热连轧带钢的新技术的研究及其应用

1、 山西工程职业技术学院毕业生毕业设计 第 I 页 摘 要热轧带钢生产是关键性的钢铁生产过程之一，90以上的薄钢板要经过热轧带钢工序生产出来。因此，它在国民经济中占有重要的地位。 本设计说明书是参照宝钢2050和1580热轧车间而设计的年产460万吨的热轧带钢车间，其典型产品是：Q235 1600 mm × 3.0 mm。该热轧车间的主体设备有：四座步进梁式加热炉、定宽压力机、四辊可逆式粗轧机、七机架全连续精轧机组、三台地下卷取机等。设计以年产量为基础，结合各产品的市场前景合理地分配了各产品产量，从而制定了产品方案和金属平衡。并以典型产品为例，给出了其工艺流程图，制定了压下制度、速度制

2、度、温度制度等一系列轧制制度，校核了轧机生产能力，计算了各项经济技术指标，绘制了一张车间平面图。在设计的最后还附有一篇有关热轧薄带钢显微织构的外文资料及译文。关键词： 热轧带钢；轧制制度；工艺设计；显微织构 山西工程职业技术学院毕业生毕业设计 第 VII 页 ABSTRACTThe produce of hot strip is one of the critical processes of steel production, and more than 90% sheet steel is produced by the process of hot strip, so it is imp

3、ortant in the national economy. The design is about the process engineering design of a hot strip plant, which produced 4.20 million tons per year, according to Bao Steels 2050 and Bao Steels 1580 Hot Strip Plant. Its typical production is Q235 1600mm×3.0mm. The workshops main facilities, such

4、as four step heating furnace, side press machine, high-pressure water scale equipment, a four-stand rough mill, seven stand continuous finishing mill group, three coilers under ground.were chosed in this design. Based on the annual production and combined with these products prospect in the market，t

5、he respective production was allocated appropriately. Therefore, the product program and metal balance were carried out. Then the process flow diagram for the typical product was given, and the rolling system, including draught system, temperature system, velocity system, was made. Furthermore, the

6、rolling mills producting capacity was checked, the economic indexes were calculated, and a plane figure for this workshop was drafted. At final, a foreign material and corresponding translation about the microtexture of thin gauge hot rolled steel strip steel was adhered to this paper.Keywords：hot-s

7、trip; rolling system; processing design; microtexture目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 我国热连轧带钢生产历史及国内外生产状况11.1.1 我国热连轧带钢生产的回顾11.1.2 国内外热轧板带钢生产状况31.2 热轧带钢的生产41.2.1 产品特点41.2.2 板带钢的原料选择及生产工艺41.2.3 板带钢工艺制度的制定51.3 热轧设备新技术及其特点61.3.1 板坯定宽压力机61.3.2 热卷箱技术61.3.3 板形及板厚控制的高精度轧机71.3.4 其他方面81.4 热轧工艺发展趋势及其特点91.4.1 带钢热连轧机的

8、紧凑化布置91.4.2 AWC立辊短行程控制101.4.3 中间坯保温技术和边部感应加热技术111.4.4 组织性能控制与铁素体区轧制新技术111.4.5 自由程序轧制技术121.4.6 无头轧制和半无头轧制121.5 结语132 产品方案和金属平衡142.1 产品方案142.1.1 产品品种142.1.2 钢种及生产标准142.1.3 成品带钢极限规格尺寸152.1.4 热轧产品规格及数量分配表152.1.5 产品方案的确定152.2 金属平衡192.3 原料的选择202.3.1 原料种类及规格202.3.2 板坯技术条件202.3.3 年需板坯数量213 轧制工艺过程及轧制制度制定223.

9、1 轧制工艺过程223.1.1 轧制工艺流程图223.1.2 生产工艺流程简述233.2加热制度243.2.1 概述243.2.2 加热温度的确定243.2.3 加热速度的确定243.2.4 加热时间的确定243.3 压下规程的制定253.3.1 粗轧机组压下规程253.3.2 精轧机组压下规程283.4 速度制度283.4.1 粗轧速度制度283.4.2 粗轧轧机工作图表及速度图303.4.3 精轧速度制度313.4.4 精轧轧机工作图表333.5 温度制度343.5.1 粗轧温度制度343.5.2 精轧温度制度353.6 厚度制度353.7 辊型制度364 设备参数的选择384.1 加热区

10、设备选择384.2 粗轧区设备选择404.2.1 高压水除鳞装置404.2.2 定宽压力机404.2.3 立辊轧机414.2.4 粗轧机组434.2.5 保温罩444.3 精轧区设备选择444.3.1 精轧机组444.3.2 飞剪454.3.3 精轧机F7后设备454.3.4 在线磨辊装置464.4 卷取区设备选择474.4.1 带钢层流冷却系统474.4.2 卷取机的主要技术参数484.4.3 助卷辊的主要技术参数485 轧制力与轧制力矩的计算495.1粗轧部分505.1.1粗轧各道次的轧制压力的计算505.1.2粗轧各道次的轧制力矩的计算515.2精轧部分525.2.1 精轧各机架轧制压力

