專利名稱：一種棒材生產線大間距無孔型的軋制裝置及軋制方法
技術領域：
本發明屬于冶金領域，具體地說是一種適用于鋼鐵廠棒材生產線大間距無孔型的軋制裝置及軋制方法。
背景技術：
無孔型軋制是一種嶄新的軋制技術，是指在無槽的軋輥上軋制高寬比較大的軋件，即按常規軋法時是將有軋槽的軋輥改為平輥軋制，軋件不與孔型側壁接觸的軋制。它不僅應用于高線和棒材的粗中軋機組，而且應用于棒材軋制精軋機組、高線的預精軋機組，應用于鋼坯軋機。無孔型軋制技術在減少軋制費用，提高軋機效率及降低能量消耗等方面都具有相當的效果。 前幾年，鋼鐵廠棒材生產線采用無孔型軋制機架間距最大只有10m，機架之間有
2.Sm,因此，專家得出一個結論無孔型軋制在超過IOm以上的機架間距無法軋鋼，生產只能在粗軋機組之內實現，限制了無孔型軋制的新技術高科技發展，同時，棒材生產線的產量不高，不能達到令人滿意的地步；導致生產成本居高不下，企業明顯缺少市場競爭力。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對以上現有技術存在缺點，提出一種適用于鋼鐵廠棒材生產線無孔型軋制中軋機組和精軋機組大間距的軋制裝置及軋制方法，本發明能夠提高軋制生產線的作業率，提高產品產量，降低生產成本。本發明解決以上技術問題的技術方案是一種棒材生產線大間距無孔型的軋制裝置，包括底座，及安裝在底座上的盒體，所述盒體的一端設置有水平輥支架，盒體的另一端設置有導衛尖，所述盒體上設置有立導輥，所述水平輥支架上設置有水平導輥，水平輥支架連接有喇叭口。進一步的，所述裝置中所述設置在盒體上的立導輥有四個，分別為兩個前立導輥和兩個后立導輥，且在兩個前立導輥和兩個后立導輥之間設置有主調螺桿。所述設置在水平輥支架上的水平導輥有兩個，且沿水平輥支架上下平行分布。所述喇叭口通過鎖緊螺母固定于水平輥支架上。相應地，本發明還給出了一種棒材生產線大間距無孔型的軋制方法，包括下述步驟第一步加熱鋼坯在加熱爐內步進邊被加熱，當鋼坯步進至加熱爐出爐輥道時，然后由爐內出爐輥道送到爐外出爐輥道上；第二步軋制I)出爐后的鋼坯由出爐輥道運送至粗軋機組進入第一架軋機進行軋制；2)鋼坯在粗軋機組，采用無孔型軋制裝置軋制，軋成粗軋方斷面；飛剪切去此方斷面軋件的頭部和尾部，再進入中軋機組軋制，軋成中軋方斷面；切頭后軋件繼續進入精軋機組軋制，得到成品斷面的螺紋鋼；其中，中軋機組和精軋機組之間距離有38-45m ；第三步冷卻I)精軋機組軋出的需要進行穿水冷卻的軋件，進入設置在精軋機組后的穿水冷卻裝置進行冷卻，可使帶肋鋼筋提高強度等級；不需要進行穿水冷卻的軋件通過輥道直接輸送到倍尺剪，進行分段剪切；水冷后的軋件繼續送往倍尺分段飛剪機處，由倍尺分段飛剪機前夾送輥夾住送入分段飛剪，剪切成適應冷床長度的商品材倍尺長度；2)分段后的倍尺軋件由冷床輸入輥道和液壓驅動的制動撥料裝置送到步進式冷床的齒槽內，軋件在撥料裝置撥送過程中，依靠軋件與制動塊之間的滑動摩擦制動停止；軋件在矯直板段渡過高溫階段后，被送至冷床的齒條段上進行冷卻。軋件在冷床上邊冷卻邊步進前進，在齒條末段通過對齊輥道將軋件一端對齊，然后再由動齒條將軋件送到冷床末端的步進鏈條裝置上，步進鏈依不同的成品規格以不同的步距步進動作，形成不堆疊的密排鋼材層；當步進鏈上收集的軋件根數達到冷剪機剪切根數時，設置在步進鏈下方的卸鋼小車升起，托起鏈條上的鋼材層，將其平移至冷床輸出輥道上；第四步精整
