论文部分内容阅读
[摘 要]简要介绍了我国中小型H型钢生产线的发展，并对六条典型生产线生产工艺、主要设备等进行了总结。
[关键词]中小型 H型钢 生产工艺
中图分类号：U895 文献标识码：A 文章编號：1009-914X（2016）04-0190-01
1.前言
H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材。H型钢具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用于工业厂房、民用建筑、市政工程、石油平台、桥梁等领域。
2.典型生产线介绍
目前国内以生产中小H型钢为主的共有六条生产线，五条已投产，一条在建。基本情况见表1：
2.1 莱钢中型生产线
该生产线设计H型钢最大规格为350×175，后来研发到400×200，使用三种矩形坯轧制。设计年产为50万吨，实际月产突破9万吨，年产水平达到100万吨。该生产线是引进新日铁技术，因建设年代较早，引进范围较多，除引进了轧机，矫直机等核心设备外，锯、电机、加热炉均为引进，投资约8.9亿元。
2.2 日照中型生产线
该生产线设计H型钢最大规格为350×175，使用三种矩形坯轧制。设计年产为75万吨，实际月产9万吨，年产水平100万吨。后来该厂已进行了改造，对冷床进行了加长，对精轧第一架的立辊轧机改为了水平轧机，又加了一架万能轧机，据称月产可达到12万吨。该生产线为引进意大利达涅利二手设备，为全套购买，包括加热炉炉底机械部分，因是二手设备，购买价格约为新设备的1/3（1000万美元左右），投资据介绍约在5亿元左右。
该生产线主要具有以下特点：
（1）轧件经开坯机往复轧制5～11道次，由曲柄飞剪切头后送往精轧机组。精轧机组对轧件进行连续轧制，根据轧制品种的不同，机组采用不同的组合方式。（2）出精轧的轧件经辊道送往2#飞剪进行分段或切尾，分段后加速输送到带升降裙板的冷床入口辊道上。（3）上冷床的轧件，在冷床前段的对齐辊道上对轧件进行一端对齐，由热锯进行切头和取样，下冷床的轧件温度应低于70℃。（4） 矫直后的轧件送往编组台架，按照规格不同和锯切的要求进行分组，通常每3～6支为一组，由链式移送装置送至定尺区辊道。定尺范围为6～24米。合格的定尺产品送到双磁头码垛机按要求进行码垛，非定尺产品送往改尺台架，利用带锯进行改尺。
2.3 马钢中型生产线
该生产线设计H型钢最大规格为400×200，使用坯料以异形坯为主，是目前国内第一条也是唯一一条全连续轧制中型H型钢的生产线。设计年产为50万吨，实际月产6-7万吨，年产水平70-80万吨。该生产线为引进意大利达涅利设备和技术，投资约7.8亿元。
该生产线主要具有以下特点：
（1）15架轧机分两组布置构成连续式轧制生产线，设置快速更换机架系统，机械设备总重约5000吨，其中引进达涅利设备约1000吨，全部设备布置在5.5m高的平台上。一级二级自动化控制由TOSHIBA-GE公司提供，主传动全部采用变频调速数字控制系统。
（2）采用近终型异形坯轧制H型钢，主要优点：一是开坯道次明显减少，生产节奏快；二是由于轧制时间缩短，所以轧件温降小，一般可使轧件温降减少100℃；三是能使轧制力降低30%，轧制能耗减少20%；四是能提高综合成材率。
（3）5机架粗轧机组呈1H-2V-3H-4H-5V平立交替布置，其中2V、5V立轧机具有和控制轧件宽度作用，10机架精轧机组布置形式为
6H-7H/U-8H/U-9H/U-10H/U-11H-12H/U-13H/U-14H-15H/U，，6H二辊水平轧机用来控制腹板和翼缘之间的延伸率，11H和14H两架轧边机用来控制翼缘的腿端形状和尺寸。
（4）SHS万能轧机轧辊辊身长度短，轧辊挠度小，可获得良好的产品尺寸公差。精轧机架间采用微张力控制，而且轧机具有较大的生产能力。设置了计算机3级自动控制系统，用来完成物料跟踪、工艺参数和轧辊参数设定及生产计划管理等工作，控制简捷，生产效率高。
