详细介绍:
一. 机组用途
本生产线采用连铸连轧的工艺方法,生产电工用普铝、铝合金杆(铝镁硅合金等),成品杆径φ9.5mm、φ12mm、φ15mm。
二. 主要设备组成
本生产线主要由圆形快速节能铝熔炼炉、在线除气过滤系统、五轮式连铸机(含浇煲)、滚剪机、主动校直装置、倍频感应加热装置、连轧机系统、铝合金杆淬火装置、双工位铝杆成圈装置、连铸连轧生产线电气控制系统、连轧机润滑油系统、连轧机乳液循环系统等组成。
三. 铝合金杆连铸连轧生产工艺流程
四. 主要技术参数
1). 结晶轮直径: Φ1600mm
2). 出锭速度: 7.8-15.4m/min 3). 铸锭截面: 2400mm2
4). 铸机电机: 4kw(AC), 1000r.p.m
5). 连轧机电机: Z4-355-32, 355kw, 600r/p/m
6). 终轧速度: 4-6.2 m/s
7). 产量(约): 2.7-4.2 t/h
8). 出杆直径: φ9.5mm、Φ12mm
9). 机架数: 总15架(Y型上传动机架8台;Y型下传动机架7台)
10).孔型系统: “弧三角-圆”
11).轧辊名义直径: Φ255mm
12).成圈收线直径: Φ2300mm
13).收线重量: 约1.5-2.0吨/筐
五.设备技术规范及组成
1.圆形快速节能熔铝炉 二套
1.1工艺描述:
a、采用二台12T圆形铝熔炼炉,铝料通过上料机构从竖炉加料口加入炉料,单台熔炼炉可实现铝料的熔化、铝液升温、合金配制、精炼除渣与铸造放水,两台炉轮流熔炼与铸轧放水,可实现生产的连续性。
b、两台熔炼炉共配置一台永磁式搅拌器,以利合金成分与铝液温度的均匀性、降低铝料的烧损等。
c、全套炉组共配用一套旋风湿式除尘器,可有效收集烟组排出的烟气与粉尘,并经湿式喷淋与旋风除尘后,所排出的废气能达到环保要求。
1.2燃料:采用天然气
1.3炉子进入热平衡状态,自产回炉料≤20%,每炉达到额定容量并连续正常生产的条件下:
(A) 能耗:≤56×104Kcal/t·Al(自点火熔化到铝液达到740℃)
(B) 熔化速度:≤3.5h/炉(自点火熔化到铝液达到740℃)
(C) 净烧损≤1.5%
1.4容量:额定容量12T,最大容量13.5T
1.5大修炉龄:竖炉筒与空气预热器≥2年,底炉≥4年
1.6 炉组组成及结构特点:
单套圆形熔炼炉由熔炼炉底炉(含钢结构炉体、炉底钢结构与磁力窗口、砌体耐火材料与保温隔热材料),熔炼炉竖炉筒、加料斗、铸铁炉顶盖及电动启盖装置,炉顶操作平台、四导轨垂直式上料机构,熔炼炉配置的卧式空气预热器、燃烧供风系统、炉口吸烟罩及支排烟管路、永磁式搅拌器及其控制系统、炉子电控柜等组成:
1.6.1 炉子外壳钢结构:采用6-8mm的Q235钢板与型钢组合焊接而成,具有良好的气密性与足够的刚性。
1.6.2 炉子耐火材料用料说明:
a、炉底非磁力窗口工作层与渣线部位采用特级高铝砖(LZ80),其标砖单重≥4.65kg/块。其它们部位采用三级高铝砖(LZ55);
b、炉顶拱与炉口侧采用低水泥钢纤维增强浇注料(GHK-80),炉门口扒渣部位采用高强耐磨浇注料;
c、熔池等复杂部位采用专用特级不粘铝浇注料(RC-80);
d、放水口内侧砖采用美国联矿碳化硅料烧结而成,使用寿命相比其它材质可提高一倍以
上,且更换方便。
e、保温层:采用漂珠质保温砖(NG-0.8)、保温浇注料(B-0.8,B-1.3,B-1.6)、硅酸钙板P-0.2)及高铝纤维毡;
f、筑炉泥浆:内衬工作层采用特级高铝质磷酸盐(水玻璃)泥浆(LN-80)。
1.6.3 竖炉筒砌体:竖炉内衬由磷酸盐结合高铝质耐磨砖、保温浇注料、保温隔热纤维板组成,以提高竖炉内衬的使用寿命与保温隔热性能,其示意图如下:
