采用割式开坯的新型轧钢生产线的制作方法

1.本实用新型属于冶金行业轧钢工艺与轧钢技术领域，尤其是涉及一种采用割式开坯的新型轧钢生产线。


背景技术：

2.目前的轧钢生产技术中不论是连轧生产还是半连轧生产，其生产线上采用的主要生产设备均由加热设备、粗轧机或粗轧机组、中轧机组、精轧机组、冷却与收集设备等共同构成，钢坯经过加热设备加热达到轧钢温度，依次进入粗轧机组和中轧机组，使钢坯的截面积通过上述轧机组的道次轧制逐渐减小，直到钢坯截面积减小到满足进入精轧机组的条件后，进入精轧机组，通过精轧机组轧制形成最终钢材产品，再进入冷却和收集设备进行冷却和产品收集。现有的轧钢技术如专利号202010042179.2，专利号201911325629.2，专利号201610011589.4中所提到的各种轧钢生产线均为采用上述轧钢技术的传统生产形式。这种传统生产形式的缺点是其中的粗轧机组和中轧机组设备外形尺寸较大，设备重量大，能耗高，需要较大装机容量，生产线占地面积和使用空间大，轧钢工厂建设投资大，建设周期长，此外，在轧钢生产线投产后，产生大量的备件消耗和较高日常人工维护成本。
3.因此，如果能直接使用小断面钢坯仅通过精轧机组进行钢材产品轧制，对同等规模的产能来说，一方面将直接节省60%以上的设备投资，节省50%以上的使用面积，降低生产线电能消耗70%以上，另一方面将节省大量的设备备件消耗和人工维护成本。但小断面钢坯的取得特别是取得低成本的小断面钢坯是当前技术面对的主要困难，使用连铸机生产可以直接精轧的小断面铸坯在当前环境下由于面临技术、成本和安全性方面的困难，尚不可行，而使用往复式开坯机开坯可以很容易的得到小断面钢坯，但其较高的生产成本无疑将没有竞争力，也同样不可行。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种采用割式开坯的新型轧钢生产线，通过割式开坯，将大断面连铸钢坯切割成小断面钢坯，然后，直接通过精轧机组对经切割后形成的小断面钢坯进行轧制并生产出钢材产品，从而达到一方面减少生产线占地面积，大幅降低生产线设备投资，节能降耗，另一方面降低生产线备件消耗和人工维护成本的目的。
5.本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：
6.本实用新型的采用割式开坯的新型轧钢生产线，其特征在于包括钢坯加热设备，与此钢坯加热设备相连接的开坯机组，与此开坯机组相连接的在线保温及温度补偿系统，与此在线保温及温度补偿系统相连接的精轧机或精轧机组，与此精轧机或精轧机组相连接的定尺设备，与此定尺设备相连接的产品冷却与收集设备，
7.所述的开坯机组包括钢坯第一次切割开坯设备，与此第一次切割开坯设备相连接的输送及整形系统，与此输送及整形系统相连接的第二次切割开坯设备，与此第二次切割开坯设备相连接的输送及整形系统，与此输送系统相连接的第n次切割开坯设备，
8.所述的第一次切割开坯设备、第二次切割开坯设备或第n次切割开坯设备均由钢坯割式开坯机机组构成，此钢坯割式开坯机机组包括数个钢坯割式开坯机，此钢坯割式开坯机包括电机，与此电机相连接的减速机，与此减速机的输出轴通过联轴器相连接的刀具转动轴组，设置在此刀具转动轴组上的切割刀具组，所述的刀具转动轴组设置在钢坯切割机机架内，所述的电机与电气控制系统相连接。
9.所述的输送及整形系统包括辊道输送系统，与此辊道输送系统相连接的钢坯切割开坯后坯料整形设备。
10.所述的刀具转动轴组为平行设置的上转动轴和下转动轴，所述的切割刀具组为分别设置在所述上转动轴和下转动轴上的上切割刀和下切割刀。
11.所述的刀具转动轴组为平行设置的左转动轴和右转动轴，所述的切割刀具组为分别设置在所述左转动轴和右转动轴上的左切割刀和右切割刀。
12.所述的刀具转动轴组包括平行设置的上转动轴和下转动轴、平行设置的左转动轴和右转动轴，所述的切割刀具组包括分别设置在所述上转动轴和下转动轴上的上切割刀和下切割刀、分别设置在所述左转动轴和右转动轴上的左切割刀和右切割刀。
13.所述的所述的切割刀具组的切割刀头为轧辊式切割刀头、圆片式切割刀头或轧辊式切割刀头和圆片式切割刀头的组合，所述的切割刀具组的每个切割刀头之间的间距为调整式间距或固定式间距。
14.所述的辊道输送系统主要由沿输送方向依次设置的出坯辊道、切割前辊道、切割后辊道和各段输送辊道组成。
15.所述的在线保温及温度补偿系统主要由耐火保温材料制成的保温罩、在线感应加热装置和温度检测装置组成，所述的在线感应加热装置穿插设置在所述的辊道输送系统的各个输送辊道之间。
16.所述的钢坯切割开坯后坯料整形设备主要由电机ⅰ、减速机ⅰ、传动箱、机体、导卫和整形辊组成。
