第一章、产品规格品种、工艺描述

    概述

   本机组适用于方、矩形钢管的生产，采用直接成方工艺。直接成方工艺在轧辊的设计上充分结合了产品的规格特点，轧辊通用率达到80%，一套轧辊可覆盖常用的全部产品规格，具有轧辊投资少,产品范围广的特点。在轧辊的安装上，大量采用开口隔套及专用调整机构，实现相近规格更换轧辊不拆辊而只做调整，大大缩短了换辊时间，提高了有效生产率。

    本机组还具有通用性强、使用面广、操作维护简单等一些列优点。该机型在无锡玉龙精密钢管有限公司,攀钢集团昆明钢管厂投入使用,受到用户好评.

    该机组特别适用于生产中厚壁高等级结构钢管。主传动采用高精度硬齿面减速箱，传动平稳，功率大，噪音小。

    机组全线采用了PLC控制及全数字调速系统，自动化程度高，安全、高效，性能稳定，操作方便，故障率低，维护简单。

    机组采用集成块式液压阀组，液压元件采用引进德国力士乐生产线生产元件，寿命长，准确可靠。

1．  生产线能力

 壁厚：1.5－6.0mm

 方管：60×60～150×150

 矩形管：70×50～200×100

1.1、 原料

1.1.1  原料带钢：原料为经纵剪的不锈钢带

1.1.2  原料带钢的尺寸：

带钢厚度：1.5～6mm；

带钢的宽度：240～600mm；

钢卷外径：MIN1000mm，MAX1300mm ；

钢卷内径：MIN508mm，MAX760mm

最大钢卷重量：5吨

原材料强度：σs≤450MPa  σb≤700MPa

产品方案

1.1.3  原料的质量：原料质量符合标准：GB709-88、GB699-88

        GB/T300-88、GB711-88、GB710-88、GB912-88、GB3274-88.

1.2    产品大纲说明

1.2.1  矩形管的最大宽高比：1：1－1：2   最大高度200mm

1.3    方矩管产品规格表

1.3.1  方管

壁厚:1.5～6mm

2   车间技术参数

2.1  传动装置电源功率：

2.1.1  机组额定功率： 150 KW

2.2  氩弧焊机

2.2.1  额定功率：18KW

2.3  压缩空气的压力及流量：

压    力:   0.4～0.6 MPa  

耗    量：～0.1m³/h

最大流量： ～1m³/h

2.4  机组冷却水

消 耗 量：循环水循环使用损耗约0.1m³/h

水    质：浊环水

压    力：0.3～0.5MPa

最大流量：～20m³/h

温    度：    常温

2.6   电    源:      380V,50Hz

     机组装机总容量：    ～200 KW

3   机组性能数据

3.1  机组的生产速度：20-1000 mm/min

3.2  准备段穿带速度：～1m/min

3.3  成型段穿带速度：1m/min

3.4  焊接速度：20-1000 mm/min

3.5  机组作业方向：左进料

3.6  机组作业标高：+900mm

3.7  机组年产量：  0.1-1万吨

4   生产工艺流程图

上料→开卷→夹送矫平→剪切头、尾，对焊→入口引料导向台→平1（两辊）→立辊1→平2（两辊）→立辊2→平3（两辊）→平4（四辊）→立辊3→平5（两辊）→平6（两辊）→平7（四辊万能）→平8（四辊）→平9（四辊万能）→平10（四辊万能）→挤压辊（五辊）→氩弧焊接→砂带磨削外焊缝→（进入定径机）→定平1（四辊万能）→定平2（四辊万能）→定平3（四辊万能）→定平4（四辊万能）→矫直→跟踪锯定尺切断→锯后辊道→成品检查→收集。

5   在线设备项目：

5.1   非标设备:

5.2     外购配套项目表：

6   主要设备简介

6.1上卷车

用途：用于承接带钢卷，并运送至开卷机，并将带钢卷托起至开卷锥头中心。

组成结构：由受卷台、行走机构、托辊、油缸、导轨等组成。

6.1.1  最大承载卷重：5吨

6.1.2  钢卷的内径：φ510、φ760 mm

6.1.3  钢卷的外径：φ1000～φ1300 mm

6.1.4  上卷车适应钢卷的宽度： 240～600 mm

6.1.5  结构形式： 液压升降、电动行走 、AC电机

6.2开卷机

用途：支撑挂起，夹紧固定带钢卷，对准机组中心线。

6.2.1  最大承载卷重：          5 T

6.2.2  钢卷的内径：      φ510、φ760 mm

6.2.3  钢卷的外径：      φ1000～φ1300 mm

6.2.4  钢卷的宽度：        240～600 mm

6.2.5  结构形式：    固定双锥头式，锥头护板可更换

6.2.6  锥头左右运动、对中由液压缸完成，钢卷转动由AC电机减速机

驱动，传动带制动离合系统。采用气动抱闸式微强制动系统。

6.3夹送矫平机

由立辊，压辊,铲刀，直头装置，夹送辊和矫平辊组成。

压辊由液压马达传动，压臂摆动、铲头伸缩摆动由液压驱动。夹送辊和矫平辊采用齿轮箱及万向轴传动，配气动离合器，主动矫平板头板尾。

夹送辊: 二辊式,AC电机传动，液压压下。

矫平辊：五辊式，下辊主动，液压压下。

6.3.1  矫平速度：    ～1m/min

6.3.2  夹送辊的数量：  2

6.3.3  夹送辊的直径：φ160 mm

6.3.4  矫平辊的数量：  5

6.3.5  矫平辊的直径：φ140 mm

6.3.6  辊身长度：     700 mm

6.3.7  穿带速度：   ～1m/min

6.3.8  辊子的硬度： HRC 52～55  

6.3.9  辊子材质：42CrMo

6.4剪切对焊机

功能：剪切带钢头尾，对中焊接带钢头尾，形成连续式生产

组成：由前后对中立辊，剪切机，前压板，后压板，后夹送辊等部分组成。

性能参数：

适应带钢宽度：240~600 mm   带钢厚度：1.5~6 mm

Δ对中立辊：液压对中         缸径：φ80mm

立辊材质：GCr15             立辊直径：φ100mm

Δ剪切机：连杆式液压斜刃剪，双刃剪。

液压缸直径：φ200mm

剪刃斜度：2.5°     剪刃材质：6CrW₂Si

Δ前压紧方式：油缸下压式           缸径：φ80mm

Δ后压紧方式：油缸下压式           缸径：φ80mm

Δ后夹送辊装置：AC传动，变频调速，液压压下

6.4.1  最大、最小、平均操作时间：Max：12min   Min：4min 平均：8min

6.4.2  氩弧焊接设备：320A   1台

6.4.3  焊接功率：28Kw

6.4.4  焊接用保护气体：氩气

6.4.5  剪切力：800KN

6.5入口引料导向台

    对中引导带钢进入成型机。两辊夹送，对中立辊手动调整。

6.6成型机组

功能：用辊式成型方式强制带钢冷弯变形至要求形状。

方矩形管成型方式：辊弯直接成方（立轧）。矩形管采用立轧方式，即窄边是钢管的上下边，焊缝在上面的窄边上。

6.6.1成型机架水平机架10架，由六架平辊机架,四架万能机架组成。

机架的间距：两辊1000mm    

机架的结构形式：龙门式铸钢机架，

     调整方式：成型机架上轧辊轴整体采用手动蜗轮副压下，下轧辊轴工艺垫调整

成型上下水平轧辊上各随机配有2套锁紧螺母副，并且大量采用快换隔套，缩短换型时间，利于孔型调整和变换规格时轧辊调整。开口机架水平轧辊轴有效长度800mm；闭口机架水平轧辊轴有效长度 500mm。

采用快换万向轴，换辊时不用拆联结螺栓，大大节省了时间，减轻了劳动强度。

   6.6.2机架压下横梁打开方式：侧面旋转打开

6.6.3机架立柱的尺寸（宽度×厚度）：2×100×80mm

6.6.4机架承载的最大垂直和侧向的轧制力：60T、20T

6.6.5成型机架采用分两组集中传动，前6架一组，后4架闭口1组。传动形式为螺旋伞齿轮分齿箱结构，上下轴全主动传动，上下输出齿轮按方矩管轧辊孔型设计速成比各架次不一致。独特的分齿箱结构输出齿轮方便更换，可以根据产品需要调整输出速比。

    主电机两台为20 KW直流电机.

6.6.6成型方式采用下成型法，主要是为缓解高强度厚壁产品的边部拉伸与波浪，提高产品边部质量，使成型稳定焊接稳定，产品质量提高；机组成型段设计下山量按70mm 设计，从挤压辊开始成型底线不变，所有产品按同一底线出管。

换辊方式为上出辊式。

成型部分共带3套立辊机架。立辊机架可以随机安装在水平机架之间，位置可换。立辊机架轴径80mm。立辊架底部带工艺垫。立辊架丝杆带防护罩。立辊架开度650mm（保证最宽带钢的调整量）。

6.6.7成型机架水平轧辊轴直径φ120mm，材质42CrMo.

6.6.8成型机架水平辊轧辊下辊底径（传动直径），φ190mm，上辊直径根据成型断面变形工艺和上下速比确定；

6.6.9成型辊的允许最大扭矩：10KN·M

6.6.10成型辊调整方式及范围：上、下电动压下，左、右手动微调

6.7焊接装置

由五辊挤压机、立辊等组成。

五辊挤压机采用下一、侧二、上二的挤压辊结构。上二辊可以整体升降，整体横移，同时可以单独升降。侧二辊可以上下微整。下辊为整体辊盒结构，可以整体通过垫块上下调整，适应产品下山量高速的需要。