將由冷床輸出輥道送來的成排倍尺軋件剪切成商品材長度，由輥道送到移送臺架前的輥道上，由移鋼小車將倍尺軋件從輸送輥道移送到過跨檢查臺架上，經檢查和自動計數后，落入收集輥道，打捆，成品稱重，堆場存放。進一步的，本發明方法中所述鋼坯在加熱爐內步進邊被加熱溫度為1000-1050°C。所述粗軋機組軋機型號Φ 550 X 6，粗軋機組6#機架方斷面為口 65mm。所述中軋機組軋機型號Φ450Χ6，中軋機組12#機架方斷面為口 30mm。所述精軋機組軋機型號Φ350X6，精軋成品斷面Φ12-Φ40·ι。所述粗軋機組各機架間、粗中軋機組間以及中軋機組前五架間軋件采用微張力控制軋制；在中軋機組i^一和十二機架之間、中精軋機組間以及在精軋機組各機架之間設有活套，軋件可實現無張力活套控制軋制；全軋線軋機采用平立交替布置，實現無扭轉軋制。所述第三步驟2)中軋件在矯直板段渡過高溫階段的溫度為800-900°C，再送至冷床的齒條段上軋件溫度為750-800°C。本發明在金屬加工變形方面為了無孔型軋制順利進行，專門設計了一種新型的無孔型軋制導衛裝置，其裝置為前后分體布置、更換和換槽非常方便的導衛裝置，其合理的內腔尺寸和耐磨合金鑲入滑板，可防止軋件竄移、扭轉和脫方等，導衛耐磨實用牢靠。本發明在中軋機組和精軋機組之中心距設定為38-45m的大間距，采用無孔型軋制新工藝軋制的鋼坯經中軋機組軋制后，由于中軋12#機架方斷面為口 30mm，在中軋機組和精軋機組之間大距離情況下，容易造成軋件在中軋機組和精軋機組間堆鋼；或堆拉系數控制不當，造成軋件在其兩機組間堆拉鋼，螺紋鋼縱筋和橫筋不合格；同時，造成軋線廢品量上升，作業率下降，軋線的產量達不到滿意效果。而本發明突破了無孔型軋制連續機架數不能超過4架次、機架間中心距不能大于IOm等的技術瓶頸，合理應用金屬塑性變形原理、金屬最小阻力原理、型鋼孔型設計、秒流量相等原理等，優化設計各道次的軋件斷面尺寸和軋制參數、寬展分析和角部變化特點、合理設計和布置導衛，取得軋機間距的突破。軋件斷面和軋制參數設計根據鋼鐵公司設備狀況，為提高軋制穩定性，無孔型軋制試驗采用方-矩-方孔型。通過對現場實際參數的收集，采用回歸法建立了適用于棒線材無孔型軋制的寬展計算公式，總結出了各道次的 壓下變形規律，優化了工藝規程。無孔型軋制角部特點無孔型軋制時由于存在翻平寬展，因而使軋件的4個角每道次都在變化。實踐證明，由于設計了合理的軋制參數，在翻平寬展和鼓形寬展的作用下，軋件角部是由圓弧和直線構成的圓邊鈍角。這種圓邊鈍角能有效地避免應力集中和產生裂紋。軋機間距取得的突破摩根公司和布茲波羅公司設計的4機架緊湊式無孔型軋機中心距為I. 22m, POMINI公司設計的4機架無孔型軋制的軋機中心距為I. 5m,而西安盛日科技試驗的軋機中心距打破了通常認為的無孔型軋制技術適合在緊湊式布置軋機上應用的局限。原來傳統的孔型軋制，軋輥和導衛等工藝備件共用性差，軋輥使用壽命低，軋制能耗大，軋機共用坯料差，作業率和成材率低；原來的無孔型軋制工藝在大間距機架間軋制，過鋼成功率低，作業率和年產量很低，未成功應用軋制原理。本發明無孔型軋制在中軋機組和精軋機組之中心距有38-45m，突破了常規金屬加工變形的方式，突波了無孔型軋制瓶頸，為工業化大規模生產鑒定了基礎，提升了我國金屬加工變形的模式。本發明大間距無孔型軋制技術具有以下特點(I)軋輥使用周期加長，可返修次數增加，最終報廢直徑遠大于同類型的帶槽軋輥，軋輥硬度層得以充分利用。(2)軋輥磨損均勻，車削量小，大大簡化了車削加工操作。(3)軋輥輥身可充分利用，大大降低了輥耗。由于沒有軋槽側壁斜度和軋輥邊墻的限制，輥身長度的利用率可提高20% 30%。