马钢热轧工艺.doc

“十一五”结构调整和技术改造2250热轧带钢工程介绍热轧工艺部分马鞍山钢铁股份有限公司热轧工艺组十一五结构调整和技术改造2250热轧带钢工程介绍热轧工艺部分马鞍山钢铁股份有限公司一、概述二、产品大纲三、工艺流程四、 主要设备技术参数及功能五、PCFC简介六、钢卷运输线简介七、存在的问题一、概述 马钢2250热轧工程的建设规模550万t/a，其中供2130冷轧原料225万吨，供1575冷轧原料40万吨，平整分卷机组80万吨，横切机组50万吨，其余为商品卷。 主要设备配置有：步进式加热炉3座、高压水除鳞机、压力定宽机一台、双机架四辊粗轧机组、废钢推出装置、保温罩、预留一台热卷箱、一台边部加热器、一台切头剪、 精轧前高压水除鳞机、七机架CVC精轧机组、带钢层流冷却装置一套、三台地下卷取机、一条托盘式钢卷运输线含取样检查装置、一条平整分卷线、一条横切线以及与生产线相配套的电气自动化系统、水处理设施、液压润滑等辅助设施。 二、产品大纲生产钢种：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、超低碳钢、IF钢、低合金高强度结构钢、中碳合金钢、汽车结构钢、锅炉用钢、压力容器用钢、船用结构钢、桥梁钢、管线钢、DP钢、Trip钢等。热轧原料规格： 热轧线产品规格：板坯宽度： 950-2150mm 带钢厚度： 1.2-25.4mm板坯厚度： 230mm/250mm 带钢宽度： 800-2130mm板坯长度： 4800-12000mm 钢卷内径： 762mm标准板坯： 23010000mm 钢卷外径： 1000-2150mm连铸坯单重： 约7.7545t 钢卷重量： 最大45.0 t 单位卷重： 最大24kg/mm 二、产品大纲-热轧卷按钢种分配表二、产品大纲-热轧卷按宽度分配方案 马钢2250热轧项目产品极限尺寸琰茞琰茞琰茞琰茞钢种带钢宽度 (mm)9001050125014501650180020002130Q195Min1.21.21.21.41.61.7522.1Max25.425.425.425.425.425.425.425.4Q235Min1.21.21.51.51.722.52.9Max25.425.425.425.425.425.425.425.4Q345Min1.51.51.8222.53.23.9Max25.425.425.425.425.425.425.425.4X70Min4445566.97.6Max1919191919191616三、工艺流程工艺方案3座步进式加热炉高压水除鳞机压力定宽机E1R1四辊可逆轧机E2R2四辊可逆轧机输送辊道和保温罩废钢推钢机热卷箱（预留）边部感应加热器曲柄切头剪高压水除鳞机FE1立辊轧机7机架四辊不可逆精轧机组输出辊道和层流冷却系统3台地下卷取机钢卷运输线及检查取样装置三、工艺流程示意图三、工艺流程描述 加热好的板坯出炉后通过输送辊道输送，经过高压水除鳞装置除鳞后，将板坯送入定宽压力机进行最大为350mm侧压定宽，然后由辊道运送进入第一架四辊粗轧机进行3道次轧制，再进入第二架四辊可逆粗轧机进行3道次轧制，将板坯轧制成厚度约为30-60mm的中间坯，在各粗轧机前装有立辊轧机对中间坯的宽度进行控制；中间坯经中间保温辊道保温和边部感应加热器对边部温降进行补偿后，进入切头飞剪切除头尾，再由精轧高压水除鳞箱除去二次氧化铁皮，然后进入七机架精轧机进行轧制，达到最终的产品厚度；精轧机轧出的带钢在热输出辊道上，由高效的层流冷却系统将热轧带钢由终轧温度冷却到卷取温度进行卷取，完成后，卸卷小车把钢卷运至机旁打捆机处进行打捆，打捆完毕后，由钢卷运输系统将钢卷继续向后运送，经称重、标记后，分别运送到热轧钢卷成品库、冷轧原料库和精整原料库；需要检查的钢卷则由钢卷小车送到检查线，打开钢卷进行检查和取样后，再卷上，送回到钢卷运输系统，经打捆、称重、标记后分别送往热轧钢卷成品库、一冷轧原料库和精整原料库。 四.