热轧带钢生产工艺

,热轧带钢生产工艺,热轧带钢生产工艺,一、概述热轧带钢生产诞生于二十世纪二十年代，自诞生起很快就被世人所接受，应用范围日趋广泛，涉及机械制造、汽车和拖拉机制造、船舶制造、桥梁制造、锅炉制造、焊管生产、冷弯型钢及冷轧钢板的原料。,热轧带钢常见的规格为：基本尺寸1225502500mm一般带宽在600mm以下称为窄带钢，在600mm以上的称为宽带钢。带卷的重量：545吨单位宽度质量：最大23kg/mm,热轧带钢生产工艺,热轧带钢的种类和用途,表一,热轧带钢生产工艺,热轧带钢的种类和用途,续表一,热轧带钢生产工艺,热轧带钢生产能力和工艺技术水平自诞生日起就发展的十分迅速，这有赖于其产品的广泛应用，也借助于科学技术水平的发展，特别是大型可控硅控制技术、液电技术、高精度检测技术、连铸技术和计算机技术的进步与发展，使得连轧带钢的发展更加迅速。这在上世纪的6070年代得到了充分的验证，使得这一时期成为热轧带钢发展的最重要时期。,第二代、第三代热轧带钢轧机的主要生产技术指标,热轧带钢生产工艺,热轧带钢生产的发展趋势,辅助设备水平不断提升,新工艺的采用,采用计算机综合控制技术,扩大产品的规格范围,采用连铸坯进一步提高卷重,轧制速度不断提高,热轧带钢生产工艺,轧制速度不断提高成品架次的出口速度已从开始的低于10m/s达到现在的30m/s以上，常用速度一般为2030m/s；速度快就意味着在单位时间内能生产更多的产品。,热轧带钢生产工艺,采用连铸坯进一步加大卷重初轧坯受钢锭重量限制，带钢单卷重510吨连铸坯随连铸技术的进步，带钢单卷重可达45吨重量的提升对提高生产率和产品质量十分有好处。,热轧带钢生产工艺,扩大产品的规格范围随着带钢应用范围的不断扩大和板带钢产品深加工技术的开发，热连轧带钢的产品规格范围一方面向着更宽、更厚发展（已进入厚板尺寸范围）；另一方面向着更薄、质量水准更高以及高性能发展。以适应市场不断提出的更多的、更高的要求。,热轧带钢生产工艺,辅助设备水平不断提升热轧带钢生产水平的不断发展与其辅助设备水平的提高及设备的不断增加有着紧密的联系。快速换辊设备减少了非生产时间；液压压下、活套支撑装置提高了钢板的厚度和板形控制质量水平；卷取设备可卷取厚度和重量不断增加；控制冷却设备可提升带钢的性能；边部加热设备可增加带钢的品种；,热轧带钢生产工艺,新工艺的采用板坯侧边控制轧制工艺控制钢板宽度；恒微张力控制工艺可以起到稳定精轧成品宽度的作用；层流冷却工艺对钢板的冷却过程可以精确控制；无头连续轧制工艺可以稳定地轧制厚0812mm的宽带钢；薄板坯连铸连轧工艺可以大量地节约场地、设备建设费用，节约能源；采用连铸坯热送热装和直接轧制工艺、热卷箱、低温轧制等新工艺，节约了能源。,热轧带钢生产工艺,采用计算机综合控制技术计算机技术在热连轧带钢生产的使用，对提高带钢的产量、质量和性能都起到了关键的作用。如：AGC技术的应用提高了带钢厚度尺寸的精度，利用升速轧制和层流冷却技术可以控制钢板的温度与组织性能等。20世纪60年代起，大量地在新建热轧带钢轧机、层流冷却技术、轧制过程的控制上全面采用了计算机控制技术。甚至在老的热轧带钢轧机的改造上也引入了计算机控制。,热轧带钢生产工艺,二、热轧带钢生产工艺流程,精轧机组,粗轧机组,加热炉,卷取机,原料准备加热除磷粗轧精轧冷却卷取精整,1、原料选择与加热热连轧带钢生产使用的坯料为初轧坯和连铸坯，相比于初轧坯而言连铸坯具有较多的优点，使得连铸坯的使用量所占比重越来越大，有的生产厂连铸坯的使用量已达100%。热轧带钢的坯料选择内容包括：坯料的厚度、宽度和长度的选择三个方面。