熱軋帶鋼的生產(chǎn)方案和工藝流程

1、2 生產(chǎn)方案及產(chǎn)品大綱的制定產(chǎn)品方案的編制2.1.1 產(chǎn)品方案產(chǎn)品方案是進(jìn)行車間設(shè)計(jì)、制定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程、確定軋機(jī)組成或選擇各項(xiàng)設(shè)備的主要依據(jù)，包括車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品名稱、品種、規(guī)格幾年產(chǎn)量計(jì)劃。本車間依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，經(jīng)過(guò)對(duì)同類廠的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，選取具有代表性的品種和規(guī)格作為典型產(chǎn)品。實(shí)際生產(chǎn)中為了滿足用戶客觀上的使用要求，每個(gè)品種都必須滿足形狀、尺寸規(guī)格和內(nèi)部性能的要求。因而，各類產(chǎn)品的分類、編制、牌號(hào)、化學(xué)成分、品種規(guī)格和尺寸公差、生產(chǎn)技術(shù)條件、機(jī)械性能、驗(yàn)收規(guī)程、試驗(yàn)及包裝方法、交貨狀態(tài)等，國(guó)家均有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如國(guó)標(biāo)、 冶標(biāo)、 企標(biāo)等， 如果國(guó)家沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可由生產(chǎn)廠家和客戶商定。

2、2.1.2 編制產(chǎn)品方案的原則及方法（1） 國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的要求，既考慮當(dāng)前的急需又要考慮將來(lái)發(fā)展的需要。（2） 產(chǎn)品的平衡，考慮全國(guó)各地的布局和配套加以平衡。（3） 建廠地區(qū)的條件、生產(chǎn)資源、自然條件、投資等可能性。（4） 考慮軋機(jī)生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮，提高軋機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平。2.1.3 選擇計(jì)算產(chǎn)品車間擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及狀態(tài)組合起來(lái)可能有幾種、數(shù)百種以上。但是， 在設(shè)計(jì)中對(duì)每一種合金的每一種品種、規(guī)格及狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的工藝計(jì)算。為了減少設(shè)計(jì)工作量，加快進(jìn)度，同時(shí)，又不影響整個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，從中選擇典型產(chǎn)品作為計(jì)算產(chǎn)品。選擇計(jì)算產(chǎn)品應(yīng)遵循以下原則：（ 1）有代表性從擬生產(chǎn)的所有品種中選出幾

3、種合金、品種、規(guī)格、狀態(tài)、產(chǎn)量和工藝特點(diǎn)等方面有代表性的產(chǎn)品作為計(jì)算產(chǎn)品。（ 2）通過(guò)所有工序所選的所有計(jì)算產(chǎn)品要通過(guò)各工序，但不是說(shuō)第一種計(jì)算產(chǎn)品都通過(guò)各工序，而是所有計(jì)算產(chǎn)品綜合起來(lái)看的。（ 3）所選的計(jì)算產(chǎn)品要與接近。（ 4） 計(jì)算產(chǎn)品要留一定的調(diào)整余量，也就是說(shuō)所選的計(jì)算產(chǎn)品要品種靈活，容易生產(chǎn)多種規(guī)格的產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)選用的三個(gè)典型產(chǎn)品分別是：Q215X 1600mm） 30CrX 1400mm）1Cr18Ni9x 1000mm）2.1.4 確定產(chǎn)品大綱根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求和上述原則，確定車間產(chǎn)品大綱，見(jiàn)表。典型產(chǎn)品見(jiàn)表。典型產(chǎn)品技術(shù)要求見(jiàn)表到。生產(chǎn)方案所謂生產(chǎn)方案量指為完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中

4、所規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)而采取的生產(chǎn)方法。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)模、產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的要求，考慮當(dāng)?shù)氐木唧w條件，找出合理的生產(chǎn)方案。2.2.1 選擇生產(chǎn)方案的依據(jù)確定生產(chǎn)方案時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（ 1）金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質(zhì)量要求。（ 2）年產(chǎn)量的大小。產(chǎn)量不僅決定工藝過(guò)程的特點(diǎn)，同時(shí)也對(duì)設(shè)備選擇、鑄錠尺寸、產(chǎn)品規(guī)格有著直接的影響。（ 3）投資、建設(shè)速度、機(jī)械化和自動(dòng)化程度、勞動(dòng)條件、工人與管理售貨員的數(shù)量以及將來(lái)的發(fā)展。2.2.2 制定生產(chǎn)方案根據(jù)上述依據(jù)，該車間為年產(chǎn)300萬(wàn)噸的板帶車間，生產(chǎn)形式為熱軋，主要鋼種為普碳鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼，采用粗軋和精軋兩個(gè)階段來(lái)完成不同的任務(wù)和要求。

