热轧技术讲座Word下载.docx
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F1V1=F2V2=F3V3=F4V4=…=FnVn（mm3/s）
5，热轧压下工艺规程
热轧轧制工艺制度主要包括变形制度（主要是确定总的变形量和道次变形量）,速度制度（主要是确定各道次速度）和温度制度（主要是确定轧制时的温度区间）见图2。
热轧工艺技术规程有三大类;
1.技术规程（包括安全操作规程）2.操作规程3.工艺规程。
图2轧制与冷却控制条件
1）,热轧轧制压下规程设定
（1）板坯尺寸的确定：
H=（60∽150）hH为板坯厚度，一般取200—250mm为多,h为成品厚。
Lmax≤B1―（200∽300）Lmax是板坯最大长度,一般取8000—12000mm，B1为加热炉内宽。
B=b+（50∽100）B为板坯宽,b为成品宽。
Lmin≥Bg+（100∽200）Lmin是板坯最小长度,也叫短坯一般取4000—6000mm，Bg为加热炉固定梁的间距。
（2）粗轧机组压下量分配
在粗轧机组轧制时由于轧件温度高,变形抗力小,塑性好,轧件又短,应尽可能采用大的压下量,考虑到粗轧机组和精轧机组节奏和负荷的平衡,一般在粗轧机上的变形量约为总变形量的70%∽80%。
为简化精轧机组调整,粗轧机组轧出的带坯厚度变化尽可能减少。
粗轧机组第一道压下量要考虑咬入条件，即咬入角要小于摩擦角，因此，粗轧机组第一道压下量不能过大，中间道次可以采用大压下量，最后道次为控制厚度和板型要适当减小压下量。
（3）精轧机组压下量分配
精轧机压下率分配的原则：
精轧机组压下量应占总压下量的（10—25）%，压下量分配为F1为便于咬钢尽可能大,但应比设备允许的最大值要稍小，一般为（40—50）%,F2——F4要尽可能给予最大压下量,F5——F7压下量应逐道减少,F7为成品机架取（8—12）%，由于精轧机组是保证成品组织性能和尺寸精度的最重要工序,在考虑精轧压下量分配时要以注重保证成品质量为原则。
2）．热轧轧制速度制度设定
由于热轧精轧机组是连续式轧机，当精轧各架轧机的压下量确定后，还要进一步确定精轧各架轧机的轧制速度和轧辊转速。
以下
图3精轧机末架轧机的速度曲线
图3表示热轧精轧机组的末架轧机的速度曲线图,从穿带开始经过加速度第一级加速,第二级加速,工艺设定的最高速度轧制,以及减速,抛出等。
穿带速度取决于终轧温度,轧后冷却能力,卷取温度和卷取机咬入的稳定性来确定,主要受卷取机咬入稳定性限制,一般在11m∕s以下。
末架轧机速度确定后,可应用连轧机秒流量相等原理,
F1V1=F2V2…FnVn（mm3/s）
分别确定各轧机的速度。
3），热轧机轧制温度设定
温度制度：
主要决定于产品材料的钢种,化学成份,产品的性能要求以及产品质量检验标准等条件的不同要求而决定的,它包括加热炉出炉温度（一般钢种为1250℃）,开轧温度,它一般是低于热炉出炉温度的50∽100℃,进入精轧的带坯温度,一般低于1100（℃）,约为950∽1050（℃）。
终轧温度对亜共析钢应高于上冷却相变温度Ac3线50∽100（℃）,一般在900（℃,）以上,在单一奥氏体相区内进行轧制,无相变的铁素体不锈钢终轧温度应在750∽800（℃）。
卷取温度一般在500∽650℃温度,也有780℃高的温度，温度高低主要取决于产品的性能要求,如宝钢1880热轧卷取温度为100－800℃。
热轧的生产过程实际也是一个温度控制过程,其一,温度要达到规定的目标值,其二温度的下降要尽可能的小,因此,温度控制是热轧生产中非常重要的一个课题。
三）热轧板卷生产四种形式
1,常规热轧宽带钢生产工艺技术
图4是常规热轧生产工艺布置图，
图4常规热轧生产工艺
它由加热炉，大侧压机，粗轧机，精轧机，卷取机等常规设备组成并由计算机在线控制，实现了高速化、连续化、大型化的生产线为常规热轧宽带钢生产工艺技术。
