国内外高精度轧制技术.doc

第二章 国内外高精度轧制技术的现状及其发展轧制产品尺寸精度的提高会产生巨大的经济效益。钢材应用部门连续化自动化作业的迅猛发展，除要求钢材的性能均匀一致外，还要求钢材尺寸精度的提高。板带材主要用于冲制各种零部件，因此要求厚度精度高，板形平直，以利于提高冲模寿命和冲压件的精度。板带材除对厚度和板形精度要求高外，由于板带要进行涂镀深加工，因而对钢板表面粗糙度也有特殊的要求。高精度棒、线、型材和管材可以减少加工件切削量。因此，轧制产品的高精度比是轧制技术发展的重要趋势之一。20世纪6070年代完成了轧钢设备的大型化、高速化、连续化和自动化。80年代以来，轧制技术发展的主要目标是提高轧制精度、性能，扩大品种，降耗增效，并进一步扩大连续化范围。我国在高精度轧制技术方面做了大量的研究开发工作，一方面对引进的高精度轧制技术进行消化、学习，在此基础上结合我国的实际情况，自行开发出一些有关提高产品精度的基础理论和实用的先进工艺及装备，其中有些技术已达到或超过国外的先进水平。但总体来说，由于我国钢铁企业的工艺设备水平落后，高精度轧制技术与国外发达国家相比，差距还是较大的，我国现有轧机90%以上尚达不到国外先进水平。因此，提高我国产品的高精度比是我国钢铁工业发展的当务之急。高精度轧制最大的优点是节约钢材，可提高钢材利用率15%。高精度轧制技术最终反映在产品的尺寸精度上，但为了提高产品的尺寸精度，必将涉及到原料、工艺、设备、控制、仪表检测、轧制理论以及生产管理诸方面因素。本书将对有关高精度轧制技术做一个较全面而系统的介绍，以供广大读者参考。第一节 热轧板带技术传统热带轧机以其品种规格全、质量高的优势，仍占据汽车、家电、涂镀层、优质焊管等质量要求高的薄板市场，其新技术主要有：（1）连铸坯的直接热装（DHCR）和直接轧制（HDR），实现了两个工序间的连续化，具有节能、省投资、缩短交货期等一系列优点，效果显著；（2）在线调宽，采用重型立辊、定宽压力机实现大侧压，重型立辊每道次宽度压下量一般为150mm，定宽压力机每道次宽度压下量可达350mm以上；（3）宽度自动控制（AWC），宽度精度可达5mm以下；（4）液压厚度自动控制（AGC），带钢全长上的厚度精度已达到30m；（5）板形控制，研制开发了HC、CVC、PC等许多机型和板形仪，可实现板形的闭环控制；（6）控制轧制和控制冷却，使钢材具有所要求的金相组织和更好的力学性能；（7）卷板箱和保温罩，以减少温降，缩小带钢头尾温度差；（8）全液压卷取机，助卷辊、液压伸缩采用踏步控制，卷筒多级涨缩；（9）无头轧制，将粗轧后的带坯在中间辊道上焊接起来，在精轧机组实现全无头连续轧制。第二节 冷轧板带及涂镀层技术冷轧板带及其涂镀层产品广泛用于建筑、汽车、家电、交通等行业，特别是涂镀层板仍保持很旺的增长势头。其技术发展主要表现在：（1）酸洗一冷轧联合，可提高成材率13%，提高机时产量3050%，减少中间仓库500010000m2，降低轧辊消耗4050%，降低了生产成本和建设投资；（2）连续退火，其产品质量高、板形好、表面光洁、性能均匀，可提高成材率13%，钢种多样化，节能20%以上，生产周期由10天缩短到1天以内，设备占地面积小；（3）全氢罩式退火，比传统罩式炉效率高 倍，产品深冲性好，表面光洁，特别适合于生产批量小、品种多的冷轧带卷；（4）板形控制技术有很大发展，普遍采用了液压弯辊、工艺润滑与冷却、闭环控制，研制了一批能有效控制板形的新型轧机；（5）热镀锌、热镀锌铝及锌铁合金、电镀锌、电镀锌镍、耐指纹板、有机涂层板、减震板、电镀锡、低镍镀锡、电镀铬、热镀铅、热镀铅锡等涂镀层生产技术有很大发展。