設備用途
本設備採用連鑄連軋工藝方法生產無油Al-Ti-B合金杆,生產的鋁合金杆直徑為Φ9.5mm、Φ12mm。
2.簡單工藝流程
2.1工藝流程示意如下:
普鋁錠→熔化爐(用戶自備)→保溫爐(用戶自備)→四輪式連鑄機→前牽引機 →滾剪機→連軋機→鋁杆冷卻潤滑裝置→雙框連續繞杆機→無油鋁杆。
2.2熔鋁或已配好的熔態鋁合金由保溫爐經過流槽,注入四輪式連鑄機,連續鑄成面積為1490mm2的梯形錠。用滾剪機剪去廢錠,將其前端壓小,喂入連軋機出杆,經由雙框繞杆機成框。
3.設備組成
機組主要由四輪式澆鑄機、前牽引機、滾剪機、鑄坯過渡支撐裝置、連軋機系統、連軋機潤滑油系統、連軋機乳液循環系統、鋁杆冷卻潤滑系統、雙工位鋁杆成圈裝置、連鑄連軋機組電氣控制系統等組成。
4.主要技術參數
4.1鋁杆直徑: Φ9.5mm、Φ12mm
4.2生產能力: 2.0-2.5 t/h
4.3設備總尺寸: 28×7.2×4.2m
4.4設備總重量: ~ 60t
4.5設備總功率: ~ 350KW(不包括爐子部份, 外供水系統部份)
5. 設備技術規範及組成
5.1四輪式連鑄機 一套
1).結晶輪直徑: φ1400mm
2).結晶輪截面形式: “H”型
3).結晶輪轉速: 2.7-3.5r/min
4).結晶輪截面積: 1520mm2
5).鑄錠面積: 1490mm2
6).出錠速度: 7.9-12m/min
7).電動機功率: 4kw(AC, n=1500r/min 變頻調速)
8).冷卻水壓力: 0.3-0.5Mpa
9).冷卻水量: 80m3/h
10).冷卻水溫: < 35℃
該連鑄機是仿製意大利普羅佩茲 型四輪式連鑄機,該機組主要由澆堡、流量調節裝置、結晶輪及轉動裝置、壓緊輪裝置、鋼帶張緊裝置、惰輪、鋼帶吹水和擦水裝置、剔錠器、鑄錠引橋、水冷卻裝置、水壓表顯裝置等組成。
採用近似水平澆注以減少紊流,澆鑄時鋁合金液從中間煲平穩地流向結晶輪,確保鋁合金液不產生紊流, 提高質量。上澆包到下澆包採用導流管。
為保証鑄錠結晶組織緻密且均勻,結晶輪為四面噴水冷卻,噴水時水面成扇形,水量可調。沿結晶輪的周向1點鐘至10點鐘段,內、外冷卻各分為三區;內側和外側冷各分為二區。為便於冷卻水調節、維護和更換鋼帶,內冷、外冷、外側冷安裝在一個可轉動的門上,可方便地從結晶輪中轉出。為保証張力可調,鋼帶張緊及壓緊為氣動張緊、氣動壓緊。張緊輪及壓緊輪具有調偏機構用於校正和調整鋼帶跑偏。
鋁液通過流槽進入上澆堡。上澆堡后端有一個溢流口,過多鋁液由此口流入廢鋁堡內,使上澆堡鋁液位保持相對穩定,同時也起到安全保護作用,上澆堡裝在一個可傾式平臺上,當需立即停止澆鑄時,翻傾平台,將澆堡及流槽余液流入廢鋁堡。上澆堡另一端底部有一個放流口,鋁液由此放流口放入下澆堡,鋁液在下澆堡暫存,再通過澆嘴流入結晶輪槽。上澆堡放流口出口處有一堵頭,由外向內堵流口,控制流口的大小。該堵頭裝在下澆堡里的一個浮子上,浮子是一個槓桿機構,槓桿的另一端是可移位的配重塊。此槓桿機構的力矩平衡為:
M1+M2-M3=M4 M1:流口處壓力力矩 M2:浮子重力力矩
M3:下澆堡浮力力矩 M4:配重塊重力力矩