主要设备技术参数及功能一次除鳞机及除鳞原理 一次除鳞机集管数量： 上下各2喷嘴型式：扁平喷嘴每个集管喷嘴数：37个/每个集管喷射宽度约 ： 2300mm水压在喷嘴处约：180190bar除鳞机长度： 约5600mm耗水量 ： 最大710m3/h上、下喷嘴距离板坯约140mm除磷箱入出口侧有链帘，罩子带集水槽琰茞scaleFxFyBlasting-off water(scale loaded)Steam explosionCracks12343Hydromechanical descalingComponent parts of the descaling processBreaking of the scale layer through high kinetic energy of impinging water jetDetachment of the scale layer through shrinkage of the parent metal and scale caused by shock quenchingBlasting-off of the scale through explosive type vaporization of the water drops underneath the scale layerFlushing away of the detached scale through inclination of spray jets to the surfacescaleFxFyBlasting-off water(scale loaded)Steam explosionCracks12343Hydromechanical descaling压力定宽机压力定宽机与轧制调宽相比，压力机调宽具有明显的优越性，即：提高了热轧带钢轧机的成材率。调宽压力机有控制板坯头尾形状的功能，即使在很大的侧压下，板坯头尾变形仍然比较均匀，故头尾形状得以优化，减轻了头尾部舌头和鱼尾，降低切损。与立辊轧制调宽相比，在相同的压下量条件下，调宽压力机的切头损失大幅度减小，从而提高了成材率。调宽能力大。现代化的调宽压力机最大侧压量可达350mm，所以只需要几种连铸板坯规格即可满足用户需求，大大减轻了连铸变宽的负担，提高了连铸机的生产率和连铸坯质量，同时也提高了板坯的热装率和热装温度。提高了调宽效率。压缩调宽时，板坯变形可深入到板坯中部，局部变形得到缓解，狗骨形因此得到减弱，所以板坯变形均匀性得到提高，从而减少了板坯在随后平轧时的回展，可以获得很好的调宽效率。提高了宽度精度。由于调宽时板坯宽度由压力机锤头能够得到精确控制，所以可得到比立辊轧机更高的目标宽度精度。入口辊道机后辊道入口侧导板偏心轴防拱辊夹送辊平衡液压缸调宽装置夹送辊驱动锤头入口侧导板液压缸压力定宽机结构简图压力定宽机主减速机人口辊道机后辊道出口夹送辊入口夹送辊防拱辊板坯压力定宽机主电机主减速机主减速机中间连接轴万向轴万向轴轧件和锤头调宽装置调宽装置偏心轴偏心轴机架防拱辊混凝土基础 压力定宽机入口侧导板液压驱动齿轮齿条,带线性位置传感器导板开度：700mm2300mm开闭速度： 100mm/s每侧导板全长约：6000mm无钟口型段 压力定宽机夹送辊上辊采用内冷，下辊外冷；下入口夹送辊经一个正齿轮箱和万向轴由电机驱动，上辊是惰辊；上下出口辊经一个分配齿轮箱和万向轴驱动，油溅润滑；入口上辊和出口上下辊分别由2个液压缸调整高度，带位置传感器；辊子直径长度：5202000mm（上下辊）；上下夹送辊空过时开度： 最大440mm；电机：入出口各10192kw ； 转速： 0173/415rpm；夹送辊速度：02.1m/sec； 压力定宽机侧压长度：428mm/次侧压次数：42次/分钟板坯运行速度：300mm/s锤头调整速度：44mm/s每侧锤头调整电机功率:20-440KW; 转速:0-950rpm主驱动功率：10-4400KW 0-600rpm 侧压力：Max.22000KN减宽量：0-350mm偏心量：80mm防拱辊：实心辊，耐热钢压紧力 ：400KN辊子数量：2上，惰轮，由液压缸调整 2下，惰轮，固定不动辊子尺寸：800340mm主齿轮箱数量：2速比：14.45中间轴尺寸：445 7680mm（空心轴带防护罩）粗轧机及立辊轧机侧导卫 R1入口侧导卫液压驱动，强力侧导卫，带板坯侧弯控制功能导卫总长度：8000mm开口度：7002350mm液压缸推力：450KN移动速度：100mm/s每侧液压缸：200/140725（210bar）带角度位置传感器E1立辊轧机电机减速机减速机主传动万向轴机架辊支架机架 