ztouch

ztouch

您现在的位置:网站首页 >> 产品中心 >> 双机架减定径机
  • 产品名称: 双机架减定径机
  • 产品编号: cp003

收藏

一、概况
  线材是 五大钢材品种之一,其年产量约1亿吨以上,约占全国钢材的19%。全国共有近500条生产线,其中90%以上属摩根三、五代水平,仅有宝 钢等几家引进的生产线属当代水平。因此众多的三、五代水 平的高线生产线的升级换代是当前我国线材行业面临的主要挑战和科技进步的主课题。
  国外解 决这个难题的办法是采用减定径机组技术,这是美国摩根公司1995年研发的,简称“RSM”。目前全球已推广了50余套。我国宝 钢的减定径机组即是国内引进摩根RSM的第一套。
  但全国 众多的高线厂全部引进摩根RSM是不宜的,理由如下:
  1)高昂的 建设费用和长期的备件供应垄断,服务不及时;
  2)设备复杂,技术过剩,不适于 我国众多的高速线材生产线。
  因此,必须研 发适合我国众多线材厂实际情况的先进、实用技术,我们称 之为双机架减定径机技术,简称“MFM”。有了MFM成套技术,谁家敢用?

  第一家 吃螃蟹的企业是这套技术推广应用的关键。
  江苏永 钢集团勇敢地担当起这个风险,从2013年12月起到2015年12月两年期间,有关单位携手合作,终于在2015年12月8日,国产首 创双机架减定径机组(MFM)一次性投产成功,收到了 及其显著的效果:
  1)轧制速度突破100m/s大关;
  2)尺寸精度、性能达 到国际先进水平;
  3)仅2016年即增效益2888万元,创汇1.3亿元;
  实践证明,我们研发的MFM技术不 逊于美国摩根的RSM,但更简便,适用于 我国众多的高线厂,投资仅为其1/3~1/5,且不受制于人。
  本项目 的研发满足了众多高线厂更新换代的技术要求,解决了 线材行业面临挑战的难题。

 

二、工艺布置及参数
  江苏永 钢集团线材一分厂(原线材四厂)双机架减定径机组于2015年12月8日上线调试,其主要用于φ5.5、φ6.5、φ7、φ8规格盘条的生产。
1、工艺布置

 

图1减定径机组布置图

 

图2生产现场

 

 

 

1.1旧线:在精轧 机后穿水冷却设备中间,增加双 机架减定径机组,可实现:
轧制保证速度:105m/s;
提高产量15%以上;
可在800℃以下轧制,实现形 变诱导铁素体相变,获得超细晶粒钢,减少能耗,降低轧制成本。投资少,回报率高,投资回收时间短。
1.2新线:8架精轧机(全部8”辊箱)和2架双机架减定径机组(新8”辊箱)可实现:
轧制力矩增大,减少辊箱数量和备机;
轧制保证速度:105m/s;
可降低轧制温度100℃以上,获得超 细晶粒钢减少能耗,降低轧制成本。

 

三、实施效果
  MFM减定径 机组上线使用后,不仅轧 制速度有了明显的提升,盘条组织、氧化铁皮、表面红 锈等问题有较为明显的改善,具体情况如下:
1.轧制速度的提高
MFM减定径机组使用后,小规格 产品轧制速度有了明显提高,如表1所示。
表1成品轧制速度对比         

 

 


1.3变速箱两档变速,分别适应大、小两种 规格成品轧制要求。
2、双机架 减定径组机组主要参数:
来料规格φ7~φ20.5mm:
来料温度:≥750℃
成品规格:φ5.5~φ16mm
轧制钢种:普碳钢、优质碳素钢、低合金钢、焊条钢、弹簧钢、冷镦钢
设计速度:140m/s
出口速度:保证轧制速度105m/s
轧机形式:悬臂辊环式轧机
机架数量:2×230轧机
布置形式:顶交45°
辊环尺寸: φ228.3/φ205×72
辊环材质:碳化钨
最大轧制力:330KN
震动值:≤4mm/s
噪音:≤85dB(1.5米)
电机型号:YBP710-4
电机功率:AC 2500kW
电机转速:1000-1700r/min
电压:690V

 