(4)軋輥共用度高，貯備量顯著減少。(5)簡化了相應的導衛裝置。(6)消除了孔型軋制中軋件高度方向的速度差，軋件變形更加均勻，降低了軋制負荷。(7)調整操作便捷，相比孔型軋制大大減少了品種倒換時軋機的更換數量，同時通過調整輥縫即可軋制出所需的軋件尺寸，可以快速實現穩定軋制。(8)產品質量好，成材率高。采用本發明后，產生巨大的社會效益I.軋輥消耗年經濟效益為10支/年X I. 8萬元/支+ 20支/年X I. 3萬元/支=44. 00萬元/年；2.減少軋輥加工費節約效益；3.提高作業率每天節省10分鐘，按照全年有效作業天數300天計算(10分鐘 X 300 天)+1440 分鐘 / 天 X 3300 噸=6874. 00 噸；年經濟效益為6874噸X 300元=206. 22萬元；4.降低電耗6. 30kwh/ 噸 X O. 35 元 /kwh X 1000000 噸=220. 50 萬元鋼鐵公司在每條線無孔型軋制項目效益合計44. 00+206. 22+220. 50=470. 72 萬元。
圖I是本發明裝置結構示意圖。圖2為圖I的俯視圖。圖3是本發明工藝流程圖。圖中1、導衛尖；2、盒體；3、水平輥支架；4、喇叭口 ；5、前立導輥；6、后立導輥；7、水平導輥；8、底座；9、調整螺母；10、T型壓緊螺桿；11、主調螺桿；12、鎖緊螺母。1-1、粗軋機組2-1、1#飛剪3-1、中軋機組4_1、2#飛剪5-1、精軋機組。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細描述。本實施例裝置如圖I所示，一種棒材生產線大間距無孔型的軋制裝置，包括底座 8，及安裝在底座8上的盒體2，盒體2通過調整螺母9與底座8相連，盒體2的右端設置有水平輥支架3，水平輥支架3通過T型壓緊螺桿10與底座8相連；盒體2的前端部設置有導衛尖1，盒體2中部設置有立導輥，水平輥支架3上設置有水平導輥7，水平導輥7有兩個，且沿水平輥支架3上下平行分布，把水平導輥7安裝在水平輥支架3內，導輥調整靈活得當；并且，水平輥支架7連接有喇叭口 4。參見圖2并結合圖I所示，設置在盒體2上的立導輥有四個，分別為兩個前立導輥5和兩個后立導輥6，且在兩個前立導輥5和兩個后立導輥6之間設置有主調螺桿11。喇叭口 4通過鎖緊螺母12固定于水平輥支架3上。參見圖3所示，生產線主要由以下部分構成，分別為粗軋機組1-1、1#飛剪2-1、中軋機組3-1、2#飛剪4-1、精軋機組5-1。本發明采取了上述無孔型的軋制裝置作為粗軋機組1-1、中軋機組3-1和精軋機組5-1的設備來使用，其中粗軋機組1-1和中軋機組3-1間距有9. 4m,中軋機組3-1和精軋機組5-1間距有43m。某鋼鐵股份有限公司棒材生產線粗中軋機組采用無孔型大間距軋制的新技術，精軋采用切分軋制，生產Φ12-Φ40πιπι螺紋鋼，實施方式如下I、加熱鋼坯在加熱爐內邊步進邊被加熱，當鋼坯步進至加熱爐出爐輥道時，被均勻地加熱到1050 V，然后由爐內出爐輥道送到爐外出爐輥道上。2、軋制2. I、出爐后的鋼坯由出爐輥道運送至粗軋機組進入第一架軋機進行軋制。如果由于某種原因，鋼坯不能送入軋機，廢坯剔除裝置將鋼坯移送到剔除臺架上，再由吊車將鋼坯吊放在出爐輥道旁的過跨小車上，由過跨小車將鋼坯送回原料跨。2. 2、鋼坯在Φ550Χ6粗軋機組，采用無孔型軋制的新技術軋制6個道次，軋成□ 65mm之斷面；經粗軋機組后飛剪切去肥大且溫度較低的頭和尾，再進入Φ450Χ6中軋機組軋制6個道次，軋成口 30mm方斷面；切頭后軋件繼續進入Φ350X6精軋機組，依產品規格不同，軋制4—6個道次，生產Φ12-Φ40πιπι成品斷面的螺紋鋼。粗軋機組各機架間、粗中軋機組間以及中軋機組前五架間軋件采用微張力控制軋制；在中軋機組五六架間、中精軋機組間以及在精軋機組各機架間設有活套，軋件可實現無張力活套控制軋制；全軋線軋機采用平立交替布置，實現無扭轉軋制。3、冷卻
