一种基于模块化轧机自由组合的精轧机组的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于模块化轧机自由组合的精轧机组，包括模块化轧机、输送装置和电气自动化传动模块，其特征在于：所述的模块化轧机数量为2-12个；所述的模块化轧机依次布置并通过输送装置连接，每个模块化轧机均与同一电气自动化传动模块线路连接，电气传动模块控制各个模块化轧机之间的速度匹配。本发明可灵活调整模块化轧机的数量、布局方式、间距，替代棒材或者线材类工艺生产设备，实现多种新轧制技术；工艺适应能力强，可在工艺要求空过时单独停止，实现柔性的生产线功能，节约能源，延长设备寿命；大大降低了制造成本和库存成本。
【专利说明】一种基于模块化轧机自由组合的精轧机组
【技术领域】
[0001]在此处键入【技术领域】描述段落。本发明涉及一种轧机组，尤其是一种基于模块化轧机自由组合的精轧机组。
【背景技术】
[0002]当前高速线材生产线主要有以下两种工艺型式:(I)加热炉-粗轧机组-中轧机组_预精轧机组_精轧机组_吐丝机_精整；(2)加热炉-粗轧机组_中轧机组_预精轧机组-精轧机组-减定径机组-吐丝机-精整。上述高速线材生产工艺中，一般预精轧机组由4机架组成:一般为4架285轧机，也有采用2架300轧机和2架250轧机；精轧机组由6?10机架组成，一般为230轧机和160轧机组成。
[0003]这两种生产工艺的主要差异则在于精轧区域，前者的精轧机组为优选为10机架，产品规格为Φ5.5πιπΓφ 16mm，尺寸精度±0.2mm ;而增加减定径机组的生产线，其精轧机组则可减少为8机架，减定径机组部分包含减径机和定径机，优选为由2架减径机和2架定径机组成，产品规格为Φ 5.0mnT Φ 25mm，尺寸精度±0.2mm，可以实现控制轧制和控制冷却，同孔型轧制，自由定径等工艺能力。
[0004]高速线材轧制工艺需要精确配置每架轧机的转速并保持很高的速度精度，特别是高速区域。就轧机结构而言，每个机架通常由一台辊箱和传动箱组成，轧机名称则按辊箱型号确定。按这两种生产工艺组织生产，精轧机之间的速度配主要通过机械结构差异来实现，即采用机械齿轮传动固定的传动比使各机架间的转速严格符合设计参数，并保持稳定，而精轧机组的电气传动则采用高压变频传动方案，并须采用大功率的高压变频器。
[0005]但高速线材轧制工艺需要每台轧机有不同的转速，即使是相同型号的轧机，其传动箱的传动比也不相同，从而几乎每台轧机的传动箱都不相同。正是由于精轧机组每台轧机传动箱的不同，造成选用某种工艺布置形式后，基本不能调整工艺布置，当生产产品规格不同时，生产工艺安排需要空过某些轧机，即使这些轧机没有投入轧制，仍然需要高速运转，既浪费能源，又降低设备寿命。
[0006]因此，这两种生产工艺使得每条生产线设备的零部件品种多，生产成本高，同时整条生产线缺乏柔性，运行不稳定，生产组织难度大，因而难以适应市场需要。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明提供一种基于模块化轧机自由组合的精轧机组，模块化轧机和可灵活布置的精轧机组，能够极大的满足生产工艺；在具有目前两种工艺设备特点的同时，还能实现更多工艺的优点，且由于采用模块化设计，设备制造和维护费用降低。
[0008]本发明的技术方案为:一种基于模块化轧机自由组合的精轧机组，包括模块化轧机、输送装置和电气自动化传动模块，其特征在于:所述的模块化轧机数量为2-12个；所述的模块化轧机依次布置并通过输送装置连接，每个模块化轧机均与同一电气自动化传动模块线路连接，电气传动模块控制各个模块化轧机之间的速度匹配。
[0009]所述的模块化轧机由一个传动箱、两个棍箱、一台电机和一个齿轮箱构成，电机和齿轮箱通过联轴器连接，齿轮箱和传动箱通过联轴器连接，传动箱上连接有两个辊箱。
[0010]所述的齿轮箱仅芯部齿轮不同，齿轮箱安装尺寸、输入轴和输出轴尺寸都相同，减少了整台机组内的零件规格种类。