常规板带轧制工艺已属成熟，其经济规模多在200-500万t/a，在国外热轧带钢生产在经历了追求产量的快速增长之后，最近一二十年来转向于注重节约能耗，降低成本，提高产品质量，扩大新的品种，缩短生产周期等生产工艺技术的发展。
2，薄板坯连铸连轧技术
图5是薄板坯连铸连轧生产工艺布置图，
图5薄板坯连铸连轧生产工艺
它首先在1989年8月由西马克开发CSP薄板坯连铸连轧技术在美国NOCOR厂投产，它最大特点是把连铸和热轧连了起来，取消了加热炉及粗轧机，达到短流程。
经过十多年的发展，至今全世界已建成和将建成薄板坯连铸连轧生产线已经建到56条生产线，预计将形成约8000万吨/年以上的生产能力，我国已投产13条，总设计生产能力为3080万吨/年，还将有3个钢铁企业也在准备之中，唐钢已生产出0.8mm厚超薄热轧带钢可以实现以热代冷目的。
其优势主要是：
1）建设投资省，目前二流也可控制在25亿元左右，有很大的吸引力。
2）节约能耗，大约可以节约能耗40～50％，使生产成本大大降低。
3）可提高收得率2％左右。
4）降低生产成本，在欧美吨钢成本可下降40～70美元/t。
由于以上这些优势，薄板坯连铸连轧得到迅速发展。
薄板坯连铸连轧有各种各样，其中比较成功有西马克CSP技术（包括原台马克ISP技术），达涅利FSTR技术，奥钢联CONROLL技术以及住友金属QSP技术等等，其中以西马克CSP技术最受用户的关注，应用实绩最早也最多。
薄板热连铸连轧技术发展期间还不长，今后在中低档及中低牌号硅钢产品中还有一定的发展空间。
6，薄带炉卷轧制技术
炉卷轧机始建于20世纪30年代，主要生产3mm以上的带钢，生产能力20～30万t/a左右，轧制力2500t，轧制速度6m/s，由于炉卷轧机存在表面质量差，生产小于2mm厚度有困难等诸多方面的问题，因此到80年代初多数炉卷轧机已被淘汰，全世界仍在采用炉卷轧机不到20台。
图6是薄带炉卷生产工艺布置图，
图6薄带炉卷生产工艺
1985年1987年西班牙Acerinox厂、芬兰OutoKumpu厂分别投产了1800双机架不锈钢炉卷轧机，采用了热轧机一系列成熟有效的新技术、新装备，例AGC技术、HC，CVC技术、WRB，WRS高压除磷等技术，使炉卷轧机轧制力可达10000t，轧制速度12m/s，在产品质量、品种、成材率等方面均有显著突破，轧制不锈钢卷厚度达2.5mm，使炉卷轧制技术重获新生。
目前世界上正在生产和建设炉卷轧机达50套左右，其中约30套轧机为20世纪80年代后新建，而能生产薄规格热轧板卷的约为13套轧机，在我国尤其西部地区新一代炉卷轧制也得到采用，例昆钢从美国TIPPINS引进1725双机架炉卷轧机最薄产品可达2mm厚，甚至1.2mm，最高速度达12.7m/s，酒钢在2003年7月25日也投产了从奥钢联引进的年产80万t/a双机架炉卷轧机，最高速度达11.9m/s，轧机功率达11000Kw，轧制力4000t，不仅能生产碳钢，也能生产不锈钢，产品质量也得到很大提高。
不锈钢厚度可达2mm，碳钢可达1.6mm。
由于炉卷轧机生产的特点，一般适用在50～100万t/a的不锈钢，碳素钢的建设上，它比常规轧制更经济，比薄板坯连铸连轧在产品品种、规格上更具有灵活性，尤其适合在我国西部地区及不锈钢的生产。
4，薄带铸轧技术
用连铸机直接浇铸厚度为1～10mm的连铸坯的生产工艺为带钢连铸，由于带钢厚度太薄，很难使用传统的固定式结晶器完成初始的凝固过程，因此带钢连铸机与传统的连铸机大不相同，经多年试验辊式带钢连铸机是比较成功。
薄带铸轧技术经过世界上不少国家十多年的研究及发展，1999年德国蒂森克雷菲尔德厂新型带钢连铸机对不锈钢1130宽进行试生产，目前已能生产1430mm宽不锈带钢，意大利特尔尼厂在1999年已开始研究不同种类碳钢及电工钢，而在连铸设备后安装了在线轧制机架，有能力生产小于1mm厚的超薄带钢，以替代冷轧产品。