3. I、精軋機組軋出的需要進行穿水冷卻的軋件，進入設置在精軋機組后的穿水冷卻裝置進行冷卻，可使帶肋鋼筋提高強度等級。不需要進行穿水冷卻的軋件通過輥道直接輸送到倍尺剪，進行分段剪切。水冷后的軋件繼續送往倍尺分段飛剪機處，由倍尺分段飛剪機前夾送輥夾住送入分段飛剪，剪切成適應冷床長度的商品材倍尺長度。
3. 2、分段后的倍尺軋件由冷床輸入輥道和液壓驅動的制動撥料裝置送到步進式冷床的齒槽內，軋件在撥料裝置撥送過程中，依靠軋件與制動塊之間的滑動摩擦制動停止。軋件在矯直板段渡過高溫階段后，被送至冷床的齒條段上進行冷卻。軋件在冷床上邊冷卻邊步進前進，在齒條末段通過對齊輥道將軋件一端對齊，然后再由動齒條將軋件送到冷床末端的步進鏈條裝置上，步進鏈依不同的成品規格以不同的步距步進動作，形成不堆疊的密排鋼材層。當步進鏈上收集的軋件根數達到冷剪機剪切根數時，設置在步進鏈下方的卸鋼小車升起，托起鏈條上的鋼材層，將其平移至冷床輸出輥道上。4、精整在冷床輸出輥道后設有定尺冷剪機，將由冷床輸出輥道送來的成排倍尺鋼材剪切成商品材長度。剪切后的鋼材由剪后輥道送到移送臺架前的輥道上，由移鋼小車快速將鋼材組從輸送輥道移送到過跨檢查臺架上，經檢查和自動計數后，落入收集輥道，運往打捆區，進行自動打捆，然后送到成品稱進行稱重，送成品堆場存放等待發貨。該項目產品目前已制定了企業標準，并經過國內幾家大型鋼鐵股份公司棒材軋機生產線成功軋制，軋制帶肋鋼筋0 12 40mm，交貨長度6 12m日產達到4300噸/天，年產可達110萬噸/年，實際試用效果良好。該項目產品的技術處于國際先進和國內領先水平，在生產中對環境無污染。上述粗軋機組I和中軋機組3間距有9. 4m,中軋機組I和精軋機組3間距可以是38_45m0鋼坯在加熱爐內步進邊被加熱溫度范圍可以是1000-1050°C。第三步驟2)中軋件在矯直板段渡過高溫階段的溫度可以為800-900°C，再送至冷床的齒條段上軋件溫度可以為 750-800 °C。以上僅為本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不局限于此，任何本領域的技術人員在本發明的公開范圍內，可很容易進行的改變或變化都涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種棒材生產線大間距無孔型的軋制裝置，包括底座(8)，及安裝在底座(8)上的盒體(2)，其特征在于，所述盒體(2)的一端設置有水平輥支架(3)，盒體(2)的另一端設置有導衛尖(1)，所述盒體(2)上設置有立導輥，所述水平輥支架(3)上設置有水平導輥(7)，水平輥支架(7)連接有喇叭口(4)。
2.根據權利要求I所述的一種棒材生產線大間距無孔型的軋制裝置，其特征在于，所述設置在盒體(2)上的立導輥有四個，分別為兩個前立導輥(5)和兩個后立導輥(6)，且在兩個前立導輥(5)和兩個后立導輥(6)之間設置有主調螺桿(11)。
3.根據權利要求I所述的一種棒材生產線大間距無孔型的軋制裝置，其特征在于，所述設置在水平輥支架(3 )上的水平導輥(7 )有兩個，且沿水平輥支架(3 )上下平行分布。