,厚度,宽度,热轧带钢生产工艺,长度,坯料厚度的选择带钢的坯料厚度的选择一般考虑两点：最低压缩比（坯料厚度与成品带钢厚度之比或坯料原始断面积与成品断面积之比）；压缩比大将使得坯料组织中的晶粒充分破碎，对细化晶粒、均匀组织、均匀化学成分十分有利；但坯料厚度过厚则使得轧制道次增加许多，影响生产效率。相比之下，连铸坯更适合于使用较大的压缩比。一般板坯的厚度为150350mm，以200250mm者比较常见。单架轧机的压下能力。,热轧带钢生产工艺,坯料宽度和长度的选择由于热轧带钢生产采用全纵轧方式，因此板坯的宽度比成品的宽度要大一些。当拥有板坯宽度控制设备时，应尽量减少板坯的宽度数量。板坯的长度多在12m以下，具体长度的确定主要视相关辅助设备情况而定，如：加热炉的宽度。,选择板坯尺寸的基本原则是：板坯的尺寸规格尽可能地少。,热轧带钢生产工艺,坯料的验收和检查清理由于带钢成品质量的好坏与原料的质量有较大的关联，因此，要做好相关的验收工作，验收的项目量及严格程度视原料的质量情况。板坯在加热前，根据板坯的具体情况和产品的质量要求，可以进行必要的表面清理，清理的标准以相关产品质量标准为准。,热轧带钢生产工艺,加热板坯的加热使用连续式加热炉，有推钢式和步进式两种，以步进式为多；一个车间配备35座，炉内宽度较宽，沿纵向采用多段式供热方式，以利快速加热，提高加热炉小时产量。上料方式二者均采用端进端出，板坯入炉方式有：主要有推入式和步进式两种。采用推钢入炉时，步进式加热炉的推入设备重量要大大地小于推钢式加热炉的推入设备。,入炉,出炉,热轧带钢生产工艺,需要装炉的板坯，通过上料辊道的测长装置进行板坯长度测量，送至炉前辊道定位，在接到装钢信号后，自动开启装料炉门，由长行程装钢机装入炉内放置在固定梁上，并由此开始进行炉内板坯的物流跟踪，板坯通过加热炉步进梁自装料端一步步地移送到加热炉的出料端，并在此过程中完成板坯的加热，达到轧制所要求的温度。,热轧带钢生产工艺,当板坯接近出钢口时，由装在出料端的激光检测器检测到板坯边缘并在步进梁完成此时的步距运行后，PLC同时计算出等待出炉板坯的位置。当加热炉接到轧线要钢信号后，自动开启出料炉门，由板坯出钢机（短行程）托出热板坯放置在炉外出料辊道上，再经出料辊道输送至轧线进行轧制。,板坯出钢机,热轧带钢生产工艺,2、粗轧粗轧的任务：将板坯轧成精轧机组所要求的带坯。带坯质量要求：表面清洁，侧边整齐，宽度、厚度符合尺寸要求。粗轧的工作内容包括：除磷、定宽、板坯轧制。,粗轧,热轧带钢生产工艺,除磷出炉的板坯由输送辊道送至粗除磷机，经高压水（1620MPa)喷吹去除板坯表面的氧化铁皮。型式：高压水除鳞机（带预充水）除鳞机上下集管固定,板坯,热轧带钢生产工艺,板坯宽度调节粗轧机组的第一架水平轧辊前，一般均设有一对大立辊轧机或侧压定宽机，可起到调节、控制板宽和清除氧化铁皮的作用，同时在水平轧机前后可以设有小侧压量的立辊轧机和高压水除鳞装置，起到齐边、小范围控制板坯宽度和去除二次氧化铁皮的作用。,大立辊轧机,小立辊轧机和高压水除鳞装置,侧压定宽机,热轧带钢生产工艺,板坯轧制粗轧机组的作用是将板坯轧制成具有一定厚度、宽度的表面清洁的带坯，供精轧机组继续轧制。按粗轧机不同的布置形式，其轧制方式有所不同，可以是可逆式轧制，也可以是不可逆式轧制；轧制道次及每道次压下量按设计好的轧制规程执行。在粗轧机组最后一架的后面，一般设有带坯测厚仪、测宽仪、测温仪及带坯头尾形状检测系统，为计算机系统提供相关参数，做为计算机控制的依据。,热轧带钢生产工艺,粗轧机组与精轧机组之间的辊道称为中间辊道，其作用比较重要，它不只是起到输送作用，还有处理废带坯的作用，冷却作用，保温作用和带坯测量作用等。热卷取箱是一种替代中间辊道的中间输送装置。,中间辊道,热轧带钢生产工艺,3、精轧精轧的任务：将带坯轧成符合标准的带钢。