但世界上第一条商业生产双辊铸轧薄带生产线是由美国纽柯、澳大利亚BHP，日本IHI联合开发成功，在美国柯劳福兹维尔厂正式诞生，它可生产0.7～2×
1000～2000mm薄的热轧板。
它的优势在于1）单位投资成本可大大降低，估计可降50％，这意味着40～50万t/a的生产规模就可以赢利。
2）生产成本可降低20％。
3）从钢水到热卷的生产周期可缩短到15分钟以内，可实现即时交货。
4）节能环保，废气排放少。
5）可生产更薄规格产品。
这一技术目前尚在进一步发展之中，但它有很大的市场竞争力和发展前途，目前我国宝钢、沙钢等也正在研究开发之中。
如果薄带铸轧技术一旦商业性运作取得成功，则此技术对钢铁工业的影响将超过十几年前薄板坯连铸连轧所产生的影响。
以上四种生产形式各有其优缺点，可以应用在不同的场合，都有一定的应用价值，其中以第一种形式应用最多，目前占68.8%，2010年占77%。
四）常规轧制几种形式
国内现有四十八套常规热轧设备，其主要工艺流程可以分为以下五类：
1.单机可逆
由一个可逆机架组成，应用在试验室的试验轧机上，不包含在48套内。
2，全连轧工艺流程，图7是全连轧工艺流程，以梅山原热轧为例，
图7是全连轧工艺流程图
目前梅山已对粗轧区设备进行了改造，成为半连轧工艺，F0放到切头剪后，二者对调位置，并增设热卷箱。
3, 3/4连轧工艺流程，
图8是3/4连轧工艺流程，以宝钢2050、武钢1700为代表
图8 3/4连轧工艺流程图
4, 1/2连轧工艺流程，
图9,10是1/2连轧工艺流程图，以宝钢1580、鞍钢1780、一钢1780、武钢2250为代表，也是目前热轧工艺的主要流程。
a）采用大侧压的（炭钢类为多）宝钢1580等，也可以不采用大侧压。
图9 采用大侧压1/2连轧工艺流程图
R2以后一般较多采用保温罩工艺。
b）采用热卷箱工艺（不锈钢类为多）上钢一厂1780为代表
图10 采用热卷箱1/2连轧工艺流程图
太钢2250热轧也采用的以上工艺流程（一钢，太钢均为一架粗轧机）。
7，无头轧制工艺
图11是无头轧制工艺
图11无头轧制工艺
无头轧制工艺是当代热轧生产最高水平，由于在精轧前取消了穿带的制约，因此，它产品质量好，产量高，能生产更多高附加值的产品。
目前在日本川崎千叶三热轧，新日铁大丰热轧等采用，在我国尚未开发。
五）常规热轧工艺及设备
现以2007年最近建成宝钢1880热轧为例进行说明，1880mm热轧主要工艺设备平面布置如图12所示（平面布置图附件1,附件2，附件3）:
图121880mm热轧工艺设备平面布置图
一，产品及钢种
1,产品规格
厚度：
1.2—19mm
宽度：
700—1730mm
卷重：
34.5吨,单位卷重：
Max.23Kg/mm
卷径：
内径:
762mm,外径Max.2150mm
2,板坯规格
210,230250mm（230mm为主）
900—1750mm
长度：
8000—11000mm（4500mm—5300mm）
3,年产量:
370万吨
4,钢种
1）硅钢
取向硅钢（高温与低温工艺相结合）
高牌号无取向硅钢,它是宝钢在1880mm热轧开发的全新系列产品。
2）汽车板（包括高强汽车板）
冷轧汽车板原料
普通冷轧汽车板
高强冷轧汽车板（490—980Mpa）
热轧汽车板
高强热轧汽车板（340—1200Mpa）:
HSLA,DP,MP,TRIP
3）高强钢（除汽车板外）
热轧高强钢（1200Mpa）:
HSLA,DP,MP
冷轧高强钢（490—1180Mpa）
它是宝钢在1880mm热轧开发的又一个全新系列产品，它的开发将可填补我国在高强钢领域上的空白。
5,设计强度级别
屈服强度бS≤800MPa