11、的计算525.2.2 精轧各机架轧制力矩的计算536 设备能力校核556.1 轧机咬入角的校核556.2 轧辊强度校核556.2.1 粗轧机轧辊强度校核576.2.2 精轧机轧辊强度校核616.3 电机能力的校核676.3.1 电机传动力矩的计算676.3.2 电机能力校核706.4 轧机生产能力校核716.4.1 轧机小时产量计算716.4.2 轧机平均小时产量726.4.3 车间年产量计算726.5 加热炉能力校核737 技术经济指标757.1 概述757.2 车间各项技术经济指标75结 论77专题部分78致 谢86参 考 文 献87 山西工程职业技术学院毕业生毕业设计 第 21 页 1

12、绪论热轧带钢是重要的工业原料，广泛应用于汽车、电机、化工、机械制造、建筑、造船等工业部门，此外还有大量的热轧带钢用于冷轧原料及制造焊管和冷弯型钢等。因此，在国民经济中占有重要的地位。建国以来我国钢铁工业和技术已取得举世瞩目的成就，但是在市场化、工业化的发展进程中，钢铁工业作为基础产业的重中之重， 在产品质量、产品结构、工艺技术装备、技术经济指标和管理方面与国际先进水平相比仍有较大差距。板带钢的生产是钢铁工业发展中的重要课题之一。热轧板带品种有深冲热轧钢板、耐腐蚀高强度热轧钢板、成型性优异的高强及超高强钢板、超宽幅汽车钢板、热镀锌钢板、超细晶高强度钢板。加快发展板带材，特别是加快发展高附加值、高

13、技术含量的板带材是我国轧钢工业一项十分艰巨的任务。按照厚度可将板带分为厚板、薄板和极薄带钢三大类，我国将厚度60mm以上的钢板称为特厚板，20mm60mm的钢板称为厚板，4mm20mm的钢板称为中板，0.2mm4mm 的钢板称为薄板，其中0.2mm1.2mm又称为超薄板带，小于0.2mm 的极薄板带称为箔材。按照板带的宽度分，宽度小于600mm 的板带钢称为窄带钢，宽度600mm1000mm的板带(含热、冷轧板卷，涂镀层商用板卷)称为宽带钢，宽度1000mm以上的板带成为宽板带。按照板带的轧制工艺方式又可以将其分为热轧板带和冷轧板带。1.1 我国热连轧带钢生产历史及国内外生产状况1.1.1 我

14、国热连轧带钢生产的回顾我国热连轧带钢生产技术在建国以后很长时期内相对落后。1958年鞍钢建成第1套1700mm带钢半连轧机组。1978年武钢建成第2套1700mm带钢连轧机组。而随后1989年宝钢2050mm带钢热连轧机的建立，标志着我国带钢热连轧生产进入快速发展的时期。国内有关专家将过去二十多年来热轧带钢的生产大致分为三个阶段。1以解决企业有无为主要目的初期发展阶段这个时期热连轧带钢轧机建设只能靠国家投入。由于资金、技术等多方面限制，轧机水平参差不齐。宝钢1989年投产的2050mm轧机采用了1、2级计算机控制、自动宽度和自动厚度控制、CVC板形控制、强力弯辊、控制轧制和控制冷却等代表了当时

15、最先进的热轧生产技术。1994年投产的太钢1549mm轧机和梅钢1422mm轧机，则是引进了国外的二手设备。虽然整体技术水平相对落后，但在安装过程中进行了设备和生产技术方面的改造，整体技术水平有所提高。在同一时期还有两套国产设备投产（1980年投产的本钢1700mm轧机和1992年投产的攀钢1450mm轧机）。由于当时国内的制造水平有限，加之对热轧带钢轧机的设计水平尚未成熟，所以这两套轧机的整体水平不高。2全面引进世界新技术，提高技术水平阶段20世纪90年代中期以后，由于对国内技术装备设计与制造水平认同度不高，加上国外薄板坯连铸连轧技术的突破，所以各大企业均以引进国外最先进技术为主。如1999

16、年投产的鞍钢1780mm轧机、1996年投产的宝钢1580mm轧机，是世界传统热连轧带钢轧机最先进水平的代表，除通常现代化轧机采用的一系列先进技术以外，机组采用了轧线与连铸机直接连接的布置形式，从而可实现直接热装，并有实现直接轧制的可能；机组还采用了板坯定宽压力机，大大减少了板坯宽度规格；精轧机采用了全液压压下机AGC技术；采用了PC板形控制系统，该系统与强力弯辊系统一起工作使板形调控能力大大增加；另外，还采用了轧辊在线研磨，中间辊道保温技术和带坯边部感应加热技术；轧机全部采用交流同步电机和GTO电源变换器及4级计算机控制，并在国内首先采用了吊车跟踪系统等。3以满足市场需要和提高竞争力为目的的

17、发展阶段由于近年国家经济快速发展，对钢材需求不断增加，因此除国营大中型企业外，中小型企业，甚至民营企业都把生产宽带钢作为今后发展的重点，或引进国外先进技术或采用国产技术，或建设传统热连轧宽带钢轧机或建设薄板坯连铸连轧生产线。比如鞍钢1700、2150mm（国产）、唐钢1780mm薄板坯和1700mm（国产）、莱钢1500mm（国产）、马钢1700mm薄板坯和2250mm、济钢1700mm（国产）、新丰1700mm（国产）、宝钢1880mm、首钢2250mm、武钢2250mm、太钢2250mm轧机等。同时，这个阶段对引进的二手轧机和原技术较落后的国产轧机进行了全面技术改造，使其达到了现代化水平。

