精轧螺纹钢筋调质设备,钢筋感应加热热处理淬火炉-远拓机电
产品详情
螺纹钢筋调质生产线

注:远拓机电生产的节能智能化感应调质生产线为定制化产品,工程师在设计时是按照客户提供的参数进行制作,所以客户在咨询时请提供提供详细参数、加热温度、生产效率以及其他特殊需求等,详情与远拓机电联系。

精轧螺纹钢筋调质生产线3D图



远拓机电做过的案例:(数据以客户提供的数据为准)

螺纹钢筋调质生产线主要用于高强度精轧螺纹钢筋,即通过调质热处理,使精轧螺纹钢筋各项性能达到GB/T20065-2006国家标准中PSB930级和PSB1080级的要求。

产品规格:Φ15mm-Φ52mm

产品长度:5m-16m

年产量:1万吨

螺纹钢筋的弯曲度要求(含原材料):钢筋每米弯曲度不应大于4mm,总弯曲度不大于钢筋总长度的0.4%。

温度偏差:淬火段温度波动范围±10℃、回火段温度波动范围±10℃


螺纹钢生产工艺流程:


设计亮点:

    对于大规格精轧螺纹钢筋的感应热处理,其关键点之一就是整体均匀并且高效的加热较难实现,这是造成长杆类工件的变形难以控制的原因之一。

   钢筋横截面除去肋后的主体趋近于椭圆形,且表面轧制有方便实现机械连接的精轧螺纹。故在自动化程度高的传动辊道上前进时,这些横肋使得钢筋不能一直固定于炉膛中心直线上,工件表层的感应电流容易产生不均布,进而加剧了横截面上的冷热不均。由此产生的热应力和组织应力,使钢筋在热态易产生一定的的变形。感应炉炉膛需要足够大的直径以使得钢筋不会碰到炉衬内壁。因为若在生产时炉膛过小而使钢筋碰到炉内的隔热层,刚度较小的热态钢筋在外力作用下会迅速变弯而卡在炉子中,进而在感应线圈的作用下烧融。炉膛和钢筋间的长期刮擦也会使感应线圈暴露,使钢筋与线圈短路造成事故。这就了给出了炉膛内径的下限要求,限制了工件和线圈间的最小距离。这一距离与感应加热的效率有着密切的关系,在设备功率参数一定的情况下,距离越近、加热效率越高,透热深度和速度也就越快。从以上分析可以知道,对于大规格精轧螺纹钢筋的热处理中,直线性和高效性在炉膛内径要求上有所冲突。而一般小规格钢筋,因直径小透热快,整体的热均匀性较好,所需加热功率小,这一问题并不明显。

   我们的感应热处理线充分的考虑了以上矛盾,在传动设计上采用斜放布置的V型辊,减小径向的跳动。使钢筋产生自旋转运动,喷射的水流在工件表面形成更加均匀接触的核沸腾,使其横截面的温度场分布更加合理,抑制了整体的变形。冷却水流喷至钢筋表面后沿工件前进方向形成一个包络住钢筋表面的水柱,保证冷却水和工件充分接触,提高了偏心运动的工件均匀淬透。由于生产线为连续不间断工作模式,整条生产线的控制采用PLC与人机交互系统,传动采用变频式对整条生产线进行调度调节,与传统滑差电机及直流调速相比,控制精度高、调节范围广、运行更加平稳。同时在电源配置上留有一定的富余量,以保证一定的加热速度:在配套热处理工艺中使用了相对Ac3高出很多的淬火温度,让工件芯部在足够高的温度进行奥氏体化。生产线温度检测采用高精度非接触红外线测温仪,确保了产品质量的稳定性。红外实时测温系统将数据传至操作台的无纸记录仪中,方便工作人员的远端监控和生产关键参数的回溯。

化学成分及原材料(基材)的确立


牌号

C

Si

Mn

V

P

S

40Si2MnV

0.45-0.65

1.1-1.5

0.6-1.2

0.06-0.15

≤0.015

≤0.015

                   40Si2MnV化学成分

 在选用感应加热热处理方式时,产品原材料(基材)的组织特征通常会影响到最终的产品。生产PSB930和PSB1080所使用的基材,就是连轧生产线上轧出的PSB785和PSB830两种钢材。这两种材料通过控轧控冷的方式,利用钢筋轧后的余热进行表面热处理来提升钢筋性能。下表(一)两种材质的基材,在不同的轧制工艺下的力学性能。

