详细介绍:
.机组用途及组成
本机组是采用连铸连轧的工艺方法生产φ8mm低氧光亮铜杆,原材料为电解铜。本生产线由一台18吨/小时熔铜竖炉、一台12吨回转式保温炉、五轮式连铸机、牵引机、滚剪机、拔锭机、校直刨角机、打毛机、高压除磷系统、喂料装置、连轧机系统、轧机乳液润滑系统、轧机机油润滑系统、铜杆冷吹系统、后牵引装置、绕杆装置、涂蜡装置、成圈器、升降台和收线辊道、成品打包机和打包辊道、电控系统等组成。
2.简单工艺流程
电解铜→竖炉→回转式保温炉→流槽(熔体保护)→浇煲→连铸机
(铸坯)→铸坯处理装置(滚剪→校直→去角→除屑)→进轧装置(主动送料)→连轧机(轧杆)→铜杆冷却装置(表面还原)→涂蜡装置→连续绕杆装置(预成型)→铜杆成圈器→压紧打包装置
3.生产线主要技术参数
1).生产铜杆直径: φ8 mm
2).生产能力: 16-18
t/h
3).成圈重量: 3.0-5.0 t
4).主要设备总尺寸: 58×7.8×6.1 m (不包括熔铜炉、保温炉及
循环冷却过滤系统)
5).主要设备总重量: 106 吨 (不包括熔铜炉和保温炉)
6).主要设备总功率: 700 kW(不包括熔铜炉和保温炉)
4 .设备技术规范及组成
4.1 熔铜炉 一套
4.1.1熔化炉型: 竖式冲天炉
4.1.2熔化炉额定熔化能力:16吨/小时(最大铜熔化能力:18吨/小时)
4.1.3熔铜炉上料机构最大装载量:5吨
4.1.4熔铜炉进料方式:提升式
4.1.5烧嘴单体最大燃烧能力:50万大卡/小时
4.1.6熔铜炉烧嘴数量:13只
4.1.7烧嘴冷却方式:水冷
4.1.8烧嘴点火方式:自动
4.1.9使用燃料:天然气、液化气、城市煤气
4.1.10保温炉炉型:液压回转式
4.1.11 竖炉及保温炉内衬:全部采用SiC成型砖
4.1.12 上下流槽:闭合式整体流槽
4.1.13保温炉有效容量:12吨
4.1.14保温炉最高倾力角度:>90o
4.1.15烧嘴单体最大燃烧能力:70万大卡/小时
4.1.16保温炉烧嘴数量:1只
4.1.17 流槽小烧嘴燃烧热值:9万大卡/小时
4.1.18 小浇嘴数量:上流槽7只,下流槽9只
4.1.19燃烧控制方式:比例燃烧,具有保护装置
4.1.20燃气阀检漏方式:手动/自动
4.1.21燃浇型式:预混式
4.1.22 热值:NG 8500大卡/NM3
4.1.23燃气气压压力:0.15-0.2MPa
4.1.24供气量: 1500NM3/H
熔铜炉包括冲天式铜熔化炉、回转式保温炉、上下流槽、燃烧控制系统等四大部分。具有熔化速度快、铜水含氧量低、流量连续可调、铜水温度独立可控、单位铜水燃气消耗量低等特点。
①冲天式铜熔化炉(竖炉)
熔化炉简称竖炉,由炉底、炉身、碰撞保护块(不锈钢)、加料口、上料机构、烟囱、炉衬和冷却风机等部分组成。
炉底、炉身由优质钢板和型钢制作,炉底采用25mm钢板,中间用槽钢加固,使整个炉底可以承受100吨电解铜板的重量而不变形;炉身用16mm钢板圈成桶体,炉体内贴一层硅酸铝纤维毯,可大大降低炉壁温度,中间砌筑高铝耐火砖,最内层炉衬是直接触火焰和铜水的,采用SiC砖砌筑,荷重软化温度可达1700度,保证了炉衬的使用寿命。SiC砖采用纯度大于80%的SiC混合特殊的高温粘接剂,经压机预先压制成弧形砖,通过高温焙烧,使SiC砖形成半烧结状态,一方面增加了SiC砖的强度,便于运输、搬运、砌筑,同时在砌筑完成后,通过第二次烘烧,使竖炉内衬形成一个坚固的整体,使整个炉衬的强度大为提高。
炉体上部是防撞保护块,防止在加料时铜板撞在炉衬上,引起炉衬脱落破损甚至内衬倒塌。防撞保护块材料为不锈钢,整体强度高,具有耐高温、耐冲击、不易脱落等优点,使用寿命长,可有效保护加料时铜板对炉身的冲击。
