冷轧生产工艺对热轧原料的质量要求杨荃.ppt

第1页,学术交流,冷轧生产工艺对热轧原料的质量要求 杨 荃 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心 2007.08.01,第2页,内容提要,1、酸轧联合机组的生产工艺特点 2、六辊（四辊）冷连轧机的板形控制能力评价 3、冷连轧机对热轧原料的质量要求,第3页,1、酸轧联合机组的生产工艺特点,酸轧联合机组年产冷轧成品100-230万吨，适于大规模连续化生产普碳钢、低合金钢、深冲钢、高强钢、电工钢等多种产品，产品用途为轻工、家电、建筑、汽车用钢板等。 原料主要来常规热连轧机、CSP轧机或炉卷轧机，年需要热轧卷110-250万吨。 1.1、热轧原料规格范围 带钢厚度：1.56.0mm 带钢宽度：10002000mm 钢卷内径：762mm 钢卷外径：1100-2050mm 钢卷重量：43t(max) 钢卷单重：21kg/mm(max) 1.2、冷轧产品规格范围 带钢厚度：0.252.5mm 带钢宽度：10002000mm 钢卷内径：610/510mm 钢卷外径：1000-2000mm 钢卷重量：43t(max) 钢卷单重：21kg/mm(max),第4页,1、酸轧联合机组的生产工艺特点,1.3、设备参数（最大机组举例） 酸洗工艺速度：240m/min（180） 最大轧制速度：1500m/min（1000） 最大轧制力：25000kN（20000） 轧机配置：五机架（四机架）、六辊（四辊）轧机 轧机形式：UCM、UCMW、CVC-6、CVC-4、Smart-Crown、VCL、PPT等 辊系参数：支持辊1465/1300*2140（max） 中间辊650/570*2400（max） 工作辊560/480*2180（max） 弯辊形式：工作辊正负弯辊，中间辊正弯辊 串辊形式：中间辊串辊、工作辊串辊，中间辊CVC串辊、工作辊CVC串辊 主电机功率：AC7935kW（max） 卷取机形式：双芯轴轮盘卷取机 主要仪表：纠偏（多点）、焊缝检测（多点）、激光测速仪（1#前后各1台、 5#前后各1台）、轧制力测压头（各机架）、 压力式张力仪（各机架间）、X-RAY测厚仪（1#前后各1台、 5#后2台）、 X-RAY凸度和边部仪、应力式平直度仪（5#后1台） 轧辊间设备：轧辊修磨、轧辊表面粗糙度处理、轧辊轴承清洗调整、剪机剪刃修磨需要支持辊及工作辊磨床、平面磨床、电火花轧辊表面处理设备、轴承拆装翻转和清洗设备等。,第5页,1、酸轧联合机组的生产工艺特点,1.4、控制系统 （1）L1基础自动化级：包括电气传动逻辑顺序控制与仪表控制，主要的工艺质量控制功能，是保证工艺设备正常运行及生产的关键。 （2）L2过程控制级：主要功能为设定计算及过程优化控制，包括过程数据收集及处理、物料跟踪、数据通讯、过程监视、报表打印等。 （3）L3生产管理级：主要功能为全车间生产计划，包括计划编制、数据跟踪、生产协调、节奏控制、库区管理、报表统计等。 1.5、酸轧机组的优势 （1）先进性：先进的工艺设备确保产品质量高，保持在国内外的市场竞争力。 （2）可靠性：可靠的工艺设备确保机组运行稳定，具有较高的作业率，保证的生产能力。 （3）消耗低：生产中要能耗低、辊耗低、低金属损耗、低酸耗、低介质消耗，设备维修量少，生产成本低。 （4）连续化：连续化省掉了许多单体设备，设备重量轻，占地面积少，减少了土建工程，降低了吨材投资，减少了许多中间运输环节，不但减少钢材损失，节约人力，还使生产周期缩短，能迅速交货，更好地满足用户要求。,第6页,1、酸轧联合机组的生产工艺特点,1.6、酸轧机组技术经济指标 （1）成材率：冷连轧机始终处于较稳定的速度下轧制，不再每卷停机，轧机断带率明显下降，轧废及头尾超差明显减少，也消除了酸洗冷轧两工序间的钢卷运输过程中引起的钢卷损坏，成材率可以提高13%。 （2）机时产量：酸洗冷轧联合机组除换辊、检修或事故外均不停机，仅在分卷时轧机降低速度，因此可提高机组机小时生产能力3050%。 （3）占地面积：无需建设酸洗与冷轧之间的钢卷仓库，因此可减少厂房面积约500010000m2。 （4）设备总重量：酸洗冷轧联合机组比常规机组减少了酸洗后的涂油或钝化装置，剪机、卷取机及其前后的导向设备，助卷机、卸卷车、钢卷打捆机及运输装置；还减少了冷连轧机入口的运输设备、钢卷准备装置、上卷车、开卷机等。以及钢卷库的起重运输设备。虽然需要增加卷取机前的飞剪和连接段的活套装置，但设备总重量及设备制造难度都减少与下降。 （5）设备基础：由于减少了设备，也就取消了该设备基础。 （6）劳动力：可省去常规酸洗与冷轧之间钢卷库管理工、吊车工、酸洗尾部卸卷及冷轧头部开卷的操作工，还能减少轧辊磨削工。 （7）能耗：由于减少了许多机械设备，降低了传动容量；又由于机时产量高，同样产量机时速度可以降低，轧机主传动容量也可降低，此外轧机基本处于稳定工作，降低了动力矩，因此降低了能耗。,第7页,1、酸轧联合机组的生产工艺特点,（8）轧辊消耗：由于轧机处于比较平稳状态运行，不再频繁地每卷穿带、甩尾，轧辊消耗可降低50%，其他导板、压板等消耗也降低了。 （9）生产成本：由于降低了金属消耗、能耗、辊耗，省去了酸洗后的涂油或钝化及捆带的消耗，减少设备维修费及操作人工费，使生产成本降低。 （10）建设费用：由于减少机电设备及土建费用，又提高了机组生产能力，酸洗冷轧联合机组吨材处理能力投资比常规机组下降30%以上。,第8页,1、酸轧机组质量控制的要点分析,酸轧连联合机组的设备构成,第9页,2、六辊（四辊）冷连轧机的板形控制能力评价,2.1、以轧机变形行研究为手段进行冷轧机板形控制能力评价 运用在多条生产线得到验证的辊系变形分析软件，结合酸轧联合机组的生产工艺特点，计算六辊轧机的板形控制域和辊间接触压力分布等特征参数，对轧机的板形控制能力进行全面评析。 2.2、主要分析内容 （1）六辊（四辊）冷轧机的辊系和轧制负荷问题。 （2）六辊（四辊）冷轧机的纵向刚度问题。 （3）六辊（四辊）冷轧机辊系的轧制力横向刚度问题。 （4）六辊（四辊）冷轧机辊系的中间辊弯辊力横向刚度问题。 （5）六辊（四辊）冷轧机辊系的工作辊弯辊力横向刚度问题。 （6）六辊（四辊）冷轧机AGC、张力和板形控制的多变量耦合问题。 （7）六辊（四辊）冷轧机辊形、串辊对边降和张力分布安全性问题。 （8）六辊（四辊）冷轧机的辊间接触压力、轧辊磨损和消耗问题。 （9）冷轧机轧辊的温度场、热膨胀和精细冷却问题。 （10）冷轧带钢的温度场、板形识别、控制目标和局部板形缺陷的问题。 （11）冷连轧机对不同原料板形缺陷的控制能力问题。 （12）轧辊毛化和带钢表面形貌问题。 （13）冷连轧机的工艺润滑和带钢表面清洁度问题。 （14）冷连轧机的扭转振动、垂直颤振和水平颤振问题等。,第10页,2、六辊（四辊）冷连轧机的板形控制能力评价,CVC-6的软件试验平台,第11页,2、六辊（四辊）冷连轧机的板形控制能力评价,2.3、提高质量的措施 结合酸轧联合机生产组运行中的实际问题，完善以下措施，综合提高板形质量和机组顺行率： （1）考虑板形的轧制负荷分配。 （2）改进板形闭环控制的信号模式识别。 （3）改进板形控制目标的温度补偿。 （4）改进辊形和串辊策略。 （5）改进精细冷却。 （6）改进工艺润滑。 （7）设置酸洗质量监控手段。 （8）设置表面和焊缝缺陷的监控手段。 2.4、生产效益目标 （1）使设备的先进性能够更好地发挥，使产品板形和表面质量保持在国内外的市场竞争力。 （2）提高设备运行稳定性，使机组具有较高的作业率，减少故障停机，保证生产能力。 （3）降低生产中能耗、辊耗、金属损耗、酸耗、油耗和备件消耗，降低生产成本低，提高综合效益。,第12页,3、冷连轧机对热轧原料的质量要求,热轧板形