18、这个阶段新建的传统带钢轧机，有以武钢2250mm轧机为代表的当代最先进的宽带钢轧机，有以唐钢、马钢和涟钢为代表的新一代生产超薄带钢的薄板坯连铸连轧机，有采用国产技术生产中等厚度薄板坯的连铸连轧生产线，还有一些炉卷轧机投产和建设。现在建设和投产的所有轧机都具有现代化水平，如计算机1、2级控制系统、液压AGC系统、板形控制系统、交流传动、控轧控冷技术、铁素体加工技术、高强度冷却技术、新型卷取机等，在一些轧机上也已应用。目前我国热连轧技术装备已完全摆脱落后状态，并已处于世界先进水平之列。1.1.2 国内外热轧板带钢生产状况国外热轧宽带钢生产的技术进步表现在以下几方面：热带钢无头轧制技术。无头轧制技术

19、能稳定生产宽薄带钢及超薄热轧带钢，其宽厚比可由传统热连轧的800:1提高到1000:1，并能应用润滑轧制及强制冷却技术生产具有新材料性能的高新技术产品。薄板坯连铸连轧技术。它主要有紧凑式热带钢生产工艺CSP（Compact Strip Process）、在线热带钢生产工艺ISP（In-Line Strip Production）、灵活式薄板坯轧制工艺FTSR（Flexible Thin Slab Rolling）和连铸直接轧制工艺（CONROLL）等10 余种类型。德国SMS公司开发的CSP工艺已成功地轧制出厚度为0.8mm 的薄带钢产品，并已经广泛应用在家用电器、建筑工业等领域；奥钢联（VA

20、I）开发的CONROLL工艺也成功地生产出厚度为0.9mm1.0mm、表面质量极好的热轧薄带钢，可用作汽车的外露部件；美国至今已经投产的薄板坯连铸连轧生产线达50条，生产能力5×t 年。铁素体区轧制生产工艺。它又称相变控制轧制，是由比利时冶金研究中心于1994 年开发的一项轧制新技术，当初主要目的就是用薄规格的热轧带钢取代1.0mm2.0mm厚度范围的冷轧产品。铁素体区轧制生产工艺的发展目标是生产薄（超薄）规格优质深冲板。LTV公司的印地安那哈伯厂40%的超低碳钢产品采用铁素体区轧制生产，Arvedi公司采用铁素体区轧制生产的超薄热轧带钢已占其产量的25%。铸轧薄带钢的CASTRIP

21、艺。这种工艺由美国纽柯钢铁公司、澳大利亚BHP公司和日本IHI公司联合开发，2003年为纽柯公司成功建设了世界上第一套全商业化的双辊铸轧薄带钢生产线，用来生产碳钢和不锈钢。与常规连铸和轧钢技术相比，这种工艺具有投资省、运行费用低、节能环保、废气排放少等优点。目前，这套全商业化的薄带钢双辊铸轧机可年产2.0mm以下薄规格带钢5×t。该铸轧机采用的钢包容量为110 t，铸轧机双辊直径为5500 mm，最高连铸速度为150m/min，常用连铸速度为80m/min，出口带钢厚度为0.7mm2.0mm，宽度为1000mm2000mm。国内热轧宽带钢生产概况如下：传统的热带轧机。以宝钢2050m

22、m 热轧带钢轧机为例，把薄规格产品作为主要生产目标，采用最佳卷取温度，对加热温度、轧制负荷分配、轧制速度进行优化，对各精轧机架目标凸度进行合理分配，轧出符合标准的厚度为1.6mm的集装箱用耐大气腐蚀板，解决了集装箱钢板长期依赖进口的局面，2002年又试轧成功厚1.2mm的热轧薄带钢。薄板坯连铸连轧。自1992年兰州钢厂与钢铁研究总院合作建立了我国第一套CSP薄板坯连铸机以来， 国内各大钢铁公司纷纷花费巨资新建或改造热连轧厂，不断扩大品种范围，提高产品质量。宝钢的2050和1580 热轧线是国内工艺装备及自动化控制水平较高的两条生产线，能稳定生产厚度1.5mm的热轧板卷， 也能生产少量厚度1.0

23、mm1.2mm的超薄热轧带钢。1999年珠钢引进第一条CSP 薄板坯连铸连轧线（1450mm），之后邯钢、包钢、攀钢、唐钢相继建成投产CSP 薄板坯连铸连轧生产线， 已具备生产0.8mm 超薄带钢的能力。铁素体区轧制生产工艺。珠钢CSP薄板坯连铸连轧生产线投产后，计划采用该工艺生产2.0mm以下超薄热轧带钢，目前国内唐钢、本钢等多条CSP薄板坯生产线均已具备铁素体区轧制能力。1.2 热轧带钢的生产1.2.1 产品特点板带材外形扁平，宽厚比大，单位体积的表面积也很大，生产工艺具有如下特点板带材是用平辊轧出，故改变产品规格比较简单容易，调整操作方便，易于实现全面计算机控制的自动化生产；带钢的形状简