[0011]所述的各个模块化轧机的传动箱相同，但辊箱可以为Φ15(ΓΦ285规格中的一种或多种。
[0012]所述传动箱内设有7根轴，其中输入轴通过斜齿轮将动力分别传递到两主动轴，主动轴和锥轴通过45°螺旋伞齿轮连接，锥轴与辊箱轧，辊轴以及惰轴与辊箱轧辊轴都通过斜齿轮传递动力；本方案中将主动轴上的斜齿轮设计为完全相同，将45°螺旋伞齿轮设计为完全相同的零件，使得零件型号更少。
[0013]所述的电气自动化传动模块采用低压变频传动方案或者直流传动方案，优选为采用100(T3000KW的低功率交流变频电机，主传动则采用低压变频器，或直流电机。
[0014]所述的模块化轧机布局方式灵活，间距可调。
[0015]所述的模块化轧机可在工艺要求空过时单独停止，与传统空过的精轧轧机仍高速运转相比，节约能源，延长设备寿命。
[0016]本发明的有益效果为:
1、可灵活调整模块化轧机的数量、布局方式、间距，可替代多种棒材或者线材类工艺生产设备，实现多种新轧制技术(包括“控制轧制和控制冷却”，“同孔型轧制”等);工艺适应能力强，可在工艺要求空过时单独停止，与传统空过的精轧轧机仍高速运转相比，节约能源，延长设备寿命；
2、模块化轧机中，电气自动化传动模块的作用在于准确实现模块化轧机的速度配比，同时电气自动化传动模块可采用低压变频传动方案，并选用功率为100(T3000KW的交流变频电机，使机组内不同位置的模块化轧机的齿轮箱，设计相同的安装尺寸、输入轴和输出轴尺寸，仅芯部齿轮不同，减少了零件的种类，因而降低了制造成本；
3、按现有工艺，钢铁企业需要约30%设备投资额的备件库存才能基本满足设备的正常运行。这是由于设备设计时共用零件太少导致的，如按现有工艺中的10机架精轧机组，完全保证正常生产时，必须库存10套锥箱，而模块化轧机，主要零件都采用同一设计的模块，极大减少了零件的种类，锥箱库存I套即可，因而大大降低了库存成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为传统闻速线材精乳机组不意图；
图2为本发明所述的基于模块化轧机自由组合的精轧机组示意图；
图3为本发明所述的模块化轧机结构示意图；
图4为本发明所述的模块化轧机的传动箱示意图。
[0018]图中，1-输入轴，2、3-主动轴，4、5-45 °螺旋伞齿轮，6、7-锥轴，8、9-惰轴，10-辊轴，20-辊箱，30-传动箱，40-齿轮箱，50-电机。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
如图1所示，现有生产工艺的精轧区域包括一台电机、一台增速箱及两台以上轧机，增速箱与电机相连接，每台轧机由一台锥箱和一台辊箱组成。如图2所示，一种基于模块化轧机自由组合的精轧机组，则包括模块化轧机和电气自动化传动模块，由一定数量的模块化轧机依次连接，模块化轧机之间的间距在一定范围内可调整，电气自动化传动模块替代传统轧机单纯依靠机械结构实现轧机间的速度匹配。
[0020]现有生产工艺中轧机的电气传动必须采用高压变频传动方案，主电机采用大功率高压变频器，功率可达6000kw，目前仅西门子和ABB公司可以供货。同时现有生产工艺组织生产难度较大，必须严格按既定工艺组织生产，面临新的市场需求和新的工艺方案时，缺乏适应能力。按工艺组织生产时，一般都要空过一些机架，这些机架的设备仍然在高速运转，仅是没有安装辊环，没有进行轧制而已，这会导致能源浪费和不必要的设备使用寿命消耗。
[0021]但模块化轧机简化了设计技术参数，将设备技术指标的实现用机械和电气控制共同完成，降低了机械设备技术要求，简化了设备制造过程中的管理，按模块化配置10机架精轧机组，将采用5个模块，电气传动采用1200kw的交流变频电机5台，主传动控制采用低压变频器，完全可以国产，甚至可以采用直流传动方案。同时采用模块化轧机，组织生产更容易，空过某些机架时，可以将这些机架完全停止，而不是像现在的设备必须仍然高速运转，具有明显的节能效果，也能更有效的利用设备寿命。