17.本实用新型的优点：
18.本实用新型的采用割式开坯的新型轧钢生产线，提供一种具有节能环保性和优越投资经济性的金属轧制生产线，此生产线将在加热至轧钢温度的钢坯通过钢坯机械切割开坯设备，切割成小截面金属坯料，从而达到只使用精轧机组进行钢材产品轧制的目的；由于本生产线不需要配置传统轧钢生产线的粗轧机组和中轧机组，仅使用精轧机组，因而大大降低了为轧制钢材产品而进行的投资，并使生产能耗得以大幅降低；采用本实用新型的生产线，将降低吨钢电能消耗60%以上，生产线占地面积节省50%以上，同产能规模轧钢生产线投资下降60%以上，因而具有明显的经济效益和社会效益。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.图2为本实用新型钢坯割式开坯机的结构示意图。
21.图3为本实用新型切割刀具组的切割刀上、下、左、右四个方向设置时的结构示意图。
22.图4为本实用新型钢坯切割过程示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式。
24.如图1
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4所示，本实用新型的采用割式开坯的新型轧钢生产线，其特征在于包括钢坯加热设备1，与此钢坯加热设备1相连接的开坯机组，与此开坯机组相连接的在线保温及温度补偿系统6，与此在线保温及温度补偿系统6相连接的精轧机或精轧机组7，与此精轧机或精轧机组7相连接的定尺设备8，与此定尺设备8相连接的产品冷却与收集设备9，
25.所述的开坯机组包括钢坯第一次切割开坯设备2，与此第一次切割开坯设备2相连接的输送及整形系统，与此输送及整形系统相连接的第二次切割开坯设备5，与此第二次切割开坯设备5相连接的输送及整形系统，与此输送系统相连接的第n次切割开坯设备，
26.所述的第一次切割开坯设备2、第二次切割开坯设备5或第n次切割开坯设备均由钢坯割式开坯机机组构成，此钢坯割式开坯机机组包括数个钢坯割式开坯机，此钢坯割式开坯机包括电机10，与此电机10相连接的减速机11，与此减速机11的输出轴通过联轴器12相连接的刀具转动轴组15，设置在此刀具转动轴组15上的切割刀具组13，所述的刀具转动轴组15设置在钢坯切割机机架14内，所述的电机10与电气控制系统相连接。
27.所述的输送及整形系统包括辊道输送系统3，与此辊道输送系统3相连接的钢坯切割开坯后坯料整形设备4。
28.所述的刀具转动轴组15为平行设置的上转动轴和下转动轴，所述的切割刀具组13为分别设置在所述上转动轴和下转动轴上的上切割刀13
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1和下切割刀13
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2。
29.所述的刀具转动轴组15为平行设置的左转动轴和右转动轴，所述的切割刀具组13为分别设置在所述左转动轴和右转动轴上的左切割刀13
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3和右切割刀13
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4。
30.所述的刀具转动轴组15包括平行设置的上转动轴和下转动轴、平行设置的左转动轴和右转动轴，所述的切割刀具组13包括分别设置在所述上转动轴和下转动轴上的上切割刀13
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1和下切割刀13
‑
2、分别设置在所述左转动轴和右转动轴上的左切割刀13
‑
3和右切割刀13
‑
4。
31.所述的所述的切割刀具组13的切割刀头为轧辊式切割刀头、圆片式切割刀头或轧辊式切割刀头和圆片式切割刀头的组合，所述的切割刀具组13的每个切割刀头之间的间距为调整式间距或固定式间距。
32.所述的辊道输送系统3主要由沿输送方向依次设置的出坯辊道、切割前辊道、切割后辊道和各段输送辊道组成。
33.所述的在线保温及温度补偿系统6主要由耐火保温材料制成的保温罩、在线感应加热装置和温度检测装置组成，所述的在线感应加热装置穿插设置在所述的辊道输送系统3的各个输送辊道之间。
34.所述的钢坯切割开坯后坯料整形设备4主要由电机ⅰ、减速机ⅰ、传动箱、机体、导卫和整形辊组成。
35.本实用新型的采用割式开坯的新型轧钢生产线，主要由钢坯加热设备1、钢坯切割开坯设备、辊道输送系统3、在线保温及温度补偿系统6、钢坯切割开坯后坯料整形设备4、精轧机或精轧机组7、定尺设备8、产品冷却与收集设备9等全部或部分组成。