抗拉强度бb≤1200MPa
2）设备强度级别
二，主体设备
1,加热炉
炉数3座（碳钢）+1座（硅钢），
型式步进梁蓄热炉（硅钢炉仅步进梁）
能力:
250t/h（碳钢）+140t/h（硅钢）
炉有效宽：
11700mm（硅钢炉11960）
炉长：
40750mm
出炉温度:
1150－1420（碳钢1150－1250,硅钢1300－1420）
步进梁冷却:
汽化冷却
2,粗轧除鳞（HSB）
喷嘴水压:
216MPa
水量:
375m3/h
3,定宽侧压机
型式:
连续间断式
侧压量:
350mm
侧压力:
2450t
侧压周期:
52次⁄min
功率:
1AC3300KW
4,R1粗轧机
图13是粗轧机纵向，横向剖面图。
图13粗轧机纵向，横向剖面图
带立辊二辊可逆轧机
辊径:
1350mmX1880mm
2AC2500KW
轧制力:
3200t
轧制速度:
2．82m/s
压下能力:
55mm/单道次
5,R2粗轧机
带立辊四辊可逆轧机
工作辊径:
1250mmX1880mm
支承辊径:
1600mm
2AC9000KW
5100t
6．55m/s
压下方式:
电动压下＋短行程液压推上
6,带坯加热器（BH）
可提高头尾温度70℃
2X9000KW
7,带坯边部加热器（EH）
可提高边部温度45℃
2x2200KW
8,剪切机
转鼓式
50X1730mm低碳
60X1730mm低合金
温度:
≥900℃
剪切功率:
900（min）KW
剪切力:
2500t
9,精轧前除鳞（FSB）
21．6Mpa
320.4m3/h
10,精轧机
图14是精轧机横向换辊图
图14精轧机横向换辊图
带F1前立辊7架四辊连续轧机
工作辊辊径:
F1-F4830/1880mm
F5-F7695/1880mm
支撑辊辊径:
F1-F71600/1450mm
F1-F45100t
F5-F74080t
F1-F5,10000KW
F6-F7,9000KW
板形控制:
F1-F4采用PC±
1.50
WRB:
——F1-F4,±
1170kn/侧
F5-F7,1170kn/侧
WRS:
——F5-F7,±
220mm
AGC:
F1-F7全液压压下
最后机架速度:
22.56m/s
工艺润滑:
整体润滑+F5—F7边部润滑
11,层流冷却
图15是层流冷却层冷+快冷平面布置示意图，
层流（9段）冷却+快速（6段）冷却
图15层冷+快冷平面布置示意图
冷却温度:
100－800℃
带钢表面检查仪:
有
总水量:
36930m3/h
12,卷取机
图16是卷取机工作结构示意图。
图16 卷取机工作结构示意图
3助卷辊全液压
台数:
2（预留1）座
踏步控制:
QOC
卷取温度:
卷筒直径:
760mm
以上的工艺流程是我国目前热轧生产线中全新的生产工艺流程，它的建成必将对我国今后热轧生产建设起推动作用。
三，威钢950中宽带热轧主体工艺设备
图17是威钢950中宽带热轧线平面布置图，
图17 威钢950中宽带热轧线平面布置图
该生产线主要是生产碳素结构钢，优质碳素结构钢，低合金高强度结构钢，产品规格为1.0－10.0X350－800mm,钢卷外圈为ф1300－ф1700mm。
原料为连铸坯，规格为160X600－1100mmX12000mm,中间坯厚度为17,25,30mm,产品最大重量8.3t。
设计产量为100万吨，项目共用了13个月建成，并于2003年11月投产，工程总投资为6亿元。
1，加热炉为四段连续推钢式加热炉，加热炉有效尺寸为10.8X28.0m，燃料为天然气，加热炉能力为160t/h。
2，立辊轧机与水平轧机呈一体化布置，E1最大轧制力150t，最大侧压量50mm（两侧）。
R1为二辊可逆式轧机，最大轧制力为2000t，最大轧制速度为5.0m/s。