5、表車間產(chǎn)品方案鋼種牌號(hào)規(guī)格（mm）狀態(tài)年產(chǎn)量（萬(wàn)噸）比例（衿普碳鋼Q195, Q215Q235, Q255Q275X (14001600)熱軋16053合金結(jié)構(gòu)鋼12Mn2A16Mn2A30Cr, 40Cr45Cr, 45MnX (14001600)熱軋6522不銹鋼1Cr13,0Cr18Ni91Cr18Ni91Cr18Ni9TiX (8501700)熱軋7525表典型產(chǎn)品牌號(hào)規(guī)格狀態(tài)年產(chǎn)量（萬(wàn)噸）比例（%技術(shù)條件Q21510x 1600熱軋16053見(jiàn)表30CrX 1400熱軋6522見(jiàn)表1Cr18Ni9X 1000熱軋7525見(jiàn)表表Q215技術(shù)條件牌號(hào)等級(jí)化學(xué)成分脫氧方法CMnSiSPQ2

6、15AF、B> Z牌號(hào)等級(jí)厚度偏差屈服點(diǎn)0- s(N/mm)抗拉強(qiáng)度er b(N/mm)伸長(zhǎng)率8s(%)在寬度>1000Q215A1500,厚度 >時(shí)為>215335450>31±注：表面質(zhì)量：鋼板和鋼帶的表面不允許有裂紋、 結(jié)疤、折疊、氣泡和夾雜。 鋼板和鋼帶不得有分層。鋼板和鋼帶的表面允許有深度和高度不大于厚度公差之半的折印、麻點(diǎn)、劃傷、小拉痕、壓痕以及氧化鐵皮脫落所造成的表面粗糙等局部缺陷。對(duì)表面的薄層氧化鐵皮、輕微鐵銹和殘余涂料、活痕等不影響表面質(zhì)量的局部缺陷亦允許存 在。鋼板和鋼帶表面的局部缺陷，允許用修磨方法清除，但消除深度不得大于鋼 板和鋼

7、帶厚度公差之半。鋼帶允許帶缺陷交貨，但缺陷部分不得超過(guò)每卷長(zhǎng)度的8 %。表30Cr的技術(shù)條件化學(xué)成分牌號(hào) 等級(jí) C Mn VN SiTiS P30Cr A &w ww牌號(hào)厚度偏差屈服點(diǎn)抗拉強(qiáng)度伸長(zhǎng)率0- s (N/mm) o- b (N/mm)8 s(%)在寬度100030Cr A 1500,厚度時(shí)為 >34547063011注：表面質(zhì)量：鋼板和鋼帶的表面不允許有裂紋、結(jié)疤、折疊、氣泡和夾雜。 鋼板和鋼帶不得有分層。鋼板和鋼帶的表面允許有深度和高度不大于厚度公差之半的折印、麻點(diǎn)、劃傷、小拉痕、壓痕以及氧化鐵皮脫落所造成的表面粗糙等局部缺陷。對(duì)表面的薄層氧化鐵皮、輕微鐵銹和殘余涂料

8、、活痕等不影響表面質(zhì)量的局部缺陷亦允許存 在。鋼板和鋼帶表面的局部缺陷，允許用修磨方法清除，但消除深度不得大于鋼 板和鋼帶厚度公差之半。鋼帶允許帶缺陷交貨，但缺陷部分不得超過(guò)每卷長(zhǎng)度的8 %。表1Cr18Ni9 的技術(shù)條件厚度偏差寬度偏差牌號(hào) C C N S P S(mm(mm)厚度，寬 厚度，寬度1Cr18Ni9< w<度<1000時(shí) 6301000時(shí)為土為土 10拉力實(shí)驗(yàn)硬度實(shí)驗(yàn)固溶屈服強(qiáng) 抗拉強(qiáng)牌號(hào)類型 處理伸長(zhǎng)率度b度bHRBHV(C)8 s(%)(MPa)b(MPa)1010奧氏1Cr18Ni9>205>570>45<90& 200體

