石钢矫直机技术方案.doc

石钢公司三轧厂银亮材生产线四台两辊矫直机技术方案甲方：石家庄钢铁股份公司乙方：辽宁东工装备制造有限公司2011年2月18日目 录文件1、工艺、产量的总体描述和技术参数2文件2、设备技术说明5文件3、卖方供货范围16文件4、买、卖双方交付的技术文件范围及时间17文件5、设备的制造及交付进度19文件6备品备件19文件7设备安装、调试、性能保证值的测试和考核19 文件1、工艺、产量的总体描述和技术参数本次招标的银亮材生产线为两条银亮材作业线（一条规格13-30mm、一条规格20-60mm），包括二台粗矫机及两套剥皮精矫压光作业线，并预留两台磨光机。银亮材生产线应满足汽车、铁路客专弹簧及轴承钢等表面剥皮的特殊需要，并且满足银亮材相关产品标准。同时，应能够单独生产矫直材、剥皮材、矫直压光材等产品，并能满足用户要求。本案为四台主体矫直设备，其中包括二辊矫直机二台、二辊矫直压光机二台，及为主体设备配套的上、下料及横移台架、收集槽、连接辊道、自动化控制系统等辅助设备。二辊矫直机和二辊矫直压光机结构相同，根据用户产品特点，分为两种规格，即1330mm和2060mm两种规格。用于矫直优质碳素结构钢（20、45）；合金结构钢（20Cr、20CrMnTi、40MnB、20CrMo、20CrMnMo）；保淬透性结构钢（18CrMnTiH、20CrMnTiH、40CrH）；轴承钢（GCr15）；弹簧钢（60Si2Mn）等钢种。一、工艺流程（一）工艺流程 1尺寸公差：IT10（标准公差等级）、粗糙度（Ra3.2以上）、直线度1拟定工序：粗矫无心车1、粗矫直：粗矫上料台架粗矫上料辊道夹入装置粗矫主机抽出装置粗矫下料筒粗矫收料槽棒材收集2、车削：车床上料台架车床上料辊道无心车床主机车床下料辊道车床收料箱成品棒材收集（二）工艺流程 2 尺寸公差：IT8（标准公差等级）、粗糙度（Ra0.8以上）、直线度0.4拟定工序：粗矫无心车精矫1、粗矫直：粗矫上料台架粗矫上料辊道夹入装置粗矫主机抽出装置粗矫下料筒粗矫收料槽棒材收集2、车削：车床上料台架车床上料辊道无心车床主机车床下料辊道车床收料箱棒材收集3、精矫直：精矫上料台架精矫上料辊道夹入装置精矫主机抽出装置精矫下料筒精矫收料槽成品棒材收集二、产能描述1、产品大纲产品大纲序号钢种代表钢号生产能力占总产量比例132020303060小计1弹簧钢60Si2MnA、60Si2CrA、60Si2CrVA、SUP系列 500 11002600 4,20026.9占本钢种比例11.926.261.9100.02合金结构钢40Cr系列出口材、矿用等2006003001,1007.1占本钢种比例18.254.527.3100.03轴承钢GCr15等500 11002600 4,20026.9占本钢种比例11.926.261.9100.04非调质钢F35MnV、F45MnV等2500250016占本钢种比例100100.05齿轮钢SCM420440、SAE4140、1625MnCr5等300110022003,60023.1占本钢种比例8.330.661.1100.0合计1,5003,90010,20015,600比例%9.62565.41001002.1 生产能力计算2.1.1 年工作时间采用三班连续工作制度，年额定工作时间6000小时。2.1.2 生产能力要求生产线在6000小时的额定工作时间内，投标方需提供各单体设备对各规格的生产节奏周期表、生产线产量计算表。1) 银亮材生产线粗矫机年平均能力约（两条线）1.7万吨；2) 银亮材生产线剥皮机年平均能力约（两条线）1.56万吨；3) 银亮材生产线精矫压光机年平均能力（两条线）约1.56万吨；4) 银亮材综合年产量1.56万吨5) 提供单体设备能力，如：速度、产能、适用的规格范围。