摘要:针对炉卷轧机板卷生产线布置型式较为灵活的特点,介绍炉卷轧机的布置型式,对工艺特点进行分析讨论,总结出能够满足钢铁企业的具体要求,经济合理的解决方案。
炉卷轧机生产线的布置型式非常灵活。目前,国内外已投产的炉卷轧机生产线的布置型式有许多种,炉卷轧机板卷生产线是其中的一种类型。该类生产线可以根据生产的需要采取多种工艺布置方案,既可以生产宽厚板,也可以生产钢卷产品[1]。炉卷轧机板卷生产线生产的钢种主要包括碳素结构钢及优质碳素结构钢、低合金高强度钢、建筑结构钢板、桥梁板、船舶及海洋工程用钢、锅炉及压力容器板、工程机械用高强度耐磨板和管线]。炉卷轧机板卷生产线相比于常规的宽厚板生产线具有年产量高,成材率高,可以生产钢卷,极限产品更薄等特点。本文针对炉卷轧机板卷生产线布置型式较为灵活的特点,对生产线布置型式的种类进行总结归纳,并对生产线的工艺特点进行分析讨论。
炉卷轧机板卷生产线布置型式可以分为两种,即单机架布置型式和双机架布置型式,并且根据板坯和成品规格的不同,炉卷轧机的板卷生产线在轧制模式上也是非常灵活,形成多种轧制工艺流程。
单机架布置型式的炉卷轧机板卷生产线 架带有附属立辊的四辊可逆式炉卷轧机。目前国内的南钢 3500 mm 炉卷轧机板卷生产线 mm 炉卷轧机板卷生产线等就属于此种型式 (见图 1、图 2)。
从图中可以看出南钢 3500 mm 炉卷轧机板卷生产线 mm 炉卷轧机板卷生产线) 南钢的生产线配置了地下卷取机,可以根据市场需求生产宽厚板的同时生产钢卷产品;而安钢的生产线仅预留了地下卷取机的位置。因此,目前只能生产宽厚板,而不能生产钢卷产品。
(2) 南钢生产线的剪切线由双边剪+定尺剪组成;安钢生产线的剪切线由圆盘剪+定尺剪组成。由此可见,宽厚板的精整剪切线在配置上非常灵
以下是单机架炉卷轧机板卷生产线) 生产钢卷产品合格无缺陷的连铸板坯→加热炉→粗除鳞机→ 炉卷轧机可逆轧制 (不进入卷取炉,立辊轧机参与轧制) →飞剪切头→炉卷轧机可逆轧制 (进入卷取炉,立辊轧机不参与轧制) →带钢冷却→地下卷取机→打捆→称重→喷印→入库。
(2) 生产宽厚板当成品厚度≤12 mm 时,合格无缺陷的连铸板坯→加热炉→粗除鳞机→炉卷轧机可逆轧制 (不进入卷取炉,立辊轧机参与轧制) →飞剪切头→炉卷轧机可逆轧制 (进入卷取炉,立辊轧机不参与轧制) →飞剪分段剪切→钢板冷却→热矫直机→冷床→切边→定尺→堆垛。
当成品厚度12 mm 时,合格无缺陷的连铸板坯→加热炉→粗除鳞机→炉卷轧机可逆轧制 (不进入卷取炉,立辊轧机参与轧制) →飞剪分段剪切→ 钢板冷却→热矫直机→冷床→切边→定尺→堆垛。
双机架炉卷轧机板卷生产线 架带附属立辊的四辊可逆式粗轧机+1 架四辊可逆式炉卷轧机。目前,在国内尚没有此类布置型式的生产线)。
合格无缺陷的连铸板坯→加热炉→粗除鳞机→ 粗轧机可逆轧制→飞剪切头→炉卷轧机可逆轧制(进入卷取炉) →带钢冷却→地下卷取机→打捆→ 称重→喷印→入库。
成品厚度≤12 mm,合格无缺陷的连铸板坯→ 加热炉→粗除鳞机→粗轧机可逆轧制→飞剪切头→ 炉卷轧机可逆轧制 (进入卷取炉) →飞剪分段剪切→钢板冷却→热矫直机→冷床→切边→定尺→堆垛。成品厚度12 mm,合格无缺陷的连铸板坯→ 加热炉→粗除鳞机→粗轧机可逆轧制→炉卷轧机可逆轧制 (不进入卷取炉) →飞剪分段剪切→钢板冷却→热矫直机→冷床→切边→定尺→堆垛。
