棒材生产线及穿水冷却系统

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1、成果展示先进技术棒材生产线及穿水冷却系统Pass-throughAcceleratedCoolingSystemforBarProductionLine程知松，余伟，刘涛，徐言东，詹智敏/CHENGZhi-song，YUWei，LIUTao，XUYan-dong，ZHANZhi-ming棒材通常指螺纹钢和圆钢，架轧机组成，以18架居多，分粗产工艺。年产能力40~100万t。图以直条状态交货，国家标准规定轧、中轧、精轧三个机组。在各1为几种典型的连续式棒材轧机的小型棒材尺寸范围为直径6~50机组之间设切头飞剪，在精轧后布置图。mm，定尺长度6~12m，如成卷设成品倍尺分段飞剪，将成品分图1(

2、a)为我国较早的连续式交货，称为线材。棒线材均属简段后上冷床。轧制钢坯采用(120棒材轧机，仅有成品穿水，生产单断面的型钢，轧制工艺极为相mm×120mm)~(170mm×170淬火余热回火钢筋。似。穿水冷却装置是现代化棒线mm)连铸方坯，长度9~12m，加图1(b)在中轧后增加了水材生产线上不可缺少的一个重要热炉一般采用蓄热燃烧的推钢式或箱，降低轧件进精轧机组的温部件，安装在轧机之间或者精轧者步进式连续加热炉。最大轧制速度，可以提高钢筋的性能，但由机后，分别用于对轧件进行轧制度17m/s，螺纹钢采用多线切分生于精轧是六机架高速轧制，轧件过程温度控制和成品冷却温度控制，达到改善产品性能的目

3、的。12345678910在老式棒线材生产线上，由于没有预留穿水冷却装置的位置，所（a）1234115678910以只能生产低档次产品或者通过添加合金元素来提高产品机械性（b）能，不具备市场竞争优势。由于穿水冷却能提高棒材的性能可以123411512678910替代钢中某些合金元素的功能，（c）因此可以降低生产成本，同时，9由于性能的提高，同样的建筑结12341156127810构可以少使用钢材，符合低碳时代的需求，具有广阔的应用前景。（d）1—加热炉；2—粗轧机组；3—1#飞剪；4—中轧精轧；5—2#飞剪；6—精轧机组；7—立活套；8—成品控冷装置；9—3#飞剪；10—冷床；11—机组间

4、控轧现代化棒材生产线布置水箱；12—精轧机架间控轧水箱现代化棒材轧机一般由16~20图1不同的现代化棒材生产线布置作者单位：北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京1000832010年第5期81先进技术成果展示升温明显，产品性能提高有限，热水池，由泵打入高速过滤器，冷却水箱温度控制不灵活，不适合优特钢然后利用余压上冷却塔，水从冷却冷却水箱装置由内部冷却生产。塔下来后进入冷水池，再由高压泵器、箱体、横移小车及替换辊道图1(c)为(b)的优化布置，在送到轧制线，完成一个循环。组成。替换辊道是根据生产需要精轧机组内部增加了控轧水箱，自动化系统配置的，当不使用穿水时，通过进一步控制轧件温度，既

5、适合钢该系统由检测仪表、执行机小车横移将冷却器移离轧制线，筋(螺纹钢切分)生产，也适合优构及PLC组成，为一闭环控制系使用辊道将轧件输送至下游轧机特钢棒材生产。统，以一个冷却水箱为例，其控或冷床。冷却器安装在水箱内图1(d)为典型的优特钢生产制原理如图3所示。轧线检测内容部，由若干段组成，便于精确控线，所有棒材产品均从17#、18#主要是轧件在水箱出入口温度、制温度，并且可以实现快速更轧机轧出，通过控制终轧温度和控轧回复温度(下游轧机入口)及换。为安全起见，水箱一般采用一定的变形量，获得较好的机械控冷回复温度(冷床入口)、冷却盖板密封。对于螺纹钢棒材生性能产品。可以在18#轧机后增加水温度

6、、冷却水压力、进入水箱产，冷却器可以布置成五线以适定径机组，单线生产高精度高质的冷却水流量，执行元件主要是用切分工艺要求。量棒材产品，而不适合螺纹钢切电动调节阀、泄压阀、气动开目前普遍使用的冷却器有两分生产。闭阀。由一台S7–300PLC完成控种型式，即湍流管式和套管式。制，设一台上位机，系统内湍流管冷却器由于其紊流效果⋉㒘Ę安装一个控制模型，对冷却强，冷却效率高，适合大断面棒⛁∈∴ދैศ参数进行预报，以回复温度材。套管冷却器阻力小，适合小⋉㒘ę为目标值，并可自学习修正断面棒材和线材的冷却。㞾⏙⋫䖛Ⓒ఼᥻᥻䔻ދ模型，实现全自动操作。也∈∈穿水对棒材产品性能影响可人工设定和修改参数进行ㆅㆅ半

7、自动操作。穿水的应用主要有两方面，⋉㒘IIIދ∈∴PLC⋉㒘IV图2冷却水循环流程图ދै∈PHMI穿水冷却系统构成T0穿水冷却系统包括三部分：F0供水系统、自动化系统和水箱。M䔻ࠊ䩶⾡供水系统P0䔻ӊᮁ䴶ሎᇌ䔻ӊ䗳ᑺ供水系统一般是独立于轧机ދै῵ൟ䆒ᅮ水处理站以外的，冷却水处理自成系统，水的循环流程如图2所示。SSSS冷却水首先由高压水泵打入轧制线上的水箱中的冷却器内，T1こ∈ދै∈ㆅT2T3轧件在冷却器中被降温后，水温