2.1.3 提供的原料条件：u 规格范围：1360mm规格尺寸连续u 棒材长度：410mu 代表钢钟：优质碳素结构钢（20、45）；合金结构钢（20Cr、20CrMnTi、40MnB、20CrMo、20CrMnMo）；保淬透性结构钢（18CrMnTiH、20CrMnTiH、40CrH）；轴承钢（GCr15）；弹簧钢（60Si2Mn）u 钢材弯曲度：（4mm/m，全长总弯曲度不大于钢材长度的4）u 钢材椭圆度：（按GB7022004标准执行；直径公差执行GB70286中表2第二组）u 钢材屈服强度：最大1100N/mm。u 钢材温度：（70C）2.1.4 生产能力计算 计算条件：根据产品大钢，选用典型规格，按平均矫直速度15m/min计算，考虑到生产节奏、设备维护保养等辅助工作时间，有效工作时间按年额定工作时间6000小时的80%计算，年有效工作时间为4800小时，产能计算如下：年生产能力表两条线平均年产量：31162吨、年序号规格(mm)大钢产量(t)代表规格(mm)矫直速度（m/min）有效工作时间(h)产量(t)备注1132015001315480044991515480059901715480076932015480010648平均年产量7207.5220303900201548001064822154800128842415480015333261548001799528154800208703015480023958平均年产量1694833060102003023958353261040425934553907506655255805286095835平均年产量56569说明：表中计算说明，矫直线的平均生产能力远大于产品大纲中的年产量，即使是最小规格的矫直能力，也大于产品大纲中的年产量。文件2、设备技术说明一、主要技术指标1. 1330mm二辊矫直机1.1. 矫直规格范围： 1330mm；1.2. 材料屈服强度： 最大1100N/mm 1.3. 来料管材弯曲度： 4mm/m，全长总弯曲度不大于钢材长度的41.4. 棒材长度： 400010000mm；1.5. 来料原始直径公差： IT10（标准公差等级）；1.6. 来料原始椭圆度： IT10（标准公差等级）；1.7. 结构形式： 立式二辊矫直机（HTR32）；1.8. 矫直方式： 旋转反弯矫直；1.9. 进料方式： 两辊夹送(平行辊)；1.10. 最大矫直力： 1200KN；1.11. 矫直辊规格： 180mm340mm；1.12. 矫直辊形式： 凸凹辊；1.13. 矫直辊斜角范围： 10 -20；1.14. 主电机功率： 18.5KW2(交流变频)；1.15主电机型号： YVP180M-4；1.16上辊压下电机功率： 1.1KW；1.17.上辊压下调整范围： 100mm；1.18.下辊缝中心线到地平面距离： 900mm；1.19.主机外形尺寸： 1200mm12002400mm；1.20.矫直速度： 0-20m/min（连续可调）；1.21.上料台架： 3m10m，（承载3 t）；1.22.上料台架倾角角度： 0-15可调（手动调整）；1.23.上、下料辊道传动形式： 集中链传动（变频调速）；1.24.上、下料辊道长度： 10m；1.25.上、下料辊道辊距： 500mm1.23. 矫直精度： 1mm/m， 1.24. 棒材直径变化量： 0.04mm；1.25. 矫直后不降低棒材的原始圆度等尺寸精度，无矫痕、无划伤、无扭曲等表面缺陷；1.26. 运行噪音： 85 dB。1.27.液压系统： 1.系统额定工作压力18MPA。 2.系统最大流量36L/MIN。3.主泵电动机15KW1460RPM,一工一备。 4.循环泵电动机3KW1420RPM。5.不锈钢油箱容积500升.6.液压油清洁度等级NAS9级。7.油温控制范围25-55摄氏度。 8.冷却水要求流量80L/MIN，温度小于28摄氏度。