新钢宽厚板生产工艺特点

·冶金设备· 新钢宽厚板生产工艺特点 吴德强　胡昌宗　黄　波 (中冶赛迪工程技术股份有限公司) Features of Production Process for W ide and Heavy Pla te in X inyu Iron and Steel Co. L td W u D eqiang, H u Changzong and H uang Bo (C ISD I Engineering Co. L td) 1　概述 新余钢铁有限责任公司 (以下简称“新钢”)新 建的宽厚板轧机是我国第一套 3 800 mm 级别的 宽厚板轧机。该轧机分为两期建设, 一期 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 生产 能力 80 万 töa, 二期设计能力 150 万 töa。 生产的品种主要有: 碳素结构钢板、优质碳素 结构钢板、低合金高强度结构钢板、造船用钢板、 管线用钢板、工程机械用钢板、汽车大梁板、桥梁 板、容器板、锅炉板、抗层状撕裂钢板。一期专用板 比例约 40%～ 60% ; 二期进一步扩大产品品种范 围, 可生产工艺技术含量更高的钢板, 特别是需要 热处理的钢板, 二期专用板比例进一步提高到约 80%。 产品规格为: 厚度 6～ 100 mm , 宽度 1 500～ 3 560 mm , 长度 6 000～ 18 000 mm。 以下从生产工艺选择、主要工艺设备选型和 控制水平几个方面进行分析, 阐述新钢宽厚板轧 机的生产工艺特点。 2　生产工艺选择 2. 1　TM CP 技术 控制轧制和控制冷却工艺是现代化钢板生产 的重要工艺技术之一。钢板生产过程中控制轧制 和控制冷却相结合的工艺称为热机械控制工艺, 即 TM CP 技术。 控制轧制是在轧制过程中对钢板不同的温度 区间给予不同的压下变形, 生产细晶粒、高强度、 高韧性、具有良好焊接性能钢板的技术。根据不同 的钢种, 控制轧制的关键是控制钢板 950～ 600 ℃ 温度范围的变形量, 在此温度范围内增大道次压 下量是钢板在轧制过程中产生晶粒细化, 以获得 钢板综合机械性能的重要途径。 控制冷却是根据轧件不同的温度区段进行不 同的冷却, 以改善带钢组织状态, 细化奥氏体晶 粒, 阻止或延缓碳化物在冷却过程中过早析出, 使 其在铁素体中弥散析出, 提高钢板强度和综合机 械性能。 应用 TM CP 技术可以生产出综合机械性能 和焊接性能均优良的高强度焊接结构钢板, 因而 该项工艺技术已成为近几年来中厚板生产领域最 为发达的工艺技术。TM CP 技术已为各个国家普 遍关注和应用。该技术在刚开始应用阶段主要用 于生产高强度造船钢板和长距离输送石油、天然 气用管线钢板, 以及其它用途的高强度焊接结构 钢板。近年来, 又开发出了 TM CP 工艺技术应用 于L PG 储罐和运输船用钢板、高层建筑用厚壁钢 板、海洋结构等重要用途钢板的生产。 新钢宽厚板轧机以生产多品种专用钢板为 主, 因此, 选择 TM CP 技术作为主要生产工艺。 2. 2　轧机配置选择 根据最终生产规模 150 万 töa, 新钢宽厚板轧 机的最终配置为 1 架粗轧机和 1 架精轧机, 但考 虑到投资和发展关系, 拟预留 1 架轧机。结合新钢 的建设场地、生产品种等因素, 对于轧机预留考虑 的因素主要有以下几点: 1) 新钢宽厚板轧机的建设场地比较紧张, 预 留粗轧机, 先建精轧机, 可以充分利用精轧机至加 热炉之间的辊道组织生产, 有利于缩短主轧线长 ·54·　 第 12 卷第 1 期　 2006 年 2 月　　 宽厚板 W ID E AND H EAV Y PLA T E 　　V o l. 12. N o. 1　 　February　2006　 © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 度, 减少车间占地面积, 降低投资。 2)先建精轧机, 预留粗轧机, 可以把A CC 一 步到位, 布置在靠近轧机的出口位置, 有利于实现 钢板的有效控制冷却, 是实现 TM CP 技术的重要 保证。如果先建粗轧机, 预留精轧机, 则A CC 装 置的位置就难以确定。因为把A CC 靠近粗轧机 出口布置, 对实现 TM CP 技术有利, 但将来建设 精轧机时又需要把A CC 装置搬迁到精轧机出 口, 会造成重复建设, 增大投资。 