24、单，可成卷生产，且在国民经济中用量大，能够实现高速度的连轧生产；由于宽厚比和表面积都很大，故生产中轧制压力很大，不仅使轧机设备复杂庞大，而且使产品厚、宽尺寸精度和板形控制技术及表面质量控制技术变得十分困难和复杂。1.2.2 板带钢的原料选择及生产工艺1原料的合理选用 轧制成品所采用的原料一般有钢锭、钢坯和连铸坯。原料种类、尺寸和重量的选择，不仅要考虑对产量和产品质量的影响，而且要综合考虑生产技术经济指标及生产条件。热轧带钢采用的原料主要是初轧板坯和连铸板坯。由于连铸坯总的金属消耗量小，不用初轧，同时其形状好，物理化学成分均匀，且便于增大坯重，故对热板带连轧更为合适。2加热 对热轧带钢的板坯加热

25、，一般采用连续式加热炉型式。为了适应热轧产量增大的需要，现代连续式加热炉，无论是热滑轨式或步进式，一方面采用多段（68 段以上）供热方式，以延长炉子高温区，实现强化操作快速烧钢，提高炉底单位面积产量;另一方面尽可能加大炉宽和炉长，扩大炉子容量。增加炉长，可采用步进式炉，是现代热连轧机加热炉的主流。为了节约能量消耗，近年来板坯热装和直接轧制技术得到迅速发展。热装是将连铸坯或初轧坯在热状态下装入加热炉，热装温度越高，节能越多。热装对板坯的温度要求不如直接轧制严格。直接轧制则是板坯在连铸或初轧之后，不再入加热炉加热而只略经边部补偿加热，即直接进行轧制。3除鳞 随着带钢生产技术的不断提高，用户对带钢表

26、面质量和精度的要求也越加严格。因此板带热轧生产中对除鳞过程给予高度重视。它已成为薄板坯连铸连轧生产中的一项关键技术。新的结构都将除鳞机布置在粗轧机前，进而在加热炉前、精轧前再次除鳞。除鳞装置有高压水、旋转高压水等多种类型，其水压从1020Mpa提高到40Mpa。4粗轧热带钢轧制在粗轧阶段的宽度控制不但不用宽展，反而要采用立辊对宽度进行压缩，以调节板坯宽度和提高除鳞效果。板坯除鳞后，接着进入二辊轧机轧制，由于此时板坯厚度大，温度高，塑性好，抗力小，故选用二辊轧机即可满足要求。随着板坯厚度的减薄和温度的下降，变形抗力增大，而板型及厚度精度要求也逐渐提高，故必须采用强大的四辊轧机进行压下，才能保证足

27、够的压下量和较好的板型。为了使钢板的侧边平整和控制宽度的精确，在以后的每架四辊粗轧机前面，一般都设有小立辊进行轧边。5精轧精轧机座一般选用四辊式轧机，不带小立辊。机座数目有五架、六架、七架、八架，根据来料厚度及成品厚度的需要进行选用。精轧机组是真正的连轧，增加精轧架数，可以减轻各架负荷，有利于提高轧制速度和轧制更薄的产品，并可使进入精轧机的坯厚从2030mm 增加至2040mm。精轧机座间距离为5.5 m6 m。精轧前设有入口导板，机座间设有活套支持器，以调节轧制速度和缓冲金属流量的变化。精轧机组末架的终轧温度对产品质量有直接的影响，主要根据钢种和产品的机械性能要求确定 。6控制轧制和控制冷却

28、 通过控制加热温度、轧制温度、变形制度、冷却速度等工艺参数，控制奥氏体组织变化规律和相变产物的组织形态，达到细化组织、提高钢材强度与韧性的目的。采用高性能的带钢冷却装置，提高卷取温度的精度，从而稳定产品的性能。1.2.3 板带钢工艺制度的制定变形制度合理的变形制度既能保证产品质量，又有最少轧制道次的变形制度。温度制度温度制度是指轧件的加热、轧制、冷却、卷取等过程中对钢的温度的确定。温度制度与变形制度是决定热轧板带钢的组织及机械性能的重要因素。温度制度的确定主要根据对产品性能的要求，同时考虑设备强度和生产能力。包括开轧温度的控制、终轧温度的控制和轧后轧件温度的控制。速度制度速度制度的合理性在于保

29、证轧制温度和获得最短的轧制节奏。对于热连轧机组，一般采用固定转向可调速轧制。1.3 热轧设备新技术及其特点1.3.1 板坯定宽压力机板坯定宽压力机实现在线调宽，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，可连续进行板坯侧压，运行时间短，效率高，板坯温降小，侧压后板坯头尾性状好，狗骨断面小，板坯减宽侧压有效率达90%以上。板坯定宽压力机主要用途是减少连铸机生产所需板坯宽度的数量。当调宽较小时， 可由立辊轧机轧制。当调宽范围较大时，立轧将使轧件出现失稳，诱发板边横断面形状不规则。因此，近年来采用了板坯定尺轧机( 侧压调

