组合式型钢万能轧制生产线及生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种组合式型钢万能轧制生产线及生产方法，包括依次设置的加热炉、开坯机轧制单元、牌坊式万能轧机轧制单元、短应力线式万能轧机轧制单元和冷床。从加热炉出来的坯料，经开坯机轧制单元对坯料进行若干奇数道次的轧制后，再由牌坊式万能轧机轧制单元和短应力线式万能轧机轧制单元不同组合的形式对坯料进行轧制，最终冷却得到成品。本发明将传统牌坊式万能轧机与短应力线万能轧机在线控制技术组合在一起，可灵活应用各种万能轧机轧制工艺，通过对生产线设备布置方式和生产工艺的改进，使生产线克服现有技术中多种布置方式的缺点，达到提高生产效率、降低设备工程投资、充分释放轧机产能、提高生产线的生产兼容性等目的。
【专利说明】组合式型钢万能轧制生产线及生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种组合式型钢万能轧制生产线及生产方法。
【背景技术】
[0002]采用万能轧机及万能轧制工艺方法生产型钢(主要是H型钢，也包括其他断面的型钢，如钢轨、角钢等)是公知技术。一般H型钢万能轧制生产工艺方式主要有传统跟踪式可逆轧制、半连轧和全连轧三种形式。
[0003]一、传统跟踪式可逆轧制
[0004](1)1个U-E机组往复连轧(图1所示)，布置形式轧机数量少、操作简单、但轧制道次多、产量较低，只能生产大规格产品。
[0005](2)两个U-E机组的往复连轧(图2所示)，布置形式操作简单、产量较高，但主轧线较长导致厂房面积大，投资较大。
[0006]二、X-H可逆式轧制法(图3所示)
[0007]轧机配置由一架或两架开坯轧机(BD轧机)和三架可逆连轧机组(Ur-E-Uf)组成，如专利CN97126447.3所述。
[0008]此种布置下的X-H法生产H型钢时，由于三架连轧机组(Ur-E-Uf)中的后一架万能轧机(Uf)既充当万能粗轧机的角色又充当万能精轧机的角色，在X-H轧制工艺整个过程中，翼缘的形状在两架万能轧机(Ur、Uf)间产生X-H的变化，容易使万能精轧机(Uf)的轧辊磨损较快，轧辊一次轧制量小，使得在批量生产过程中轧辊使用周期段，换辊频繁，影响
生产效率，产量较小。
[0009]另外，此种工艺布置通过万能轧制方法兼顾生产钢轨、槽钢等产品时，在万能变形过程中，后一架万能轧机(Uf)始终不参与万能粗轧道次的变形，保持打开状态。在最后一道次通过连轧机组(Ur-E-Uf)时后一架万能轧机(Uf)调整辊缝至轧制状态对轧件进行精轧变形轧制出成品轧件，即后一架万能轧机(Uf)只在最后一道次使用，前面所有道次均处于空过状态。这样，三机架连轧机组(Ur-E-Uf)的轧机利用率不高，对钢轨和槽钢等其他型钢的生产兼容性不好，生产效率较低，限制了万能轧机产能的释放。
[0010]此种工艺也只能适用于大规格产品的生产。
[0011]三、X-X-H可逆式轧制法(图4所示)
[0012]在3架粗轧机组(U1-E-U2)后单独设置一架万能精轧机(Uf)，专门承担最后一道次万能精轧变形任务，将3架粗轧机组(U1-E-U2)生产能力释放，如专利CN03816778.6所述。
[0013]此布置万能精轧机(Uf)与粗轧机组(U1-E-U2)的间距较长，导致车间轧线较长、厂房面积增加、整体投资较高。且万能精轧机(Uf)远离粗轧机组(U1-E-U2)使得轧件在运输过程中散热较快，温降较大，对轧件温度控制不利。且此布置不适合生产规格小的H型钢和薄壁H型钢。[0014]此种工艺也只能适用于大规格产品的生产。
[0015]四、全连轧(图5所示)
[0016]全连轧布置形式由多架二辊粗轧机、多架万能中、精轧机以及轧边机组成，其生产特点为从开坯机到成品轧机为一条连续轧制线，产量大，效率高，适合生产小规格H型钢，但是轧线轧机数量多，投资较大。此种工艺适用于小规格产品的生产。
[0017]基于上述型钢生产方法及布置方式存在的局限性，并结合当前型钢市场需求、生产工艺和控制发展水平，本发明提出一种新型的组合式H型钢万能轧制生产方法及工艺布置，此种布置不仅适合生产各种大、中、小规格H型钢产品，还适合生产钢轨、工字钢、槽钢、角钢、钢板桩、乙字钢、球扁钢、L型钢、履带钢等各种断面规格的型钢。可在同一条生产线上实现各种规格产品的系列化生产，完善单一生产线产品规格的局限性。
【发明内容】
[0018]有鉴于此，本发明的目的是提供一种组合式型钢万能轧制生产线及生产方法，通过对生产线设备布置方式和生产工艺的改进，使生产线克服现有技术中多种布置方式的缺点，达到提高生产效率、降低设备工程投资、充分释放轧机产能、提高生产线的生产兼容性等目的，另外，也减少轧制过程中轧件的温降，使其不仅适用于各种规格H型钢的轧制生产，也适用于钢轨、工字钢、槽钢、角钢、钢板桩、乙字钢、球扁钢、L型钢、履带钢等各种断面规格的型钢。