4.根據權利要求3所述的一種棒材生產線大間距無孔型的軋制裝置，其特征在于，所述喇叭口(4)通過鎖緊螺母(12)固定于水平輥支架(3)上。
5.一種基于權利要求I所述的棒材生產線大間距無孔型軋制裝置進行軋制的方法，其特征在于，包括下述步驟 第一步加熱 鋼坯在加熱爐內步進邊被加熱，當鋼坯步進至加熱爐出爐輥道時，然后由爐內出爐輥道送到爐外出爐輥道上； 第二步軋制 O出爐后的鋼坯由出爐輥道運送至粗軋機組進入第一架軋機進行軋制； 2)鋼坯在粗軋機組，采用無孔型軋制裝置軋制，軋成粗軋方斷面；飛剪切去此方斷面軋件的頭部和尾部，再進入中軋機組軋制，軋成中軋方斷面；切去頭部后軋件繼續進入精軋機組軋次，得到成品斷面的螺紋鋼；其中，中軋機組和精軋機組之間距離有38-45m ； 第三步冷卻 1)精軋機組軋出的部分軋件進入穿水冷卻裝置進行冷卻；部分軋件輸送到倍尺剪，進行分段剪切；水冷后的軋件繼續分段飛剪，剪切成適應冷床長度的商品材倍尺長度； 2)分段后的倍尺軋件送至步進式冷床的齒槽內，軋件在矯直板段經高溫段后，被送至冷床的齒條段上冷卻；冷卻后的軋件經步進鏈條裝置形成密排鋼材層，再經卸鋼小車將其平移至冷床輸出輥道上； 第四步精整 將由冷床輸出輥道送來的成排倍尺軋件，經檢查和自動計數后，落入收集輥道，打捆，成品稱重，堆場存放。
6.根據權利要求5所述的一種棒材生產線大間距無孔型的軋制方法，其特征在于，所述鋼坯在加熱爐內步進邊被加熱溫度為1000-1050°C。
7.根據權利要求5所述的一種棒材生產線大間距無孔型的軋制方法，其特征在于，所述粗軋機組軋機型號Φ 550 X 6，粗軋6#機架方斷面為口 65mm ； 所述中軋機組軋機型號Φ450Χ6，中軋12#機架方斷面為口 30mm ； 所述精軋機組軋機型號Φ350X6，精軋成品斷面Φ12-Φ40πιπι。
8.根據權利要求5所述的一種棒材生產線大間距無孔型的軋制方法，其特征在于，所述粗軋機組各機架間、粗中軋機組間以及中軋機組前五架間軋件采用微張力控制軋制；在中軋機組i^一和十二機架之間、中精軋機組間以及在精軋機組各機架間設有活套，軋件實現無張力活套控制軋制；全軋線軋機采用平立交替布置，實現無扭轉軋制。
9.根據權利要求5所述的一種棒材生產線大間距無孔型的軋制方法，其特征在于，所述第三步驟2)中軋件在矯直板段渡過高溫階段的溫度為800-900°C，再送至冷床的齒條段上軋件溫度為750-800°C。
全文摘要
本發明公開了一種棒材生產線大間距無孔型的軋制裝置及軋制方法，裝置包括安裝在底座上的盒體，盒體的一端設置有水平輥支架，盒體的另一端設置有導衛尖，盒體上設置有立導輥，水平輥支架上設置有水平導輥，水平輥支架連接有喇叭口。方法包括:第一步加熱，第二步軋制中軋機組和精軋機組之間距離有38-45m；第三步冷卻；第四步精整。此軋線能順利實現生產是一種高科技的生產技術，突破了無孔型軋制的瓶頸，為工業化大規模生產鑒定了基礎理論，提升了我國金屬加工變形的理論。本發明軋制產量高，生產成本低。軋輥可重復使用，降低軋輥消耗；提高生產作業率，提高生產產量；降低電機電耗；提高企業市場競爭力。
文檔編號B21B39/14GK102896147SQ201210412130
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月25日 優先權日2012年10月25日
發明者王劍勇, 李志民, 左紅霞, 季幫民, 王博 申請人:西安盛日機電科技有限公司