三、实施效果
  MFM减定径 机组上线使用后,不仅轧 制速度有了明显的提升,盘条组织、氧化铁皮、表面红 锈等问题有较为明显的改善,具体情况如下:
1.轧制速度的提高
MFM减定径机组使用后,小规格 产品轧制速度有了明显提高,如表1所示。
表1成品轧制速度对比    

 

成品速度m/s

Ø5.5

Ø6.5

Ø7

Ø8

MFM机组使用前

85

85

85

64

MFM机组使用后

102

102

100

80

2.小时产量的提高
2.1φ5.5、φ6.5规格圆 钢小时产量提 高使生产成本下降

表2使用MFM轧机前后的小时产量

规格(mm)

φ5.5

φ6.5

不使用MFM轧机的小时产量(t/h)

56

75

使用MFM轧机的小时产量(t/h)

60

83

产量提高比例(%)

7.1

10.7

吨钢成本下降额(元/t)

2.5

11.3

由表1可以看出φ5.5mm、φ6.5mm的小时 产钢量分别提高7.1%、10.7%、。MFM轧机的 使用电耗会有部分增加,但其他成本(如:人工成本、水耗、气耗等)均没有上升,结合产量提高,综合的吨钢成本较MFM项目之 前是有所下降的,φ5.5mm、φ6.5mm的吨钢成本分别下降2.5元/吨、11.3元/吨。
2.2螺纹钢φ8 HRB400产量提 高使生产成本下降
螺纹钢φ8 HRB400产能提高见表3.

表3螺8产能提 高以及成本下降额

 

核算项目

日产(吨)

估算年产能(吨)

轧制成本(元/吨)

合金成本(元/吨)

终轧速度65m/s

1650

594000

120.0

126.0

终轧速度80m/s

2100

756000

112.5

123.0

差额

+450

+162000

-7.5

-3.0

 

 

 

  螺纹钢φ8HRB400成品速度达到80m/s时日产可以达到2100t/班,年产能提高约16.2万吨。吨钢轧制成本可下降7.5元/吨,合金成本可下降3.0元/吨,合计吨钢成本下降10.5元/吨。
  在产量提高的同时,产品质量也有所提升。螺纹钢φ8 HRB400从试产 过程的检验结果来看晶粒度由原来的7-8级提高至9级,更细化 的晶粒使钢筋的组织更均匀,力学性能更稳定。


3产品质量的提高
3.1冷镦钢SWRCH22A魏氏组 织的问题得到明显改善
  魏氏组 织与盘条的基体组织机械性能差异较大,在拉拔 的过程中导致盘条变形不均匀,从而导致拉拔断裂。MFM轧机使用前后冷镦钢SWRCH22A的魏氏 组织情况有了明显的改善,之前由 于经常出现大级别魏氏组织导致客户在拉拔的过程中断丝。MFM轧机使 用后到目前为止还未接到过类似的质量异议。
  分别取MFM轧机使用前后φ5.5,φ6.5规格SWRCH22A的成品各120个样品,利用光 学显微镜对试样进行微观组织观察,进行魏氏组织评级,结果如表4及图3所示。

 

表4 MFM轧机使用前后SWRCH22A的魏氏组织比例

魏氏组织级别

1级

2级

3级

4级

MFM轧机使用前比例%

70

15

5.8

5.0

4.2

MFM轧机使用后比例%

72

18.7

7.0

1.5

0.8

 

 MFM使用前

MFM使用后

图3使用MFM轧机前 后魏氏组织比例变化
  从表4和图3中可以 明显看出使用迷你轧机之后3级、4级等大 级别的魏氏组织比例明显变少。
  过热的 中碳钢和低碳钢奥氏体组织晶粒尺寸较大,在较快 的冷却速度下容易产生魏氏组织。魏氏组 织的机械性能较钢筋基体差异较大,在后续 客户加工的过程中与基体的变形不一致容易形成加工缺陷。MFM轧机使 用后轧件可以低温进MFM轧机进行终轧,低温终 轧可以使奥氏体晶粒更细化,能有效 抑制魏氏组织产生。
  魏氏组 织形成原因为盘条在高温状态下奥氏体晶粒粗大,加上冷却速度较快,在冷却 过程中铁与碳原子来不及充分扩散,迫使铁 素体沿奥氏体晶粒的一定晶面析出。没有MFM轧机时精轧机出成品,盘条终轧温度高达1050℃左右,轧后需要强冷至900℃吐丝,再此过程中穿水量大,冷却相当不均匀,钢筋山弯(孔型宽度方向)处冷却速度偏快,所以在 盘条的基圆两侧形成魏氏组织。MFM轧机使 用后轧件可以低温进减定径机组,终轧温度可以低至930℃左右,轧后仅 需要少部分穿水即可达到900℃的吐丝温度,穿水前后温差小,冷却速度低,可以冷却得更均匀,所以魏 氏组织有所好转。
 