動態過程:當下澆堡液位下降,M2減小,浮子也下降,槓桿失去平衡,在流口處壓力力矩M1作用下,堵頭下壓,流口在加大,下澆堡液位開始上升,M2增大,上頂堵頭,減小流口流量,直到平衡。當上澆堡液位上升時,流口處壓力力矩M1增大,下壓堵頭,使流口流量增大,下澆堡液位上升,反頂堵頭,減小流量,直到平衡。
在剛開始澆鑄時,結晶輪槽需快速填充,同時結晶輪也處在一個升速過程,因此此期間需要人工適當手動調整,當速度穩定后,上澆堡液位也基本穩定后方可基本實現自動。該裝置已申請 , 號:
5.2前牽引機 一 套
1).電機 5.5kw (AC, 變頻調速)
2).牽引輪直徑 Ф250mm
5.3 滾剪機 一套
1).電機 11kW (AC, 變頻調速)
2).鑄坯剪切長度 700 mm
滾剪機由一交流電機驅動,針擺減速機減速。滾剪機滾輪上分別裝有兩把刀,作對滾剪切,剪切長度700mm左右
5.4 鑄坯過渡支撐裝置 一套
鑄坯過渡支撐裝置主要由支撐架和滾輪組組成,以確保鑄坯在入軋前與軋機中心高度相近似的高度運行,減小鑄坯運行過程中的扭曲。
5.5 連軋機 一套
1).主電機: Z4-280-32 220kw 1500r.p.m(DC)
2).終軋速度: 3.6m/s( )
3).出杆直徑: Φ9.5±0.2mm、
4).軋制中心高: 1052.5 mm
5).機架數: 12 架 (水平輥機架1台;垂直輥機架1台;Y型上傳動機架5台;Y型下傳動機架5台)
6).二輥機架: 2架
7).三輥Y型機架: 10架
8).軋輥名義直徑: φ255 mm
9).主傳動箱速比: 1號機架與2號機架為1.415,2號機架與3號機架為1.357,3號機架與4號機架為1.302,其餘為1.25
10).孔型系統: “橢圓-圓”+“弧三角-圓”
軋機採用主動喂料,動力從主傳動箱輸出,由氣缸夾緊鑄錠,助推喂入1號機架。粗軋部分採用2付Φ255mm兩輥式機架,立輥1付,平輥1付,精軋部分採用8付φ255mm三輥Y型機架,分上下傳動,交替佈置。採用“橢圓-圓”+“弧三角-圓” 孔型系統。主傳動用220kw直流電機通過齒形聯軸節與傳動牙箱第12軸連接傳遞功率。傳動牙箱于機架連接處均有安全齒形聯軸節,當軋制過程中發生過載時,則安全聯軸節中的剪切銷被剪斷,以保護傳動牙箱中齒輪和軸。每副機架前後分別裝有進出口導位,奇數機架入口導位為滑動式,偶數機架入口導位為滾動式。機架間設有堆杆檢測停車裝置,當發生推杆時軋機會自動停車。
每付機架的側輥小牌坊可以採用墊片調整,具有不同厚度的調整片採用哈夫形式,這樣可不必將四只固定螺栓全部擰出即可更換墊片。調整範圍±0.5mm。
機架長、短軸採用設計尺寸Φ70mm,強度高、壽命長,軋輥材料採用材料5CrMnMo,使用壽命長。
5.6 軋機乳液潤滑系統 一 套
1).乳液泵: IS100-80-160 Q=60 m3/h , H=36m 15 kW 2台(1台備用)
2).壓力: 0.3-0.5Mpa
3).過濾器: GLQ-80 1個
5).板式換熱器: 25m2
乳液潤滑系統為雙泵系統,乳液分兩路經離心泵、過濾器、熱交換器進入裝在齒輪箱上面的總管,對各機架的齒輪、軋輥、進出口導衛進行潤滑、冷卻, 乳液全部通過底座上的回流槽,經過回流管再回到乳液池。
5.7 軋機油潤滑系統 一 套
1).齒輪泵: CY-18/0.36-2 5.5 kW 960r.p.m 2台(1台備用)
2).工作壓力: 0.1-0.3Mpa