9、型1150快冷注：特性和用途：經(jīng)冷加工有高的強(qiáng)度，但伸長(zhǎng)率比 1CU7Ni7稍差。用于 建筑裝飾部件，不銹耐酸的外殼，浮筒以及船舶控制設(shè)備的低磁性設(shè)備。3生產(chǎn)工藝流程制定制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品的生產(chǎn)工序按次序排列起來(lái)。 正確制定工藝過(guò) 程是軋鋼車間工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。制定軋鋼生產(chǎn)工藝過(guò)程的首要目的是為了獲 得質(zhì)量符合要求的產(chǎn)品，其次要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上追求軋機(jī)的高產(chǎn)量，并能做到降低各種原料、材料消耗，降低產(chǎn)品成本。因此，正確制定產(chǎn)品工藝過(guò)程，對(duì) 于工藝過(guò)程合理化，對(duì)于充分發(fā)揮軋機(jī)作用具有重要意義。根據(jù)已制定的生產(chǎn)方案，在充分完成產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量要求的前提條件下， 用最

10、 大可能的低消耗、最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的勞動(dòng)成本，并有利于產(chǎn) 品的質(zhì)量的提高和發(fā)展，有較好的勞動(dòng)條件，最好的經(jīng)濟(jì)效益，具體的原則包括： 產(chǎn)品的技術(shù)條件，生產(chǎn)規(guī)模大小，產(chǎn)品成本和工人的勞動(dòng)條件。熱軋板帶生產(chǎn)的一般工藝流程是：原料的清理準(zhǔn)備，坯料的加熱，軋制，軋后冷卻，精整和質(zhì)量檢查等工序，對(duì)于特殊要求的鋼種，在加熱后不需經(jīng)過(guò)熱處 理等工序。本車間的生產(chǎn)工藝流程如圖所示。圖生產(chǎn)工藝流程圖生產(chǎn)工藝過(guò)程簡(jiǎn)述熱軋車間和連鑄車間毗鄰布置， 在連鑄車間經(jīng)冷卻、火焰處理、標(biāo)記后的合 格連鑄板坯以及表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量合格的熱連鑄板坯，由輾道送到本廠板坯 庫(kù)。熱連鑄坯分別存放在四個(gè)板坯跨內(nèi)，當(dāng)連鑄機(jī)和

11、熱軋機(jī)的生產(chǎn)計(jì)劃相匹配 時(shí)，熱坯也可以從來(lái)料輾道經(jīng)中間輾道直接磅到加熱爐后的裝料輾進(jìn)行裝爐。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃的要求計(jì)算機(jī)對(duì)選用的板坯進(jìn)行最優(yōu)化處理，使板坯庫(kù)以最小的工作量進(jìn)行裝爐操作。板坯由吊車吊到上料輾道后進(jìn)行稱重， 核對(duì)號(hào)碼，確認(rèn)無(wú)誤后， 按裝料順序由輾道將板坯送到的加熱爐。由于產(chǎn)品工藝流程的不同，加熱爐的溫度也不一樣，直接從連鑄機(jī)的輾道 送 到加熱爐的叫“直接熱裝（DHC”，板坯溫度t 650: 850 C,從板坯庫(kù)保溫坑 內(nèi)送到加熱爐的叫“緩沖熱裝（BHC”，板坯溫度t 650 C,當(dāng)溫度在650C > t350c時(shí)叫“緩沖溫裝（BWC”，當(dāng)板坯溫度t0 350c時(shí)叫“冷裝”。為使軋

12、機(jī)充分發(fā)揮能力，上述不同溫度的板坯可以進(jìn)行組合裝爐， 如果冷熱 坯間溫差太大，可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，合使冷熱坯間保持一個(gè)必要的間距。 板坯 在加熱爐內(nèi)一般加熱到12001250c出爐。加熱出爐后的板坯，首先經(jīng)過(guò)高壓水除鱗消除氧化鐵皮，而后進(jìn)入粗軋機(jī)組， R1粗軋機(jī)為四輾可逆式軋機(jī)，與可逆式立輾軋機(jī) E1靠近布置，板坯在E1R1上 軋制3道后，經(jīng)輾道送至E2R2四輾可逆式軋機(jī)軋制3道次，軋成2040mmi勺中 問(wèn)帶坯。帶坯經(jīng)中間輾道送至切頭習(xí)剪剪去帶坯頭、尾，然后經(jīng)精軋機(jī)前除鱗設(shè)備除去帶坯表面的氧化鐵皮，送入精軋機(jī)組軋制。粗軋機(jī)組產(chǎn)生廢帶坯，由設(shè)在中間輥道傳動(dòng)側(cè)的廢品推出機(jī)推至廢品臺(tái)架上， 切割后

