铝钛硼合金杆连铸连轧生产线

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最新型四轮式连铸机，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。该装置已申请专利,专利号:

 

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（最大）

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，最后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最大特点是生产的铝杆无油。该装置已申请专利, 专利号: 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，控制部分采用国际先进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。