1.6.4 炉门 :采用整体铸造的铸铁合页式大炉门(炉口尺寸780*550),炉门盖内衬采用优质耐火浇注料与隔热材料组成,炉盖内槽嵌有耐火纤维,关闭炉门时通过炉门的手动锁紧装置与耐火纤维的密封,以保证炉门的气密性。
1.6.5 炉顶加料口、炉顶盖与启盖装置:加料口采用整体加料斗与保温隔热浇注料相结合,炉顶盖采用铸铁盖框与内衬优质耐火浇注料组成,以延长其使用寿命与耐冲击性能,启盖装置采用电动卷扬启动开合。
1.6.6空气预热系统:熔炼炉采用高效预热的卧式筒状辐射传热结构形式,内筒材质采用SUS321(δ5)与δ8锅炉钢相结合的预热筒体,外层配有保温隔热层,以提高烟气余热的回收效力与燃料的使用效率,达到节能降耗的目的。
1.6.7 上料机构及其特点:
a、采用垂直式导轨结构:运行平稳、料斗到上位后水平移位大且倒料平稳;
b、料斗结构适于叉车与行车整捆加入铝锭;
c、采用变频双速控制:料斗启动与倒料段采用低速运行,中间段采用高速运行;
d、安全性高:配有顶部断绳锁定装置,防止料斗断绳坠落,并配有整体防护网框。
1.6.8 燃料燃烧配置与燃料供应:
a、采用天然气为燃料,单台熔炼炉配置二台燃气燃烧器,燃烧器采用北京神雾燃烧器,燃烧效率高,使用寿命长。
b、卖方提供燃烧器气枪之前的主控制阀门与旁通阀门,之后的燃气供应管道由买方接至炉前。
c、天然气额定供气压力0.03Mpa,正常供气压力范围0.03-0.09Mpa,单台12T熔炼炉最大耗气量为240Nm3/h。
1.6.9 放水口:
a、采用可更换式放水口内套砖,内套放水口砖采用美联矿定制产品,其使用寿命相比其它放水口长二倍以上,且更换方便快速。
c、降低炉子出水口中心高度,使其出水口底面与轧机上浇包底面高度相差不大,此方法为使炉子放水时的铝水流在流槽铝液内进行,可大部分减少因放水冲刷造成的二次夹渣与吸气。
1.6.10 排烟管路:
a、采用熔炼炉炉内排烟与炉口吸烟管路分开的形式,通过预热器排出的烟气由高温烟道分一路引入除尘系统内(一般只提供10m以内,超出部分买方自行负责)。
b、炉口设置加大型吸烟罩,以保证绝大部分烟气能抽走,但需有外力抽引,可由除尘系统的引风机抽力抽走。
1.6.11 炉子控制系统:单台炉子控制含熔炼炉风机开停、炉顶启盖卷扬开关、炉气温度测温与显示、铝液点测(手持式)等。
1.6.12 磁力窗口炉底:
a、磁力窗口与通道采用δ12-14mm不锈钢板与不锈钢筋板相结合的炉底。
b、非磁力窗口采用δ12、A3钢板与型钢相结合的底板。
1.6.13 底置式永磁搅拌器:
a、两台熔炼炉共配置一台YC-D1000B型底置式永磁搅拌器;
b、搅拌器配置电动升降系统、电动拖动系统及导轨、风冷系统、超温保护系统;
c、搅拌器控制包括:
l 变频调速与正反转控制(15Kw)、电动升降(1.5Kw)、拖动电机(1.5Kw)、冷却风机(1.5Kw)开停、温度测量与超温报警;
l 配置超温报警与保护系统。
l 采用台式控制柜集中控制的形式,所有电器控制部分均采用触摸屏与PLC控制,实现简单化操作。
1.6.14 湿式旋风除尘系统(用户自选):
a、组成:由双室喷淋房(装喷淋管及喷口)、双级旋风除尘器(不锈钢筒体)、引风机及烟管、沉淀池及清水池、水泵及供水管路与控制等组成。
b、工作原理:热烟气引排烟管路进入双室喷淋内,烟气经水喷淋后,大部分尘粒经排水管路进入深沉池,另一部分湿的烟尘由引风机的抽力再进入双级除尘器内分离,其中洁净的烟气经引风机排入车间外的主烟囱内,较湿的粉尘则沉入沉淀池内。
c、喷淋室排出的污水经沉淀池再进入清水池内,水泵安装于清水池上方,采用循环水结构,以降低用水量
1.6.15炉顶钢结构平台制作:采用12# 槽钢为立柱与主架,台面采用3-4mm花纹钢板,扶栏采用有缝钢管或镀锌管,单台炉平台面积≥25m2,平台承重能力≥1.5T/m2(材料由用户负责)。.