13、用載重小車運(yùn)走。為了減少帶坯在中間輥道上的溫降和帶坯頭尾溫差，在中間輥道上設(shè)有保溫罩。為減少切損，切頭飛剪設(shè)有最佳化剪切系統(tǒng)。帶坯經(jīng)七機(jī)架四輾式連軋機(jī)組軋制成厚度為的成品帶鋼。為確保軋制精度和控制板型，在F1F7精軋機(jī)上設(shè)有動(dòng)作靈敏、控制精度高的液壓AGC5度自動(dòng)控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)代替過(guò)去常規(guī)采用的電動(dòng)活陶器和微張力控制兩套系統(tǒng)。成品帶鋼經(jīng)精軋機(jī)組后的輸出輥道上的層流冷卻系統(tǒng)后，使溫度降到規(guī)定的卷曲溫度，由液壓助卷卷曲機(jī)卷成鋼卷。卷曲完后，由卸卷小車將鋼卷托出卷曲機(jī)， 經(jīng)臥式自動(dòng)打捆機(jī)打捆后，再由臥式翻卷機(jī)將鋼卷翻卷成立卷放在鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)中心位置上，由鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)和步進(jìn)梁運(yùn)送鋼卷，必要時(shí)將鋼卷送

14、到檢查機(jī)組打開(kāi)鋼卷頭部進(jìn)行檢查。鋼卷經(jīng)稱重打印后根據(jù)下一工序決定鋼卷的流向。去精整線的鋼卷先翻成臥卷再由運(yùn)輸機(jī)送到本車間熱鋼卷庫(kù)分別進(jìn)行加工；去冷軋廠的鋼卷由運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到鋼卷轉(zhuǎn)運(yùn)站，再由鋼卷運(yùn)輸小車送至冷軋廠。3.2.1 板坯的選擇和軋前準(zhǔn)備熱軋帶鋼生產(chǎn)所用的板坯主要是連鑄板坯，只有少量尚存初軋機(jī)冶金工廠采用初軋坯。板坯的選擇主要是板坯的幾何尺寸和重量的確定。板坯的厚度選擇要根據(jù)產(chǎn)品厚度，考慮板坯連鑄機(jī)和熱軋帶鋼軋機(jī)的生產(chǎn)能力。一般板坯的厚度為150-250mm， 最厚為300-350mm。 板坯的寬度選擇決定于成品寬度，一般板坯寬度比成品寬度大50m而右。目前板坯寬度可達(dá)到2300mm通常熱連

15、軋帶鋼的板卷重量為 20-30t ，最重為45t 。板卷的單位寬度的重量不斷提高，一般可達(dá)到15-25kg/mm, 最終可達(dá)36kg/mm。板坯的軋前準(zhǔn)備包括板坯的清理和板坯加熱工序。板坯加熱的送坯方式有板坯冷裝爐、板坯熱裝爐、直接熱裝爐、和直接軋制四種。板坯入爐前要進(jìn)行檢查，對(duì)板坯有表面缺陷的要進(jìn)行處理，采用冷裝爐。對(duì)無(wú)缺陷的板坯用后三種方式。圖 1 某鋼廠的步進(jìn)梁式加熱爐板坯一般加熱到1200-1250出爐，部分碳素鋼和某些低合金結(jié)構(gòu)鋼采用低溫出爐工藝，其出爐溫度約為1100。3.3.2 粗軋粗軋機(jī)組的作用是將加熱好的板坯經(jīng)過(guò)除磷、定寬、 水平輥和立棍軋制，將不同規(guī)格的板坯軋成厚度為30-

16、60mm寬度不同的精軋坯，并保證精軋坯要求的 溫度。 除磷板坯在加熱過(guò)程中，表面上會(huì)形成2-5mm?的氧化鐵皮，這些氧化鐵皮必須在軋制前清除干凈?，F(xiàn)代熱軋帶鋼都設(shè)有高壓水除鱗箱，除鱗箱是一個(gè)基本封閉的箱體， 箱體的前后裝有鏈條，箱內(nèi)上下各裝有兩排集水管，其上下高壓水噴嘴同時(shí)噴射高壓水除磷。 定寬熱軋帶鋼由于采用連鑄坯，而坯連鑄機(jī)改變板坯的寬度較復(fù)雜，因此， 為了滿足軋機(jī)帶鋼品種規(guī)格的不同需要，在粗軋階段必須設(shè)有定寬工序。 粗軋機(jī)粗軋?jiān)O(shè)備主要由粗軋除磷設(shè)備、定寬壓力機(jī)、立棍軋機(jī)、水平軋機(jī)、保溫罩、熱卷取箱等組成。粗軋機(jī)的布置形式主要有全連續(xù)式，3/4 連續(xù)式，半連續(xù)式和其他形式。我國(guó)熱軋帶鋼粗軋