开合、压下电动调整：    2×1.5Kw、2×1.0Kw

主挤压辊轴径：φ100mm

主挤压辊辊径：φ250mm

主挤压辊开口度：300～500mm

主挤压辊斜度：1--1.5度

上挤压辊轴径：φ50mm

上挤压辊辊径：φ200mm

上挤压辊垂直调整量：200mm

6.8 定径机组

功能：整形产品尺寸，使型钢断面符合标准要求。

机架形式：龙门式铸造机架，蜗轮蜗杆减速机电动压下

换辊方式：轧辊轴上拉出

机架压下横梁打开方式：侧面旋转打开

传动方式: DC电机集中驱动  15Kw

定径机架的数量：四架万能机架

土耳其头的数量：两架四辊矫直机架

机架间距：1000mm

轧辊轴辊面有效长度：350mm

电动调整上、下： 2×3Kw

电动调整左、右：2 X 3 Kw

矫直机机架与定径机架等距离，矫直机上下调整量180mm。

   采用快换万向轴，换辊时不用拆联结螺栓，大大节省了时间，减轻了劳    动强度。

6.9跟踪定尺锯（仅供参考）

功能：定尺切断

设备组成：行走小车、夹紧装置、锯切装置、小车传动装置、液压系统等组成。

锯切形式：单锯片

锯片传动电机的功率：AC 15 KW

小车行走电机功率: DC  4KW

钢管出管标高：+780mm

操作标高：+900mm

定尺长度：5－13m

定尺精度：L（-0，+4mm）

  管端切斜：<2mm

 适应钢管生产速度范围：20～1000mm/min

6.10锯后辊道

用途：将成品焊管向后输送。

长度： 40m

辊道输送速度：0.1～6 m/min

驱动形式：AC电机集中传动  2×2.2Kw

钢管托出方式：液压

辊道直径：φ100mm

辊道宽度：250mm

6.11 轧辊

轧辊材质：GCr15 和Cr12MoV 根据轧辊使用功能和重要性分别选用。每个变形实弯架次的最后一架的上轧辊材料采用Cr12MoV，并按不同圆角分段配置。

轧辊的硬度：HRC50-60

淬硬层深度：8-10mm

表面粗糙度：0.8-1.6

 方矩形管轧辊的数量及重量：方矩管轧辊采用组合片式轧辊。一套轧辊可覆盖产品规格（不同壁厚）。不同规格产品只需调配轧辊片即可。

6.12电气设备控制系统

整条生产线电气控制设备均由山西格蓝德机电科技有限公司自行设计、制造。

6.12.1概述：

本机组的电气控制系统采用了目前比较先进的PLC控制技术和数字控

制技术，PLC选用日本三菱系列，直流调速器选用欧陆系列，变频调速器选用日本富士G系列全数字矢量控制变频器。本系统还采用了目前自动控制领域比较先进的总线控制技术和人机界面，实现了各设备之间，各区域之间的网络化，能够与上位机联接，从而实现了远程监控。

6.12.2技术条件：

供电电源： 三相四线制，AC380V+10%

三相不平衡率: ≤3%

供电频率：50HZ +5%

环境温度：25°C +10%

环境湿度： ≤85%，不允许有凝露

6.12.3控制系统简介：

本机组电气控制系统共分三个区域控制，即上料准备区，主机成型区及精整区，每个区域的控制系统相对独立，但区域之间又有各种信号联锁，从而保证了全线控制系统的连续性，可靠性和稳定性。本机组以PLC控制为核心，将各个按钮，开关及现场的各种控制传感器（如接近开关，光电开关，旋转编码器）的开关量和模拟量信号送入PLC的各个输入口，通过PLC软件程序输出至PLC的各个输出口，分别控制各个交直流电机，电磁阀等执行元件。在系统的各个单机设备和各个区域之间设有各种电气联锁，以保护全线在运行中满足工艺要求，在全线各个操作台上均有急停按钮，用于处理设备和人身事故时用。

6.12.4控制系统型号，参数

进口装置符合UL、CSA、EN标准

国产装置符合IEC、EN、CE、CCEC标准

直流调速器： 欧陆系列

交流变频器： 日本富士G系列

日本三菱

低压电器：

控制元件韩国LG产品

操作元件上海二工电器厂（按钮，指示灯，转换开关）

     直流电机选用Z4系列直流电机.

6.12.5电控设备

准备区：四个控制柜、三个操作台.

主机区：四个控制柜、一个操作台

飞锯: 一个控制柜、一个操作台

控制柜：

GGD型柜体，钢板结构，表面喷塑处理

操作台：

非标设计，钢板结构，表面喷塑处理

6.13 液压控制系统

工作压力：双压力系统 8MPa，16MPa；

由液压站、集成块阀组组成；

液压元件生产厂家：北京液压成套设备公司（力士乐）；

液压系统压力采用中低压设计；

在液压站油箱侧面设置冷却器和加热器；

系统中应有防止过载和液压冲击的安全装置；

在油箱外，设置泵前过滤器。

6．14设备喷漆

设备表面喷漆前进行表面处理，先喷两遍防锈漆，再喷两遍深绿色瓷釉面漆，其他附件的面漆遵照国家有关规定执行。

6.15 各单机设备和系统设置有相应的安全防护装置。

7   生产线行车配置（仅供参考）

生产线桥吊配备：

10/5吨桥吊        1台

8   生产线上操作人员配置情况（仅供参考）