(b) 粗轧机轧制模式:仅粗轧机参与轧制,由于轧制过程中轧件不能进入卷取炉中保温,因此板坯长度较短,且成品厚度一般12 mm。
合格无缺陷的连铸板坯→加热炉→粗除鳞机→ 粗轧机可逆轧制→钢板冷却→热矫直机→冷床→切边→定尺→堆垛。
(c) 炉卷轧机轧制模式:仅炉卷轧机参与轧制,生产工艺流程与单机架炉卷轧机板卷生产线 板坯长度
由于炉卷轧机板卷生产线在炉卷轧机的入、出口侧分别配置了一台卷取炉,轧件在轧制到一定厚度时可以进入卷取炉中,其主要作用:(1) 对轧件进行保温,以避免较薄轧件出现较大的温降,并且有利于轧制过程中较长轧件沿长度方向上温度的均匀性; (2) 在轧制过程中避免较长轧件与生产线设备发生干涉。根据炉卷轧机板卷生产线的上述特点,板坯最大长度一般可以达到 18 000 mm[3],而常规宽厚板生产线板坯长度主要由轧机规格所决定,一般不超过 5 500 mm。
由于炉卷轧机板卷生产线的板坯长度较长,生产时需要采用全纵轧制方式,并且一块板坯通过轧制最终可以分切成多块成品,轧制效率较高,轧制周期较短,相比于常规宽厚板生产线,轧机不会成为生产瓶颈,所以生产线 高压水除鳞
在生产较薄规格产品时,轧件在轧制到一定厚度后进入卷取炉中保温。由此导致钢板的的头尾会有一段的麻面,不能按照正品交货,由此造成较大的损失。这是由于在炉卷轧机的入、出口侧导卫装置上配置的高压水除鳞喷嘴的流量较大,在除鳞过程中,较薄轧件产生了较大的温降,以至于为了后续道次的轧制而不能再进行除鳞,使二次氧化铁皮粘在卷取炉的卷筒上形成结瘤,在后续的轧制过程中被压入钢板而产生麻面。为了避免上述问题,需要将上述喷嘴改成高压力、小流量的除鳞喷嘴,利用其高打击力和流量小的特点,在有效除鳞的前提下缩小温降的幅度。该技术已经在国内某钢铁企业炉卷轧机板卷生产线的改造项目中得到了应用,投产后,钢板头尾处的麻点数量大幅度减少,并且麻面的长度也明显缩短[4]。
转向辊位于卷取炉的入口处,其作用是防止轧件在卷取炉中卷取时,在钢卷直径增大后不要接触到卷取炉的进口,避免卷取炉进口部件的损坏。但是转向辊的工作条件较差,维修工作量较大,并且由于在卷轧时转向辊与轧件长时间接触,由于转向辊变形或不平衡引起轧件的振动现象,从而影响最终产品的质量。因此,转向辊是否配置与卷取炉的结构型式有关。
轧件在炉卷轧机中卷轧时其穿带方向会与轧制方向形成一定的角度,即穿带角度,由于在炉卷轧机卷轧过程中穿带角度越小,穿带速度越快,轧件的头尾温度损失越少,从而缩小了轧件头尾与中部的温差,因此,在设计卷取炉时应尽可能减小穿带角度。
卷取炉炉门的结构型式有开口式和三段封闭式 2 种。开口炉门下方辊道的工作环境较差,维修工作量较大。同时,也有大量的热能损失,而三段封闭式的炉门则避免了上述问题。
单机架控制轧制工艺分两个阶段 (见图 4)。从图中可以看出,采用此控制轧制工艺时,由于板坯的长度较长,因此轧线上的板坯数量一般为两块,中间坯轧制中间待温冷却在机架的出、入口的两侧进行。当第一块板坯完成第一阶段轧制后,中
笔者通过对炉卷轧机板卷生产线的工艺布置型式、工艺流程和轧制模式,以及对有关生产线的工艺特点的分析讨论,指出制定炉卷板轧机板卷生产工艺需要注意的关键点,在充分考虑上述关键点的基础上可以设计出既适应钢铁企业具体要求,又经济适用的炉卷轧机热板卷生产工艺流程。