[0022]如图3所示，模块化轧机由一个传动箱(30 )、两个辊箱(20 )、一台电机(50 )和一个齿轮箱(40 )构成，电机(50 )和齿轮箱(40 )通过联轴器连接，齿轮箱(40 )和传动箱(30 )通过联轴器连接，传动箱(30)上连接有两个辊箱(20)。电机(50)设计为交流变频电机，电机(50)功率100(T3000KW，转速50(T2000r/min，中间通过齿轮箱(40)将动力传递到传动箱
(30)，进而使辊箱(20)运转。根据轧机在机组中的位置和轧钢生产工艺的需要，配置齿轮箱(40)的不同传动比i以满足轧机的速度要求。模块化轧机内部辊箱(20)的速度匹配由模块内部的45°螺旋伞齿轮实现。
[0023]本发明中将齿轮箱(40 )按相同的安装尺寸和输入输出轴尺寸设计，仅芯部齿轮不同，有助于减少整台机组内的零件种类。同时根据模块化轧机在精轧机组内部的位置，轧钢生产工艺的需要调整齿轮箱(40)的传动比，以保证轧钢生产工艺需要的转速，传动比可以为0.25^4,即该齿轮箱(40)可以既可以实现减速功能，也可以实现增速功能。
[0024]如图4所示，传动箱内设有7根轴，其中输入轴(I)通过斜齿轮将动力分别传递到两主动轴(2)、(3)，主动轴(2)、(3)和锥轴(6)、(7)通过45°螺旋伞齿轮(4)、(5)连接，锥轴(6)、(7)与辊箱轧辊轴(10)以及惰轴(8)、(9)与辊箱轧辊轴(10)都通过斜齿轮传递动力。为保证两辊箱的转速符合轧钢生产工艺的要求，本方案中将主动轴(2)、(3)上的斜齿轮设计为完全相同，将45°螺旋伞齿轮(4)、(5)设计为完全相同的零件，使得零件型号更少。
[0025]在实际生产过程中，可以根据市场需要和工艺需要，灵活运用机组内的模块，达到目前所有的长材类工艺组织方案，具体包括:普通棒材，“控制轧制控制冷却”棒材，普通高速线材，“控制轧制和控制冷却”高速线材，大盘卷生产。
[0026]上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
【权利要求】
1.一种基于模块化轧机自由组合的精轧机组，包括模块化轧机、输送装置和电气自动化传动模块，其特征在于:所述的模块化轧机数量为2-12个；所述的模块化轧机依次布置并通过输送装置连接，每个模块化轧机均与同一电气自动化传动模块线路连接，电气传动模块控制各个模块化轧机之间的速度匹配。
2.根据权利要求1所述的基于模块化轧机自由组合的精轧机组，其特征在于:所述的模块化轧机由一个传动箱、两个棍箱、一台电机和一个齿轮箱构成，电机和齿轮箱通过联轴器连接，齿轮箱和传动箱通过联轴器连接，传动箱上连接有两个辊箱。
3.根据权利要求2所述的基于模块化轧机自由组合的精轧机组，其特征在于:所述的齿轮箱仅芯部齿轮不同，齿轮箱安装尺寸、输入轴和输出轴尺寸都相同，减少了整台机组内的零件规格种类。
4.根据权利要求2或3所述的基于模块化轧机自由组合的精轧机组，其特征在于:所述的各个模块化轧机的传动箱相同，但辊箱可以为Φ15(ΓΦ285辊箱规格中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的基于模块化轧机自由组合的精轧机组，其特征在于:传动箱内设有7根轴，其中输入轴通过斜齿轮将动力分别传递到两主动轴，主动轴和锥轴通过45°螺旋伞齿轮连接，锥轴与辊箱轧，辊轴以及惰轴与辊箱轧辊轴都通过斜齿轮传递动力，两个主动轴上的斜齿轮完全相同，两个45 °螺旋伞齿轮完全相同。
6.根据权利要求1或3所述的基于模块化轧机自由组合的精轧机组，其特征在于:所述的电气自动化传动模块的控制电机采用100(T3000KW的低功率交流变频电机或采用直流电机，主传动则采用低压变频器。
7.根据权利要求1所述的基于模块化轧机自由组合的精轧机组，其特征在于:所述的模块化轧机布局方式灵活，间距可调。
【文档编号】B21B35/12GK104338746SQ201310336353
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】朱建伟 申请人:汉威广园(广州)机械设备有限公司