培训教材(CSP工艺篇).doc

酒钢酒钢 CSP 轧制工艺培训教材轧制工艺培训教材 工艺组工艺组 二二 四年六月三日四年六月三日 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 1 1 0 产品品种 钢种 产量及技术参数产品品种 钢种 产量及技术参数 1 1 产品大纲 1 1 1薄板坯规格 宽度 850 1680 mm 厚度 52 68mm 单位卷重 18 5kg mm 1 1 2产品规格 成品厚度 0 8 12 7mm 成品宽度 850 1680 mm 带卷内径 762mm 带卷外径 1 000 1 950mm 卷重 Max 31t 位卷重 Max 18 5kg mm 1 1 3 生产能力 年产量为 200 万吨合格热轧板 投标方根据产品大纲中的代表规格 钢种 提供 综合生产能力计算表 1 1 4 产品大纲 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 2 生产钢种分配表生产钢种分配表表表 1 1 注 包晶钢占普通碳素结构钢和优质碳素结构钢产量的 10 总产量的 7 9 典型钢种典型钢种标准序 号 钢种钢种 GB DIN JISDIN JIS GBDIN JIS API 年产量 万 吨 年 比例 1普通碳素结构钢 Q195 Q235DSS330 SS490GB T700 88 G3101 5829 2优质碳素结构钢 08 08A1 10 35 SPCC SPCD SPCEGB T699 94G313110050 3高强度低合金钢 Q345 Q460 SPFC590 SMA570W GB T1591 94 G3135 126 4汽车结构用钢SAPH310 SAPH440GB3275 91G3113 10 5 5耐大气腐蚀钢钢 09CuP 09CuP CrNi SPACGB4171G3125105 6 专用板 管线钢 X42 X60 API5L63 7超低碳 St16 DIN42 合计200100 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 3 钢种有害元素成分范围表表 1 2 P S Cu Cr Ni N ppm 全氧 ppm 序号钢种典型钢号标准 minmaxMaxminmaxminMaxminmaxmaxmax 1Q195GB T700 8800 0250 01200 100 100 18040 2Q215BGB T700 880 0 020 01200 100 100 18040 3 普通碳素结构 钢 Q235DGB T700 8800 0250 01200 100 100 18040 408AlGB T3275 9400 0250 01200 100 100 18040 510GB T699 9900 0250 01200 100 100 18040 615GB T699 9900 0250 01200 100 100 18040 7 优质碳素结构 钢 35GB T699 9900 0250 01200 100 100 088040 8Q345DGB T1591 9400 0250 01200 100 100 088040 9 低合金高强度 钢 Q460DGB T1591 9400 0250 01200 100 100 088040 10SAPH310JIS G 311300 0200 01000 100 100 058040 11 汽车结构钢 SAPH440JIS G 311300 0200 01000 100 100 058040 1209CuPGB T4171 840 080 120 0100 250 100 10 150 2510030 13 耐大气腐蚀钢 09CuPCrNi AGB T4171 840 080 120 0100 250 10 31 250 150 6510030 14S290GB T1416400 0250 01000 100 100 088030 15S415GB T1416400 0250 01000 100 100 088030 16 管线钢 S480GB T1416400 0250 01000 100 100 088025 17ELC 00 010 00800 100 100 058020 18 超低碳钢 ULC 00 010 00800 100 100 088020 相应国际标准由卖方提供 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 4 产品宽度和厚度的产量分配表表表 1 3 宽度宽度厚度厚度 mm mm0 8 1 01 0 1 21 2 2 02 0 3 03 0 5 05 0 12 7年产量 万吨 年 比例 850 10702500020000291009200025250860019995010 1070 1270750001650001204354994501054253360099891050 1270 14700150001013153314501082004356059952530 1470 1680004915077100611251424020161510 Total t 10000020000030000010000003000001000002000000100 比例比例 5 010 015 050 015 05 0100 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 5 不同钢种按厚度 宽度分配表不同钢种按厚度 宽度分配表 表表 1 4 宽度 厚度 mm小计比例 规格 钢种mm0 8 1 0 1 0 1 2 1 2 2 0 2 0 3 0 