                     不同轧制工艺的基材性能

序号

成分

轧制工艺

屈服强度

抗拉强度

1

40Si2MnV

PS830控轧控冷

890MPa

1035MPa

2

40Si2MnV

无控轧控冷

700MPa

985MPa

                           表(一)

               不同轧制工艺利用感应加热调质后的力学性能

序号

成分

轧制工艺

屈服强度

抗拉强度

1

40Si2MnV

PS830控轧控冷

1290MPa

1360MPa

2

40Si2MnV

无控轧控冷

1065MPa

1215MPa

                         表(二)

   由上表(二)看出对同一热处理制度下同一材质,对比不同轧制工艺的产品最终性能,可见基材性能越好,感应热处理后工件的性能越优秀。这说明内部组织分布特征在感应加热中是可以遗传的,基材组织和力学性能越优秀,产品的性能就越好。并且确定了感应热处理生产基材为控轧控冷工艺下的PSB785和PSB830两种钢材。


螺纹钢筋调质生产线配套装置:

1、淬火双频感应加热电源:350KW/1500HZ-4000HZ

2、回火双频感应加热电源:250KW/500HZ-2500HZ

3、淬火感应加热系统(含不锈钢管道、双频电容器柜组、输送托辊)

4、淬火水箱(含不锈钢喷水圈,流量计及变频托辊)

5、回火感应加热系统(含不锈钢管道、双频电容器柜组、变频托辊)

6、储料架(自动拨料、翻料装置

7、输送辊道(带变频托辊装置

8、收料架

9、PLC总控制台(含控制技术及信号隔离控制板及编程器)

10、变频器控制柜

11、红外测温自动控温系统

12、闭式冷却塔(淬火感应加热系统用闭式冷却塔、回火感应加热系统用闭式冷却塔、淬火介质用闭式冷却塔)

辊道材质:淬火段采用Cr25Ni20,回火段采用1Cr18Ni9,其余段采用GCr15。

操作台面:采用不锈钢材质。

注:客户只需提供设备所需的水电沟、沉淀池及到车间电气室的电力供应、设备冷却所需要的水和淬火介质,其余部分都由远拓机电供货及安装,远拓机电对系统的完整性负责。




感应器由远拓机电提供:

感应器线圈是根据客户所提供的工艺参数而设计,感应器线圈由大截面T2矩形铜管经退火处理后烧制、酸洗、水压试验、烘烤、云母带、玻璃丝带双重绝缘、干燥、打结、装配等主要工艺制作完成,而后固定为一个整体,整个感应器制作完成后一长方体,其抗振性、整体性好。

  总控制台采用德国西门子PLC和台湾华研工控系统作为核心控制部分,对整个系统机械运行参数、淬火回火参数、电源功率等进行自动匹配与调整等,并对各参数进行显示、存储及打印等功能。


配方管理功能:

强大的配方管理系统,输入待生产的钢种、管径、壁厚参数后,自动调用相关参数,不用再手动记录、查阅、输入各种工件所需的参数值。

历史曲线功能:

PLC总控台显示可追溯的工艺历史曲线(工控机系统标配),精确至0.1秒的记录精度,形象、准确的再现单支产品的处理温度趋势图。高达1T的容量储存空间,永久保存数十年内的所有产品工艺记录。

  历史记录:

  可追溯的工艺数据表格,可以在每支产品上取出多组采样点,准确的再现单支产品各段的处理温度值。触摸屏系统中则完全不受储存空间限制,永久保存数十年内的所有产品工艺记录。




主要元器件厂家

减速机电机 ——诺德或SEW

PLC控制系统硬件——SIMENS

变频器——SIMENS

高温计——美国爱光

接近开关——图尔克

气动元件——烟台气动液压应用有限公司

——电气部分——

断路器、接触器——施耐德

PLC控制系统硬件——SIEMENS

感应电源逆变可控硅——清华电子

远拓机电做过的案例:




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