萊鋼4300mm寬厚板軋機(jī)技術(shù)及裝備概述

劉 軒,趙 昕

（山東萊蕪集團(tuán)鋼鐵公司自動化部 271104）

0 引言

隨著我國造船行業(yè)的發(fā)展,最近幾年我國國內(nèi)新建了數(shù)十條寬厚板生產(chǎn)線。國外也有多家鋼鐵企業(yè)正在籌建新的寬厚板生產(chǎn)線或?qū)ΜF(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行升級改造。

本文對萊鋼4300mm寬厚板主要設(shè)備和采用的先進(jìn)技術(shù)加以概述。

1 原料及產(chǎn)品

1.1 原料

定尺連鑄坯通過輸送輥道從厚板4#連鑄機(jī)送入接料跨，經(jīng)液壓稱稱量合格后，裝入鳳凰設(shè)計的步進(jìn)梁式加熱爐。

1.2 產(chǎn)品

1.2.1 產(chǎn)品品種

產(chǎn)品包括管線鋼板、船板鋼、汽車鋼板、結(jié)構(gòu)鋼板等。

1.2.2 產(chǎn)品規(guī)格

產(chǎn)品規(guī)格：厚度5～100mm，寬度1500～4100mm，長度3000～18000mm。

2 采用的技術(shù)及設(shè)備

2.1 生產(chǎn)工藝流程

寬厚板生產(chǎn)線工藝流程如下：

合格板坯—加熱—除鱗—軋制—加速冷卻—熱矯—熱噴印標(biāo)識—冷床—鋼板切頭—表面修磨—超聲波探傷—鋼板切邊—定尺剪尺—成品標(biāo)識—垛板下線—收集入庫—儲運(yùn)發(fā)貨

如圖1所示：

（1）軋制坯料加熱制度的選擇

對于現(xiàn)在現(xiàn)代化的連軋機(jī)組,軋制鋼板的表面質(zhì)量和厚度公差的要求均日趨嚴(yán)格,對熱板坯表面的質(zhì)量要求和板坯加熱溫度的均勻性也在日漸提高。于此同時,由于提高板坯熱裝溫度和熱裝率是見效最快的節(jié)能措施,因而萊鋼4300mm寬厚板軋機(jī)配備了2座上下兩面多段供熱的步進(jìn)梁式加熱爐,其生產(chǎn)符合高產(chǎn)量、優(yōu)質(zhì)鋼、低耗能、節(jié)能、無公害以及生產(chǎn)操作自動化的要求。

通過對加熱爐的整體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和發(fā)展,滿足了高產(chǎn)量、優(yōu)質(zhì)鋼、低耗能、節(jié)能、無公害以及生產(chǎn)操作自動化的工藝要求。根據(jù)不同品種的具體參數(shù)要求,將加熱模式分成四種,每種加熱模式設(shè)計不同階段的加熱溫度、出爐溫度,將相關(guān)具體參數(shù)輸入到加熱模型中。

（2）軋制工藝的選擇

4300mm寬厚板中粗軋機(jī)的最大軋制寬度4150mm，最小寬度1500mm，精軋機(jī)最大軋制寬度為4150mm，最小寬度1500mm。為合理分配軋制道次提供了前提條件。同時該厚板生產(chǎn)線還根據(jù)實(shí)際情況制定了相應(yīng)的軋制工藝，調(diào)整了第一次軋制的溫度、二次開軋溫度、終軋溫度、中間坯冷卻溫度等參數(shù)，提高了軋鋼過程控制能力。

2.2 連鑄坯熱裝技術(shù)

近年來，隨著連鑄技術(shù)的不斷進(jìn)步，推動了連鑄坯熱送熱裝工藝的發(fā)展，該工藝是把連鑄機(jī)生產(chǎn)出來的熱鑄坯割成定尺坯后，在高溫狀態(tài)下，直接送到加熱爐加熱后軋制的一種生產(chǎn)工藝。該工藝技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為衡量鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)管理水平的重要指標(biāo)，使鋼的生產(chǎn)向連續(xù)化、低成本、高質(zhì)量、高效益的方向發(fā)展。