3 0 5 0 5 0 12 7t 850 10701500015000605031350605011007455012 85 普通碳素结构 钢1070 127060000800002987514260029800360034587559 6 1270 14700500010000640251007536509275016 0 1470 1680 0907547025907516506682511 5 小计 t 75000100000550002850005500010000580000100 0 相对比例 12 917 29 549 19 51 7 850 10701000050001040048000100001600850008 5 优质碳素结构 钢 1070 127015000850004571031200045625730051063551 1 1270 14700100004589022200044125706032907532 9 1470 1680002800018000252504040752907 5 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 6 不同钢种按厚度 宽度分配表不同钢种按厚度 宽度分配表 表表 1 4 规格 钢种 宽度 厚度 mm小计比例 mm0 8 1 0 1 0 1 2 1 2 2 0 2 0 3 0 3 0 5 0 5 0 12 7t 小计 t 25000100000130000600000125000200001000000100 0 相对比例 2 510 013 060 012 52 0 850 1070 44004950220016501320011 0 低合金高强度 钢 1070 1270 1560017550780058504680039 0 1270 1470 1580017775790059254740039 5 1470 1680 42004725210015751260010 5 小计 t 40000450002000015000120000100 0 相对比例 33 337 516 712 5 850 1070 38503300110027501100011 0 汽车结构钢1070 1270 1365011700390097503900039 0 1270 1470 1382511850395098753950039 5 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 7 不同钢种按厚度 宽度分配表不同钢种按厚度 宽度分配表 表表 1 4 规格 钢种 宽度 厚度 mm小计比例 mm0 8 1 0 1 0 1 2 1 2 2 0 2 0 3 0 3 0 5 0 5 0 12 7t 专用钢板 1470 1680 36753150105026251050010 5 小计 t 35000300001000025000100000100 0 35 0030 0010 0025 00 850 1071 44004400110011001100011 0 耐大气腐蚀钢1070 1270 1560015600390039003900039 0 1270 1470 1580015800395039503950039 5 1470 1680 42004200105010501050010 5 小计 t 40000400001000010000100000100 0 40 040 010 010 0 850 1070 80040012002 0 管线钢1070 1270 64003200960016 0 1270 1470 26200131003930065 5 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 8 不同钢种按厚度 宽度分配表不同钢种按厚度 宽度分配表 表表 1 4 规格 钢种 宽度 厚度 mm小计比例 mm0 8 1 0 1 0 1 2 1 2 2 0 2 0 3 0 3 0 5 0 5 0 12 7t 1470 1680 66003300990016 5 小计 t 400002000060000100 0 66 6733 33 850 1070 4000 400010 0 超低碳1070 1270 8000 800020 0 1270 1470 12000 1200030 0 1470 1680 16000 1600040 0 小计 t 40000 40000100 0 100 00 合计 t 10000020000030000010000003000001000002000000 比例 5101550155100 注 0 8mm 0 9mm 产品产量为 10 万吨 年 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 9 2 工艺描述工艺描述 薄板坯运行在带有侧导的辊道上 穿过液压摆剪并且经过一次高压 水除鳞 然后 该板坯到达 csp 轧机 在这里被轧制到所需的最终 厚度 这一机组的各台轧机是四辊轧机 每台轧机有两个工作辊和两个支 撑辊 工作辊分别在操作侧和传动侧支撑在各自的放射状圆锥辊子 轴承上 并且在操作侧有一个圆锥推力轴承 在这里工作辊的窜辊 缸安装在工作辊的轴承座上 支撑辊运转在每侧的油膜轴承上 油膜轴承的润滑是通过一个动压稀油润滑系统 一个附加的静压高 压油系统连接到 1 3 架轧机的油膜轴承 这是为了保证当轧制开始 并保持在低速时可以形成稳定的油膜 轧机牌坊有最合理的结构和充分的刚度以适应象工作辊和支撑辊这 样大的直径 附在轧机牌坊内侧的是液压辊缝调整缸 参考表 2 工作辊窜辊缸和弯辊缸 抬升轨道和支撑辊更换小车 