1.28.气动系统：1.气源压力0.5MPa。2.压缩空气流量400L/MIN。1.29.乳化液系统：1.系统压力2MPa。2.最大流量115L/MIN2、2060mm二辊矫直机2.1. 矫直规格范围： 2060mm；2.2. 材料屈服强度： 最大1100N/mm 2.3. 来料管材弯曲度： 4mm/m，全长总弯曲度不大于钢材长度的42.4. 棒材长度： 400010000mm；2.5. 来料原始直径公差： 0.20mm；2.6. 来料原始椭圆度： 0.20mm；2.7. 结构形式： 立式二辊矫直机；2.8. 矫直方式： 旋转反弯矫直；2.9. 进料方式： 两辊夹送；2.10. 最大矫直力： 3200KN；2.11. 矫直辊规格： 320mm600mm；2.12. 矫直辊形式： 凸凹辊；2.13. 矫直辊斜角范围： 10 -20；2.14. 主电机功率： 55KW2(交流变频)；2.15主电机型号： YVP250M-4；2.16上辊压下电机功率： 2.2KW；2.17.上辊压下调整范围： 140mm；2.18.下辊缝中心线到地平面距离： 900mm；2.19.主机外形尺寸： 1800mmX1800X3200mm；2.20.矫直速度： 0-20m/min（连续可调）；2.21.上料台架： 3m10m，（承载8 t）；2.22.上料台架倾角角度： 0-15可调（手动调整）；2.23.上、下料辊道传动形式： 集中链传动（变频调速）；2.24.上、下料辊道长度： 10m；2.25.上、下料辊道辊距： 700mm2.23. 矫直精度： 1mm/m， 2.24. 棒材直径变化量： 0.04mm；2.25. 矫直后不降低棒材的原始圆度等尺寸精度，无矫痕、无划伤、无扭曲等表面缺陷；2.26. 运行噪音： 85 dB。2.27.液压系统： 1.系统额定工作压力18MPA。 2.系统最大流量36L/MIN。3.主泵电动机15KW1460RPM,一工一备。 4.循环泵电动机3KW1420RPM。5.不锈钢油箱容积500升.6.液压油清洁度等级NAS9级。7.油温控制范围25-55摄氏度。 8.冷却水要求流量80L/MIN，温度小于28摄氏度。2.28.气动系统：1.气源压力0.5MPa。2.压缩空气流量400L/MIN。2.29.乳化液系统：1.系统压力2MPa。2.最大流量115L/MIN三、设备特点根据被矫直材料的材料性能和规格特点，四台矫直设备采用相同的结构形式，矫直线主要由布料台、上料机构、输送辊道，二辊矫直机主机、出料辊道、下料机构和集料器组成。在设计过程中重点考虑矫直采用等曲率反弯矫直、液压保护，其特点是在较小反弯量的状态下，具有较长的接触（等曲率反弯）长度，保证被矫材料获得充分均匀的变形，提高矫直精度。工作过程中不允许划伤、碰伤材料表面。矫直机的矫直辊压下采用电动压下、绝对值编码器检测位移量并在显示屏上可以读出位移量，通过位移量严格控制位置精度保证材料性能。调角机构采用手动调整标尺显示，精度可达到0.2，机械锁紧。四、设备组成1、布料台布料台为焊接结构的架体，由接料台、挡料机构、拨料机构组成。布料台最大承载能力3t和8t，斜坡为0 -15可调，挡料机构、拨料机构由汽缸驱动。 布料台结构如图1. 图1 布料台及拨料、挡料结构2、上料架上料架由架体、上料辊道、护料臂、料盖气缸、夹送装置等组成。辊道采用链式集中传动，变频调速，以便与生产线速度同步。料棒被拨到上料轨道预存料机构上，由气缸推动护料臂开起，料棒落入轨道内，夹送装置将棒料送入矫直机前导套、同时护料臂合闭。结构如图2 a 辊道 b 夹送辊 图2 上料机构3、矫直机主机矫直机组成：机座、上下辊总成、上横梁、压下机构、调角机构、压下检测系统，液压保护系统；工艺润滑系统。主传动系统：电机座、电机、减速机、万向联轴器。