3)先建精轧机, 预留粗轧机, 还有利于保证产 品质量。因为精轧机不仅主电机功率比粗轧机的 主电机功率大, 而且精轧机配置有液压A GC 系 统控制轧件厚度、工作辊弯辊 (W RB ) 系统控制板 型、立辊轧机的宽度自动控制 (AW C) 系统控制轧 件宽度, 有利于实现控制轧制工艺, 有利于保证钢 板的尺寸精度和综合性能。 2. 3　板坯装炉方式选择 轧钢厂常用的板坯装炉方式有冷装和热装两 种。 新钢的炼钢连铸与轧钢相连, 有利于实现连 铸坯热送热装节约能源, 降低生产成本。但是, 对 于要求较高的专用板产品的板坯能否进行热装主 要取决于炼钢和连铸的质量, 如果板坯质量不能 满足热装就需要冷却、修磨后进行冷装。 因此, 考虑采用热送热装和冷装两种装炉方 式, 对于钢种、批量符合热送热装条件的产品, 尽 量采用热送热装工艺; 对于要求较高的专用板, 生 产初期仍以冷装为主, 随着炼钢和连铸技术的提 高及全厂的生产 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 、管理、工序间的协调组织达 到一定水平后, 逐步提高热装化。 2. 4　轧制方式选择 新钢宽厚板轧机除采用传统的板坯经横向和 纵向轧制的方式外, 还采用不经横轧的板坯全纵 向轧制方式。 采用横轧不仅可以利用一定宽度的板坯通过 展开轧制拓宽钢板宽度尺寸, 而且有利于实现钢 板纵向和横向性能的均匀性。 当短尺坯长度较短时, 板坯纵向进入四辊轧 机入口, 由辊道送入轧机先进行 1～ 2 道次成形轧 制后, 轧件在轧机入口或出口回转辊道上转钢 90°, 然后进行展宽轧制; 当轧件轧至要求宽度后, 再在回转辊道上转钢 90°, 随后进行延伸轧制到 成品厚度。 当长度接近或达到最大短尺坯长度时, 板坯 先在四辊轧机入口回转辊道上转钢 90°, 进入四 辊轧机进行展宽轧制, 轧到产品要求的宽度后再 在轧机入口或出口回转辊道上转钢 90°, 进行延 伸轧制到成品厚度。 采取全纵向轧制的方式, 全部由延伸道次将 板坯轧制到成品厚度有利于提高轧机产量, 拓宽 轧件的长度范围。 3　主要工艺设备选型 根据生产工艺要求, 要实现 TM CP, 不仅要 求轧机具有更大的轧制压力和更强的刚性, 而且 要求控制冷却系统有较大的冷却能力。一期工程 建 1 台四辊可逆式精轧机及立辊轧机, 二期工程 增建 1 台四辊可逆式粗轧机及立辊轧机。因此, 一 期项目选择的主要工艺设备性能参数如下: 3. 1　精轧机 数量: 1 架; 型式: 四辊可逆式; 工作辊规 格: 5 1 030～ 940 mm ×3 800 mm ; 支持辊规格:5 2 000～ 1 800 mm ×3 700 mm ; 最大轧制压力: 75 000 kN ; 最大轧制速度: 7 m ös; 主传动电机功 率: A C 2×7 000 kW ; 工作辊弯辊力:M ax. 3 000 kN ö侧; 液压压下及A GC 工作行程: 80 mm ; 轧制 线标高调整方式: 液压阶梯垫。 3. 2　立辊轧机 位置: 四辊精轧机出口; 型式: 附着式; 最大侧 压量: 50 mm ö道次; 轧辊规格: 5 900～ 825 mm × 400 mm ; 最大轧制压力: 4 500 kN ; 最大轧制速 度: 7 m ös; 主传动电机功率: A C 2×750 kW ; 传动 方式: 上传动; 宽度自动控制: HAW C。 3. 3　加速冷却装置 (A CC) 数量: 1 套; 型式: 上下集管层流冷却式; 冷却 宽度: 3 800 mm ; 集管分区: 快冷区、主冷区、精冷 区; 冷却区总长度: 28 000 mm ; 钢板通过速度: M ax. 3 m ös; 总用水量: 8 000 m 3öh; 水压: 0. 15 M Pa; 侧喷水压力: 1 M Pa。 3. 4　热矫直机 数量: 1 台; 型式: 液压辊缝调 节 可 逆 式; 钢板规格: 厚度 6～ 60 mm (100 mm ) ; 宽度 1 500 ～ 3 660 mm ; 长度 18 000～ 75 000 mm ; 矫直温 度: 450～ 1 000 ℃; 矫直速度: 0～ 60ö150 m öm in; 矫直辊数: 上 4 根, 下 5 根; 上辊系调节功能: 辊缝 设定 (模型方式)、上辊系楔形调节及左右倾动调 ·64· 宽厚板 第 12 卷　 © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 节, 过载保护等; 上辊系弯辊装置: 能进行正负弯 辊控制。 