17、機(jī)采用3/4連續(xù)式布置的又寶鋼2050mm武鋼1700mm3.3.3 精軋由粗軋機(jī)組軋出的帶鋼坯，經(jīng)百多米長(zhǎng)的中間輥道輸送或熱卷取箱到精軋機(jī)組進(jìn)行軋制，精軋機(jī)組布置較為簡(jiǎn)單，如圖1為寶鋼1580m閥精軋機(jī)組設(shè)備圖。精軋機(jī)是熱軋帶鋼連軋線上的核心設(shè)備，主要進(jìn)行對(duì)帶鋼的厚度減薄和板形控制， 精軋是決定產(chǎn)品質(zhì)量的主要工序。軋機(jī)的各種先進(jìn)技術(shù)幾乎都集中在精 軋機(jī)組上，如AGC（統(tǒng)，彎棍系統(tǒng)，新型板形控制手段（PCM機(jī)、CV（5L機(jī)、WRB軋機(jī)等）精軋機(jī)間低慣量活套設(shè)備、在線磨棍裝置（ ORC等。圖2為寶鋼1580mmi精軋機(jī)組設(shè)備圖板坯進(jìn)入精軋機(jī)之前要進(jìn)行測(cè)溫、測(cè)厚并接著用飛剪切去頭部和尾部；剪 切后

18、的帶坯經(jīng)過(guò)精軋除鱗箱，用15-17MPa（壓水清除帶坯表面的氧化鐵皮然后進(jìn) 入精軋機(jī)組，軋成需要的帶鋼尺寸。精軋機(jī)前后設(shè)有入口側(cè)導(dǎo)板、入口出口衛(wèi)板、軋輾冷卻水及機(jī)架間冷卻水 裝置、除磷水裝置、在線磨棍裝置（ORC、熱軋工藝潤(rùn)滑等?；钐籽b置設(shè)置在兩架精軋機(jī)之間，它的作用是對(duì)帶鋼頭部進(jìn)入下機(jī)架是產(chǎn) 生的活套量起支撐作用?；钐籽b置有三種形式：氣動(dòng)型、電動(dòng)型、液壓型，目前 使用最普遍的是電動(dòng)型和液壓型。精軋機(jī)間帶鋼冷卻裝置簡(jiǎn)稱機(jī)架間冷卻裝置。該裝置的主要功能是控制終 軋溫度，保證精軋機(jī)終軋溫度控制在± 20c之內(nèi)。機(jī)架間冷卻裝置是布置在機(jī)架 出口側(cè)的上下兩排集管，集管上接有噴嘴，每根集管的流

19、量為 100-150立方米每 小時(shí)，水壓一般與工作輾冷卻水相同。3.3.4 軋后冷卻及卷曲(1)軋后冷卻熱軋帶鋼的終軋溫度一般為800-900攝氏度，卷取溫度通常為550-650攝氏度 從精軋機(jī)末架到卷取機(jī)之間必須對(duì)帶鋼進(jìn)行冷卻，以便縮短這一段生產(chǎn)線。常用 的帶鋼冷卻裝置有層流冷卻、水幕冷卻、高壓噴水冷卻裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、但冷卻不 均勻、水易飛濺，新建的廠子已經(jīng)很少應(yīng)用。圖3萊鋼1500m起流冷卻裝置(2)卷取卷取機(jī)位于精軋機(jī)輸出輾道末端，由卷取機(jī)入口側(cè)導(dǎo)板、夾送輾、助卷輾、卷筒等設(shè)備。它的功能是將精軋機(jī)組軋制的帶鋼以良好的卷形，緊緊地?zé)o摩擦等卷成帶鋼。卷取機(jī)的數(shù)量一般2-3臺(tái)就能滿足生產(chǎn)要求。地下卷取機(jī)的結(jié)構(gòu)及控制特點(diǎn)：（ 1）每臺(tái)卷取機(jī)前配置有一套反應(yīng)速度極快的液壓側(cè)導(dǎo)板，用以將要卷取的帶材嚴(yán)格的控制在軋制中心線上，以防止卷取過(guò)程中出現(xiàn)“塔形”卷。（ 2）采用了電液飼服閥控制的，具有框架式結(jié)構(gòu)的液