[0019]一种组合式型钢万能轧制生产线，包括依次设置的加热炉、开坯机轧制单元、牌坊式万能轧机轧制单元、短应力线式万能轧机轧制单元和冷床；所述开坯轧机轧制单元包括至少I架二辊式或四辊万能式轧机，所述牌坊式万能轧机轧制单元的轧机数量为3架，所述短应力线式万能轧机轧制单元的轧机数量为4?12架。
[0020]进一步，所述牌坊式万能轧机轧制单元前端设有翻钢横移装置。
[0021]进一步，所述冷床前端设有用于切除型钢头尾的锯切装置。
[0022]进一步，所述牌坊式万能轧机轧制单元包括依次设置的粗轧机和精轧机，所述粗轧机水平辊侧壁斜度为4°?12°，所述精轧机水平辊侧壁斜度为0°?0.5°，所述粗轧机的立辊为锥形辊且辊面锥角角度为4°?12°，所述精轧机的立辊为锥形辊且辊面锥角角度为0°?0.5°。
[0023]本发明提供了一种利用上述组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的方法，从加热炉出来的坯料，进入开坯机轧制单元进行奇数道次的往复轧制；再通过牌坊式万能轧机轧制单元进行往复轧制6?18个道次，所述牌坊式万能轧机轧制单元在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?1.4，所述短应力线式万能轧机轧制单元不参与轧制；轧制出的轧件经锯切装置锯切掉头、尾部分，进入冷床冷却得到成品。
[0024]本发明提供了一种利用上述组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的方法，其特征在于:从加热炉出来的坯料，进入开坯机轧制单元进行奇数道次的往复轧制；再通过短应力线式万能轧机轧制单元进行I道次连轧，所述短应力线式万能轧机轧制单元在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?1.4，所述牌坊式万能轧机轧制单元不参与轧制；轧制出的轧件经锯切装置锯切掉头、尾部分，进入冷床冷却得到成品。
[0025]本发明提供了一种利用上述组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的方法，从加热炉出来的坯料，进入开坯机轧制单元进行奇数道次的往复轧制；依次通过牌坊式万能轧机轧制单元进行I道次连轧和短应力线式万能轧机轧制单元进行I道次连轧，牌坊式万能轧机轧制单元和短应力线式万能轧机轧制单元在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?1.4 ;轧制出的轧件经锯切装置锯切掉头、尾部分，进入冷床冷却得到成品。
[0026]进一步，轧件通过翻钢横移装置翻转后进入后续轧制单元进行轧制。
[0027]本发明的有益效果在于:本发明具有以下优点:
[0028]I)克服传统型钢生产线生产产品规格的局限性，满足大、中、小各种规格型钢产品的生产；
[0029]2)实现各类型钢产品系列全覆盖式生产，型钢生产线数量由以前的多条减少至I条，设备投资减少，实用性增强，产能增大；
[0030]3)可实现型材产品的立式轧制工艺，解决了传统卧式轧制时易由型材槽内积水导致的上下表面温度不等，轧制非对称断面型材时由于重力因素引起的倾翻及翘头/扣头等现象；
[0031]4)轧件在生产线上运输距离缩短，温降少，更易实现在线控制轧制，轧线长度缩短、车间厂房面积减小、节省投资；
[0032]5)还可以将本发明的万能轧机转换成二辊模式，生产其他断面型材，如H型钢、钢轨、工字钢、槽钢、角钢、钢板桩、乙字钢、球扁钢、L型钢、履带钢等。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中:
[0034]图1为现有技术中一个U-E机组的往复连轧工艺平面布置简图；
[0035]图2为现有技术中两个U-E机组的往复连轧工艺平面布置简图；
[0036]图3为现有技术中X-H轧制工艺平面布置简图；
[0037]图4为现有技术中X-X-H轧制工艺平面布置简图；
[0038]图5为现有技术中全连轧工艺平面布置简图；
[0039]图6为本发明的工艺平面布置简图；
[0040]图7为本发明实施例1的孔型系统及生产流程示意图；
[0041]图8为本发明实施例2的孔型系统及生产流程示意图；
[0042]图9为本发明实施例3的孔型系统及生产流程示意图；
[0043]图10为本发明实施例4的孔型系统及生产流程示意图；
[0044]图11为本发明实施例5的孔型系统及生产流程示意图；