（5）为了提高所轧H型钢产品的外形尺寸精度，降低轧废，在精轧机出口侧、飞剪之前设置在线测量仪，对轧件进行在线测量，减少了红检取样时间，降低了红检工劳动强度，提高轧机有效作业率；
（6）主要辅助设备：冷床（1座）：步进式，轧件一般立冷，设有强制水雾喷淋强化冷却；矫直机（1台）：10辊悬臂式，上辊不传动，升降调整，下辊由一台400kW变频调速交流电机传动，节距900mm，具有快速换辊功能；锯机（2台）：锯片最大直径为φ2000mm，厚度13mm，伞齿轮传动的液压进锯，速度达到80mm/s。
（7）该套轧机最大特点是可以生产轻型薄壁H型钢。
2.4 长治中型生产线
该生产线设计H型钢最大规格为450×200，使用坯料以异形坯为主，轧机布置与德国西马克梅尔大H型钢相同。设计年产为60万吨，轧线因温降较大轧制小规格时很难实现。该生产线为引进德国西马克梅尔技术，投资约4.6亿。
该生产线主要具有以下特点：
（1）轧机生产效率高，成品偏差小。闭口式牌坊开坯轧机上辊电动压下，带有堆钢时自动防咬入装置、过载保护和轧制力的测量装置；在轧机前后的控制器根据轧制表将坯料送入轧槽。必要时开坯料通过夹式翻钢装置进行翻转。具有快速换辊功能。（2）步进梁式冷床由液压控制，设置雾化冷却装置，通过开/关冷却管道和采用水压控制，冷却速度可调节。考虑在精整后面区域事故中断，2或3支料（根据轧件尺寸而定）能在冷床得到缓冲。轧件的出床温度为80℃。（3）单线矫直，最大的矫直速度约6米/秒，咬入速度大约1.5米/秒。矫直机为悬臂式，其矫直辊通过液压锁紧螺母固定在矫直轴上。为了覆盖所有的产品范围，矫直辊在水平方向上有不同的固定间距。（4）堆垛机由磁性堆垛控制器控制，每第二层的槽钢和角钢通过磁性翻转装置翻转180°堆垛长度从6～24米；成品由两台带式自动打包机打包，一台固定，一台移动。
2.5 津西中型生产线
该生产线为两条镜向布置，该生产线设计H型钢最大规格为400×200，全部规格产品使用矩形坯轧制。设计年产能为80万吨/条。该生产线精轧机组和轿直机设备从达涅利引进，两条线投资约12亿元。
该生产线主要具有以下特点：
（1）两条生产线镜像布置，主要设备完全相同，生产备品备件少。（2）开坯轧机为闭口式可逆二辊轧机，由一台变频调速的电机传动。上辊液压平衡、电动压下；下辊电动轴向调节。（3）精轧机组前设置1台飞剪，正常生产时，对轧件进行切头和倍尺分段，事故时，对轧件进行碎断。（4）在精轧出口侧安装有达涅利公司的“Hi-profile”轮廓仪，可以实现连续在线尺寸测量及监测，保证产品的尺寸精度。
2.6 宝得中型生产线（在建）
宝得中型生产线设计H型钢最大规格为500×200，全部使用矩形坯轧制。该生产线我国新建的第一条全国产十机架连续轧制的中小H型钢生产线。
该生产线主要具有以下特点：
（1）粗轧机为二辊可逆轧机，在辊身全长上布置多个孔型，节省投资。换辊时，导卫与轧辊一起更换，节约换辊和轧线调整时间。（2）精轧机为万能和二辊短应力线可互换轧机，既能满足H型钢生产的要求，同时又能适应角钢、槽钢等型钢的生产要求。（3）设置号称世界最大冷床，尺寸155m×28m，设有强制水雾喷淋强化冷却装置，长尺轧件逐根送上冷床冷却至工艺要求温度，为保证冷却均匀，H型钢、工字钢和矿用工字钢在冷床上需翻钢立冷。在下冷床的轧件温度应低于70℃。（4）冷锯布置方式与其它几条引进生产线不同，采用4台冷锯机（1台固定和3台移动）并列布置，移动锯移动范围大，一次可锯切4根定尺，缩短了锯区辊道长度。
3.结语
通过对六家国内典型中小H型钢生产线的分析，无论是新日铁紧凑式高刚度万能轧机、意大利紧凑式万能轧机、联接板式万能轧机，还是德国SKET型万能轧机、开轭式轧机等。我们对各种机型都有一定的研究，国产的万能轧机在唐山几个民营企业已经得到应用，经过十年的积累，在生产工艺方面国内也不乏技术力量。