支撑辊的平 衡是通过一个附加的缸实现的 这个附加的缸容纳在工作辊窜辊和 弯辊滑块中 第七架轧机为将来的需要预留 所有的成品轧机装备有下列的工艺模型和技术控制系统 HGC 液压辊缝控制液压辊缝控制 HGC 具有下列功能 全数字化的位置和轧制力控制 位置与轧制力之间的系统转换 轧辊更换后的自动修正 根据液压缸所受的冲击和压力而进行的压力补偿 过载保护 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 10 AGC 自动厚度控制自动厚度控制 AGC 确保在轧制力改变的情况下的辊缝为一常量 在绝对和相对的 操作模式下都可实现这一功能 LOO 自动环路控制自动环路控制 LOO 的作用是通过控制主传电机的转速 在机架间建立一个特定的 张紧力以实现板带的厚度和宽度控制 图表 3 展示了安装于机架间 的液压活套通过控制主电机转速的运转情况 WRB 工作辊弯辊系统工作辊弯辊系统 工作辊弯辊系统激活快速压力控制回路进行操作 转动侧的工作辊弯 辊控制 CVCPULS 在在 F1 到到 F6 轧机上的工作辊窜辊系统轧机上的工作辊窜辊系统 使用外部轮廓为 S 型的工作辊 通过改变工作辊的凸度和轮廓进行 板带的凸度和平坦度的控制 CVC CVCPULS和和 WRB 工艺工艺 为轧制计划表的应用提供了充分宽余的范围 使接触负载的分布均等 补偿轴向侧推力 板型 板凸度和平整度控制模型考虑到了所有的辊型 辊缝在线快速响应 参考图表 4a 和 4b PCFC 板型 板凸度和平整度控制板型 板凸度和平整度控制 PCFC 系统的作用是保证在一个工作辊役内所轧制的每块轧件的板 型良好 即各块之间以及单块的头部和尾部没有中间浪和边浪的缺 陷 PCFC 所包含的物理模型以考虑计算了工作辊的发热和磨损的 影响 通过工作辊的窜辊策略 工作辊的磨损特性和执行快速响应 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 11 的工作辊弯辊力控制等方法 下述的这些的功能是可以实现的 轧制不同规格板带的板型控制 在线板型控制 板带平整度的闭环控制 不同平整度的轧制设定 扩展工作辊的使用周期 增加辊役 在轧制不同宽度规格的板带时 各块之间没有诸如几何尺寸精度 方面的质量损失 使轧件在长度方向上的宽度保持一致 Roll gap lubrication 辊缝润滑辊缝润滑 新近发展的辊缝润滑系统运行在当前的 CSP 生产线上 它对轧制工 艺有积极的影响 下面叙述了已经改进的部分 增大了 轧机 的轧制力和 轧机 的实际工作能力 增加了轧辊的在线时间 减少了轧辊的磨削量 减少了维护量 较低的运行成本 减少了能源消耗 3 Main drives 主传动主传动 F1 到 F5 架轧机的传动是通过电机联轴器 主传动齿轮 中间联轴 器 轧机齿轮部分和齿轮传动接轴 第 6 架轧机的传动是通过电机 联轴器 轧机齿轮部分和齿轮接轴 参考图表 5 安装在成品轧机操作侧的是工作辊的快速换辊装置 支撑辊的更换 是在检修维护期间进行的 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 12 安装在第 6 架轧机出口位置的是一个风压装置 这个装置的作用是 确保薄或更薄的板带与输出辊到有稳定的接触并且保证在该处测厚 装置的测量精度 参考图表 6 为将来预留的 F7 轧机的这一空位置被辊道填充进去 Measuring gauges 厚度测量厚度测量 最后一架成品轧机后面的测量框架 参考图表 6 中带有下述的测 量装置 板带厚度测量 板型仪 板带平整度议 板带宽度测量装置 温度测量装置 所有的测量数据用于生成质量报告和数据录入 Runout table and laminar cooling 输出辊道和层流冷却输出辊道和层流冷却 板带在经过轧制后 由输出辊道上经过层流冷却线 这一带有 冷 却 工艺模型的装置对板带进行层流冷却控制 当板带穿越层流冷 却线时 模型根据要求的组织和机械性能对板带进行冷却 参考图 表 7 附在每个层流冷却组件上喷头处的边部遮蔽装置在这里被投入使用 边部遮蔽系统的使用改善了板带沿宽度方向上的温差 Downcoiler area 下卷取区域下卷取区域 在板带经过层流冷却线后 板带通过 1 号卷取机前面的测导装置导 入 1 号下卷取机 另外 板带也可通过桥形辊道来到 2 号卷取机的 夹送辊部分 并由此进入下卷取机 测导是液压控制调整的边部导向装置 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 13 通过夹送辊控制和热轧板带的厚度量纲 这个夹送辊的接触压力是 能够进行调整的 助卷辊是液压驱动的 通过使用自动的踏步控制系统可以实现当板 带的头部或尾部通过时穿越间隙被调整到合适的位置 不会太小 造成穿越困难 也不会太大 造成冲击 Coil conveyor 板卷传送装置板卷传送装置 板卷车将成品卷由芯轴上抽出 这个板卷被放置在固定的板卷鞍座 上 由此板卷被运输到集卷处 参考图表 10 在这条板卷运输线上有板卷承重装置 板卷标印机和打捆机 还有 板卷离线检查装置 参考图表 11 在板卷运输线的尾部 通过行车将板卷从该处提离并且运往板卷库 对于板卷的离线检查装置 它基本上是由篮形辊支架 带有开卷装 置的取样剪 废料斗和一组辊道组成 在这里板卷可进行检查并且 取下的试样能被拿走 这个将被检查的板卷经过运输辊道和板卷抬升车的作用被放置在篮 形辊支架上 板卷在辊支架上进行开卷并检查 在篮形辊支架上板 卷被取样剪剪下需要的部分 这样在板卷上就形成了一个新的板尾 然后板卷通过步进梁经过与上述相同的步骤返回板卷运输线 4 Plant and process description 