3. 5　热分段剪 数量: 1 台; 型式: 斜刃剪; 剪机开口度:M ax. 225 mm ; 剪切次数:～ 12 次öm in。 3. 6　中厚板冷床 数量: 钢板冷床 (厚度≤50 mm ) 2 座 (其中 1 座二期建设) ; 型式: 圆盘式; 传动方式: 电机单独 传动; 运送速度: 0～ 0. 5 m ös; 钢板上冷床温度: 450～ 850 ℃; 钢板下冷床温度: 150 ℃; 冷床宽 度:～ 42 000 mm。 3. 7　滚切式双切边剪 设备组成: 入口夹送辊、固定剪及移动剪、剪 刃间隙调整装置、主传动系统、出口夹送辊, 剪刃 更换装置、废边碎断剪和碎切边收集装置等。型 式: 滚切式; 剪切温度: ≤150 ℃; 剪切步长: 厚度 ≤40 mm 时, 约 1 300 mm , 厚度> 40 mm 时, 约 为 1 050 mm ; 剪刃开口度:M ax. 100 mm ; 钢板移 动速度: 0～ 1. 5 m ös; 移动剪行程: 2 110 mm ; 剪 切次数: 16～ 26 次öm in; 夹送辊数量: 入口、出口 各 2 对; 剪刃更换装置数量: 2 套。 3. 8　定尺剪 设备组成: 测量辊、入口夹送辊、剪机本体、出 口夹送辊、出口升降摆动辊道、切头收集装置等。 数量: 1 台; 型式: 滚切式; 钢板通过速度: 1～ 1. 5 m ös; 剪切温度: 20～ 140 ℃; 理论剪切速度: 18 次öm in (连续工作)、15 次öm in (间断工作)。 4　采用的新技术和装备水平 新钢宽厚板轧机采用国内一流水平的工艺技 术和技术装备水平, 以保证产品质量达到国内一 流水平。生产工艺技术和装备技术水平主要体现 在: 1)采用热送热装生产工艺, 从连铸到热轧, 逐 步实现由L 2 到L 3 的计算机系统管理、组织。 2)采用步进式加热炉, 获得良好的加热质量, 保证板坯加热温度均匀。 3) 采用多点式除鳞的高压水除鳞系统, 很好 地清除板坯 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面氧化铁皮, 以提高钢板表面质量。 4) 采用 TM CP 技术, 节约合金元素, 降低专 用板的生产成本, 提高产品综合机械性能。 5) 采用高刚度轧机, 并在轧机上设置高水平 的液压厚度自动控制系统 (HA GC) , 以提高厚度 控制精度。 6) 精轧机上设置工作辊弯辊系统, 实现辊形 调节, 从而有效控制钢板板型。 7)精轧机后设置附着式立辊轧机并配置自动 宽度控制技术 (AW C) , 提高钢板的宽度精度和边 部质量。 8)采用工作辊快速换辊装置, 减少换辊时间, 提高轧机作业率。 9) 四辊轧机主传动采用动态响应速度快、控 制精度高、维护方便的交流电动机传动。 10) 采用加速冷却装置 (A CC ) , 实现轧后钢 板的快速冷却、在线淬火的各种冷却控制, 提高产 品性能。 11) 采用四重式热矫直机, 配置液压压下调 节、弯辊、倾动、快速换辊等功能, 以适应控制轧制 和控制冷却低温矫直需要, 保证钢板平直度。 l2) 选用高效剪切线。配备有切头剪、滚切式 双切边剪、滚切式定尺剪以及自动标记装置。 5　结束语 新钢宽厚板轧机采用国内技术总负责, 大部 分设备由国内供货, 仅点菜式引进关键技术和少 量配套件。采用这种模式, 不仅能够保证先进工艺 技术和较高的装备水平, 而且可以大量节省建设 投资。同时, 也有利于我国宽厚板轧机生产技术的 发展, 促进我国宽厚板轧机装备水平和自动化控 制水平的提高。 吴德强, 男, 1992 年毕业于重庆大学机械专业, 高级工程 师。 收稿日期: 2005—10—30 ·74·　第 1 期 吴德强等: 新钢宽厚板生产工艺特点 © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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