3.2氧化铁皮结构
  之前客 户一直反映盘条氧化铁皮结构不好,表现的特点为薄、易碎、较粘、难以去除,机械剥 壳后再经过酸洗都不易除尽,拉拔的 过程中氧化铁皮容易割伤基体造成断丝,并且模具损耗大。
  终轧温度、吐丝温度、风冷工 艺等是影响盘条氧化铁皮厚度的主要因素,MFM轧机上线之后,轧制号钢、冷镦钢的轧件进MFM轧机终 轧温度可以控制到860~900℃,吐丝温度910±15℃,可以很 好的控制轧后冷却的量,冷却更均匀,使氧化 铁皮的结构更致密、更完整。
  致密完 整的氧化铁皮结构更利于客户的机械剥壳,剥壳后 盘条表面不残留氧化铁皮。MFM轧机上 线后至今没有客户反馈氧化铁皮难以除尽的问题。

 

图4和图5为氧化 铁皮结构对比图。

 

 (a)MFM轧机使用前        (b)MFM轧机使用后     图4、冷镦钢氧化铁皮结构

 

(a)MFM轧机使用前        (b)MFM轧机使用后    图5中高碳 钢氧化铁皮结构

 

 

 

3.3盘条表 面红色浮锈的问题得到很好改善
    之前生 产冷镦钢和中高碳钢吐丝温度900℃左右时 盘条表面红色浮锈严重,影响盘条外观质量。由于浮锈比较疏松,钢筋在 库存里放置一段时间后盘条表面从浮锈处向基体内腐蚀。这样的 盘条到客户手里经过剥壳酸洗后表面质量很差,影响拉拔。
盘条表 面红色浮锈的主要原因还是轧后需要的穿水流量大,水冷的温差大,冷却水 中的杂质附在钢筋表面影响钢筋冷却,并且造 成钢筋表面异常氧化,形成红色的疏松的Fe2O3附在钢筋表面。
  使用MFM轧机后,轧件可以低温进MFM轧机进行终轧,轧后只 要稍微穿水即可满足吐丝温度要求。穿水量 小钢筋表面形成的浮锈也少,盘条表 面质量得到很好的改观。


3.4冷镦钢 的硬度明显下降
  MFM轧机使 用后可以实现低温终轧并且低温吐丝,配合轧 后缓冷能很好的降低冷镦钢的硬度。取MFM轧机使 用前后和线材五厂进口摩根4架减定径机组生产的10B21成品检测其硬度,发现其 硬度较之前有明显的下降。

表5MFM轧机使用前后10B21硬度对比

 

线四MFM轧机使用前

线四MFM轧机使用后

线五摩 根六代减定径机

硬度平均值

78.6

75.0

73.3

波动范围

73.1-84.4

72.3-79.7

68.3-77.1

 硬度单位:HRB
3.5利用控 轧控冷手段得到细晶强化的HRB400螺纹钢盘条
  MFM轧机上 线后试轧了部分螺8HRB400,通过低 温控轧配合轧后风冷的手段得到细晶强化的400MPa级钢筋。不仅成 品力学性能稳定而且轧制速度较之前有了很大的提高。

 

图6 螺8HRB400抗拉强度柱状图

 

图7屈服强度柱状图

 

  从图6、图7中可以明显的看出MFM轧机生产的螺8HRB400的力学性能相当稳定,没有低于国标要求的,并且屈 服强度大多数稳定在430-445MPa之间,抗拉强度大多稳定在585-595MPa之间。

 

 

四、经济效益