工厂和工艺描述工厂和工艺描述 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 14 图表 1 CSP 轧机入口区域 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 15 不带机械压下螺丝的长行程 液压缸 厚度控制的快速响应 轧机调平的快速响应 高精度的辊逢设定 图表 2 液压辊逢设定系统 头部有较小的厚度偏差和快 速修正 合理的机械设计 由于适宜的工作行程保证了 高的轧制稳定性 液压活套的优势在于 张力控制的快速响应 流量控制的快速响应 更少的轧制负宽展 改良板带穿越状态 高轧制稳定性 图表 4a CVCPLUS完整的系统 图表 4b CVCPLUS系统的设定范围 图表 5 CSP 轧机的主传动排列 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 16 图表 6 最后一架轧机处的纵向剖面部分 图表 7 CSP 轧机的层流冷却部分 基础自动化 阀控制 评估当前的工艺过程 手动模式操作 使用于板带层冷的过程自动化 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 17 过程控制模型的预计算 不同的冷却策略 温度在线控制 数据采集 图表 8 边部遮蔽系统 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 18 图表 9 夹送辊单元和下卷取机 图表10 热轧卷的板 卷运输系统 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 19 图表 11 离线检查 上图 篮形辊支架和取样剪 下图 检查辊道和取样剪 以下页面对以给的轧制工艺过程作了大概的描述 能源和介质系统的基础预设条件 5 技术控制系统描述技术控制系统描述 General description of technological control systems 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 20 下述的说明是 SMS 公司展示出的关于技术控制系统的一个纲要性的 描述 其中的命名和概念可以根据供货商的不同习惯而改变 关于控制系统的详细资料 请参考技术控制说明书 在这里只是进 行概念上的描述 Thinkness control 厚度控制厚度控制 厚度控制系统属于 1 级控制功能 并且包含有下述的功能模块 以终轧厚度为基准的液压辊逢控制 HGC 自动厚度控制 AGC 动态干扰补偿 DDC 跟踪控制 MON 轧辊中心线控制 5 1 Hydraulic cylinders and gap control HGC 用于辊逢控制的液压用于辊逢控制的液压 缸缸 在所有的 CSP 轧机上将装备长行程液压缸 这个液压缸将作为一种 替代品而代替传统意义上的机械式的压下螺丝 这个液压缸在动作 和反应方面是相当的快 为每架轧机上装备的 SMS DEMAG AG 系 统的主要部分是 两个性能可靠的液压缸 每个液压缸上有两个伺服阀 即便与厚度控制功能有关的这个调整信号是相当的微弱 但是 这 个微弱的信号 对于第一个阀来说也已经是足够了 另外的一个阀 仅仅是在轧件咬入 产生轧制力峰值 或在长行程调整的条件时 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 21 例如 换辊 才起作用 这就意味着第二个阀比第一个阀的使用 率低很多 当在第一个阀上的信号发生衰变时 可以将这两个阀的 功能通过电气开关进行转换 这两个伺服阀是镶嵌在轧机牌坊中的 油缸与阀之间的管路设计遵 从减震的原理 结果是 使阀的使用寿命更长 用于润滑和密封的是一个特殊的系统 每个液压缸上有两个位置传感器 每一个位置传感器安装在油缸外径相对的位置 这样是为了获得中 心位置的检测信号并且避免了因油缸倾斜而带来的故障 输入控制系统的当前位置值是采集每个传感器信息的平均结果 在传感器失效的情况下 系统会停止运行 液压辊缝控制有下述功能 对于每个油缸有各自的完全数字化的位置与压力控制 压力与位置之间转换的平滑过度 两侧液压缸的同步控制 轧制中心线导向 水平控制 换辊后自动校准 机组序列 增加针对冲击和压力的适应性 有效的过载保护 5 2 Automatic gauge control AGC 在轧制薄板带的情况下 当轧件咬入轧机后 AGC 系统必须立即对每 一架轧机设定参考辊缝以确保秒流量的稳定 基于这个原因 当 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 22 AGC 系统接到 轧件在轧机中 这个信号时 其功能立即被打开 特殊的控制程序针对每一块板带调整实际所需的各种各样的控制参 数 这些参数 调整结果 被完整地自动反映在动态液压缸上 由 HGC 来的反馈保持 AGC 的稳定性 由 AGC 系统发出的对主传动的 前馈控制信号使活套的的运行的更加稳定 并且使活套控制更加的 简便 有效也就是说使秒流量更加稳定 当在板带头部的实际轧制力与计算值存在偏差的情况下 AGC 的作 用是保持板带厚度的一致性 并且这种功能在 绝对 和 相对 的模式下都是可以实现的 在 绝对 模式下 辊缝始终与由操作员的输入参考值或 2 级自动 生成的轧制计划表的参考值保持一致 在 相对 模式下 将轧机作为测厚仪 当板带咬入轧机后以此厚 度为基准并保持该厚度在板带长度方向上的一致性 由轧辊偏心引起的板带厚度波动被一个特殊的适应过滤程序避免掉 了 5 3 Dynamic disturbance compensators DDC 