[关键词]中小型 H型钢 生产工艺
中图分类号：U895 文献标识码：A 文章编號：1009-914X（2016）04-0190-01
1.前言
H型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材。H型钢具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用于工业厂房、民用建筑、市政工程、石油平台、桥梁等领域。
2.典型生产线介绍
目前国内以生产中小H型钢为主的共有六条生产线，五条已投产，一条在建。基本情况见表1：
2.1 莱钢中型生产线
该生产线设计H型钢最大规格为350×175，后来研发到400×200，使用三种矩形坯轧制。设计年产为50万吨，实际月产突破9万吨，年产水平达到100万吨。该生产线是引进新日铁技术，因建设年代较早，引进范围较多，除引进了轧机，矫直机等核心设备外，锯、电机、加热炉均为引进，投资约8.9亿元。
2.2 日照中型生产线
该生产线设计H型钢最大规格为350×175，使用三种矩形坯轧制。设计年产为75万吨，实际月产9万吨，年产水平100万吨。后来该厂已进行了改造，对冷床进行了加长，对精轧第一架的立辊轧机改为了水平轧机，又加了一架万能轧机，据称月产可达到12万吨。该生产线为引进意大利达涅利二手设备，为全套购买，包括加热炉炉底机械部分，因是二手设备，购买价格约为新设备的1/3（1000万美元左右），投资据介绍约在5亿元左右。
该生产线主要具有以下特点：
（1）轧件经开坯机往复轧制5～11道次，由曲柄飞剪切头后送往精轧机组。精轧机组对轧件进行连续轧制，根据轧制品种的不同，机组采用不同的组合方式。（2）出精轧的轧件经辊道送往2#飞剪进行分段或切尾，分段后加速输送到带升降裙板的冷床入口辊道上。（3）上冷床的轧件，在冷床前段的对齐辊道上对轧件进行一端对齐，由热锯进行切头和取样，下冷床的轧件温度应低于70℃。（4） 矫直后的轧件送往编组台架，按照规格不同和锯切的要求进行分组，通常每3～6支为一组，由链式移送装置送至定尺区辊道。定尺范围为6～24米。合格的定尺产品送到双磁头码垛机按要求进行码垛，非定尺产品送往改尺台架，利用带锯进行改尺。
2.3 马钢中型生产线
该生产线设计H型钢最大规格为400×200，使用坯料以异形坯为主，是目前国内第一条也是唯一一条全连续轧制中型H型钢的生产线。设计年产为50万吨，实际月产6-7万吨，年产水平70-80万吨。该生产线为引进意大利达涅利设备和技术，投资约7.8亿元。
该生产线主要具有以下特点：
（1）15架轧机分两组布置构成连续式轧制生产线，设置快速更换机架系统，机械设备总重约5000吨，其中引进达涅利设备约1000吨，全部设备布置在5.5m高的平台上。一级二级自动化控制由TOSHIBA-GE公司提供，主传动全部采用变频调速数字控制系统。
（2）采用近终型异形坯轧制H型钢，主要优点：一是开坯道次明显减少，生产节奏快；二是由于轧制时间缩短，所以轧件温降小，一般可使轧件温降减少100℃；三是能使轧制力降低30%，轧制能耗减少20%；四是能提高综合成材率。
（3）5机架粗轧机组呈1H-2V-3H-4H-5V平立交替布置，其中2V、5V立轧机具有和控制轧件宽度作用，10机架精轧机组布置形式为
6H-7H/U-8H/U-9H/U-10H/U-11H-12H/U-13H/U-14H-15H/U，，6H二辊水平轧机用来控制腹板和翼缘之间的延伸率，11H和14H两架轧边机用来控制翼缘的腿端形状和尺寸。
（4）SHS万能轧机轧辊辊身长度短，轧辊挠度小，可获得良好的产品尺寸公差。精轧机架间采用微张力控制，而且轧机具有较大的生产能力。设置了计算机3级自动控制系统，用来完成物料跟踪、工艺参数和轧辊参数设定及生产计划管理等工作，控制简捷，生产效率高。