30、宽) 新工艺。调宽压力机安装在立辊除鳞机的上游，并在板坯沿轧制方向运动时减小板坯的宽度。压缩减宽是通过挤压调宽机（Squeezing Presses）或调宽压力机（Sizing Presses）实现的，一般通过压缩工具在与工件平面平行的平面上往复运动完成。这种运动消除了在起停式调宽压力机调宽过程中可能出现的表面缺陷。调宽压力机安装在立辊除鳞机的上游，并在板坯沿轧制方向运动时减小板坯的宽度。每道次的最大减宽量为350mm，最大压力为27MN，往返频率每分钟3550行程，板坯步进速度20m/min。这种连续式调宽压力机的主要持点是板坯的进给速度恒定，与板坯的减宽无关。压力机首先对板坯的头部进行压缩

31、；然后，当减宽量小时，压力机沿整个板坯的长度方向进行压缩；当减宽量大时，在完成定尺循环之前，压力机首先对板坯的尾部进行压缩，然后再对板坯余下部分进行压缩。连续侧压，运行时间短，效率高，板坯温降小，侧压后板坯头尾形状好，狗骨断面小，板坯减宽侧压有效率达90%以上。1.3.2 热卷箱技术热卷箱安装于粗轧机的延伸辊道和切头飞剪之间，将粗轧机轧制成的中间带坯卷成热钢卷，然后通过其中的开卷机构将热钢卷的头部（粗轧机最后道次的尾部），引入夹送辊进行压平矫直，并使带坯的头部能顺利地通过切头飞剪和精轧前除鳞箱后送入到精轧机组。由于中间板坯具有较大的宽厚比以及较大散热面积的特点，中间坯在粗轧机与精轧机之间的辊道

32、上温降速度快:如当中间坯厚度为25mm时，中间坯的温降达1.7/s， 坯长大于80 m时，则中间坯进入精轧机的头、尾温差将大于100，由此会影响带钢头、尾厚度的公差精度，特别是在生产薄规格奥氏体不锈钢时影响尤为严重，对轧制薄规格带来一定的难度，同时也限制了坯料尺寸的加大和成材率的提高。因此，为了提高产品厚度精度，扩大产品规格，提高成材率，都要求粗轧区在轧制、输送过程中要注重抢温、保温，使板带能保持高而均匀的温度，保证以后的顺利轧制和成品质量。为此，在中间坯保温措施方面选择了具有侧向隔热屏的无芯轴钢卷转移热卷箱。在粗轧输出辊道后增设热卷箱对于降低工程投资、减小中间坯头尾温差、节约轧制能耗以及改善

33、产品力学性能起重要作用。其主要优点为：（1）粗轧后在入精轧机之前进行热卷取，以保存热量，减少温度降，保温可达90%以上。（2）首尾倒置开卷，以尾为头喂入轧机，均匀板带的头尾温度，可以不用升速轧制而大大提高厚度精度。（3）起储料作用，这样可增大卷重，提高产量。（4）可延长事故处理时间，从而可减少废品及铁皮损失，提高成材率。（5）可使中间辊道缩短约30%40%，节省厂房和基建投资。1.3.3 板形及板厚控制的高精度轧机板带材的几何尺寸精度包括纵向厚差、横向厚差和板形（平直度）三大质量指标。板厚控制和板形控制是板带轧制领域里的两大关键技术。对于纵向厚差的控制，由于理论及技术上相对简单，因而首先得到发

34、展。目前，采用计算机AGC 系统、IGC 系统以及最新的基于激光测速的物流自动厚度控制(Mass Flow AGC) 系统等控制方式，其响应频率达1520 Hz，压下速度达45mm/s，加速度达500mm/。因此AGC发展很快，已成功地解决了纵向厚差的控制问题，成卷宽幅冷轧带钢的厚度精度已达±(25)m(占全长98%)，热轧带钢的厚度偏差已达±30m(占全长98%)，基本上已能满足用户的要求。现代热轧精轧机采用全液压压下装置和AGC 系统，液压缸行程为110120mm。目前HAGC系统厚度控制数学模型不断完善，控制精度不断提高。板凸度和板形控制的实质是通过改变轧辊辊缝形状控

35、制轧机出口带材厚度的横向分布以及张应力的横向分布。因此，凡是能够改变轧辊弹性变形和轧辊凸度的方法，都可以用来作为改善板形的手段。人们基于这种思想做了大量的工作，目前已经出现了各式各样的板形控制方式，如液压弯辊、轧辊横移、轧辊交叉、特殊辊型轧辊、柔性边部轧辊、冷却液分段冷却及辊型优化设计等。我国现有及改造的热带轧机采用的板形控制方式有3种:一是HC轧机，中间辊轴向移动(HCM) 和工作辊弯辊的轴向移动(HCW)装置；二是连续可变凸度控制轧辊(CVC) ；三是轧辊成对交叉轧机(PC)。CVC和PC 轧机是20 世纪80 年代开发研制的板形控制轧机，轧机凸度控制能力均可达到1000 m或稍大，是当代