由轧机引起的其他类型的厚度缺陷 在油膜轴承处形成的油膜间隙 工作辊的热凸度 工作辊的磨损 窜辊引起的位置误差 工作辊弯辊的影响 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 23 DDC 系统对这些误差通过添加一个二次信号进行补偿 每种不同的 干扰将由各自的功能单元连续地进行补偿 Monitoring control MON 然而 AGC 和 DDC 系统主要是弥补因轧制力或轧机内部采用前馈 控制策略而引起的厚度缺陷 而监控系统采用闭环控制 控制输出 一个指定的参考厚度 监控系统包含有在机架间分配辊缝修正结果 的控制功能 绝对 和 相对 模式下都可以实现着一功能 监控系统通常使用在 绝对 模式下 控制系统使用已被记录的目 标与检测结果之间的偏差信号 结果是达到目标厚度 操作员也可以选择将监控系统运行在 相对 模式下 在 相对 模式下监控系统储存板带头部的测量厚度作为通过厚度的参考值 如果头部的厚度偏差超过了参变量极限 相对 模式将进行封锁监 控系统自动采集 该处 数据的操作 这种封锁是必须的 以保证 不会出现轧制力 板型 平整度等方面的大的改变 目标是达到在 整个板带上厚度的一直性 5 4 Roll alignment control RAC 在热板带轧机中 辊缝是通过 HGC 系统的校正规程在轧制开始之前 就已经被调平了的 但是在两侧轧制力不同时 这种情况也是能受 到干扰的 两侧轧制力不同的原因是 两侧的温度不同 轧件不在轧制中心线上 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 24 板带镰刀弯 即相对于轧制中心线板带与轧辊的接触位置不同 不平坦的来料 比如因特殊要求而使来料有一个楔度 在失张情况下的甩尾 RAC 系统通过检测到的轧制力的偏差量对这些干扰进行补偿 采用 宽度计模型对偏差量进行微分运算 RAC 系统可以运行在绝对和相对模式下 在绝对模式这个参考值是 0 在相对模式 负载辊缝的实际情况在模式转换的瞬间作为一个参 考值被存储和应用 在任何时刻可以通过操作员进行手动分步调整 这个计算出的输出值作为一个参考值通过 HGC 被执行 以轧制中心 线为准调整传动侧或操作的抬升或是压下 5 5Hydraulic looper control LOO 在轧制机组的各机架间安装有液压活套装置 它的功能是确保在任 何相临机架间建立起一指定的张紧力 张紧力的大小必须被精确的 设定以防止因张紧力过大导致板带发生颈缩现象 负宽展 或是因 张紧力过小导致在板带头部进入轧机时发生折叠 如果形成了折叠 板带进入下一架轧机的时候将会有相对于正常情 况下的三倍的厚度 结果是轧辊和接轴会被损坏 颈缩会使板带断 裂 为了在板带上产生这个精确的张紧力 活套辊是压靠在板带下表面 的 采集不同位置的压力值进行扭矩控制 如果在相邻机架间主传的转速不是很精确的配合 机架间减薄 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 25 则他们之间的板带长度就改变 活套辊的高度和当前的角度也会改 变 活套的角度总有一个预设值 在轧制过程中出现波动时 进行 一次有效果的调整操作 基于这个原理 活套辊高度的控制将用前 一架的转速来作用 进行活套的控制 这样做的目标就是当前任一机架的转述被修正后 只是串联影 响到前一机架 而该处的金属流量将不会受到影响 这种串连的调 整效果被考虑到了相连机架的厚度关系中 控制活套角度的液压缸压力是动态和连续的 即是一个稳定值 确保带钢张力恒定 活套和板带的接触压力保持不变 满足带钢张紧力的要求 用 一个安装在液压缸上的一个密闭小管中的压力传感器来进行压力控 制 在无带钢的情况下 维持动作是通过闭环位置控制来完成活套 的升降 AGC 系统为了改善活套的稳定性 将会给活套一个预设的控制 信号 活套可以在所有的厚度和宽度范围内正常工作 板型控制和平直度控制板型控制和平直度控制 跟踪工艺控制系统结果在 工艺过程板型 轮廓和平直度控制 一章中详细描述 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 26 WORK ROLL BENDING CONTROL WRB 这个系统为工作辊弯辊提供了快速控制回路 分别被安装在传 动侧和操作侧 这个弯辊设定值可以有在线模块设定 也可以有控制台输入 Work roll shifting control CVCplus CVCplus窜辊系统是工作辊轴向窜动 通过上下 S 型工作辊的反 向窜动来改变凸度和当前的辊缝轮廓 窜辊系统是由安装在操作侧的 4 个液压缸驱动的滑块组成 这 个滑块是通过液压加紧装置连接到工作辊轴承座上的 每个滑块上有一个伺服阀 滑块的位置检测是通过线性位置传 感器来完成的 安装在每个滑块上的一个闭环控制系统监视管理滑 块的偏差和故障 两个滑块安装在上工作辊的输入 输出侧 两个安装在下工作 辊的输入 输出侧 为了防止动作的滞后和倾斜 同一辊子上的两个滑块是电动同 步的 控制系统总是保证上下辊相反方向的同步窜动 Laminar strip cooling LCC 层流冷却控制包括过程信号 以及层流冷却集管激阀 侧喷 旋转组件 冷却区域的输出辊道 边部遮蔽 在自动模式时 层流冷却和侧喷阀的打开或是关闭是由二级计 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 27 算机的冷却模型计算结果而模仿的 这个二级冷却模型包含有全部 的技术功能和跟踪功能 轧制时 与冷却策略 板带特性 生产条件 头尾不进行冷却 以及在带钢头部或主体进行特殊冷却的长度 包括阀的响应时间等 有关的冷却模式有 CSC 计算出来 并由 LCC 