二辊矫直机主机由3梁4柱预应力支架构成主体，前有导入套、后有导出套，辊形为上凹下凸反弯辊，采用具有自主专利技术的等曲率反弯辊型，上下辊缝两侧有导位装置，角度调整10 - 20 ，基准角度15。角度调整和锁紧采用手动方式。压下调整为电机带动蜗轮蜗杆减速机及压下丝杠转动、通过固定在上横梁丝母、使丝杠下压辊座完成压下动作、并由2组平衡液压缸平衡上辊部分重量，并消除丝杠、丝母间隙。压下量由编码器检测位移量由显示屏显示数字，精度0.01mm。前、后导板装置：前、后导板架分别固定在前后各2立柱上，导板前后调整为手动机械调整及锁紧。导板支撑在立柱上，入口侧的一端可以上、下调整，保证导板中心在辊缝中心线上。上辊装有液压保护油缸，矫直机在工作过程中由液压缸恒压保护，当负载超载时，保护油缸泄压保护被矫直材料和设备。 图3 矫直机主机4、下料架下料架由夹出辊、出料辊道、拨料机构、输出导向孔架、翻盖气缸，集料装置等组成。被矫直的料棒经出口导套进入输出辊道，在输出辊道的端部设有检测开关，当料棒到达输出辊道的端部时，由检测开关发出指令，翻盖气缸动作将料棒放入过料桥架上滚入集料装置。集料装置采用绳带式结构，避免矫直后材料出现二次划伤。结构参见图4、图5.图4 出料辊道及拨料机构 图5 绳带式集料器5、电气控制系统电气控制分为手动、自动两种工作方式，自动工作状态下手动调节依然有效。HTR32矫直机：主传动系统采用两台18.5kw变频电机拖动，分别采用两台22kw变频器调速，两台变频器采用主从转矩控制方式以保持上下辊速度的匹配。夹入及夹出辊采用1.1kw变频电机拖动，西门子1.1kw变频器调速，夹入及夹出辊的速度采用速度给定，转矩控制的方式与矫直辊的速度保持协调。前后辊道各有2台5.5kw普通电机，采用西门子变频器调速控制。压下系统采用1.1kw普通电机，带减速器并在传动丝杠上安装绝对值编码器的方式实现压下量的控制和重复实现。HTR60矫直机：主传动系统采用两台75kw变频电机拖动，分别采用两台90kw变频器调速，两台变频器采用主从转矩控制方式以保持上下辊速度的匹配。夹入及夹出辊采用1.1kw变频电机拖动，西门子1.1kw变频器调速，夹入及夹出辊的速度采用速度给定，转矩控制的方式与矫直辊的速度保持协调。前后辊道各有2台5.5kw普通电机，采用西门子变频器调速控制。压下系统采用1.1kw普通电机，带减速器并在传动丝杠上安装绝对值编码器的方式实现压下量的控制和重复实现。整体布置了2条网络，Profibus DP网络和工业以太网，其中Profibus DP网用来连接PLC、变频器、触摸屏、远程IO、编码器等，工业以太网用来连接PLC、工控机、激光打印机。每个系统内所有动作的控制及传动变频器基础指令发布均通过西门子S7-300 PLC实现。上辊位置控制为电动控制，在传动丝杠上安装绝对值编码器通过与PLC的通信将位置量显示在触摸屏上。接线盒内加装远程IO，以方便接线和就近调试，各个柜体之间的连接电缆采用重载航插连接，减少调试时间同时在出现损坏时，保证系统能够快速恢复。操作台加装西门子触摸屏用于显示和设定矫直速度、夹入、夹出速度、上辊压下位置、工作状态、电机电流等信息及报警显示和基本操作等功能。另外，系统还配置工控机用于记录生产过程中的至少1年（365天）的数据包括矫直每条工件所用的矫直电流、速度、转矩，每班产量，设备故障记录等以便改进工艺参数和作为产品质量保证的凭证。同事工控机配置激光打印机以及UPS电源。主电机采用变频电机产品，无级调速，设有速度、电流平衡系统，满足矫直工艺要求。配备电气控制柜，电气元件全部使用施耐德或合资西门子产品，使用可靠、通用型强。电控柜采用威图柜体（RAL 7035）。