第三节 型钢轧机技术20世纪80年代以来，型钢生产装备相对板带轧机而言，发展较为缓慢。轧机结构虽有较大改进，如开发了悬臂式CL轧机、短应力线高刚度HS轧机、短应力线万能轧机等，但无完全新型的型钢轧机，轧速提高也不大。型钢生产装备的新发展主要在于：（1）连铸坯直接热装；（2）近终形连铸坯的应用；（3）柔性轧制设备的发展，目前已投产多种具有柔性轧制能力的新型型钢轧机机组，开发了H型钢自由尺寸轧制、延伸道次无孔型轧制、多辊万能孔型轧制等柔性轧制新技术；（4）切分轧制技术的推广应用，广泛采用切分辊和切分轮设备，具有提高产量、减少道次、降低能耗和轧辊消耗等优点；（5）紧公差精密轧制设备，其产品公差范围可控制在国际通用标准的1/41/10，采用小辊径、短辊身和单孔型轧辊，高刚度、紧凑式轧机，平立交替布置23个孔型，小压下量，这是精密轧制设备的基本特点；（6）低温轧制、温控轧制及在线热处理的应用，综合节能可达20%，并大大提高钢材性能；（7）现代化精整设备，精整设备实现连续化、自动化，如步进式齿条冷床、连续定尺剪切（CCL）机组、悬臂结构的单根矫直设备等；（8）设备状态诊断技术，监视设备运行状况，进行适时维护。第四节 线材轧机技术20世纪60年代中期摩根450无扭精轧机与散卷控制冷却装置的开发和应用，使线材轧机的轧制速度突破了40m/s，目前最高设计速度达140m/s，保证值为115m/s，产品尺寸精度可达0.1mm。其中新技术装备主要有：（1）大压下定径机（IRSM）作预精轧机，由3个机架组成，其压下率范围为625%；（2）双模块高速精轧机（TMB），机架总数12架，这种可横移的双模块精轧机可大大节省换机架时间，其利用系数可达90%以上，而且产品精度高，表面质量好；（3）V字形微型轧机，采用摩根第六代V字形精轧轧辊箱结构组成微型模块式轧机，可扩大产品规格范围，提高能力，其结构紧凑、换辊方便、利用率高；（4）减径定径机（RSM），可单独从轧线移出和移进，布置在无扭精轧机组后，增大终轧速度，提高生产率15%以上，提高轧机利用率510%，产品精度高，公差达0.1mm，椭圆度0.1，可实现自由尺寸轧制，自由定径范围0.3mm，还可通过机前水冷提高冶金性能；（5）轧件外形测量仪和热态在线测径及涡流探伤；（6）回转式高速切头（尾）飞剪；（7）倾斜式吐丝机和装有线圈分配器的集卷系统；（8）控制轧制和控制冷却装置日臻完善。第五节 无缝管轧制技术无缝钢管在向高合金化、高精度、高质量方向发展，其生产装备技术的发展主要表现在：（1）连铸管坯的推广应用，其直径范围在80560mm，内部质量和尺寸公差都优于轧制管坯，基本可不经修磨，直接进行轧制，金属收得率可提高1015%，节能4050%，管坯成本降低2025%；（2）锥形辊穿孔机，采用大喂人角和辗轧角穿孔，提高了穿孔效率，扩管比可达1.42；（3）限动（半限动）芯棒轧管机成为无缝管生产设备主流，适用于产量高、批量大的要求，其产品直径最大达426mm，长50m，单机产量最大达80100万t/a，外径公差达0.20.4%，壁厚偏差在3.06.5%，内壁光滑，工具消耗低，