36、先进的板形控制技术，用于轧制薄规格、低凸度宽带钢产品。CVC、PC、HC 技术的各自特点如下：1调节范围：PC 轧机的凸度调节能力较大，等调节的凸度大于1mm，CVC当抽动±10mm，可适当改变凸度±5mm。2调节机构：PC 轧机调节机构复杂，CVC 的抽辊机构相对简单许多。3轴向力：PC 轧机轴向力最大，这亦是限制交叉角进一步加大的主要因素，PC 轧机轴向力最大可达轧制力的10%，达到2000kN，而CVC 轧机一般仅为200kN 左右。4弯辊力：PC 轧机轧辊交叉，限制了弯辊力的加大，一般最大为8001000kN，而CVC 轧机弯辊力可以加大到1500kN 甚至2000

37、kN。显然，各种轧机有各自的特点，PC、CVC 在热轧机上应用的很多，而HC 轧机在冷轧上应用的则较多。1.3.4 其他方面  1铸坯的直接热装（DHCR）和直接轧制（HDR） 这两项技术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。该技术要求炼钢和连铸机稳定生产无缺陷板坯；热轧车间最好和连铸机直接连接，以缩短传送时间；在输送辊道上加设保温罩及在板坯库中设保温坑；板坯库中要具有相应的热防护措施，以保证板坯温度。应设有定宽压力机，减少板坯宽度种类。加热炉采用长行程装料机，以便于冷坯与热坯交换时可将高温坯装入炉内深处，缩短加热时间。精轧机后两机架采用轧辊轴

38、向串动技术，以增加同宽度带钢轧制量。采用连铸、炼钢、轧钢生产计划的计算机一体化管理系统，以保证物流匹配。2步进式加热炉 除具有加热功能外，还可完成生产中铸坯的储存和生产缓冲。减少板坯烧损，提高成材率。3保温罩 粗轧机出口带坯长度可达8090m，进精轧机轧制过程中为减少头尾温差，设置保温罩是简单易行的有效技术。宝钢2050、1580mm和鞍钢1780mm热轧机组采用了保温罩。太钢1549 mm、梅钢1422mm 热轧机改造后增设了保温罩。   4全液压卷取机 20世纪90年代新建热轧卷取机和经改造的原有卷取机均采用全液压驱动，助卷辊、液压伸缩采用踏步控制，卷筒多级涨缩。

39、60;   5交流传动技术 20世纪90年代以后，随着交流调速技术的发展及矢量控制技术的应用，由交流变频调速装置供电或由交直交电压型脉冲宽度调制型（PWM）电源交换器供电的交流主传动电机，和采用数字式的矢量控制，完全取代了以往的由晶闸管（可控硅）整流器供电和直流主传动电动机。宝钢1580mm热轧机及鞍钢1780mm热轧机主传动全部采用GTO大功率元件组成的交直交电压型电源装置供电的交流同步电机。本钢1700mm热轧机改造时，将粗轧机及精轧机主电机更新为交流同步电机，采用由IGCT功率元件组成的变频调速装置供电。    63级或4级计算机控制 热

40、连轧带钢生产由基础自动化级（L1）、过程控制级（L2）生产控制级（L3）、生产管理级（L4）构成多级控制系统。我国新建和改造的热连轧机采用了前3级控制系统，少数热连轧机采用了4级控制和管理系统。    7边部加热装置 一般针对轧制薄规格产品和硅钢、不锈钢、高碳钢特殊品种设置的。一套2×2000kW感应加热器，对于坯温为1000、厚度为40mm的带坯，距边部25mm处坯温可升高45。1.4 热轧工艺发展趋势及其特点1.4.1 带钢热连轧机的紧凑化布置带钢热连轧机主要有全连续式、半连续式、3/4连续式三种布置形式，它们的区别集中在粗轧区。全连续式带钢热连轧机

41、的主要特点是轧机均为不可逆轧机，带钢在粗轧区轧制时，每架轧机只按板坯的前进方向轧制一道，并且不形成连轧；半连续式带钢热连轧机的主要持点是至少有一架可逆式轧制，带钢在粗轧区内采用可逆式轧制，进行多道次压下，在粗轧机组不形成连轧；3/4 连续式带钢热连轧机的主要特点是带钢在粗轧区部分轧机采用可逆式轧制，而在最后的两架粗轧机内形成连轧。全连续式带钢热连轧机自动化程度高、产量高，但设备多、投资大、轧制流程长，因此轧件热量损失过多，不利于保温、抢温轧制。特别是在生产过程中，由于每架轧机只轧一道次，使得粗轧机大部分时间处于闲置状态，因此设备利用率过低。为此，广泛采用半连续及3/4 连续式带钢热连轧机，节约

42、设备投资，提高粗轧机组的利用率，并缩短轧线长度，减少轧件的热量损失。近年来，由于粗轧机控制水平的提高和轧机结构的改进，轧机牌坊强度增大，轧制速度也相对提高，粗轧机单机架生产能力增大，轧机产量已不受粗轧机产量的制约，因此，半连续式粗轧机发展较快。但由于可逆式轧机操作维修复杂，能耗大，所以对于年产300万吨以上规模的带钢厂，3/4 连续式带钢热连轧机成为主流。1.4.2 AWC立辊短行程控制板坯在粗轧机组中要经过立辊和水平辊交替轧制，通过立辊的侧压实现宽度控制，但是与轧件中部相比，头尾因没有外端的限制作用，在立轧道次将出现头尾失宽。若不对头尾的失宽现象进行有效的控制，则会对宽度精度和成材率产生不利