主要电气元器件的选用：部件品牌系列补充说明主电机大连电机、西门子交流变频电机IP54变频器西门子S120系列可编程控制器西门子S7-300系列触摸屏西门子MP系列10寸彩屏远程IO西门子ET200M备件同S7-300 PLC低压元器件施耐德、西门子电控柜、接线箱威图TS系列RAL 7035工控机研华、Dell配UPS电源激光打印机惠普编码器宜科传感器宜科、图尔克DC24V6、气动控制系统：气动系统主要完成上下料架拨料、夹入、夹出辊的张紧控制，主要控制阀件及气缸采用力士乐产品。系统具有自润滑及超压、欠压保护功能，其中为保护被矫直材料表面特性，夹入辊、夹出辊的位置可进行调整控制。7、液压系统液压系统由独立的液压站、上矫直辊保护油缸、平衡油缸及阀件组成。起到平衡上辊及过载保护的作用。液压站配置：油箱，两台油泵（用一备一），循环泵，电机，循环冷却器，过滤器，配备手推加油（带过滤）小车1台，液压阀台。系统具有油压、油温和油箱油位控制和报警信号等。泵、控制阀、执行元件（液压马达、油缸等）、系统辅件等，所有原件均选用国内知名品牌。 8、乳化液系统 乳化液系统为一独立的循环系统，用于棒材和矫直辊间的冷却和润滑。系统配置：油箱，主泵，循环泵，电机，循环冷却器，过滤器，控制阀、执行元件、系统辅件等，所有原件均选用国内知名品牌。9、外部条件a) 大气温度夏季最高温度： 42.7夏季户外通风计算温度31冬季最低温度 26.5冬季户外供暖计算温度8冬季户外通风计算温度3b) 相对湿度最大相对湿度夏季户外通风计算相对湿度75%冬季户外空调计算相对湿度52%c) 降雨量年降雨量549.9mm最大日降雨量 200.2mm最大小时降雨量 92.9mmd) 地震烈度地震烈度7度e) 供水条件水温32pH值7.8总硬度19dHf) 电源高压 6kV频率 50Hz2%低压 AC380V10%接地方式高压：中性点不接地g) 低压：中性点接地文件3、卖方供货范围卖方供货范围序号设备名称单位数量1粗矫矫直机设备台2上料台架组2上料辊道个2夹入装置组2主机台2夹出装置组2下料辊道个2收料箱组2电气控制台22无心车床设备台2上料台架组2上料辊道个2主 机台2下料辊道个2收料箱组2电气控制台23精矫矫直机设备台2上料台架组2上料辊道个2夹入装置组2主 机台2夹出装置组2下料辊道个2收料箱组2电气控制台24称重系统套15包装系统套1文件4、买、卖双方交付的技术文件范围及时间1、文件所使用的标准和语言：中文2、卖方提交买方的设计下列设计和技术资料包括在本报价中：所有资料将以下面规定的数量以纸质和CD方式以中文提交。图纸将以A3大小规格提交，平面图和土建图将以原有规格提交，文档将以印刷方式提交，平面图和土建图将以dwg方式提交下列日期为合同生效开始计算：N纸质份数CD份数交付时间(天)总体设计平面图12120截面图12120土建设计带有地角螺栓和所有预埋件的基本土建设计，在同样图中将给出管线和电缆走向和电缆沟位置。12120机械设计机械设备维护用图12120介质/流体设计稀油和干油牌号和数量12120空气质量和耗量12120液压系统图12120润滑图12120压缩空气图12120冷却水系统图12120水质和流量12120液压系统基本参数12120润滑装置基本参数12120电气和自动化给出电器柜，控制台，就地接线盒，接线盒和所有现场电气装置位置的电器平面图62120电机和检测元件清单62120电气接线图62120自动化方框图621203、手册 手册包括供货范围内包括的设备 安装和调试手册： 包括机械组装主要顺序、系统连接和测试、机器准备和调整 、安全规则 操作和维修手册： 包括主要数据和设备描述、.设定和产品更换、 机器启动、操作和停止 、问题分析 、预防和超常规维护 电气和自动化手册：包括功能说明 、操作手册、画面打印 、网络配置 、系统配置 文件5、设备的制造及交付进度一、设备制造时间：在合同签订预付款到帐后开始下计划生产制造。二、设备交付时间：从预付款到帐日算起，四个月内交付。交付时包括设备主机、