2.在线除气过滤系统 一套
2.1 除气装置
2.1.1 除气箱: 1854×1250×1416mm(外型),1100×700×850(内腔)
2.1.2 除气装置在进口含氢量在0.30cm3/100g以上时,除气率在50%以上,在进口含氢量在0.30cm3/100g以下时,含氢量不大于0.15cm3/100g。
2.1.3 除气箱容量:保温时600±50kg
2.1.4 加热方式:硅碳棒浸入式加热
2.1.5 铝液温控精度:±5℃(正常铸造时,入口温度在±5℃时)
2.1.6 炉温控制:自动控制恒温
2.1.7 加热功率: 20kw/220V
2.1.8 金属工作温度:680-850℃
2.1.9 转子旋转功率: 1.5kw/380V
2.1.10 转子旋转速度: 0-500rmp可调
2.1.11 搅拌除气液压旋转系统: 垂直上下、180º旋转
2.1.12 除气方式:惰性气体通过石墨转子搅拌旋转除气、封闭除气
2.1.13 金属最大处理量: 6t/h
2.1.14 运行噪音: 小于70dB
2.2 过滤装置
2.2.1过滤箱:900×490×455mm(外型),390×390×400mm(内腔)
2.2.2 过滤箱容量: 100±50kg
2.2.3 金属工作温度:680-850℃
2.2.4 蜂窝状陶瓷过滤板: 30ppi:381×381×50mm
2.2.5石墨转子(德国SGL公司):长期使用寿命60天/根
2.2.6 通过量:100-150kg/min
在线除气过滤系统包括熔体除气装置和过滤装置;除气装置采用单根“U”型硅碳棒外套加热器保护套浸入式加热,温度自动控制;石墨转子为无级调速,加热器和石墨转子可单独液压提升,除气箱有合理的清渣孔。
3.五轮式连铸机(专利号:ZL00244512.3,ZL2009 2 0082060.7) 一套
主要由浇堡、流量调节装置、结晶轮及转动装置(含驱动电机)、压紧轮装置、钢带张紧装置、惰轮、钢带吹水和擦水装置、剔锭器、铸锭引桥、水冷却装置、水压力显示装置及气路系统等组成。主要技术数据如下:
1).浇包顶平面距地面高度 660mm
2).结晶轮名义直径 φ1600 mm
3).结晶轮截面形式: “H”型
4).结晶轮转速: 1.66-3.3r/min
5).结晶轮截面积: 2420mm2
6).铸锭面积: 2400mm2
7).出锭速度: 7.8-15.4m/min
8).电动机功率: 4kw(AC n=1500r/min 变频调速)
9).冷却水压力: 0.3-0.5Mpa
为保证铸锭结晶致密且均匀,结晶轮为四面喷水冷却,喷水时水面成扇形,水量可调并有压力显示。沿结晶轮的周向1点钟至10点钟段,内、外冷却各分为三区,内侧和外侧冷各分为二区。为便于冷却水调节和维护,内冷、外冷、外侧冷安装在一个可转动的门上,可方便地从结晶轮中转出。
采用水平浇注以减少紊流,浇铸时铝合金液从中间煲平稳地流向结晶轮,确保铝合金液不生产紊流, 提高质量。 上浇包到下浇包采用导流管,浇注机下浇包改变形状,增加容量。为保证张力压紧力可调,钢带张紧及压紧为气动张紧、气动压紧。
铝液通过流槽进入上浇堡。上浇堡后端有一个溢流口,过多铝液由此口流入废铝堡内,使上浇堡铝液位保持相对稳定,同时也起到安全保护作用,上浇堡装在一个可倾式平台上,当需立即停止浇铸时,翻倾平台,将浇堡及流槽余液流入废铝堡。上浇堡另一端底部有一个放流口,铝液由此放流口放入下浇堡,铝液在下浇堡暂存,再通过浇嘴流入结晶轮槽。上浇堡放流口出口处有一堵头,由外向内堵流口,控制流口的大小。该堵头装在下浇堡里的一个浮子上,浮子是一个杠杆机构,杠杆的另一端是可移位的配重块。此杠杆机构的力矩平衡为:
M1+M2-M3=M4 M1:流口处压力力矩 M2:浮子重力力矩
M3:下浇堡浮力力矩 M4:配重块重力力矩