36.所述钢坯加热设备1可以是钢坯连铸机热送、各种能加热钢坯的加热炉或中频感应加热设备等满足能将钢坯加热到轧钢温度的设备。
37.钢坯切割开坯设备由一架或多架钢坯割式开坯机组成，每架钢坯割式开坯机由电机10、减速机11、刀具转动轴组15和切割刀具组13组成。切割刀头的形式和数量可根据具体钢坯切割要求进行变化，可以用单独的轧辊式切割头或单独使用圆片式切割头，也可以使用它们组成的切割头组。切割头根据切割不同坯料需要加工成不同的尺寸规格以满足切割需要，由于需要切割热态钢坯，切割头要根据切割不同坯料采用不同钢种或合金材料进行加工制做。钢坯切割机根据钢坯的尺寸确定进刀的道次，切割刀头的单次进刀深度一般不大于40mm，以免钢坯变形过大，通过多架钢坯切割机或多道次切割头组合，实现在深度方向的连续进刀切割，直至将钢坯沿纵向切割开。
38.钢坯切割设备根据切割钢坯的具体需要，可以从要切割的钢坯上下或左右两个方面进刀进行纵向切割，使被切割开的钢坯沿钢坯纵向分为两半，也可以从要切割的钢坯上下左右四个方向进刀进行纵向切割，使被切割开的钢坯沿钢坯纵向分为四条。
39.辊道输送系统3主要由沿输送方向依次设置的出坯辊道、切割前辊道、切割后辊道、并流辊道以及各段输送辊道组成。
40.在线保温及温度补偿系统6主要由耐火保温材料制成的保温罩、在线感应加热装置和温度检测装置组成，所述的在线感应加热装置穿插设置在所述的辊道输送系统3的各个输送辊道之间，用于对将送入精轧机或精轧机组7的经切割开坯后的小断面钢坯进行温度补偿，以使小断面钢坯的温度满足进行精轧的条件，温度检测装置执行对在线感应加热装置入口端与出口端的温度检测。
41.钢坯切割开坯后的坯料整形设备4用于将已经切割后的坯料整形成准确尺寸的几何形状，以便减小钢坯截面积进行再次切割。钢坯切割开坯后的坯料整形设备4主要由电机ⅰ、减速机ⅰ、传动箱、机体、导卫和整形辊组成。工作过程是将经切割开坯后的钢坯引导进入整形设备，设备轧辊表面设计有孔型，孔型设计符合具体钢坯切割要求，中间金属坯通过整形设备后，即可得到生产者需要的断面形状。
42.精轧机或精轧机组7为目前已知国内外轧钢生产线上成熟使用的各种形式精轧机组成的设备组。
43.定尺设备8为目前轧钢生产线上广泛应用的各种形式的锯或剪，可以是门式的或悬臂式的，也可以采用飞剪机定尺，目的是使中间坯料或产品满足产品长度尺寸标准。
44.产品冷却与收集设备9用于对处于热态产品进行冷却与收集包装，根据生产钢材产品要求，可以是冷床、pf线、收集架、收集槽或其它已知离线冷却收集设备等。
45.本实用新型的采用割式开坯的新型轧钢生产线，可以用于生产圆钢、螺纹钢、方钢、扁钢、窄带钢、球扁钢、各种型钢等钢材产品。
46.本实用新型提供一种具有节能环保性和优越投资经济性的金属轧制生产线，此生产线将在加热至轧钢温度的钢坯通过钢坯机械切割开坯设备，切割成小截面金属坯料，从而达到只使用精轧机组进行钢材产品轧制的目的。由于本实用新型生产线不需要配置传统轧钢生产线的粗轧机组和中轧机组，仅使用精轧机组，因而大大降低了为轧制钢材产品而进行的投资，并使生产能耗得以大幅降低。采用本实用新型的生产线，将降低吨钢电能消耗60%以上，生产线占地面积节省50%以上，同产能规模轧钢生产线投资下降60%以上，因而具有明显的经济效益和社会效益。
47.实施例：使用割式开坯的新型螺纹钢生产线
48.使用割式开坯的螺纹钢生产线，主要由钢坯加热设备1、钢坯第一次切割开坯设备2、辊道输送系统3、钢坯切割开坯后坯料整形设备4、第二次切割开坯设备5、在线保温及温度补偿系统6、精轧机或精轧机组7、定尺设备8、产品冷却与收集设备9等设备组成。
49.原料钢坯采用150mm
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150mm规格连铸小方坯，定尺长度 3m。
50.钢坯加热设备1采用30th推钢式加热炉，使用天燃气为燃料，钢坯出炉温度平均1150摄氏度。
51.钢坯第一次切割开坯设备2由两组钢坯割式开坯机机组组成，第一次第一切割机组2
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1由8架带上、下切割头的钢坯割式开坯机组成钢坯割式开坯机机组，前面7架钢坯割式开坯机每架进刀深度上、下各10mm，最后一架钢坯割式开坯机总计进刀深度10mm。第一次第二切割机组2