43、影响。有AWC（宽度自动控制）功能的重型立辊轧机是为了适应连铸和有利热轧带钢板坯热装的发展而产生的现代轧机。这类立辊轧机结构先进，主传动电机功率大，侧压能力大，和在轧制过程中对带坯进行调宽、控宽及头尾形状控制，不仅可以减少连铸板坯的宽度规格，而且有利于实现热轧带钢板坯的热装，提高带坯宽度精度和减少切损。按控制方式不同，AWC分为：轧制力反馈控制（RFAWC）、前馈控制（FFAWC） 和短行程控制（SSAWC）。轧制力反馈控制（RFAWC）是根据侧压时沿板坯长度方向材料硬度不同，会使立辊轧机产生不同的弹跳量，导致轧制力变化的原理，将测得的轧制力变化，由液压AWC 装置快速变更辊缝，从而改变轧制压

44、力，使板坯宽度保持为常数，以便水平轧制后的板坯在长度方向上的宽度均匀。前馈控制（FFAWC）是针对板坯在加热炉内加热受水冷滑道影响而产生温度低于其他部位的水印，立辊侧压后进行水平轧制时，水印处的材料宽度大于其他部分的材料宽展，导致长度方向上产生宽度差，侧压时对水印进行跟踪，预设定液压AWC，在水印处加大侧压量，消除水印处产生的多余的宽展量，使水平轧制后的板坯达到设定的宽度值。短行程控制（SSAWC）是解决板坯侧压量较大时，金属易向中部或两个角部流动，造成板坯头尾失宽的问题。此外，板坯侧压边部凸起，呈两端小、中间大，水平轧制后又加大头尾失宽，通过液压AWC装置对板坯的头尾进行短行程控制，调节其侧

45、压量，使板坯头尾经水平轧制后趋于矩形，从而使整个板坯在长度方向上的宽度均匀，少头尾切损，提高产品收得率。1.4.3 中间坯保温技术和边部感应加热技术粗轧机出口带坯长度可达8090 m，进精轧机轧制过程中，为了减少输送辊道上的温度降，以节约能耗，近年来很多工厂还采用在输送辊道上安置绝热保温罩或补偿加热炉（器）。保温罩内表面附一层吸热温升快、热反射率高的特殊合金层，有效地提高了进入精轧的中间坯温度，从而可降低加热炉出坯温度，提高成材率，节约燃耗。还可提高板带末端温度、减少带钢头尾温差，使板带温度更加均匀，可轧出更宽更薄重量更大及精度性能质量更高的板卷。带坯在轧制过程中，边部由于散热较快，其温降大于

46、中部温降，温差大约为100 。边部温差大，在带钢横截面上晶粒组织不均匀，性能差异大，同时，还将造成轧制中边部裂纹和对轧辊严重的不均匀磨损。因此，在精轧机组前对带坯边部进行加热，将温度补偿到与中部温度一致。一般采用电磁感应加热器，可使带坯边部温度提高3050，使带钢横向温度更加均匀，从而减少带钢边部裂纹，以适应轧制薄规格产品和硅钢、不锈钢、高碳钢等特殊品种的钢。1.4.4 组织性能控制与铁素体区轧制新技术热轧板带钢的内在质量除了受材料本身化学成分的影响之外，很大程度上取决于轧制过程中的变形制度和冷却制度。通过控制变形量的分配、终轧温度、卷取温度、冷却速度，可以控制产品的晶粒度、析出、相变、微结构

47、形态等组织结构特征和屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、韧性等力学性能参数。热轧带钢中最有效的组织性能控制手段是通过控制轧件在层流冷却区的冷却过程来控制卷取温度。铁素体区轧制工艺，又称为温轧（Warm Rolling），最初开始于20 世纪80 年代后期。其初始的设计思想是简化工艺、节约能源为主要目的，力图以传统的连铸坯为原料，通过铁素体区轧制，生产一种可直接使用或供随后冷轧生产的价格便宜、质软、非失效的热轧板。由于IF钢的转变温度较高，很难保证IF 钢在奥氏体区终轧，相反容易实现铁素体区轧制，所以铁素体区轧制工艺随着IF 钢的发展应运而生。IF 钢铁素体区轧制工艺与传统的IF 钢生产工艺

48、区别，在于传统的IF 钢热轧生产中粗轧和精轧温度均在Ar3 以上，即在奥氏体区轧制，而铁素体区轧制时精轧在Ar3以下，即在铁素体区轧制。铁素体区轧制是在Ar3 温度以下轧制，由于温度低，可降低加热温度，这样不仅可以节约燃料，开发加热炉的潜在生产力，从而提高效益，还可以大幅度降低由此产生的氧化铁皮损耗，且氧化铁皮量大大减少，不仅提高了成材率和带钢的表面质量，还使冷轧前酸洗效率提高。由于采用较低的轧制温度，首先表现为轧件表面质量的提高，其次，铁素体区带钢的内部应力较低，可有效地提高带钢的平直度。因此，铁素体区热轧对产品质量是有利的。通过降低精轧机机组的轧制温度，能有效地减少轧辊磨损、增加有效工作时

