棒材高速上冷床技术

1、前言

在我国，小规格带肋钢筋的市场需求量相对较大,如何以较高的机时产量生产符合市场需求的产品，充分发挥加热炉加热能力、平衡轧机的生产能力、提高生产效率，一直是棒材厂家追求的目标。通常情况下，可以由以下途径提高机时产量：

（1）生产φ10φ50mm规格棒材，及轧制速度υ≤18m/s,在冷床入口采用裙板辊道上钢工艺：φ10φ22mm规格采用切分工艺，二线切分时轧制速度υ≤18m/s.三线、四线、五线切分时轧制速度υ=1315m/s

（2）生产φ5φ22mm规格线材，及轧制速度υ≤110m/s,采用无扭高速精轧机和线材生产工艺。

（3）生产φ8φ14mm规格棒材，及轧制速度 υ≤40m/s.在冷床人口侧采用二线或四线高速上冷床输送系统。

目前，前两种工艺在我国应用较多也较成熟， 对于高速上冷床生产工艺，国内只有少数几家钢厂（如酒钢和马钢）改造的生产线采用。对于小规格棒材（尤其是φ8mm规格）如釆用一般棒材生产工艺（裙板制动），由于受车间长度等限制，轧制 速度一般不超过18m/s,产量不超过24t/ho该产量和加热炉及轧机生产能力严重不匹配，设备利用率和生产效率很低；釆用高速上冷床输送技术,轧制速度高达40m/s,单线生产能力可以达到 50t/h以上，二线切分四通道输送系统可以保证 产量超过100t/h,大幅提高了设备利用率，提高 了生产效率。

2、棒材高速上冷床技术

2.1、达涅利“高速双通道”输送系统

达涅利公司于20世纪70年代初期研究开发的HTC（ High-speed Twin Chanel），即高速双通道输送系统.其将精轧后的棒材高速送上冷床输送到冷床的速度由20m、提升到50m/sc该系统由夹送辊、转辙器、高速圆盘飞剪和安装在冷床入口来料侧的尾部制动器（夹送辊）以及交替打开、让棒材依次落下的一系列通道（高速上钢装置）组成。高速双通道输送系统 简图见图1

双通道输送系统的高速上钢装置主要由按双线布置的“C”型输送器组成,型输送器布置在冷床齿条的上方，高出冷床台面不超过170mm。 交替打开的双通道输送系统型输送器让制动后的棒材依次落到齿条上，使每个齿槽内放置1 根棒材，其工作原理见图2。

2.2、西马克双转毂式高速输送系统

西马克公司开发的双转毂上钢导槽，可保证φ8φ14mm规格棒材的轧制速度达到40m/s,φ8mm规格棒材单线产量达到50t/h,二线切分 轧制产量超过100t/h。

双转毂式高速上钢装置设有两平行布置的转毂，每个转毂上设有4个通道，旋转依次过钢，配合使用冷床起始端的尾部制动装置（夹送辊），使高速的棒材减速制动并依此放入冷床齿条内。

2.3、高速棒材典型工艺布置

采用高速上冷床技术可将中φ8φ14mm规格 棒材以高达40m/s的精轧速度平稳输送到冷床上，既适用于单线轧制，也适用于二线切分轧制。 可通过尾部夹持装置辊环上的刻槽和夹持力的设定,控制轧件表面质量。

2. 3.1、单线轧制

φ8φ14mm规格棒材单线轧制在连续布置的粗、中、精轧机组（精轧机为高速精轧机组）完成轧制后，通过一套双通道（双导槽）高速输送系统双线输送到冷床。双通道（双导槽）上钢装置典型工艺平面布置见图3。坯料尺寸150mm X 150mmX 12000mm,全线24架轧机，平立交替布置（亦可根据φ10φ22mm规格切分轧制的需要 设置H/V轧机），其中粗轧6架，中轧6架，预精 轧4架，精轧8架，其中2架单独传动。对于轧制 速度V≤18m/s的φ10φ50mm规格棒材，采用裙板制动上冷床，低速倍尺飞剪切定尺;对于轧制速度V≤40m/s的φ8φ14mm规格棒材，采用双通道（双导槽）高速上冷床系统生产，倍尺剪切釆用高速圆盘飞剪（连续运行制）进行定尺及优化剪切。每台圆盘剪后，作业线变为双线，进行双通道（双导槽）输送。其中剪前转辙器的主要作用是 将轧件适时地导入到剪切位或通过位（左路或右路导槽内），以便连续飞剪切头和倍尺剪切及轧件的通过。夹尾制动器使棒材制动，使高速棒材减 速，准确进入转毂或“C”型输送器，落入冷床。

2.3.2、二线切分轧制

φ8φ14mm规格棒材二线切分轧制，在预精轧机架最后一架完成小规格棒材切分轧制后在独立设置的4道次或6道次高速精轧机组上完成 精轧，然后分别通过两套独立的双通道〈双导槽）系统高速输送到冷床。