[0045]图12为本发明实施例6的孔型系统及生产流程示意图。
【具体实施方式】
[0046]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0047]实施例1
[0048]图6为本发明的工艺平面布置简图，如图所示，本发明组合式型钢万能轧制生产线，包括依次设置的加热炉1、开坯机轧制单元2、牌坊式万能轧机轧制单元3、短应力线式万能轧机轧制单元4和冷床5 ;所述开坯轧机轧制单元2包括至少I架二辊式或四辊万能式轧机，所述牌坊式万能轧机轧制单元3的轧机数量为3架，所述短应力线式万能轧机轧制单元4的轧机数量为4?12架。从加热炉I出来的坯料，经开坯机轧制单元2、牌坊式万能轧机轧制单元3和短应力线式万能轧机轧制单元4进行轧制得到成品型钢，克服传统型钢生产线生产产品规格的局限性，满足大、中、小各种规格型钢产品的生产，减少了生产线数量，降低了投资。
[0049]本实施例中，所述牌坊式万能轧机轧制单元3前端设有翻钢横移装置6，将型钢翻转，即可采用传统的型钢卧式轧制，也可以采用型钢立式轧制。
[0050]本实施例中，所述冷床5前端设有用于切除型钢头尾的锯切装置7，通过切除轧件头、尾，进入冷床后得到成品。
[0051]本实施例中，所述牌坊式万能轧机轧制单元3包括依次设置的粗轧机和精轧机，所述粗轧机水平辊侧壁斜度为4°?12°，所述精轧机水平辊侧壁斜度为0°?0.5°，所述粗轧机的立辊为锥形辊且辊面锥角角度为4°?12°，所述精轧机的立辊为锥形辊且辊面锥角角度为0°?0.5°，采用这种形式的轧机轧制轧件不仅可以使轧件获得较大延伸，还可以降低轧辊磨损。
[0052]图7为本发明实施例1的孔型系统及生产流程示意图，如图所示，利用上述组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的方法，从加热炉I出来的坯料，进入开坯机轧制单元2进行奇数道次的往复轧制；轧件采用传统卧式姿态进入后续轧制单元进行轧制，再通过牌坊式万能轧机轧制单元3进行往复轧制6?18个道次，所述牌坊式万能轧机轧制单元3在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?1.4，所述短应力线式万能轧机轧制单元4不参与轧制，移出轧制工位由空过辊道填补；轧制出的轧件经锯切装置7锯切掉头、尾部分，进入冷床5冷却得到成品。
[0053]实施例2
[0054]图8为本发明实施例2的孔型系统及生产流程示意图，如图所示，作为实施例1中组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的改进轧制方法，从加热炉I出来的坯料，进入开坯机轧制单元2进行奇数道次的往复轧制；轧件经翻钢横移装置6翻转调整、对中，轧件采用立式姿态进入后续轧制单元进行轧制，再通过牌坊式万能轧机轧制单元3进行往复轧制6?18个道次，所述牌坊式万能轧机轧制单元3在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?1.4，所述短应力线式万能轧机轧制单元4不参与轧制，移出轧制工位由空过辊道填补；轧制出的轧件经锯切装置7锯切掉头、尾部分，进入冷床5冷却得到成品。
[0055]实施例3
[0056]图9为本发明实施例3的孔型系统及生产流程示意图，如图所示，利用上述组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的方法，从加热炉I出来的坯料，进入开坯机轧制单元2进行奇数道次的往复轧制；轧件采用传统卧式姿态进入后续轧制单元进行轧制，再通过短应力线式万能轧机轧制单元4进行I道次连轧，所述短应力线式万能轧机轧制单元4在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?1.4，所述牌坊式万能轧机轧制单元3不参与轧制，移出轧制工位由空过辊道填补；轧制出的轧件经锯切装置7锯切掉头、尾部分，进入冷床5冷却得到成品。
[0057]实施例4[0058]图10为本发明实施例4的孔型系统及生产流程示意图，如图所示，作为实施例3中组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的改进轧制方法，从加热炉I出来的坯料，进入开坯机轧制单元2进行奇数道次的往复轧制；轧件经翻钢横移装置6翻转调整、对中，轧件采用立式姿态进入后续轧制单元进行轧制，再通过短应力线式万能轧机轧制单元4进行I道次连轧，所述短应力线式万能轧机轧制单元4在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?