（5）为了提高所轧H型钢产品的外形尺寸精度，降低轧废，在精轧机出口侧、飞剪之前设置在线测量仪，对轧件进行在线测量，减少了红检取样时间，降低了红检工劳动强度，提高轧机有效作业率；
（6）主要辅助设备：冷床（1座）：步进式，轧件一般立冷，设有强制水雾喷淋强化冷却；矫直机（1台）：10辊悬臂式，上辊不传动，升降调整，下辊由一台400kW变频调速交流电机传动，节距900mm，具有快速换辊功能；锯机（2台）：锯片最大直径为φ2000mm，厚度13mm，伞齿轮传动的液压进锯，速度达到80mm/s。
（7）该套轧机最大特点是可以生产轻型薄壁H型钢。
2.4 长治中型生产线
该生产线设计H型钢最大规格为450×200，使用坯料以异形坯为主，轧机布置与德国西马克梅尔大H型钢相同。设计年产为60万吨，轧线因温降较大轧制小规格时很难实现。该生产线为引进德国西马克梅尔技术，投资约4.6亿。
该生产线主要具有以下特点：
（1）轧机生产效率高，成品偏差小。闭口式牌坊开坯轧机上辊电动压下，带有堆钢时自动防咬入装置、过载保护和轧制力的测量装置；在轧机前后的控制器根据轧制表将坯料送入轧槽。必要时开坯料通过夹式翻钢装置进行翻转。具有快速换辊功能。（2）步进梁式冷床由液压控制，设置雾化冷却装置，通过开/关冷却管道和采用水压控制，冷却速度可调节。考虑在精整后面区域事故中断，2或3支料（根据轧件尺寸而定）能在冷床得到缓冲。轧件的出床温度为80℃。（3）单线矫直，最大的矫直速度约6米/秒，咬入速度大约1.5米/秒。矫直机为悬臂式，其矫直辊通过液压锁紧螺母固定在矫直轴上。为了覆盖所有的产品范围，矫直辊在水平方向上有不同的固定间距。（4）堆垛机由磁性堆垛控制器控制，每第二层的槽钢和角钢通过磁性翻转装置翻转180°堆垛长度从6～24米；成品由两台带式自动打包机打包，一台固定，一台移动。
2.5 津西中型生产线
该生产线为两条镜向布置，该生产线设计H型钢最大规格为400×200，全部规格产品使用矩形坯轧制。设计年产能为80万吨/条。该生产线精轧机组和轿直机设备从达涅利引进，两条线投资约12亿元。
该生产线主要具有以下特点：
（1）两条生产线镜像布置，主要设备完全相同，生产备品备件少。（2）开坯轧机为闭口式可逆二辊轧机，由一台变频调速的电机传动。上辊液压平衡、电动压下；下辊电动轴向调节。（3）精轧机组前设置1台飞剪，正常生产时，对轧件进行切头和倍尺分段，事故时，对轧件进行碎断。（4）在精轧出口侧安装有达涅利公司的“Hi-profile”轮廓仪，可以实现连续在线尺寸测量及监测，保证产品的尺寸精度。
2.6 宝得中型生产线（在建）
宝得中型生产线设计H型钢最大规格为500×200，全部使用矩形坯轧制。该生产线我国新建的第一条全国产十机架连续轧制的中小H型钢生产线。
该生产线主要具有以下特点：
（1）粗轧机为二辊可逆轧机，在辊身全长上布置多个孔型，节省投资。换辊时，导卫与轧辊一起更换，节约换辊和轧线调整时间。（2）精轧机为万能和二辊短应力线可互换轧机，既能满足H型钢生产的要求，同时又能适应角钢、槽钢等型钢的生产要求。（3）设置号称世界最大冷床，尺寸155m×28m，设有强制水雾喷淋强化冷却装置，长尺轧件逐根送上冷床冷却至工艺要求温度，为保证冷却均匀，H型钢、工字钢和矿用工字钢在冷床上需翻钢立冷。在下冷床的轧件温度应低于70℃。（4）冷锯布置方式与其它几条引进生产线不同，采用4台冷锯机（1台固定和3台移动）并列布置，移动锯移动范围大，一次可锯切4根定尺，缩短了锯区辊道长度。
3.结语
通过对六家国内典型中小H型钢生产线的分析，无论是新日铁紧凑式高刚度万能轧机、意大利紧凑式万能轧机、联接板式万能轧机，还是德国SKET型万能轧机、开轭式轧机等。我们对各种机型都有一定的研究，国产的万能轧机在唐山几个民营企业已经得到应用，经过十年的积累，在生产工艺方面国内也不乏技术力量。