培训教材CSP工艺篇.docx
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培训教材CSP工艺篇
酒钢CSP轧制工艺培训教材
工艺组
二〇〇四年六月三日
1.0产品品种、钢种、产量及技术参数
1.1产品大纲
1.1.1薄板坯规格
宽度：
850～1680mm
厚度：
52~68mm
单位卷重：
18.5kg/mm
1.1.2产品规格
成品厚度：
0.8～12.7mm
成品宽度：
850～1680mm
带卷内径：
762mm
带卷外径：
1,000～1,950mm
卷重：
Max.31t
位卷重：
Max.18.5kg/mm
1.1.3生产能力：
年产量为200万吨合格热轧板。
投标方根据产品大纲中的代表规格、钢种、提供综合生产能力计算表。
1.1.4产品大纲
序号
钢种
典型钢种
标准
年产量（万吨/年）
比例
（%）
GB
DIN/JIS
GB
DIN/JIS/API
1
普通碳素结构钢*
Q195~Q235D
SS330SS490
GB/T700-88
G3101
58
29
2
优质碳素结构钢*
08、08A1、10~35
SPCC、SPCD、SPCE
GB/T699-94
G3131
100
50
3
高强度低合金钢
Q345~Q460
SPFC590,SMA570W
GB/T1591-94
G3135
12
6
4
专用板
汽车结构用钢
SAPH310~SAPH440
GB3275-91
G3113
10
5
5
耐大气腐蚀钢钢
09CuP、09CuPCrNi
SPAC
GB4171
G3125
10
5
6
管线钢
--
X42-X60
--
API5L
6
3
7
超低碳
--
St16
--
DIN
4
2
合计
200
100
生产钢种分配表表1-1
注：
*包晶钢占普通碳素结构钢和优质碳素结构钢产量的10%，总产量的7.9%。
钢种有害元素成分范围表1-2
序号
钢种
典型钢号
标准
%P
%S
%Cu
%Cr
%Ni
N
ppm
全氧ppm
min
max
Max
min
max
min
Max
min
max
max
max
1
普通碳素结构钢
Q195
GB/T700-88
0
0.025
0.012
0
0.1
0
0.1
0
0.1
80
40
2
Q215B
GB/T700-88
0.
0.02
0.012
0
0.1
0
0.1
0
0.1
80
40
3
Q235D
GB/T700-88
0
0.025
0.012
0
0.1
0
0.1
0
0.1
80
40
4
优质碳素结构钢
08Al
GB/T3275-94
0
0.025
0.012
0
0.1
0
0.1
0
0.1
80
40
5
10
GB/T699-99
0
0.025
0.012
0
0.1
0
0.1
0
0.1
80
40
6
15
GB/T699-99
0
0.025
0.012
0
0.1
0
0.1
0
0.1
80
40
7
35
GB/T699-99
0
0.025
0.012
0
0.1
0
0.1
0
0.08
80
40
8
低合金高强度钢
Q345D
GB/T1591-94
0
0.025
0.012
0
0.1
0
0.1
0
0.08
80
40
9
Q460D
GB/T1591-94
0
0.025
0.012
0
0.1
0
0.1
0
0.08
80
40
10
汽车结构钢
SAPH310
JISG3113
0
0.020
0.010
0
0.1
0
0.1
0
0.05
80
40
11
SAPH440
JISG3113
0
0.020
0.010
0
0.1
0
0.1
0
0.05
80
40
12
耐大气腐蚀钢
09CuP
GB/T4171-84
0.08
0.12
0.010
0.25
0.1
0
0.1
0.15
0.25
100
30
13
09CuPCrNi-A
GB/T4171-84
0.08
0.12
0.010
0.25
0.1
0.3
1.25
0.15
0.65
100
30
14
管线钢
S290
GB/T14164
0
0.025
0.010
0
0.1
0
0.1
0
0.08
80
30
15
S415
GB/T14164
0
0.025
0.010
0
0.1
0
0.1
0
0.08
80
30
16
S480
GB/T14164
0
0.025
0.010
0
0.1
0
0.1
0
0.08
80
25
17
超低碳钢
ELC
*
0
0.01
0.008
0
0.1
0
0.1
0
0.05
80
20
18
ULC
*
0
0.01
0.008
0
0.1
0
0.1
0
0.08
80
20
*--相应国际标准由卖方提供
产品宽度和厚度的产量分配表表1-3
宽度
厚度mm
mm
0.8-1.0
1.0-1.2
1.2-2.0