动态过程:当下浇堡液位下降,M2减小,浮子也下降,杠杆失去平衡,在流口处压力力矩M1作用下,堵头下压,流口在加大,下浇堡液位开始上升,M2增大,上顶堵头,减小流口流量,直到平衡。
当上浇堡液位上升时,流口处压力力矩M1增大,下压堵头,使流口流量增大,下浇堡液位上升,反顶堵头,减小流量,直到平衡。
在刚开始浇铸时,结晶轮槽需快速填充,同时结晶轮也处在一个升速过程,因此此期间需要人工适当手动调整,当速度稳定后,上浇堡液位也基本稳定后方可实现自动。该装置已申请专利(ZL200920082059.4)。
4. 浇铸机冷却系统(用户自备)
设备要求水泵二台(其中一台为备用),过滤器两台(其中一台为备用),所需的截止阀、底阀、管件、法兰等。
水泵功率 22kw
水压 0.3-0.5MPA
流量 100m3/h
温度 ≤50℃
5.滚剪机 一套
电机 15kW (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。
6.单轨式油压剪 一套
1).最大剪切力: 14000kg
2).最大剪切行程: 85mm
3).电动葫芦型号: TV-0.50, 起重量500kg
4).电动机功率: 11kw
5).剪切时间: ≤3s
单轨式油压剪由单轨起重机、油压剪切装置及油路系统组成。
7.主动校直装置 一套
主要包括传动机构、校直机构、校直部分具有主动校直功能和铸锭导入功能。校直轮共五只导轮,上面二只下面三只错位安装。
8.倍频感应加热装置 一套
本装置用于连铸连轧生产线上,对铸坯进行加热升温。主要包括感应加热器、中频电源柜、测温及控温系统等。感应加热器采用分段式,段与段之间设有支撑传动辊。控温系统由进出口光导纤维测温仪,智能仪表及模拟转换系统等构成。能适应铝合金锭轧制前加热温度的工艺要求:由440℃-480℃加热到490℃-520℃;其冷却水管的主管用不锈钢管,接头部分用铜接头。装置的铜排采用胶木保护,外加安全罩壳。
中频电源最大输出功率 300kw
中频电源频率 350HZ
锭坯加热最大可升温 70℃
冷却水流量 >15t/h
冷却水压力 0.3-0.4 mpa
生产速度 8-12 m/min
设备外形尺寸 2200×1260×1000mm(L×H×B)
8.1 本装置测温采用西安光圣公司的FA光纤测温仪。
8.2本装置设立水温、水压报警装置,一旦水欠压,立即关断电源,冷却水出水温度超温,声光信号报警。
8.3本装置为保证连铸坯顺利通过,在满足工艺要求的情况下,尽最大可能加大感应器尺寸。感应器内胆外径为 Ф 95mm。
8.4支承辊轴承采用耐高温轴承。
8.5感应加热装置可移动,当不需要的时候可以移开,并设置辅助支承导辊。
8.6当连轧机发生堆杆停车时,感应加热装置能自动断电。
9.连轧机 一 套
1).型式: 三辊Y型
2).出杆直径: Φ9.5mm、Φ12mm
3).机架数: 15架、13架
4).轧辊名义尺寸: Φ255mm
5).相邻机架传动比: 1:1.25
6).终轧速度: V=6.2m/s(最大)
7).轧制中心高: 1052.5mm
8).主电机功率: 355kw(DC),600r.p.m
轧机采用主动喂料,动力从主传动箱输出,由气缸夹紧铸锭,助推喂入1号机架。 连轧机由15副Y型三辊机架组成,名义辊径为Φ255mm,偶数机架为上传动共七副,奇数机架为下传动共八副,左右交替布置。采用弧三角一园系统孔型。主传动用355kw直流电机通过齿形联轴节与传动牙箱第12副机架下的主轴连接传递功率。相邻两副机架之间的齿轮速比均为1:1.25,传动牙箱与机架连接处均有安全齿形联轴节,当过截时切断安全销,以防事故发生。每副机架前后分别装有进出口导位,奇数机架入口导位为滚动式,偶数机架入口导位为滑动式。机架间设有堆杆检测停车装置,当发生推杆时轧机会自动停车。
每付机架的侧辊小牌坊可以采用垫片调整,具有不同厚度的调整片采用哈夫形式,这样可不必将四只固定螺栓全部拧出即可更换垫片。调整范围±0.5mm。