E1立辊轧机轧制力；Max.6000KN最大减宽量：50mm轧辊尺寸：1100mm/1000mm轧辊长度：650mm轧辊开口度：8002250mm轧辊线速度：02.2/5.1m/sec主电机：2-AC1100Kw190/430rpm轧辊开闭速度：60mm/s每侧，仅液压驱动主减速比：i=4.9AWC缸：4-570/340825mm（290bar）带机架辊辊子尺寸：2-4502250mm辊子线速度：05.2m/sec立辊轧机工作原理图上轴承座下轴承座横梁平衡缸平衡缸AWC调整缸AWC调整缸轧件粗轧机 R1可逆粗轧机四辊可逆粗轧机，压下为电动加液压工作辊尺寸 ：1250/11252250mm支撑辊尺寸 ：1600/14402250mm轧制力： max.45000kN主传动电机单独驱动工作辊，滑块式万向轴主传动电机：2-AC6600Kw040/80rpm轧制速度 ： 02.6/5.2m/sec压下电机：2-AC350Kw0950rpm压下行程：570mm压下速度：55mm/secAGC缸尺寸：2-1200/110050mm工作辊轴承：4列园锥滚子轴承支撑辊轴承：4-5876KLX-DT-SB-RM-S R1可逆粗轧机机架断面尺寸：约980840mm(8232cm2)机架辊尺寸：2-500mm2250mm机架辊速度：05.2m/s支撑辊换辊缸：400/2806600mm工作辊换辊采用换辊小车拖至轧辊间工作辊换辊侧移缸：320/2202800mm下支撑辊带轧线标高调整装置，液压驱动、平衡阶梯板移动缸：125mm/90mm1650mm下支撑辊提升缸：4-200/180210mmr支撑辊平衡缸：1-420/380830mm工作辊移动距离：32300mm；侧移距离2800mm工作辊冷却：上下各2，10bar，支撑辊4bar机架除磷压力190bar，集管数量：2上2下E2R2 参见E1R1 半成品推钢及冷床齿轮齿条马达驱动式推钢机组数：3每组推臂数：3推移距离： 约5200mm推移速度：400mm/s滑轨尺寸：4100mm滑轨数量：53滑轨间距：1500mm滑轨总长：81000 mm半成品推钢及冷床推头滑轨传动电机 热保温罩型式 ： 上保温罩为摆动式，入口带防撞挡板保温罩数量：16块每块长度：4500mm罩子总长度：72000 mm罩子内宽度：2300mm罩子内高度：210mm倾翻油缸数量：16油缸尺寸：100/56600mm 热保温罩切头剪切头剪下曲轴及剪刃刀架上曲轴及剪刃刀架剪机架剪刃间隙调整装置剪机架辊 切头剪曲柄式最大剪切断面 低碳钢602130mm、 低合金钢、X70钢602130mm剪切强度：Max.140N/mm剪切温度：900最大剪切力：Max.12000KN剪切时带钢速度：3001750mm/s剪刃长度：2350mm剪切长度：Max.400mm 切头剪主电机：2-AC1850Kw0-530rpm速比：1/5.36曲轴半径：270mm切头剪中间辊道数量：2+2（剪刃前后各2）辊子尺寸：3602300mm 辊子间距：1200/2200/1000mm辊子速度：0-1.75m/s切头处理装置料斗重8000 kg/可装料重16500kg/总重24500kg 精轧除鳞机喷射宽度可调，带防水夹送辊，辊缝液压设定上夹送辊：6002300mm（实心）下夹送辊及中间辊道尺寸6002300mm（实心）辊子数量：7(包括夹送辊)辊道速度：01.75m/s除鳞集管: 4上4下数量：2上2下供窄板，2上2下供宽板水压约180-190bar喷嘴处总耗水量：Max.560m3/h上集管的调整高度：30mm喷嘴与板坯间距离：90mm除鳞箱盖人工吊运精轧除鳞机精轧除鳞机防水夹送辊精轧机组F1F7轧制方向F1F2F3F4F5F6F7 精轧前立辊轧机轧辊尺寸：600/550220mm轧制力：Max. 1500KN轧制速度：Max.2.0m/s轧机开口度：7002250mm主传动：1AC355KW600/1600rpm速比：i22.6AWC液压缸：2-280/200850mm F1F7精轧机7机架四辊CVC轧机工作辊尺寸： F1F4 850/7652550mm F5F7 700/6302550mm工作辊轴承: 4列园锥滚轴承支承辊 F1F7 1600/14402250mm支撑辊轴承F1F7：56”-75KLT-DT-DF-RM-SS轧制压力： F1F4 最大45000kN F5F7 最大40000kN F1F7精轧机主电机：F1：111400KW