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2由3架带上、下切割头的钢坯割式开坯机组成钢坯割式开坯机机组，前面2架钢坯割式开坯机每架进刀深度上、下各15mm，第3架钢坯割式开坯机进刀深度总计10mm。钢坯经过第一次第一切割机组2
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1后，被切割成分别为70mm
×
150mm
×
3300mm的两根坯料。在辊道的推送下，经过限位导卫，两根钢坯依次进入第一次第二切割机组2
‑
2，经第二次切割后的每根坯料再次被切割成分别为70mm
×
70mm
×
3450mm的两根坯料。
52.钢坯第一次切割开坯设备2的切割速度为0.3m/s。
53.进一步，经第一次开坯后得到的70mm
×
70mm的坯料经过辊道推送依次进入钢坯切割开坯后坯料整形设备4，钢坯切割开坯后坯料整形设备4为一架带孔型的整形设备，上述经切割后的70mm
×
70mm截面坯料经过整形设备后，表面变得平整。
54.进一步，经过整形的坯料经由辊道推送进入钢坯第二次切割开坯设备5，钢坯第二次切割开坯设备5由两组钢坯割式开坯机机组组成，第二次第一切割机组5
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1由4架带上、下切割头的钢坯割式开坯机组成钢坯割式开坯机机组，前面3架钢坯割式开坯机每架进刀深度上、下各10mm，最后一架钢坯割式开坯机总计进刀深度10mm。第二次第二切割机组5
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2由2架带上、下切割头的钢坯割式开坯机组成钢坯割式开坯机机组，前面一架钢坯割式开坯机每架进刀深度上、下各10mm，第二架钢坯割式开坯机进刀深度总计10mm。钢坯经过第二次第一切割机组5
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1后，被切割成分别为32mm
×
70mm
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3700mm的两根坯料。在辊道的推送下，经过限位导卫，两根钢坯依次进入第二次第二切割机组5
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2，经第二次切割后的每根坯料再次被切割成分别为32mm
×
32mm
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4000mm的两根坯料。
55.进一步，32mm
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32mm的坯料经过辊道推送进入在线保温及温度补偿系统6，保温罩与温度补偿系统相结合，护罩降低了热量散失，提高了能源利用效率，温度补偿系统保证了坯料在进入精轧机或精轧机组7时，钢坯要处于800
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950度轧制温度区间。温度补偿系统由在线感应加热装置提供温度补偿，根据设置的温度检测装置实时测温结果切换工作、待机状态。
56.进一步，在轧制温度区间的32mm
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32mm钢坯经过辊道输送至精轧机组，精轧机组由12架精轧机组成，钢坯通过12个道次的轧制，得到直径为8mm的螺纹钢条。
57.进一步，直径8mm的螺纹钢直条经定尺设备8剪切至12m的定尺长度后经辊道输送至冷床与收集设备完成产品冷却和包装，完成整个产品的生产过程。
58.本实用新型的采用割式开坯的新型轧钢生产线用于轧制各类钢材产品，将加热至轧钢温度的钢坯通过专门设计的钢坯机械切割设备进行单道次或多道次切割开坯，通过单次或多次切割开坯将大截面坯料切割成小截面坯料，再使用精轧机组对切割后的小截面坯
料进行产品生产轧制并形成最终钢材产品。与传统的轧钢生产线相比较，本实用新型生产线由于不使用粗轧机组和中轧机组，使轧钢生产能耗得到大幅降低，同时也使得轧钢生产线投资成本大幅降低，因而具有良好经济效益和社会效益。
59.以上仅为本实用新型利用特定的实施例进行的描述，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书以及附图内容所做的等同变换，该等同变换中具有权利要求中所阐述的特征，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。