2.3 步進(jìn)梁式加熱爐

上加熱爐頂采用全平焰燒嘴，溫度均勻，輻射強(qiáng)度大。加熱鋼坯速度快，溫度均勻，有利于減少氧化和脫碳，防止出鋼口待出鋼坯降溫。下加熱采用端燒嘴，以保證鋼坯長度方向溫度均勻。為適應(yīng)熱裝要求，減少熱坯在爐外的散熱，采用端進(jìn)端出的裝、出料方式，并配備即可單動又可同步動作的裝、出鋼機(jī)。

2.4 高性能軋機(jī)及高精度軋制技術(shù)

4300mm寬厚板軋機(jī)采用雙機(jī)架可逆式四輥軋機(jī)。粗軋機(jī)后設(shè)置了立輥軋機(jī)，其最大開口度4500mm。精軋機(jī)位于立輥軋機(jī)之后，帶有彎輥、竄輥和DPC動態(tài)板形控制技術(shù)。軋機(jī)具有大軋制力和高精度的AGC、HGC控制，在精軋后面設(shè)置有測厚儀。

軋機(jī)主要參數(shù)如下：

粗軋機(jī)

軋制壓力 90000KN

軋制剛度 >900t/mm

主電機(jī)功率 2 x 7200 kW @ 0/40-80 rpm

最大板坯厚度 300mm

最大軋制速度 4,65 m/sec (在最小輥徑)

精軋機(jī)

軋制壓力 90000kN

軋制剛度 >900t/mm

主電機(jī)功率 2 x 9000 kW @ 0/40-80 rpm

最大板坯厚度 300mm

最大軋制速度 7.0 m/sec (在最小直徑)

2.4.1 平面形狀控制技術(shù)

板坯在成型軋制及精軋軋制過程中，由于板材頭部重復(fù)發(fā)生不均勻形變，因此軋后鋼板的平面形狀無法保持矩形形狀。為了提高成材率，特采取立輥測壓法和Smart Crown技術(shù)。

（1）立輥側(cè)壓法

液壓壓下（AWC，短行程）、電動壓下分工使用。在板坯完成成形軋制，旋轉(zhuǎn)90o，進(jìn)入展寬軋制之前，先經(jīng)立輥側(cè)壓，以改善鋼板頭尾的形狀；完成展寬軋制，在旋轉(zhuǎn)90 o 進(jìn)入精軋機(jī)前，先經(jīng)立輥側(cè)壓，以改善鋼板的寬度形狀；在精軋前段道次中，還將采用寬度自動控制（AWC）以提高寬度精度。牌坊兩邊均裝有兩個短行程液壓缸，是AWC系統(tǒng)的短行程調(diào)整部分。在軋輥平衡梁框架和牌坊之間裝有軋輥平衡液壓缸，每邊一個。軋輥平衡液壓缸的作用為回拉軋輥平衡框架，消除平衡框架和壓下液壓缸之間的間隙。軋邊機(jī)裝有非常精確的測量系統(tǒng)用于寬度精度控制。

（2）SmartCrown 技術(shù)

使用帶 3 階輥型曲線的瓶狀軋輥系統(tǒng)是眾所周知的和被證明的技術(shù)，應(yīng)用在世界上的眾多熱軋和冷軋機(jī)中。SmartCrown的基本原理和3 階輥型曲線技術(shù)是非常相似的。兩個系統(tǒng)均是采用工作輥的橫向移動去調(diào)整負(fù)荷輥縫形狀，以與進(jìn)入軋機(jī)的鋼帶的相關(guān)凸度匹配。

2.4.2 板形控制技術(shù)