49、间，提高生产率。1.4.5 自由程序轧制技术自由程序轧制技术（Schedule Free Rolling）解决轧制计划与钢材买方市场的现实的矛盾，使轧钢厂按照用户的需求安排轧制计划，而不拘泥于已有形式。另一方面，以大幅度节能为目标开发出的连铸连轧直接轧制技术，也需要突破传统轧制计划的限制，进行自由程序轧制。随着轧制技术的不断发展，特别是热轧工艺润滑、在线辊型检测、在线磨辊、高精度板形控制（工作辊横移、交叉等）、定宽压力机和高精度宽度控制以及耐磨性能优良的新材质轧辊等技术的相继开发与应用，保证了轧辊磨损、板厚、板形控制等技术问题，使得有可能突破传统轧制计划的限制，实现自由程序轧制技术。1.4.6

50、 无头轧制和半无头轧制 无头轧制主要应用于热轧带钢和棒材生产中。无头轧制技术是指粗轧后的带坯在进入精轧机前，与前一根带坯的尾部焊接起来，并连续不断地通过精轧机。这种技术扩大了传统热带轧机的轧制范围。实现无头轧制后的效果：1由于中间坯全长在恒定张力的作用下进行轧制，因此轧制的带钢厚度精度高、板形波动减少，与传统轧制法相比，成材率可提高0.5%1.0%。2带钢按照一定的轧制速度连续轧制，不受传统轧制法的速度规范的限制，可使生产率提高15%。3能生产薄规格产品。无头轧制提高了钢带行走的稳定性，可生产0.81.0mm的薄带材。4可进行润滑轧制和加大压下量轧制，为生产深冲性能良好的热轧板创造条件，同时由

51、于润滑轧制，也使产品的表面光滑性提高。5无头轧制使钢带全长都在恒张力下轧制，故走行稳定，可进行强力冷却，从而生产薄且强度高的带材。半无头轧制技术主要应用于薄板坯连铸连轧生产线。主要是为生产薄规格热轧带钢设计的，该生产线的基本设备配置与传统的薄板坯连铸连轧大体相同，但是技术有很大变化，在工艺上称为半无头轧制技术1.5 结语随着国民经济和相关行业发展的拉动，板带材发展的速度和规模已经从数量上适应了需求，甚至出现了供大于求。当今板带材生产企业竞争的焦点将集中在提高产品质量和档次，扩大品种规格，降低成本和消耗，提升产品的附加值和生产线的综合竞争能力上。2 产品方案和金属平衡2.1 产品方案产品方案是指

52、所设计的工厂或车间拟生产的产品名称、品种、规格、状态及年计划产量。编制产品方案的原则：满足国民经济发展对轧制产品的需要，特别要注意保证某些短线产品的供应和满足重要部门对钢材的需要；考虑各类产品的平衡，正确处理长远与当前，局部与整体的关系，做到供求适应，品种平衡，产销对路，布局合理；考虑轧机生产能力的充分利用和地区产品的合理分工，便于轧机向专业化和系列化方向发展；考虑建厂地区资源及钢的供应条件和物资运输条件。2.1.1 产品品种材质：低碳钢、碳素结构钢、低合金结构钢、管线用碳素钢、热轧无取向硅钢、一般耐侯钢。抗拉强度： 700N/mm2 。2.1.2 钢种及生产标准1冷轧钢卷冷轧钢板用热轧钢卷：

53、（JIS G3141） SPCC、SPCD、SPCE、CQ、DQ、DDQ、HSLA；2热轧钢卷（1）热轧软带钢：（JIS G3141） SPHC、SPHD、SPHE；（2）一般结构用带钢：（JIS G3101）SS330、SS400、SS490、SS540；（3）一般结构低合金带钢：（JIS G3106）SM400B、SM400C；（4）钢管用热轧带钢：（API-5LS）X42-X60、X65-X70；（5）冷轧无取向硅钢：（旧JIS）S30-S60；（6）一般耐侯带钢：（JIS G4104）SPAH、（中国标准）09CuPTiRe。2.1.3 成品带钢极限规格尺寸成品带钢极限规格尺寸见表2.

54、1。表2.1 成品带钢极限规格尺寸钢种代表钢号极限尺寸（mm）低碳钢碳素结构钢低合金结构钢管线钢SPHES15CSM400CAPI-5LX701.21250，1.513402.01480，2.517501.21250，4.017501.21150，5.017505.01250，10.017502.1.4 热轧产品规格及数量分配表热轧带钢产品规格及数量分配见表2.2。表2.2 热轧产品规格表产品种类产品规格厚度(mm)宽度(mm)内径(mm)外径(mm)最大卷重(t)热轧商品卷冷轧用热轧卷经横切的商品板经分卷的商品板管线钢用热轧卷合计1.225.41.25.01.225.41.225.45.125.4-800175080017508001750800175010511750-762762762762762-1000215010002150100021501000215010002150-43.6 43.643.