n=0158/450rpm, i=4.16F2：111400KW n=0180/450rpm, i=3.3F3：111400KW n=0180/460rpm, i=2.54F4：111400KW n=0180/460rpm, i=1.75F5：111400KW n=0180/460rpm，i=1.0F6：110000KW n=0230/600rpm，i=1.0F7：110000KW n=0200/600rpm，i=1.0最大轧制速度 20m/sAGC缸内径1050mm 970mm50mm/100mm工作辊弯辊和窜辊系统（WRB/WRS)F1F7CVC行程150mm工作辊最大弯辊力 1500kN F1F7精轧机牌坊断面： F1F4约890740mm(6586cm2) F5F7约805740mm(5957cm2)上支撑辊平衡缸：390/360290mmF1F7带上、下移动阶梯板系统,用于 AGC缸行程补偿和轧制线标高调整上阶梯板移动缸：80/561050mm下阶梯板移动缸：125/901660mm下支撑辊提升缸：4-125/80210mm F1F7精轧机F1F3采用液压活套，F4F6采用张力差活套活套辊直径：275mm入、出口导板：6个进口，7个出口，液压驱动开口度：9002270mm配有轧辊冷却水、防轧辊剥落水、消烟除尘水、机架间冷却水主传动系统F1F4：电机、减速机、中间轴、齿轮座、可收缩式万向轴F5F7：电机、中间轴、齿轮座、可收缩式万向轴工作辊换辊装置，换辊小车加侧移平台，直接拖至轧辊间, 行程：约25000mm工作辊侧移缸2-250/1601600mm(200bar)支撑辊换辊，液压缸抽出，活动平台，不需吊开支撑辊抽出缸1-290/2006540mm(210bar)F4F7配有静电除尘装置机架配管模块化，可直接吊装精轧机断面图精轧机断面图精轧机断面图AGC缸和上阶梯垫下阶梯垫和换辊脱板工作辊换辊精轧机组冷却水系统精轧机机架间设备水系统工作辊冷却轧制润滑防轧辊剥落水防轧辊剥落水轧制润滑入口导卫梁横吹水活套机架间冷却轧辊 冷却轧辊 冷却机架间 冷却消烟 除尘水工作辊冷却入口侧工作辊冷却水1出口侧工作辊冷却水2防剥落水3润滑轧制系统4润滑轧制技术 热轧润滑机理 热轧时，在辊缝中恶劣的工作条件下，轧辊表面极易磨损，产生表面凹坑和麻点，凹坑和麻点又加剧磨损，形成恶性循环，轧辊因磨损而报废。如果在轧件进入辊缝之前，在轧件表面喷涂润滑物质，形成润滑膜，这层膜有一小部分可能在进入辊缝前就被轧件上的热量烧掉，但大部分还是被带入辊缝，在工作辊和轧件的接触面上形成一层薄薄的润滑膜，由于油膜与轧辊的接触时间只有百分之几秒的短短瞬间，所以油膜在烧掉之前可以起到润滑的作用，从而减轻轧辊磨损，避免很决出现凹坑和麻点。 在精轧机组种采用润滑油轧制的目的时为了降低轧制力，减少轧制能耗，减少轧辊磨损，降低辊耗，改善轧辊表面状态，提高带钢表面质量。润滑袖轧制的好处表现在以下几个方面： (1)降低热轧时轧辊与轧件间的摩擦系数。没有润滑时的摩擦系数一般为0. 35。采用有效润滑时的摩擦系数可以降到0.12。 (2)降低轧制力，容易轧制薄规格带钢。轧制力一般可以降低10一20，从而降低了能耗。 (3)减少轧辊消耗和储备，提高作业率。在热轧条件下，工作辊与带钢和轧机冷却水接触生成Fe3O4和Fe2O3，等硬度很大的氧化物，此物粘在轧辊表面，使轧辊生成黑暗色的表面，即“黑皮”，“黑皮”是造成轧辊异常磨损的主要原因。采用热轧润滑，使轧辊与轧件之间被一层边界润滑膜所隔开可以防止轧辊表面产生“黑皮”，减少轧辊磨损，延长工作辊的使用周期，减少换辊时间，提高轧制作业率，减少工作辊的磨辊时间，减少工作辊储备量。相应地，也减少了支撑辊的磨损和轧辊储备。 (4)减少氧化皮压人，改善轧辊表面状态。采用热轧润滑，使轧辊与轧件之间被一层边界润滑膜所隔开，可以防止轧辊表面产生“黑皮”，提高产品的表面质量，提高酸洗效率。