加料口设计在竖炉的上方,这种加料方式可以使铜板从炉底一直堆放到炉体加料口,延长了烧嘴燃烧后产生的烟气与铜板的接触时间,使铜板可最大限度地吸收烟气余热,增加热量的利用效率,节约燃料成本。经实际使用证明,连续状态下,每吨铜水的燃气消耗量50-55立方米(天然气)或23立方米(液化气),仅为平炉的1/2~1/3。
烟囱为钢制圆管,高于厂房屋顶3M,将燃烧产生的废气排出室外,烟囱上设有防雨帽和避雷针,避雷针用扁钢条接引入地,接地线在基础土建施工时预埋,接地电阻小于4欧姆。
铜板的加料装置为料斗式,料斗式加料装置由5吨卷扬机、提升料斗、C型上料架和导绳器、转向滑轮等组成,加料时将铜板放在料斗上,开动卷扬机提升料斗,当料斗升到加料口位置时,由于H型上料架的导向作用,料斗自动倾斜,将铜板倒入炉内。
②回转式保温炉
回转式保温炉由炉体、炉衬、炉门、进料口、出料口、滚轮、限位轮和可伸缩式油缸及液压站组成。
炉体由25mm钢板卷成,炉体下部安装偏心弧形扇板,当炉体沿扇板面转动时,由于扇板的偏心,使炉内铜水液面抬高而从出料口溢出。
炉衬用轻质保温砖为保温层,中间砌筑高铝耐火砖,内衬采用SiC异型砖,SiC砖采用和竖炉相同的工艺烧制而成。
炉门设在保温炉上部,采用SiC捣打料捣打而成,炉门可上下翻动,方便停炉时人工清理或修理时进出炉内的需要。
保温炉进料口用SiC预先制作,砌筑时安装在保温炉上端头部,作为从竖炉熔化后的铜水经溜槽流入保温炉的入口。
保温炉出料口用SiC预制成管状,安装在保温炉下端头部,作为铜水从保温炉经下溜槽流入浇包的出口。
当保温炉需要向连铸机输送铜水时,液压站工作,油缸向上伸展,保温炉沿炉底扇形板转动,铜水液面提高从出铜口溢出溜槽向浇包输送。
③上下流槽
流槽分成上下流槽两段。从竖炉出口到保温炉进口的部分为上流槽。上流槽为熔化后的铜水从竖炉流入保温炉提供通道,上流槽采用钢板制作外壳,内部用SiC浇注料直接捣打而成,上流槽为全封闭结构,减少铜水和空气的接触,降低铜水含氧量。
从保温炉出料口到连铸机浇包前的通道为下流槽。下流槽外壳用钢板焊接而成,里衬用SiC浇注料捣打烧结成整体。为减少空气和铜水的接触,下流槽也为全封闭结构。
④燃烧控制系统
燃烧控制系统是本设备的核心部件,它直接关系到熔化后铜水的质量和设备的安全运行。
燃烧控制系统分竖炉燃烧控制系统、保温炉燃烧控制系统、流槽燃烧控制系统三部分。
竖炉燃烧系统由安装在竖炉炉墙底部和中部的13只50万大卡/小时的预混式烧嘴、燃气电磁阀组、燃气比例阀、助燃风机、空气电动调节阀和调节仪表及阀门检漏系统组成。
本设备采用的预混式烧嘴具有自动点火、火焰检测等功能,可为控制系统提供火焰状态信号,为安全燃烧提供保障。
烧嘴的燃气通过电磁阀组及比例阀提供,点火前检漏系统自动检测燃气电磁阀组的密封性能,一旦发现阀门关闭不严密而产生泄漏,系统发出报警信号,并指示故障位置。
为了减少铜水吸入氧气,我们采用空气燃气比例燃烧方式,即使进入烧嘴前的燃气和空气先按一定的比例充分混合,由于混合充分,并使其混合后的气体为燃气略为过量,使烧嘴燃烧产生的烟气为微还原性气氛,使铜水在无氧或低氧的环境中熔化、流动。通过调节仪表改变助燃空气和燃气的流量可改变烧嘴燃烧功率,从而达到改变铜熔化速度的目的,根据轧机的生产情况可非常方便控制铜水熔化速度,使整条生产线稳定生产。
保温炉燃烧系统由1只70万大卡/小时高速烧嘴和燃气电磁阀组及比例阀、助燃风机、变频调节器和温度控制仪表等组成,安装在保温炉炉壁上的热电偶检测到炉内铜水的相对温度变化,通过温度控制仪对进入保温炉烧嘴的空气流量进行变频控制,同时燃气比例阀自动跟踪空气的变化,使进入烧嘴的燃气和空气成比例,从而达到温度控制和比例燃烧的目的。保温炉烧嘴在点火前也要进行泄漏检测,以保证燃烧安全。
流槽燃烧系统包括流槽烧嘴、助燃风机、电磁阀组和比例阀组成。上溜槽安装有7只9万大卡/小时的低压燃气烧嘴,烧嘴低氧燃烧,使其产生的烟气为微还原性,一方面给流入保温炉的铜水加热保温,另一方面保护铜水不受空气侵入,保证铜水质量。下流槽安装9只9万大卡的低压燃气烧嘴,烧嘴工作在低氧燃烧状态,使流入浇包的铜水不受空气侵入,确保铜水的低含氧量。上溜槽设置扒渣口一个,用以清除铜水中的杂质。