3，热卷箱为双工位热卷箱，钢卷内径为ф650，外径ф1200－ф1800mm，穿带速度2.0－2.5m/s，最大卷取速度5.0m/s。
4，飞剪为转鼓式飞剪，最大剪切力矩50t.m，最大剪切尺寸为30mmX800mm。
5，E2立辊轧机与F1轧机呈一体化布置，最大轧制力60t，产品宽度主要由E2立辊轧机决定，轧机主要作用为对中和齐边。
6，精轧机采用7架四辊轧机，轧机配有工作辊弯辊（最大弯辊力50t），并采用液压AGC，并配有工作辊横向移动WRS（±
100mm），以及X射线测厚，光电式测宽仪测宽，轧机采用恒速轧制，设计最高速度为12.6m/s，7台精轧机主要性能参数见表1。
表1 精轧机组主要性能参数
机架
F1－F3
F4－F7
工作辊尺寸mm
Ф500/Ф450X1150
Ф460/Ф410X1150
支承辊尺寸mm
Ф920/Ф860X900
轧辊开口度mm
≦50
最大轧制力t
1000
电机功率kw
2500
电机转速r./min
210-550
7，卷取机为三助卷辊全液压卷取机，设有自动踏步控制（AJC），最大卷取速度15m/s,钢卷内径Ф762，外径Ф1300－Ф1700mm。
六）常规热轧主要技术指标
反映一个工程的好坏和效益主要是看它的技术经济指标，每一工程一定要有，现以某厂1780热轧为例，进行说明，表2是某厂1780热轧主要技术经济指标：
表2 某厂1780mm主要技术经济指标
序号
指标名称
单位
数量
备注
1
年产量
万t
400
一期350
2
原料量
410.8
一期360.8
3
车间工艺设备总重量
∽25000
包含预留粗轧和卷取机
其中：
工艺操作设备
t
∽22500
起重运输设备
∽2500
4
车间电气设备总容量
KW
∽120000
主传动
∽67000
5
车间面积
m2
100600
6
货物周转量
822
运入
412（其中原料410.8）
原料在车间内运输
运出
410
7
轧机年工作时间
h
6500
8
轧机负荷率
％
∽93
9
职工人数
人
∽300
10
年主要消耗指标
（1）金属
（2）燃料
×
104GJ
460
（3）电力
107kWh
42
（4）水
104m3
180
（5）蒸汽
104t
14.4
（6）轧辊
0.70
11
工程静态投资
亿元
∽26
一期∽23
具有以上技术经济指标和一部相关数据就可进行经济分析和经济评价，并要得到投入和产出的经济效益，最后要得到项目经济效益可行还是不可行的结论性意见。
七）常规热轧主要应用技术
1,连铸、热轧直接连接和热送热装工艺
连铸、热轧直接连接布置和热送热装工艺流程，上下工序的直接连续化，使生产周期缩短得以实现，是80年代钢铁生产重大技术成就。
例宝钢三期炼钢、连铸、热轧上下工序的车间布置，采用代表现代钢铁生产工艺流程发展成就的三位一体的紧凑布置形式。
它为实现高水平的热装（HCR）、直接热装（DHCR）以及直接轧制创造了有利条件。
以上措施可以实现节能和缩短生产周期，DHCR板坯入炉温度一般都在800-850℃以上，最高达900℃，加热时间可以缩短到冷坯的1/4时间，目前在日本热装生产水平较高、热装率达到80%以上，其中DHCR占55-66%。
加热炉上普遍采用蓄热式烧嘴和蓄热式加热炉。
2,汽化冷却技术
加热炉汽化冷却技术主要有以下优点:
用软化水或纯水作为冷却介质,避免了冷却系统发生腐蚀,结垢和堵塞现象,从而延长了水梁立柱及其连接管道的使用寿命,减少了设备事故,提高了轧机作业率,随着循环水量和损失水量减少,补充水量和耗电量也相应减少,同时,利用水梁和立柱吸收的热量通过汽包产生蒸汽并入公司蒸汽主管网。
汽化冷却系统取消了冷却塔，减少了环境污染和设备占地，对汽化冷却产生的副产品蒸汽也可以充分利用
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