机架间冷却系统5横吹水6除尘水系统8入口导卫横梁冷却水9活套冷却水10Looper - used for:(actuated by low friction hydraulic cylinders)create a loop for mass flow control between the different mill stands轧机间除尘管输出辊道及层流冷却系统输出辊道和层流冷却装置 热输出辊道电机单独驱动，空心，表面喷焊处理辊道长度：144640mm辊子尺寸：300/2552300mm386根辊子表面堆焊硬抗磨材料辊子间距：380mm辊道速度：max.21m/s从F7出口到测量室间的辊道采用内冷，测量室后的层流区辊道采用外冷 层流冷却系统高位水箱维持恒压，上集水管组液压倾动冷却系统长度：103360mm水量：Max.17360 m3/h冷却宽度：2200mm摆动组：粗调区20组，精调区2组；每组4根集水管侧喷数量：23根侧喷水压：10bar带护边装置，电动，数量20个可倾翻式层流冷却装置层流冷却装置结构图带护边装置的层流冷却系统挡水板调整丝杆调整电机卷取机入口侧导卫 1卷取机入口侧导板液压驱动，带压力和位置控制开口度： 7002300mm开闭速度：100mm/s每边导板长度：17m(钟口段7500mm，平行段9500mm）液压驱动缸：4-100/70810mm 2#、3#卷取机入口侧导板液压驱动，带压力和位置控制开口度：6802300mm开闭速度：100mm/s每边导板长度：4700mm液压驱动2-140/100810mm/每个导卫卷取机夹送辊1侧导板 2#、3#卷取机机前辊道桥电机单独驱动，空心，表面喷焊处理，共2组辊道长度：4875mm辊子尺寸：300/2552300mm辊子数量：13根/每组辊子间距：380/700/350/555/350mm 13夹送辊表面堆焊处理、液压调整辊缝、配有压紧辊切换辊机架辊和导向辊、带辊面抛光装置上夹送辊尺寸：900/8802300mm空心下夹送辊尺寸：500/4802300mm实心夹送辊开口度：max.450mm夹送辊速度：max.22m/s夹送辊传动：20550kW、n0400/865rpm夹送辊抛光装置气动 1#、2#、3#卷取机可移出式，3助卷辊，芯轴减速机为变速齿轮箱，带外支轴承；自动踏步控制。卷取带钢规格：宽度7002300mm 厚度1.225.4mm钢卷外径：Max.2150mm，Min.1000mm钢卷内径：1000mm钢卷单重：max.45t单位宽度卷取重量：max.24kg/mm卷取速度：22m/s卷取温度：500900,min.200(5mm厚)芯轴：762(770膨胀/730mm收缩)助卷辊：3802300mm3个/每台芯轴电机：11200kW 、n0400/1200rpm速比： i12.34、i25.36移出轨道长度：约6000mm， 移动液压缸尺寸：1-250/1806013mm 锁紧缸：12-160/7025mm卷取机及其踏步控制 13卸卷小车 托辊式，液压缸提升、移出升降行程：约1200mm升降速度：150mm/s(平均)运输行程：约4000mm运输速度：约350mm/s卷取机、捕捉器、卸卷小车五、PCFC系统简介Profile, Contour and Flatness ControlPCFC用于轧制带与带之间可重复的带钢凸度，另外保证轧制过程中在整个带钢长度方向上避免出现象猫耳朵等缺陷。PCFC包含有工作辊压扁半径计算模型、工作辊磨损、轧辊热凸度计算、带钢横向流动模型、带钢负荷分布等物理模型。 其中P（Profile）控制是指对带钢凸度的控制（通常指对C40处的凸度进行控制）；而C（Contour）控制是指对带钢轮廓进行控制，通过一定的串辊策略，避免和减小轧制过程中猫耳朵等缺陷的产生。由于在轧制过程中，轧辊边部磨损较中部厉害，这样如果没有正确的串辊策略，便产生所谓轧制中的猫耳朵缺陷，PCFC通过工作辊磨损、热凸度计算等物理模型，对轧辊当前轮廓进行评估，结合优化的轧制力分配，板形（Flatness)、凸度（P）控制，产生合理的串辊策略，实现对轮廓的控制。CVC工作原理Work Roll Bending (in principle)ROLLING WITHOUT WORK ROLL BENDINGBackup RollWork RollFR = Summarized Rolling ForceWork roll bending (in principle)ROLLING WITH WORK ROLL BENDINGFR = Summarized Rolling ForceFB =Bending Force per Work Roll NeckCurrent Rolling ForceCompensation of Rolling Force1. 板形基本理论