的中间断面尺寸。 （4）在一定限度内，可以适应加大开孔断面等改变孔设计的情况 。 高速线材轧机中，精轧机组采用集体传动方式，这是因为： （1）为尽量缩短轧件头尾因拉钢轧制而造成的超差长度，要求轧机的结构尽量紧凑，从而使机架的间距很小，在这种紧凑的条件下，轧机布置成单独传动是不可能的。 （2）高速线材轧机的精轧机，不仅速度高，而且随产品规格的不同还需调节成各不相同的速度，若搞成单独传动，机架数量多，各产品规格在各架次所要求的速度差异较大,故所需求的电气控制系统必将十分复杂，同时也必须要求有比较高的灵敏度才能适应。因而，即使电气系统能够做到，但要做到保持所有产品规格在机架间的微张力轧制关系，实际上也是难以实现的。 （3）集体传动组合结构，大大地改善了咬入瞬间的电机动态速降问题，使各机架间微张力关系不受电气设备的影响，从而为高速下微张力轧制创造了有利条件。 综上所述，设计中粗、中轧、预精轧机组采用单独传动，精轧机组采用集体传动