2.0-3.0
3.0-5.0
5.0-12.7
年产量（万吨/年）
比例（%）
850-1070
25000
20000
29100
92000
25250
8600
199950
10
1070-1270
75000
165000
120435
499450
105425
33600
998910
50
1270-1470
0
15000
101315
331450
108200
43560
599525
30
1470-1680
0
0
49150
77100
61125
14240
201615
10
Totalt
100000
200000
300000
1000000
300000
100000
2000000
100
比例%
5.0
10.0
15.0
50.0
15.0
5.0
100
不同钢种按厚度、宽度分配表表1-4
规格
钢种
宽度
厚度mm
小计
比例
mm
0.8-1.0
>1.0-1.2
>1.2-2.0
>2.0-3.0
>3.0-5.0
>5.0-12.7
t
%
850-1070
15000
15000
6050
31350
6050
1100
74550
12.85
普通碳素结构钢
1070-1270
60000
80000
29875
142600
29800
3600
345875
59.6
1270-1470
0
5000
10000
64025
10075
3650
92750
16.0
1470-1680
0
9075
47025
9075
1650
66825
11.5
小计t
75000
100000
55000
285000
55000
10000
580000
100.0
相对比例%
12.9
17.2
9.5
49.1
9.5
1.7
850-1070
10000
5000
10400
48000
10000
1600
85000
8.5
优质碳素结构钢
1070-1270
15000
85000
45710
312000
45625
7300
510635
51.1
1270-1470
0
10000
45890
222000
44125
7060
329075
32.9
1470-1680
0
0
28000
18000
25250
4040
75290
7.5
小计t
25000
100000
130000
600000
125000
20000
1000000
100.0
相对比例%
2.5
10.0
13.0
60.0
12.5
2.0
850-1070
4400
4950
2200
1650
13200
11.0
低合金高强度钢
1070-1270
15600
17550
7800
5850
46800
39.0
1270-1470
15800
17775
7900
5925
47400
39.5
1470-1680
4200
4725
2100
1575
12600
10.5
小计t
40000
45000
20000
15000
120000
100.0
相对比例%
33.3
37.5
16.7
12.5
850-1070
3850
3300
1100
2750
11000
11.0
汽车结构钢
1070-1270
13650
11700
3900
9750
39000
39.0
1270-1470
13825
11850
3950
9875
39500
39.5
专用钢板
1470-1680
3675
3150
1050
2625
10500
10.5
小计t
35000
30000
10000
25000
100000
100.0
%
35.00
30.00
10.00
25.00
850-1071
4400
4400
1100
1100
11000
11.0
耐大气腐蚀钢
1070-1270
15600
15600
3900
3900
39000
39.0
1270-1470
15800
15800
3950
3950
39500
39.5
1470-1680
4200
4200
1050
1050
10500
10.5
小计t
40000
40000
10000
10000
100000
100.0
%
40.0
40.0
10.0
10.0
850-1070
800
400
1200
2.0
管线钢
1070-1270
6400
3200
9600
16.0
1270-1470
26200
13100
39300
65.5
1470-1680
6600
3300
9900
16.5
小计t
40000
20000
60000
100.0
%
66.67
33.33
850-1070
4000
4000
10.0
超低碳
1070-1270
8000
8000
20.0
1270-1470
12000
12000
30.0
1470-1680
16000
16000
40.0