全线轧机在22架以上（具体数量根据坯料及成品规格确定）。对于轧制速度V≤18m/s的中φ16φ50mm规格棒材，在冷床入口侧采用裙板根道制动上冷床,采用启停式低速倍尺飞剪。对于轧制速度V≤40m/s的φ8φ14mm规格棒材，精轧后高速输出的棒材（Vmax=40m/s）经剪前夹送相、转辙器、高速圆盘飞剪对棒材进行倍尺剪切、双通道（双导槽）输送,并通过冷床前的尾部制动器对棒材尾部进行制动，使倍尺棒材从高速减到4m/s以下，准确进入转鼓或“C”型输送器，落入冷床，局部工艺布置见图4

3、国内高速棒材生产线简介

3.1、马钢二钢轧高速棒材生产线

马钢二钢轧高速棒材生产线产品为中φ8φ14mm光面圆钢和带肋钢筋，年产能50万t；主要钢种有碳素结构钢和低合金钢；坯料尺寸 150mm X 150mm X 12000mm。整条轧线共有 26架轧机，粗轧6架、中轧6架、预精轧4架、精 轧10架（实际利用前8架，精轧机组为原马钢高 线改造后拆除的10机架侧交无扭精轧机组）， 粗、中轧机和预精轧机为短应力线轧机，平立交 替布置；生产中8mm规格时，保证轧制速度为 38m/s,最大设计速度40m/so精轧后的成品由 夹送辐、转辙器、高速圆盘剪进行倍尺剪切，倍 尺剪切后由单线变成双线导槽运输，其后由尾 部制动器夹尾减速，由双转毂上钢装置抛入步 进齿条式冷床

3.2、酒钢高速棒材生产线

酒钢高速棒材生产线是在原高速线材精轧机 后增加1套高速上钢装置以及冷床、收集等设备改造而成，生产φ8φ14mm圆钢和带肋钢筋，设计最大轧制速度为40m/s。生产工艺：钢坯经粗 轧、中轧及预精轧机组轧制后，进入线材精轧机轧 制，出精轧机的轧件通过精轧后第1段水箱冷却， 由运输导槽弯曲导送，进入直条棒材生产线并通 过高速上钢装置进入冷床。生产中8mm规格时， 保证轧制速度为35m/s。

该生产线新增加的高速上钢装置从西马克公司引进，主要由剪前夹送根、转辙器、高速圆盘剪、双通道导槽、夹尾制动器以及双转毂上钢导槽等组成⑷，工艺简图见图5。

4、棒材高速上冷床技术的主要设备与性能

棒材高速上冷床技术的主要设备及性能：

(1)夹送根。夹送根安装于倍尺飞剪前，夹持轧件送入倍尺飞剪。夹送辐保持轧件速度恒定以 保证倍尺剪切的精度。夹送辊为全长夹送，轧件在轧机中轧制时，夹送辊以成品轧制速度为基准速度，工作于低转矩状态。轧件一旦离开轧机，夹送辊立即改变转矩，并以实际的轧件速度作为基 准速度夹送轧件。

(2)转辙器。转辙器为电动式，布置于夹送辐 与倍尺飞剪之间，改变轧件路径，导引轧件交替进入剪后双路左、右导槽，转辙过程中，轧件经过倍 尺飞剪剪刃时被剪切分段。(3)倍尺飞剪(圆盘式)。倍尺飞剪(圆盘式) 工作时连续运转，其剪刃在任意位置都可加速，当控制系统测得轧件到达设定的剪切长度时，转辙器动作将轧件从双路导槽的一路移至另一路，轧件途经剪刃时，根据不同的轧件速度，设定不同的加速度使上下剪刃正好重合将轧件剪断，并可以 根据具体设定进行优化剪切。

(4)双路导槽。每台圆盘剪后，作业线变为双 线(双路导槽)，进行双通道输送，并导送轧件分别 进入左、右尾部制动器。尾部制动器。尾部制动器安装于双转毂 入口侧，与成品轧件速度级联，夹持轧件进入转毂，当轧件到达制动位置时,对轧件尾部进行夹持 使其停止。通过辐环上刻槽和夹持力的设定控 轧件表面质量。根据轧件尺寸和表面温度，用一个比例阀对夹送程进行

(1)压力调节，保证夹送辐的 平稳制动和无振动运行。

(2)双转毂上钢装置(或达涅利“C”型输送 器)。双转毂高速上钢装置设有两平行布置的转 毂,依次接受来自双路左右导槽的轧件，每个转毂上设有4个通道，旋转90°将轧件卸至冷床，并使 下一通道做好进钢准备，每个转毂由1台直流电 机单独传动。

5、结语

棒材高速上冷床系统主要由剪前夹送相、转辙器、高速圆盘剪、双路导槽、夹尾制动器以及双 转毂上钢导槽(或“C”型输送器)等设备组成。高速上钢系统的使用，可以以较高的轧制速度生产 小规格棒材，提高小规格棒材的机时产量,缩减了大小规格棒材机时产量的不平衡，提高了加热炉、 轧机及收集区的设备利用率和生产效率。另外, 还克服了由于倍尺飞剪与冷床起始端距离和釆用 裙板上钢时的速度限制，节省了厂房占地面积与投资。