1.4，所述牌坊式万能轧机轧制单元3不参与轧制，移出轧制工位由空过辊道填补；轧制出的轧件经锯切装置7锯切掉头、尾部分，进入冷床5冷却得到成品。
[0059]实施例5
[0060]图11为本发明实施例5的孔型系统及生产流程示意图，如图所示，利用上述组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的方法，从加热炉I出来的坯料，进入开坯机轧制单元2进行奇数道次的往复轧制；轧件采用传统卧式姿态进入后续轧制单元进行轧制，依次通过牌坊式万能轧机轧制单元3进行I道次连轧和短应力线式万能轧机轧制单元4进行I道次连车L，牌坊式万能轧机轧制单元3和短应力线式万能轧机轧制单元4在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?1.4 ;轧制出的轧件经锯切装置7锯切掉头、尾部分，进入冷床5冷却得到成品。
[0061]实施例6
[0062]图12为本发明实施例6的孔型系统及生产流程示意图，如图所示，作为实施例5中组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的改进轧制方法，从加热炉I出来的坯料，进入开坯机轧制单元2进行奇数道次的往复轧制；轧件经翻钢横移装置6翻转调整、对中，轧件采用立式姿态进入后续轧制单元进行轧制，依次通过牌坊式万能轧机轧制单元3进行I道次连轧和短应力线式万能轧机轧制单元4进行I道次连轧，牌坊式万能轧机轧制单元3和短应力线式万能轧机轧制单元4在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?1.4 ;轧制出的轧件经锯切装置7锯切掉头、尾部分，进入冷床5冷却得到成品。
[0063]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种组合式型钢万能轧制生产线，其特征在于:包括依次设置的加热炉、开坯机轧制单元、牌坊式万能轧机轧制单元、短应力线式万能轧机轧制单元和冷床；所述开坯轧机轧制单元包括至少I架二辊式或四辊万能式轧机，所述牌坊式万能轧机轧制单元的轧机数量为3架，所述短应力线式万能轧机轧制单元的轧机数量为4?12架。
2.根据权利要求1所述的组合式型钢万能轧制生产线，其特征在于:所述牌坊式万能轧机轧制单元前端设有翻钢横移装置。
3.根据权利要求1所述的组合式型钢万能轧制生产线，其特征在于:所述冷床前端设有用于切除型钢头尾的锯切装置。
4.根据权利要求1所述的组合式型钢万能轧制生产线，其特征在于:所述牌坊式万能轧机轧制单元包括依次设置的粗轧机和精轧机，所述粗轧机水平辊侧壁斜度为4°?12°，所述精轧机水平辊侧壁斜度为0°?0.5°，所述粗轧机的立辊为锥形辊且辊面锥角角度为4°?12°，所述精轧机的立辊为锥形辊且辊面锥角角度为0°?0.5°。
5.使用权利要求1至6任意一项所述的组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的方法，其特征在于:从加热炉出来的坯料，进入开坯机轧制单元进行奇数道次的往复轧制；再通过牌坊式万能轧机轧制单元进行往复轧制6?18个道次，所述牌坊式万能轧机轧制单元在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?1.4，所述短应力线式万能轧机轧制单元不参与轧制；轧制出的轧件经锯切装置锯切掉头、尾部分，进入冷床冷却得到成品。
6.使用权利要求1至6任意一项所述的组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的方法，其特征在于:从加热炉出来的坯料，进入开坯机轧制单元进行奇数道次的往复轧制；再通过短应力线式万能轧机轧制单元进行I道次连轧，所述短应力线式万能轧机轧制单元在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?1.4，所述牌坊式万能轧机轧制单元不参与轧制；轧制出的轧件经锯切装置锯切掉头、尾部分，进入冷床冷却得到成品。
7.使用权利要求1至6任意一项所述的组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的方法，其特征在于:从加热炉出来的坯料，进入开坯机轧制单元进行奇数道次的往复轧制；依次通过牌坊式万能轧机轧制单元进行I道次连轧和短应力线式万能轧机轧制单元进行I道次连轧，牌坊式万能轧机轧制单元和短应力线式万能轧机轧制单元在轧制过程中每道次的延伸系数为1.0?1.4 ;轧制出的轧件经锯切装置锯切掉头、尾部分，进入冷床冷却得到成品。
8.根据权利要求7至9任意一项所述的组合式型钢万能轧制生产线生产型钢的方法，其特征在于:轧件通过翻钢横移装置翻转后进入后续轧制单元进行轧制。
【文档编号】B21B1/08GK103658167SQ201310641755
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】谭成楠, 周民, 李玉军, 闵建军 申请人:中冶赛迪工程技术股份有限公司