小计t
40000
40000
100.0
%
100.00
合计 t
100000
200000
300000
1000000
300000
100000
2000000
比例%
5
10
15
50
15
5
100
注：
0.8mm,0.9mm产品产量为10万吨/年
2工艺描述
薄板坯运行在带有侧导的辊道上，穿过液压摆剪并且经过一次高压水除鳞。
然后，该板坯到达csp轧机，在这里被轧制到所需的最终厚度。
这一机组的各台轧机是四辊轧机，每台轧机有两个工作辊和两个支撑辊。
工作辊分别在操作侧和传动侧支撑在各自的放射状圆锥辊子轴承上，并且在操作侧有一个圆锥推力轴承。
在这里工作辊的窜辊缸安装在工作辊的轴承座上。
支撑辊运转在每侧的油膜轴承上。
油膜轴承的润滑是通过一个动压稀油润滑系统。
一个附加的静压高压油系统连接到1~3架轧机的油膜轴承，这是为了保证当轧制开始并保持在低速时可以形成稳定的油膜。
轧机牌坊有最合理的结构和充分的刚度以适应象工作辊和支撑辊这样大的直径。
附在轧机牌坊内侧的是液压辊缝调整缸（参考表2），工作辊窜辊缸和弯辊缸，抬升轨道和支撑辊更换小车。
支撑辊的平衡是通过一个附加的缸实现的，这个附加的缸容纳在工作辊窜辊和弯辊滑块中。
第七架轧机为将来的需要预留。
所有的成品轧机装备有下列的工艺模型和技术控制系统。
HGC-液压辊缝控制
HGC具有下列功能：
✧全数字化的位置和轧制力控制
✧位置与轧制力之间的系统转换
✧轧辊更换后的自动修正
✧根据液压缸所受的冲击和压力而进行的压力补偿
✧过载保护
AGC-自动厚度控制
AGC确保在轧制力改变的情况下的辊缝为一常量。
在绝对和相对的操作模式下都可实现这一功能。
LOO-自动环路控制
LOO的作用是通过控制主传电机的转速，在机架间建立一个特定的张紧力以实现板带的厚度和宽度控制。
图表3展示了安装于机架间的液压活套通过控制主电机转速的运转情况。
WRB-工作辊弯辊系统
工作辊弯辊系统激活快速压力控制回路进行操作/转动侧的工作辊弯辊控制。
CVCPULS-在F1到F6轧机上的工作辊窜辊系统
使用外部轮廓为S型的工作辊，通过改变工作辊的凸度和轮廓进行板带的凸度和平坦度的控制。
CVC/CVCPULS和WRB工艺
✧为轧制计划表的应用提供了充分宽余的范围
✧使接触负载的分布均等
✧补偿轴向侧推力
✧板型、板凸度和平整度控制模型考虑到了所有的辊型
✧辊缝在线快速响应
（参考图表4a和4b）
PCFC-板型、板凸度和平整度控制
PCFC系统的作用是保证在一个工作辊役内所轧制的每块轧件的板型良好，即各块之间以及单块的头部和尾部没有中间浪和边浪的缺陷。
PCFC所包含的物理模型以考虑计算了工作辊的发热和磨损的影响。
通过工作辊的窜辊策略、工作辊的磨损特性和执行快速响应的工作辊弯辊力控制等方法，下述的这些的功能是可以实现的：
✧轧制不同规格板带的板型控制
✧在线板型控制
✧板带平整度的闭环控制
✧不同平整度的轧制设定
✧扩展工作辊的使用周期（增加辊役）
✧在轧制不同宽度规格的板带时，各块之间没有诸如几何尺寸精度方面的质量损失。
✧使轧件在长度方向上的宽度保持一致
Rollgaplubrication-辊缝润滑
新近发展的辊缝润滑系统运行在当前的CSP生产线上，它对轧制工艺有积极的影响。
下面叙述了已经改进的部分：
✧增大了（轧机）的轧制力和（轧机）的实际工作能力
✧增加了轧辊的在线时间
✧减少了轧辊的磨削量
✧减少了维护量
✧较低的运行成本
✧减少了能源消耗
3.Maindrives—主传动
F1到F5架轧机的传动是通过电机联轴器、主传动齿轮、中间联轴器、轧机齿轮部分和齿轮传动接轴。
第6架轧机的传动是通过电机联轴器、轧机齿轮部分和齿轮接轴。
（参考图表5）
安装在成品轧机操作侧的是工作辊的快速换辊装置。
支撑辊的更换是在检修维护期间进行的。
安装在第6架轧机出口位置的是一个风压装置，这个装置的作用是确保薄或更薄的板带与输出辊到有稳定的接触并且保证在该处测厚装置的测量精度。
（参考图表6）
为将来预留的F7轧机的这一空位置被辊道填充进去
Measuringgauges—厚度测量
最后一架成品轧机后面的测量框架（参考图表6）中带有下述的测量装置：
✧板带厚度测量
✧板型仪
✧板带平整度议
✧板带宽度测量装置
✧温度测量装置
所有的测量数据用于生成质量报告和数据录入
Runouttableandlaminarcooling—输出辊道和层流冷却
板带在经过轧制后，由输出辊道上经过层流冷却线。
这一带有（冷却）工艺模型的装置对板带进行层流冷却控制。
当板带穿越层流冷却线时，模型根据要求的组织和机械性能对板带进行冷却。
（参考图表7）
附在每个层流冷却组件上喷头处的边部遮蔽装置在这里被投入使用。
边部遮蔽系统的使用改善了板带沿宽度方向上的温差。
Downcoilerarea—下卷取区域
在板带经过层流冷却线后，板带通过1号卷取机前面的测导装置导入1号下卷取机。