燃烧控制系统在燃气总管入口处安装有燃气总切断阀,对燃气压力、空气压力进行实时监测,对烧嘴燃烧状态进行实时监控,当产生燃气泄漏等影响安全生产的情况时自动切断燃气供应,确保生产安全。
本系统中燃气电磁阀组、燃气比例阀、燃烧控制器及调节仪表等主要零件选用FISHER公司或美国派诺尼科公司产品,CO分析仪主机为西门子公司产品。
4.2 五轮式连铸机(专利号:ZL00244512.3)
一 台
结晶轮直径 φ2100 mm
结晶转速 1.92-2.41 r/min
出锭速度 12.64-15.80 m/min
浇铸截面 2170 mm2
电动机 5.5 kW (AC,变频调速)
冷却水压力 0.3-0.5 Mpa
冷却水量 170 m3/h
冷却水温 <
35 ℃
五轮式连铸机由结晶轮、压紧轮、张紧轮、导轮、浇堡装置、停电保护装置、冷却装置、钢带吹干、扫尘、加热涂碳装置、剔锭器、引桥、涂碳装置、牵引机构、水节流装置、气动控制系
统等组成,整个浇注机为整体式,以上各部件均安装在一个箱体上。
4.3 滚剪机 一
台
电机 22 kW (AC,变频调速)
铸坯剪切长度 700 mm
滚剪机由一交流电机-驱动,针摆减速机减速。滚剪机滚轮上分别装有两把刀,作
对滚剪切,剪切长度700mm左右。
4.4拔锭机
用于将剪断后的铸坯自动拔到废料斗中。
4.5 校直刨角机 一
台
校直刨角机由校直部分及刨角机部分组成,校直共五只导轮,上面二只下面三只,错位安装,刨角部分有四把刨刀,分别刨去铸锭顶面飞边。
4.6 打毛机 一
台
电机 0.75
kW
打毛机是用以扫去刨角后粘在铸锭上的铜屑和氧化皮,共四只打毛轮,用于铸锭顶面及二个侧面铜屑及氧化皮的清扫,打毛轮分别由电机单独驱动。
4.7 高压除磷系统 一套
用于清除铸锭表面的氧化皮。
4.8 喂料装置 一 台
采用主动喂料,由气缸夹紧铸锭,助推喂入1号机架。
4.9 连轧机 一 台
总功率 第1#机架、第2#机架为单电机传动,各为75KW
第3#~12#机架为集中传动,功率为355KW
终轧速度 11m/s (最大)
出杆直径 φ8 mm
轧制中心高 902.5mm
轧制孔型 “椭圆―圆”+“弧三角-圆”
机架数 12架(其中第1#机架为悬臂式水平机架,第2#机架为悬臂式垂直机架,分别为单电机驱动,第3#-12#为三辊Y型机架,集中传动。)
立辊机架 1 架
平辊机架 1 架
三辊Y型机架 10 架
轧辊名义直径 φ310 mm(2架)、φ255 mm(10架)
轧机采用整体安全防护罩,由液压系统控制开合。轧机采用主动喂料,由气缸夹紧铸锭,助推喂入1号机架。粗轧部分采用2付φ310两辊式机架,立辊1付,平辊1付,直流单电机驱动。精轧部分采用10付φ255型三辊式Y型机架,分上下传动、交替布置,集中驱动。具有堆杆自动停车功能,当轧制过程中发生事故时故障探测杆接通,轧机自动停止运转。当引起过载时,则安全联轴节中的剪切销被剪断,以保护传动齿轮和轴。
4.10 轧机乳液润滑系统 一 套
乳液泵
IS100-65-200
22KW (2台,其中1台备用)
IS100-80-125A
7.5KW (2台,其中1台备用)
IS65-50-125 3KW (2台,其中1台备用)
过滤器 真空负压纸带过滤机
过滤器 GLQ-100
(2台,其中备用1台)
板式换热器 40 m2
已过滤后的乳液经离心泵、热交换器进入装在齿轮箱上面的总管,通过胶管,对各机架的轧辊、进出口导卫进行润滑,最后乳液全部通过底座上的回流槽,经过回流管,再经过真空负压纸带过滤机过滤,经离心泵回到乳液池。
4.10 机油润滑系统 一 套
齿轮泵 KCB-300 5.5 kW
(2台,其中备用1台)
工作压力 0.1-0.3 Mpa
过滤器 GLQ-80
(2台,其中备用1台)