3).過濾器: GLQ-80 1 台
4).油箱: 3.5m3
供油系統為雙系統,油箱中的油通過油泵經過濾器來到齒輪箱后的進油總管,分三處進入齒輪箱,然後經過分支油管的噴嘴對齒輪和滾動軸承進行噴濺潤滑。回油是從齒輪箱端頭下側經回油管到油箱。
5.8 鋁杆冷卻潤滑系統 一 套
一方面用於導輪的冷卻及潤滑以防經特殊處理后的導輪粘鋁,另一方面用於鋁杆的潤滑及冷卻,調節鋁杆的成圈溫度約為250℃。
5.9 TS-1800型成圈下線架 一 套
1).繞杆電機功率: 2.2kw(AC, 變頻調速)
電機轉速: 1500轉/分
2).繞杆頭轉速: 15-90轉/分
3).齒輪減速電動機型號: JTC561A
電機功率 2.2kw
電機轉速 48轉/分
4).小車移動速度: 0.75m/s
5).成捆鋁杆尺寸(單位:mm): Φ2150×Φ2000×1100(上口×下口×高度)
6).成捆鋁杆重量: 1t
下線架屬被動收線類,主要有滾輪式導管、繞杆機構、收杆車組成。
300℃ 左右的鋁杆以3m/s的速度離開機架進入滾輪式無油新型收杆成圈系統,鋁杆被冷卻到250℃ 左右,經繞杆機構自由跌落成圓圈式成品鋁杆圈。
繞杆頭由交流電機驅動,通過減速箱減速驅動,變頻調速,慢速繞大圈、快速繞小圈,在收杆車框欄內繞成捆。
收杆車由齒輪減速電動機,通過三角皮帶驅動,台面上有兩隻收杆框欄,當右邊的框欄收滿鋁杆后,操作者撳動控制臺上的按鈕,小車向右移動;左邊空框欄移至繞杆頭下收杆,打開右邊框欄門,卸下鋁杆,準備下次收杆。
滾輪式無油新型收杆成圈裝置 特點是生產的鋁杆無油。該裝置已申請 , 號:ZL 2009 2 0082062.6通過調節水量開關向收線管水包內噴射乳化液,乳化液在收線管內對鋁杆起到了降溫潤滑作用,並可根據要求調整水量大小來控制鋁杆軟硬強度。
5.10 連鑄連軋生產線電氣控制系統 一 套
電氣系統由三相四線380V,50Hz,低壓網絡供電,設備總功率約為350kw。
生產線連鑄機、前牽引機、滾剪機、連軋機、收杆裝置傳動部分採用全數字交流或直流調速同步控制,控制部分採用國際 PLC加觸摸屏準確可靠地指揮協調整個系統工作,各種運行參數集中監控、顯示。其中:220kw主電機採用西門子6RA28系列直流調速裝置進行控制、具有保護性強的特點和故障診斷功能。PLC採用西門子S7-200進行編程,觸摸屏採用Eview 6100I 10〃彩色觸摸屏進行操作,各種運行參數集中監控、顯示,工藝參數可以通過人機界面進行設定、修改、顯示,並有故障診斷功能。連鑄機、連軋機、牽引機的速度、電流、電壓顯示、同步控制及故障指示。
觸摸屏以RS485的串口通訊方式與PLC進行雙向的數據交換,通過PLC的程序控制實現對系統的監測和控制。
生產線整個工藝流程為全動畫直觀顯示,同時具有冷卻系統、潤滑系統、堵轉報警等分支子系統動畫顯示,能方便發出操作指令,察看設備運行狀況。系統同時對電流、電機速度進行異常提示,連軋機堵轉自動報警、自動停車。系統主要低壓電氣元件中間繼電器、交流接觸器、空氣開關50A以下採用施奈德產品,大於50A採用正泰產品。電控部份採用3 +3櫃台組合:3個電控櫃為整體式,通過底座連接,外形美觀,便於內部排線連接。電控櫃部分應放在專用的配電室內,生產現場僅放置鑄機和軋機和繞杆機操作台。