另外，板带也可通过桥形辊道来到2号卷取机的夹送辊部分，并由此进入下卷取机。
测导是液压控制调整的边部导向装置。
通过夹送辊控制和热轧板带的厚度量纲，这个夹送辊的接触压力是能够进行调整的。
助卷辊是液压驱动的，通过使用自动的踏步控制系统可以实现当板带的头部或尾部通过时穿越间隙被调整到合适的位置（不会太小，造成穿越困难；也不会太大，造成冲击）
Coilconveyor—板卷传送装置
板卷车将成品卷由芯轴上抽出，这个板卷被放置在固定的板卷鞍座上，由此板卷被运输到集卷处。
（参考图表10）
在这条板卷运输线上有板卷承重装置、板卷标印机和打捆机，还有板卷离线检查装置。
（参考图表11）
在板卷运输线的尾部，通过行车将板卷从该处提离并且运往板卷库。
对于板卷的离线检查装置，它基本上是由篮形辊支架、带有开卷装置的取样剪、废料斗和一组辊道组成，在这里板卷可进行检查并且取下的试样能被拿走。
这个将被检查的板卷经过运输辊道和板卷抬升车的作用被放置在篮形辊支架上。
板卷在辊支架上进行开卷并检查。
在篮形辊支架上板卷被取样剪剪下需要的部分，这样在板卷上就形成了一个新的板尾，然后板卷通过步进梁经过与上述相同的步骤返回板卷运输线。
4.Plantandprocessdescription—工厂和工艺描述
图表1.CSP轧机入口区域
✧
不带机械压下螺丝的长行程液压缸
✧厚度控制的快速响应
✧轧机调平的快速响应
✧高精度的辊逢设定
图表2.液压辊逢设定系统
✧头部有较小的厚度偏差和快速修正
✧合理的机械设计
✧由于适宜的工作行程保证了高的轧制稳定性
液压活套的优势在于：
✧张力控制的快速响应
✧流量控制的快速响应
✧更少的轧制负宽展
✧改良板带穿越状态
✧高轧制稳定性
图表4a：
CVCPLUS完整的系统
图表4b:
CVCPLUS系统的设定范围
图表5：
CSP轧机的主传动排列
图表6：
最后一架轧机处的纵向剖面部分
图表7：
CSP轧机的层流冷却部分
基础自动化：
✧阀控制
✧评估当前的工艺过程
✧手动模式操作
使用于板带层冷的过程自动化：
✧过程控制模型的预计算
✧不同的冷却策略
✧温度在线控制
✧数据采集
图表8：
边部遮蔽系统
图表9：
夹送辊单元和下卷取机
图表10：
热轧卷的板卷运输系统
图表11：
离线检查
上图：
篮形辊支架和取样剪
下图：
检查辊道和取样剪
以下页面对以给的轧制工艺过程作了大概的描述：
能源和介质系统的基础预设条件
5技术控制系统描述Generaldescriptionoftechnologicalcontrolsystems
下述的说明是SMS公司展示出的关于技术控制系统的一个纲要性的描述。
其中的命名和概念可以根据供货商的不同习惯而改变。
关于控制系统的详细资料，请参考技术控制说明书，在这里只是进行概念上的描述。
Thinknesscontrol—厚度控制
厚度控制系统属于1级控制功能，并且包含有下述的功能模块：
✧以终轧厚度为基准的液压辊逢控制HGC
✧自动厚度控制AGC
✧动态干扰补偿DDC
✧跟踪控制MON
✧轧辊中心线控制
5.1Hydrauliccylindersandgapcontrol（HGC）用于辊逢控制的液压缸
在所有的CSP轧机上将装备长行程液压缸，这个液压缸将作为一种替代品而代替传统意义上的机械式的压下螺丝。
这个液压缸在动作和反应方面是相当的快。
为每架轧机上装备的SMSDEMAGAG系统的主要部分是：
✧两个性能可靠的液压缸
✧每个液压缸上有两个伺服阀
即便与厚度控制功能有关的这个调整信号是相当的微弱，但是（这个微弱的信号）对于第一个阀来说也已经是足够了。
另外的一个阀仅仅是在轧件咬入（产生轧制力峰值）或在长行程调整的条件时（例如，换辊）才起作用。
这就意味着第二个阀比第一个阀的使用率低很多。
当在第一个阀上的信号发生衰变时，可以将这两个阀的功能通过电气开关进行转换。
这两个伺服阀是镶嵌在轧机牌坊中的。
油缸与阀之间的管路设计遵从减震的原理。
结果是：
使阀的使用寿命更长。
✧用于润滑和密封的是一个特殊的系统
✧每个液压缸上有两个位置传感器
每一个位置传感器安装在油缸外径相对的位置，这样是为了获得中心位置的检测信号并且避免了因油缸倾斜而带来的故障。
输入控制系统的当前位置值是采集每个传感器信息的平均结果。
在传感器失效的情况下，系统会停止运行。
液压辊缝控制有下述功能：
✧对于每个油缸有各自的完全数字化的位置与压力控制
✧压力与位置之间转换的平滑过度
✧两侧液压缸的同步控制
✧轧制中心线导向（水平控制）
✧换辊后自动校准（机组序列）
✧增加针对冲击和压力的适应性
✧有效的过载保护
5.2Automaticgaugecontrol（AGC）
在轧制薄板带的情况下，当轧件咬入轧机后AGC系统必须立即
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