系统立即进行调整 如果选择了手动或维护模式 带钢层流冷却参考模式是可以通 过操作员在 HMI 上进行调整的 在这种 LCC 控制情况下 阀的调 整取决于带钢的头部和尾部的位置 Valle control 控制阀被安装在冷却箱分配器与单独喷嘴之间的连接管上 冷 却喷嘴被分成上下冷却喷嘴 每个冷却喷嘴安装一个控制阀 地下卷取机技术控制系统地下卷取机技术控制系统 Side guides control SGC 侧导布置在加送辊和地下卷取机的前面 这些侧导的作用是导 向和对中输入带钢 它对卷取时平直度的影响是至关重要的 侧导用液压缸 伺服阀和分配控制回路进行调整 这个控制回 路在每侧有一个辅助压力控制系统和一个位置控制系统 位置和压 力的调整根据轧件的宽度 厚度和材料的强度进行无极调速 在板带进入地下卷取机之前 侧导的宽度值是板带宽度加上边 部余量 在板带的头部进入加送辊后 两侧的测到一起运动 当两侧的 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 28 侧导接触到板带时 一侧的压力控制系统选择并保持沿板带长度方 向上不变的压力 而另一侧则保持一个不变的位置 当板带的尾部通过时 侧导必须提供一个设定力 压靠在板带 上 目的是建立一个特定的反向张力 使带钢达到一个完好的卷型 Pinch roll control PRC 加送辊装置是用来引到带钢进入地下卷取机的 也在上下加送 辊之间设定一个辊缝 建立起卷取芯轴 加送辊 最后一架轧机机 架之间的张力 这对卷取质量的影响是不容忽视的 SMS 已在近几年中优化了加送辊驱动操作方法 并且开发了一 个设定加送辊辊缝的液压调整系统 机械设计更加简单和坚固 SMS 提供的加送辊与常规产品比较的优势 1 空载辊缝可以精确设置 通过一个平衡系统消除了对上辊轴 承的反向冲力 2 根据厚度设定夹持力的功能 根据宽度和材料强度设定张紧 力的功能 3 倾斜的上辊可以防止上加送辊处导板摩擦力的改变 可以不 用调整上辊的位置 4 自动辊缝校正功能 SMS 技术控制回路包括在操作侧和传动侧单独的位置 压力控 制系统 一个水平控制系统以及与上辊有关的辅助传感器 在板带进入之前 位置控制系统将辊缝设定为一个比带钢厚度 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 29 稍小的值 带钢在张力控制下进卷取 有液压缸上的压力传感器提 供信号 使由位置控制转到压力控制有更少的步骤 通过热金属检 测器提供的信号 尾部跟踪系统选择在什么时候将夹持转化为位置 控制 Wrapper roll gap adjustment with step control WRC 带踏步控制的助卷辊辊缝调整带踏步控制的助卷辊辊缝调整 热轧带钢轧机的地下卷取机助卷辊的作用是引导带钢头部进入地 下卷取机 并协助带钢稳固的卷到芯轴上 芯轴在卷取带钢头部时 是张开的 借助于助卷辊 在带钢与芯轴之间形成了稳定的摩擦力 以便顺利完成卷取工作 卷取过程也有输送挡板支撑 每个助卷辊的动作是通过一个液压缸 一个伺服阀和相关的控 制系统完成 1 设定芯轴与助卷辊之间的空载辊缝 2 自动踏步控制系统 ASC 和带钢精确跟踪系统 STS 3 辊子离开外部位置 4 预设卷取位置 5 在带钢尾部 辊子转进 6 助卷辊位置的自动矫正 7 当芯轴扩张量改变时 空载辊缝自动校正 每个控制回路含有一个带辅助压力控制的位置控制系统 位置 和压力可以进行无极调整 并且可以根据带钢宽度 厚度 强度进 行功能选择 这个纵向推力控制系统的作用就像一个弹簧一样 实 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 30 现了一个安全功能 当不使用 WRC 进行卷取时 带钢头部的从冲击将直接作用在 带钢和设备上 这会使机械设备承受巨大的负荷 并在带钢上留下 撞痕 踏步控制功能是可以消除绝大部分不利因素 当带头到达助卷 辊前面时 助卷辊是被提升到一个比带钢厚度稍大的位置 当带钢 头部通过后 助卷辊被放下 依此类推其它的辊执行同样的动作 当一个辊子缩回时 其它的辊子支撑着带钢进行卷取 上面描述的 这个过程被不断的重复 直到建立起张紧力后 这些辊子就回到外 面末端的位置 这是卷取了 3 或 4 圈后的正常情况 这个精确的而且是值得信赖的测量方法和精确的头部位置跟踪 为踏步控制提供了非常重要的条件 这个必要条件是通过一个精确 的跟踪系统和与之相配的位置传感器以及一个安装在地下卷取机前 面下加送辊上的位置检测系统来实现的 在这些基础上 SMS 形成了踏步控制功能 这项新技术已在这 个控制回路的最初几圈和整个带钢卷取上获得了成功的验证 在卷取的最初几圈 并不是所有的辊子都用力的将带钢压在芯 轴上 这当然是为了更好地进行踏步控制 只是最接近的辊子轻压 在带钢上 通过再次向外扩张芯轴位置控制部分是现代港与芯轴的 自由滑动接触 由于这个原因 助卷辊在一个相当短的时间内被向外回转 最 初几圈的动作步骤和整个卷取过程相比是一个非常安静和短暂的过 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 31 程 在最初几圈的表面上不会出现压痕 这几圈被平直的卷取 地 下卷取机机械部分的应力被减弱 Down coiler mandrel expansion control MEC 地下卷取机芯轴膨胀控制地下卷取机芯轴膨胀控制 地下卷取机芯轴膨胀系统允许芯轴直径在设定范围内得到想要的 设定值 为了设定芯轴膨胀前的预设位置和助卷辊的初始位置 这 个功能对地下卷取机的程序设定是至关重要的 如果带钢已经绕在 芯轴上 膨胀 信号允许芯轴进一步膨胀 收缩 信号使控制系统驱动芯轴达到它的最小直径 以便带 