國外厚板軋機(jī)板形控制一般采用工作輥彎輥及特殊軋機(jī)，少量軋機(jī)采用CVC板形控制技術(shù)。萊鋼4300寬厚板軋機(jī)采用CVCplus和工作輥彎輥板形控制技術(shù)。工作輥竄輥行程：±150mm；最大彎輥力可達(dá)800T/兩側(cè)。工作輥竄輥工藝流程在道次間歇時完成。由于CVC軋機(jī)具有較大的板凸度調(diào)節(jié)能力，可降低板材的凸度值。采用低平凸度控制技術(shù)，有利于提高成材率及提高板材厚度均勻性。

2.5 液壓矯直機(jī)及自動化控制技術(shù)

萊鋼寬厚板軋機(jī)采用的冷、熱矯直機(jī)具有高控制液壓系統(tǒng)，用于快速自動調(diào)整調(diào)整。

熱矯直機(jī)最大矯直力為3500T,矯直最高溫度為1000 oC,能滿足低溫控冷鋼板的熱矯直要求。液壓輥縫調(diào)整可使工藝調(diào)整靈活，并可提供過載保護(hù)。通過液壓驅(qū)動，調(diào)整上部剖分框架可以使矯直輥產(chǎn)生彎曲。通過實(shí)施矯直輥內(nèi)部冷卻和上部框架冷卻，可以提供防過熱保護(hù)。此設(shè)計可使矯直機(jī)處理較長的板材。

冷矯直機(jī)最大矯直力為3000T，增大了矯直的強(qiáng)度和能力。上下輥單獨(dú)進(jìn)行彎輥輥縫補(bǔ)償，可顯著改善鋼板頭尾的平直度。矯直輥均帶有單獨(dú)的調(diào)整裝置，根據(jù)矯直鋼板彎曲半徑給矯直輥以精確地轉(zhuǎn)速控制，避免矯直輥附加力矩的產(chǎn)生，防止鋼板表面損傷，減少矯直輥磨損，使生產(chǎn)安全性顯著提高。

2.6 滾切式機(jī)械剪

本套軋機(jī)剪切線采用滾切式剪切機(jī)，其具體參數(shù)如下：

定尺剪----二軸二偏心滾切式機(jī)械剪

剪切力：16000kN

剪切厚度：5～50mm

剪切周期：4.2sec（包括夾緊）

雙邊剪----三軸三偏心滾切式機(jī)械剪

剪切力：6500 kN

剪切厚度：5～50mm

剪切步長：1050-1300mm

剪切頻率：15-30次/min

整條剪切線采用自動化剪切技術(shù)，板型儀檢測到的數(shù)據(jù)傳給各剪切機(jī)，上位機(jī)下達(dá)剪切命令，優(yōu)化鋼板的剪切過程。

3 結(jié)束語

萊鋼4300mm寬厚板軋機(jī)于2007年9月16日開工建設(shè)至2009年8月全線熱負(fù)荷試車成功?？偼顿Y40多億元，是萊鋼有史以來建設(shè)投資規(guī)模最大的單體工程。該套生產(chǎn)線在生產(chǎn)工藝、平面布置、設(shè)備組成和自動化水平等方面，都具有現(xiàn)代化寬厚板軋機(jī)的特點(diǎn)，達(dá)到了國內(nèi)一流、國際先進(jìn)水平。

圖1

[1]陳瑛.中厚板發(fā)展與技術(shù)裝備進(jìn)步的分析[J].冶金管理，2005

[2]張景進(jìn).中厚板生產(chǎn)[M].北京冶金出版社，2005

[3]孫浩.我國中厚板生產(chǎn)技術(shù)改造和發(fā)展討論[J].鋼鐵.2005

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[5]戴連生.厚板軋機(jī)控制技術(shù)綜述.武鋼技術(shù).1999

[6]陳瑛.中厚板軋機(jī)的選型[J].寬厚板.2006