机架长、短轴采用铝合金轧机和铜轧机设计尺寸(Φ70mm),强度高、寿命长,轧辊材料采用铝合金轧机和铜轧机轧辊用材料5CrMnMo,使用寿命长。
10.轧机乳液润滑系统 一 套
1).乳液泵: IS100-65-200 Q=80 m3/h , H=50m 15 kW 2台(1台备用)
2).压力: 0.3-0.5Mpa
3).过滤器: GLQ-100 1台
5).板式换热器: 35m2
乳液润滑系统为双泵系统,乳液分两路经离心泵、过滤器、热交换器进入装在齿轮箱上面的总管,对各机架的齿轮、轧辊、进出口导卫进行润滑、冷却,最后乳液全部通过底座上的回流槽,经过回流管再回到乳液池。
11.轧机油润滑系统 一 套
1).齿轮泵: CY-18/0.36-2 5.5 kW 960r.p.m 2台(1台备用)
2).工作压力: 0.1-0.3Mpa
3).过滤器: GLQ-80 1 台
4).油箱: 5m3
供油系统为双系统,油箱中的油通过油泵经过滤器来到齿轮箱后的进油总管,分三处进入齿轮箱,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。
12. 铝合金杆淬火装置 一 套
主要包括冷却水系统两套(其中一台为备用)、淬冷系统等。
淬火装置淬火分八区进行,收线导管出口处装有吹水装置,冷却介质为浇铸机循环水,包括进出管道及阀门。
12.1 冷却水温度 ≤35℃
12.2 冷却水压 0.3-0.5MPA
12.3 淬冷段长度 6000mm
12.4 淬冷后温度 <100℃
13.收杆机 一 套
本机主要由操作平台、夹送装置、引桥、环形摆线装置、贮线装置、小车等组成。
13.1 牵引装置
13.1.1牵引速度 8.9m/s(最大)
13.1.2牵引电机 7.5kw (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传动带动一夹送辊转动,同时通过两对齿轮带动另一夹送辊同步转动。
13.2 绕杆装置
13.2.1成圈直径 Φ2300mm
13.2.2绕杆电机 4kw (AC 变频调速)
铝合金杆在牵引推力下穿入蜗轮轴,再下穿螺旋摆管进行预变形,然后绕落在小车框内。
13.3成圈小车
13.3.1成圈框直径 Φ2300mm
13.3.2成圈框高度 1500mm
小车上有二个成圈框,小车下面有气缸,由气缸推动实现换框动作。
14.连铸连轧生产线电气控制系统 一 套
电气系统由三相四线380V,50Hz,低压网络供电,设备总功率约为950kw。生产线连铸机、滚剪机、连轧机、收杆装置传动部分采用全数字直流调速或交流变频同步控制,控制部分采用西门子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:355kw主电机采用西门子6RA7087-6DS22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。连铸机电机、滚剪机、牵引装置和绕杆装置电机也采用交流电机,由西门子交流变频调速装置进行控制。PLC采用西门子S7-300进行编程,触摸屏采用TP27010吋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、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32A以下采用西门子产品系列或施奈德产品,32A 以上选用国内知名牌产品。电控部份采用4 +3柜台组合:4个电控柜为整体式,通过底座连接,外形美观,便于内部排线连接。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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