质量要求：厚度及精度符合标准，板形良好，表面清洁无缺陷，终轧温度符合要求。精轧的工作内容包括：切头尾、除磷、带坯轧制。,热轧带钢生产工艺,切头、尾精轧机组前的飞剪为曲柄式或滚筒式切头、切尾飞剪，用以切去带坯的头尾，避免发生卡钢事故。有的切头飞剪有两对剪刃，一对弧形的用于切头，另一对直形的用于切尾；在实际应用中，也有不切尾的。剪切带坯头部时，剪切速度要大于带坯前进速度；剪切尾部时，剪切速度要小于带坯前进速度。,热轧带钢生产工艺,双剪刃滚筒式飞剪,双曲柄式飞剪,除磷（去除二次氧化铁皮）在精轧机组入口处，也设有一台除鳞机，用设计压力约为15MPa左右的高压水对带坯表面进行喷吹，去除其上的二次氧化铁皮。同时，精轧机组前几架轧机的机架上多设有高压水喷嘴，用以吹除带钢表面生成的氧化铁皮，对提高带钢表面质量提供支撑。,热轧带钢生产工艺,除鳞机,轧制热轧带钢精轧机组的轧制为多机架连续不可逆张力轧制，通过轧机压下装置、机架间活套支撑器、弯辊装置、轧辊轴向窜动装置、在线磨辊装置以及板形控制轧机等设备和各种计算机在线控制系统保证了轧制出符合标准的带钢。在精轧机组的入口和出口处，均设有宽度、厚度、温度及头尾形状测量仪器，利用较好的测量环境，得出必要的精确数据，用于向各种控制系统提供控制依据和信号。,热轧带钢生产工艺,精轧机组的速度制度热轧带钢精轧机组的轧制速度是：轧辊转向固定的可调轧制速度，其速度制度主要有升速轧制和恒速轧制两种。恒速轧制咬入、轧制和抛钢速度一样，用于低速轧制；升速轧制机组以较低的（10m/s）速度完成穿带，之后升速到某一个较高的速度进行轧制，然后减速抛钢。,热轧带钢生产工艺,某热轧带钢精轧机组速度制度示意图,速度,时间,1穿带速度2第一加速段3第二加速段4匀速轧制5第一减速段6第二减速段7穿带速度,a1,1,2,3,4,5,6,7,0,a2,vmax,vch,F1,F7,F7+50m,卷取机,F1,a3,a4,F7+50m,热轧带钢生产工艺,张力制度两机架间保持微张力关系对减小轧制压力、调节板形、保证轧制过程稳定十分重要；微张力的产生靠张力调节系统进行调节，活套支撑器是其重要的部件之一。张力的设定一般不超过带钢的屈服强度01倍。,热轧带钢生产工艺,电动活套支撑器,气动活套支撑器,液压活套支撑器,4、冷却与卷取冷却的任务：将高温带钢冷却到卷取温度并卷取。质量要求：内部组织符合要求，以确保性能；表面无冷却缺陷。卷取的任务：对带钢进行卷取。质量要求：钢卷整齐，无卷取缺陷。带钢冷却装置位于精轧机组后的输出辊道上，卷取机位于输出辊道的末端。,热轧带钢生产工艺,常用的带钢冷却装置有：层流冷却、水幕冷却、高压喷水冷却等多种形式。高压喷水冷却装置结构简单，但冷却不均匀、水易飞溅，已很少采用。水幕冷却装置水量大、控制简单，但冷却精度不高。层流冷却装置，设备多、控制复杂，但冷却精度高，目前广泛使用。,热轧带钢生产工艺,各种板带材冷却方法比较,热轧带钢生产工艺,使用层流冷却系统可依据带钢的钢种、规格、温度、速度等工艺参数的变化，对冷却的物理模型进行预设定，并对适应模型更新，从而控制冷却集管的开闭，调节冷却水量，实现带钢冷却温度的精确控制。通常层流冷却装置分为主冷却段和精调段。典型的冷却方式有：前段冷却、后段冷却、均匀冷却和两段冷却。,热轧带钢生产工艺,典型的冷却方式,典型的冷却曲线,5、精整精整的任务：根据不同的交货状态和用途，对带钢做不同的处理。质量要求：交货状态符合标准要求。精整的工作内容包括：平整、纵切、横切、分卷、重卷等。需要指出的是，热轧带钢的精整工序为离线作业。,热轧带钢生产工艺,平整机组平整机组的作用是使用35%的压下率对带钢进行轧制，改善板形和消除局部厚度偏差，同时对改善钢板的深冲性能有利。平整机有二