钢能被取出 6 铁素体轧制 铁素体轧制是在奥氏体组织附近进行的轧制 并且这种热机 械轧制策略在紧凑的 CSP MILL 上能够实现 当在奥氏体轧制时 所有的厚度压下过程是在奥氏体向铁素体相变之前完成的 从板坯 到成品板带的轧制工艺过程在铁素体轧制中被分为两部分 首先在 奥体温度范围内完成一定厚度的压下 然后通过机架间的冷却并在 铁素体温度范围内完成由中间厚度到成品板带厚度的轧制 这个过程总体上由三部分组成 1 在奥氏体温度范围内轧制到一个中间厚度 板坯在轧机内通过 热变形完成由铸造组织到在结晶组织的转变 2 为完全铁素体化而进行的冷却 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 32 在完成一定厚度的轧制后 这个中间轧件通过布置在轧机间的冷却 系统的作用 中间轧件的晶相组织穿越两相区 r a 在进入下一架 轧机前完成全部的铁素体化 这个将被轧制的中间轧件的工艺方案被中间强冷系统确定下来 冷 却强度 钢的热传导率 轧制速度 在下一个轧制步骤前的温度的 均匀性 最小的内外温差 3 在完全铁素体组织下进行轧制 在完全铁素体化后 中间轧件被轧到所要求的终轧厚度和终轧温度 轧制后的冷却和卷取温度由后面的应用软件来控制 下面的曲线的图表 表 1 展示了在奥氏体和铁素体轧制策略下的 不同的温度制度 表 1 铁素体轧制和奥氏体轧制温度制度的原理图 在铁碳合金相图中纯粹的铁素体区域是在 横坐标 含碳量小于 0 02 纵坐标 温度在 723 的这一范围 在这个区域 r a 的转变 温度随着含碳量的增加而降低 转变终止温度也将受到碳含量的影 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 33 响 表 2 中展示了铁素体的区域 在这张图表中可以看到在进入下一机架前可以有更高的碳含量和更 宽的温度范围通过冷却可以保证铁素体的晶相组织 实践证明当含 碳量在 0 035 时可以作到有 97 5 的铁素体组织和 2 5 的奥氏体组 织 在表 3 中的参考数据说明了碳含量在热变形抗力方面的影响 可以 看到随着碳含量的减少变形抗力减少的幅度更大 在这个温降区域 里 C15 这一钢种没有减少量是平滑的 St24 这一低碳钢仅仅有一 个小的下滑 比 St24 碳含量更低的 ELC 则有一个清晰的下降 并 且超低碳钢 ULC 的减少量是最明显的 又一个事实是当碳含量比较低时这个拐点移向更高的温度 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 34 表 3 个别几个钢种变形抗力对照表 可以遇见对铁素体和奥氏体轧制的工艺要求在紧凑的 CSP MILL 轧 机上可得到最优化的结果 当板坯离开辊底炉时板坯整体温度的均匀性对铁素体轧制来说是一 个重要的先决的条件 铸坯 The slab has an as cast microstructure 没有经过开坯的 经过剪子和除鳞机来到 CSP MILL 在那里板坯 在奥氏体区域被压下一定的厚度同时完成由铸造显微组织到再结晶 的转变 在 F2 或 F3 后的机架间冷却装置冷却中间轧件使其由奥氏 体转变为铁素体 表 4 在铁素体区域内的冷却范围 温度 是由 含碳量和轧制条件决定的 成品厚度 最终用途 在铁素体区域 内由其他的几架轧机完成终轧厚度和终轧温度 输出辊道和层流冷却系统可满足铁素体轧制的工艺要求 同样也允 许采用不同的冷却策略以满足奥氏体轧制和热机械轧制 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 35 表 4 用于完全相变的冷却工艺 碳含量 0 003 在完成轧制后板带被输出辊道运送到地下卷取机 板带依靠应用软 件被进一步加工 控制冷却 或不进行冷却 当轧制低碳钢时终轧温度比 700 高 通过密集输出辊道板带可以 达到比 700 低的温度 板带的晶相组织因为采用了这种工艺得到 的是一个比较柔软的铁素体组织 并且这种产品在目前有较宽的市 场占有率 这种轧制工艺的板带可用于冲压 弯曲 卷管等 这种 板带的优势在于和采用奥氏体轧制工艺的同等厚度规格的板带来说 有比较低的屈服强度 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 36 铁素体轧制的冷却温度在 600 以下的是一种比较硬的产品 经过 进一步加工的这种带卷产品通过酸洗或退火后镀锌而直接应用 当 这些板带被酸洗 冷轧 退火后它们可以增加热轧机的生产能力因 为在热轧期间有较小的轧制力 加之因为有较高的 性能 而使冷 轧的比率更低 表 5 下面的图表展示出通过 CSP MILL 进行铁素体轧制的可能性 一般来说体现铁素体优势的决定因素是钢的化学成分 7 FGC 动态厚度改变 FGC 通过下列功能可完成超薄带的轧制 在卷取机建立张力后的加速和动态厚度改变 板带头部在最后机架处达到一个确定的长度后的加速和动态厚度 改变 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 37 如果 FGC 功能被选择后 板带的通条厚度是整批内 整块 轧制完成 因为选择了超薄厚度规格 这种方法首先可以保证 轧件在机组内的稳定状态 其次可以保证头部稳定地到达下卷 取站 厚度系统的这个特殊的功能叫 FGC 动态厚度改变 保证在厚度开始转换点到目标厚度的快速转换 如果需要 可 将 极薄 的目标厚度转换点设定在尾部 在下面的这个图形中展示了动态厚度改变的一个例子 8 轧机主要技术参数 CSP mill 工厂说明主要技术参数 钢种碳素结构钢 优质碳素结构钢 高强度低合金钢 汽车结构用钢 耐侯钢 管线钢 ULC ELC 轧机入口的板坯厚度 