设备用途
本设备采用连铸连轧工艺方法生产无油Al-Ti-B合金杆,生产的铝合金杆直径为Φ9.5mm、Φ12mm。
2.简单工艺流程
2.1工艺流程示意如下:
普铝锭→熔化炉(用户自备)→保温炉(用户自备)→四轮式连铸机→前牵引机 →滚剪机→连轧机→铝杆冷却润滑装置→双框连续绕杆机→无油铝杆。
2.2熔铝或已配好的熔态铝合金由保温炉经过流槽,注入四轮式连铸机,连续铸成面积为1490mm2的梯形锭。用滚剪机剪去废锭,将其前端压小,喂入连轧机出杆,经由双框绕杆机成框。
3.设备组成
机组主要由四轮式浇铸机、前牵引机、滚剪机、铸坯过渡支撑装置、连轧机系统、连轧机润滑油系统、连轧机乳液循环系统、铝杆冷却润滑系统、双工位铝杆成圈装置、连铸连轧机组电气控制系统等组成。
4.主要技术参数
4.1铝杆直径: Φ9.5mm、Φ12mm
4.2生产能力: 2.0-2.5 t/h
4.3设备总尺寸: 28×7.2×4.2m
4.4设备总重量: ~ 60t
4.5设备总功率: ~ 350KW(不包括炉子部份, 外供水系统部份)
5. 设备技术规范及组成
5.1四轮式连铸机 一套
1).结晶轮直径: φ1400mm
2).结晶轮截面形式: “H”型
3).结晶轮转速: 2.7-3.5r/min
4).结晶轮截面积: 1520mm2
5).铸锭面积: 1490mm2
6).出锭速度: 7.9-12m/min
7).电动机功率: 4kw(AC, n=1500r/min 变频调速)
8).冷却水压力: 0.3-0.5Mpa
9).冷却水量: 80m3/h
10).冷却水温: < 35℃
该连铸机是仿制意大利普罗佩兹 型四轮式连铸机,该机组主要由浇堡、流量调节装置、结晶轮及转动装置、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、水压表显装置等组成。
采用近似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,确保铝合金液不产生紊流, 提高质量。上浇包到下浇包采用导流管。
为保证铸锭结晶组织致密且均匀,结晶轮为四面喷水冷却,喷水时水面成扇形,水量可调。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、维护和更换钢带,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。为保证张力可调,钢带张紧及压紧为气动张紧、气动压紧。张紧轮及压紧轮具有调偏机构用于校正和调整钢带跑偏。
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基本实现自动。该装置已申请 , 号:
5.2前牵引机 一 套
1).电机 5.5kw (AC, 变频调速)
2).牵引轮直径 Ф250mm
5.3 滚剪机 一套
1).电机 11kW (AC, 变频调速)
2).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
5.4 铸坯过渡支撑装置 一套
铸坯过渡支撑装置主要由支撑架和滚轮组组成,以确保铸坯在入轧前与轧机中心高度相近似的高度运行,减小铸坯运行过程中的扭曲。
5.5 连轧机 一套
1).主电机: Z4-280-32 220kw 1500r.p.m(DC)
2).终轧速度: 3.6m/s( )
3).出杆直径: Φ9.5±0.2mm、
4).轧制中心高: 1052.5 mm
5).机架数: 12 架 (水平辊机架1台;垂直辊机架1台;Y型上传动机架5台;Y型下传动机架5台)
6).二辊机架: 2架
7).三辊Y型机架: 10架
8).轧辊名义直径: φ255 mm
9).主传动箱速比: 1号机架与2号机架为1.415,2号机架与3号机架为1.357,3号机架与4号机架为1.302,其余为1.25
10).孔型系统: “椭圆-圆”+“弧三角-圆”
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。粗轧部分采用2付Φ255mm两辊式机架,立辊1付,平辊1付,精轧部分采用8付φ255mm三辊Y型机架,分上下传动,交替布置。采用“椭圆-圆”+“弧三角-圆” 孔型系统。主传动用220kw直流电机通过齿形联轴节与传动牙箱第12轴连接传递功率。传动牙箱于机架连接处均有安全齿形联轴节,当轧制过程中发生过载时,则安全联轴节中的剪切销被剪断,以保护传动牙箱中齿轮和轴。每副机架前后分别装有进出口导位,奇数机架入口导位为滑动式,偶数机架入口导位为滚动式。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、短轴采用设计尺寸Φ70mm,强度高、寿命长,轧辊材料采用材料5CrMnMo,使用寿命长。
5.6 轧机乳液润滑系统 一 套
1).乳液泵: IS100-80-160 Q=60 m3/h , H=36m 15 kW 2台(1台备用)
2).压力: 0.3-0.5Mpa
3).过滤器: GLQ-80 1个
5).板式换热器: 25m2
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, 乳液全部通过底座上的回流槽,经过回流管再回到乳液池。
5.7 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: 3.5m3
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。
5.8 铝杆冷却润滑系统 一 套
一方面用于导轮的冷却及润滑以防经特殊处理后的导轮粘铝,另一方面用于铝杆的润滑及冷却,调节铝杆的成圈温度约为250℃。
5.9 TS-1800型成圈下线架 一 套
1).绕杆电机功率: 2.2kw(AC, 变频调速)
电机转速: 1500转/分
2).绕杆头转速: 15-90转/分
3).齿轮减速电动机型号: JTC561A
电机功率 2.2kw
电机转速 48转/分
4).小车移动速度: 0.75m/s
5).成捆铝杆尺寸(单位:mm): Φ2150×Φ2000×1100(上口×下口×高度)
6).成捆铝杆重量: 1t
下线架属被动收线类,主要有滚轮式导管、绕杆机构、收杆车组成。
300℃ 左右的铝杆以3m/s的速度离开机架进入滚轮式无油新型收杆成圈系统,铝杆被冷却到250℃ 左右,经绕杆机构自由跌落成圆圈式成品铝杆圈。
绕杆头由交流电机驱动,通过减速箱减速驱动,变频调速,慢速绕大圈、快速绕小圈,在收杆车框栏内绕成捆。
收杆车由齿轮减速电动机,通过三角皮带驱动,台面上有两只收杆框栏,当右边的框栏收满铝杆后,操作者揿动控制台上的按钮,小车向右移动;左边空框栏移至绕杆头下收杆,打开右边框栏门,卸下铝杆,准备下次收杆。
滚轮式无油新型收杆成圈装置 特点是生产的铝杆无油。该装置已申请 , 号:ZL 2009 2 0082062.6通过调节水量开关向收线管水包内喷射乳化液,乳化液在收线管内对铝杆起到了降温润滑作用,并可根据要求调整水量大小来控制铝杆软硬强度。
5.10 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350kw。
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 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:220kw主电机采用西门子6RA28系列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S7-200进行编程,触摸屏采用Eview 6100I 10〃彩色触摸屏进行操作,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。
触摸屏以RS485的串口通讯方式与PLC进行双向的数据交换,通过PLC的程序控制实现对系统的监测和控制。
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50A以下采用施奈德产品,大于50A采用正泰产品。电控部份采用3 +3柜台组合:3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。