板式换热器 20m2
油箱 5 m3
油箱中的油通过油泵经过滤器来到齿轮箱后的进油总管,进入齿轮箱和各机架,然后经过分支油管的喷嘴对齿轮和滚动轴承进行喷溅润滑。回油是从齿轮箱端头下侧经回油管到油箱。油箱含液位控制系统。
4.11 光亮收杆机
一 套
本机主要由冷却吹干装置、牵引装置、操作平台、弧形滚道、绕杆装置、涂蜡装置、成圈器、升降台、输送辊道、成品打包机和打包滚道、酒精水系统等组成。
1) 冷却吹干系统
酒精水温度 <
45°
酒精水用量 100 m3/h
酒精水压力 > 0.5 Mpa
冷却装置冷却包14个,有一根进水总管、一根回水总管。酒精水包后面有吹干包。每段酒精水包有抗震压力表,进水总管、回水总管均有指针式温度计。
2) 牵引装置
牵引速度 12 m/s (最大)
牵引电机 11 kW (AC,变频调速)
该装置采用双主动夹送,弹簧调整压力。由交流电机通过三角带双出轴传动齿轮箱转动,双出轴齿轮箱再通过万向联轴节分别带动夹送辊同步转动,同时通过两对齿轮带动另一夹送辊同步转动。
3) 绕杆装置
成圈直径 φ1700 mm
绕杆电机 18.5 kW (AC,变频调速)
杆子在牵引推力穿入蜗轮轴,再下穿螺旋摆管进行预变形,然后绕落在框内。
4) 涂蜡装置
涂蜡泵
S-10
0.125W 1台
涂蜡箱 1个
主要由涂蜡器和泵站组成。为保护表面光亮的铜盘条在比较长时间内不再被氧化,在光亮的铜杆表面涂上防护蜡,当铜杆进入涂蜡装置后,涂蜡器即向铜杆表面喷射涂蜡。多余的蜡在铜杆出涂蜡装置以前被压缩空气吹掉,然后返回涂蜡箱,以备再用。
5) 成圈器
成圈型式: 同心圆
成圈捆径: Φ1700-2000 mm
成圈重量:
3000-5000 kg
成圈器电机: 1.5
kw (AC)
6) 升降台和收线辊道
辊道电机: 3.0 kw
液压、PLC控制的升降台收线模式,可以确保成品杆的收线在成圈器内进行,从而使成品杆整齐成捆,不仅可以减轻工人的劳动强度,而且方便下一个压紧打包工序的操作。
7) 成品打包机和打包辊道
辊道电机: 3.0 kw
压紧打包可以使铜杆成品体积减小,方便运输,在运输途中不容易散包。
8) 酒精水系统
酒精水泵 IS125-100-250B 100 m3/h
30 kW (2台,其中1台备用)
板式换热器 160 m2 (冷却水需用量100t/h)
供酒精水系统由一台板式换热器,两台离心泵组成。离心泵打出的酒精水通过换热器,先后进入进水总管,冷却包,回水总管,再回到酒精液池。
4.12 电气控制系统 一 套
电源条件:
三相四线制, AC~380V, 50HZ
控制回路:
单项, AC~220V
电气系统由三相四线380V,50Hz,低压网络供电,设备总功率约为700kw。
生产线连铸机、前牵引机、滚剪机、连轧机、收杆装置传动部分采用全数字交流或直流调速同步控制,控制部分采用国际先进PLC加触摸屏准确可靠地指挥协调整个系统工作,各种运行参数集中监控、显示。其中:主电机采用西门子6RA70直流调速装置进行控制、具有保护性强的特点和故障诊断功能。PLC采用西门子S7-300进行编程,触摸屏采用Eview10寸彩色触摸屏人机界面进行操作,各种运行参数集中监控、显示,工艺参数可以通过人机界面进行设定、修改、显示,并有故障诊断功能。连铸机、连轧机、牵引机的速度、电流、电压显示、同步控制及故障指示。
生产线整个工艺流程为全动画直观显示,同时具有冷却系统、润滑系统、堵转报警等分支子系统动画显示,能方便发出操作指令,察看设备运行状况。系统同时对电流、电机速度进行异常提示,连轧机堵转自动报警、自动停车。系统主要低压电气元件中间继电器、交流接触器、空气开关施奈德产品或正泰产品。电控柜部分应放在专用的配电室内,生产现场仅放置铸机和轧机和绕杆机操作台。
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