50 52mm 68 70 mm 轧机入口的板坯宽度 850 950 1680mm 板坯长度此项与炉子的实际情况有关 最小的板坯长度10m CSP MILL 的设计参数 1 板坯的出炉温度 Max1150 Min980 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 38 成品的厚度范围0 8 12 7mm 成品的宽度范围 850 950 1680mm 最大卷重31 1t 特别说明 最大卷重18 5kg mm 最高轧制速度6 机架时 15m s 7 机架时 18m s 使用于工作辊的全部辊役 1 轧机的设计参数的范围体现在所有的 CSP 工艺中 它的范围在所有的产品规格中被体 现 而不是特指某一单个的品种 CSP mill 的主要技术参数 工厂说明主要的技术参数 最大轧制力 2 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 3 46000KN 42000KN 32000KN F1 F6 F7 每一辊颈处的最大 弯辊力 1100KN 轧制转矩 工作辊接轴 每架轧 机的总数 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 3 4480 KNm 4000 KNm 2240 KNm 1430 KNm 740 KNm 490 KNm 490KNm 输出辊道速度最大 20 0m s 层流冷却的流量 总长度 5800m3 h 大约 38400mm CSP mill 的 布局参数 卷取机 最大板带厚度 最小板带厚度 特别说明 最大卷重 最大卷重 12 7mm 0 80mm 18 5KG mm 31 1t 2 轧制力是有轧机牌坊和油膜轴承决定的 轧制力不能大于 AGC 液压缸的工作压力 3 这架轧机是为将来而预留的 工厂说明主要的技术参数 剪前辊道两根 300mm 侧导的调整宽度液压驱动 大约 840 1860mm CSP mill 的入口区域 轧机剪的类型 剪切力 液压剪 6500KN 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 39 驱动两个液压缸 高压水除鳞 水流量 喷嘴处的压力 大约 340m3 h 大约 380bar 类型高钢度 4 辊 工作辊直径 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 950 820mm 2100mm 750 660mm 2100mm 620 540mm 2100mm 支撑辊直径 F1 F2 F3 F6 F7 1500 1370mm 1900mm 1500 1350mm 2100mm 支撑辊的油膜轴承 F1 F2 F3 F4 F6 F7 用于 F1 F3 的静压系统 辊缝的液压调整缸 F1 F6 F7 1050 970mm 120mm F1 F6 F7 工作辊的窜辊行程 100mm F1 F5 F6 后的活套液压活套 CSP 轧机 F1 F6 F7 3 CSP 轧机 F1 F6 F7 3 辊缝润滑F1 F6 两组 在整个板宽 工厂说明主要的技术参数 轧机出口通风管道 风压设备 在最后一架轧机的后面 P 90KW n 1500min 1 工作辊更换液压快速换辊 侧面横移 抽出行程 大约 7200mm F1 F6 F7 的轧辊更换 支撑辊更换液压换辊 抽出行程 大约 6000mm F1P 8700KW n 0 116 380min 1 i 5 43 v 0 1 06 3 48m s F2P 8700KW n 0 130 380min 1 i 5 43 v 0 1 19 3 48m s F3P 8700KW n 0 150 440min 1 i 3 048 v 0 1 93 5 67m s 轧机传动 F1 F6 F7 F4P 10000KW n 0 220 660min 1 i 2 85 v 0 3 03 9 09m s 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 40 F5P 10000KW n 0 220 660min 1 i 1 47 v 0 4 86 14 58m s F6P 8400KW n 0 190 580min 1 v 0 6 17 18 83m s F7 3 P 8700KW n 0 116 380min 1 v 0 6 17 18 83m s 工厂说明主要的技术参数 层流冷却最大水流总量 系统压力 倾斜组件数量 喷头数量 冷却区域数量 冷却线长度 5800m3 h 大约 0 7bar 8 上部 36 个 下部 100 个 28 个小的区域 8 个大区域 大约 38400mm 边部遮蔽系 统 位置 数量 电机功率 电机速度 层流冷却的上喷头处 8 0 56KW 0 40min 1 输出辊道棍子的数量 棍子直径 辊道速度 内部冷却的棍子数量 辊道长度 F6 NO1 卷取机 大约 223 根 260mm 最大 20 0m s 大约 24 根 大约 72980mm 增加的部分是为了预留的 F7 工厂说明主要的技术参数 卷取机数量2 最大工作 板带 厚度12 7mm 卷的参数 最大卷重 特别说明的最大卷重 特别说明的最小卷重 最大卷外径 最小卷外径 31 1t 18 5Kg mm 4 3Kg mm 1960mm 1160mm 卷取机输入导向宽度调整800 1880mm 液压驱动 地下卷取机 夹送辊单元 上辊直径 900 880mm 酒钢 CSP 轧制工艺培训教材 41 下辊直径 500 470mm 夹送辊传动 电机功率 电机速度 传动比 P 2 350 KW n 0 350 760min 1 i 1 8 芯轴直径 电机功率 电机速度