热轧技术讲座Word下载.docx

1、 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 = （60150）h H为板坯厚度，一般取200250mm为多,h为成品厚。LmaxB1（200300） Lmax是板坯最大长度,一般取800012000mm，B1为加热炉内宽。B=b+（50

2、100） B 为板坯宽,b 为成品宽。LminBg+（100200） Lmin是板坯最小长度,也叫短坯一般取40006000mm，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

3、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（1025）%，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（4050）%,F2F4要尽可能给予最大压下量,F5F7压下量应逐道减少,F7为成品机架取（812）%，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

4、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11ms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=F2V2FnVn（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50100,进入精轧的带坯温度,一般低于1100（ ）,约为9501050（）。终轧温度对亜共析钢应高于上冷

5、却相变温度Ac3线50100（）,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750800（）。卷取温度一般在500650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100800。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

6、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

7、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4050，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4070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，

8、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2030万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Outo Kumpu厂分别投产了1800双机架不锈钢炉卷轧机，采用了

9、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

10、/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50100万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110mm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

11、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0.7210002000mm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4050万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

12、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

13、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83/4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

14、（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12 1880mm热轧工艺设备平面布置图一，产品及钢种1

15、, 产品规格厚度：1.219mm 宽度：7001730mm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, 230 250mm （230mm为主）9001750mm长度：800011000mm （4500mm5300 mm）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 （490980Mpa）热轧汽车板高强热轧汽车板 （3401200Mpa）:H

16、SLA, DP, MP, TRIP3）高强钢（除汽车板外）热轧高强钢 （1200 Mpa） :HSLA, DP, MP冷轧高强钢 （4901180Mpa）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S800MPa抗拉强度b1200MPa2）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：40750 mm出炉温度: 11501420（碳钢11501250,硅钢13001

17、420）步进梁冷却: 汽化冷却2,粗轧除鳞（HSB）喷嘴水压: 216MPa水量: 375m3/h3,定宽侧压机型式: 连续间断式侧压量: 350 mm侧压力: 2450t侧压周期: 52次min功率: 1AC3300 KW4,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: 1350 mmX1880mm 2AC2500 KW轧制力: 3200t轧制速度: 282 m/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 2AC9000 KW 5100 t 655m/s 压

18、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 2X9000 KW 7,带坯边部加热器（EH）可提高边部温度45 2x2200 KW8,剪切机 转鼓式 50X1730 mm低碳60X1730 mm低合金温度: 900剪切功率: 900（min） KW剪切力: 2500t9,精轧前除鳞（FSB） 216 Mpa 320.4 m3/h10,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-F4 830/1880 m mF5-F7 695/1880 m m支撑辊辊径: F1-F7 1600/1450 m m F1-F4 5

19、100 tF5-F7 4080 t F1-F5, 10000 KWF6-F7 , 9000 KW板形控制: F1-F4采用PC1.50WRB:F1-F4,1170 kn/侧F5-F7,1170 kn/侧WRS: F5-F7, 220 m mAGC: F1-F7全液压压下最后机架速度: 22.56 m/s工艺润滑: 整体润滑+ F5F7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: 100800带钢表面检查仪: 有总水量: 36930m3/h12,卷取机图16是卷取机工作结构示意图。图16卷取机工作结

20、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: 760 m m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1.010.0X350800mm,钢卷外圈为13001700 mm。原料为连铸坯，规格为160X6001100mmX12000 mm,中间坯厚度为17,25,30 mm,产品最大重量8.3 t。设计产量为1

21、00万吨，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150 t，最大侧压量50 mm（两侧）。R1为二辊可逆式轧机，最大轧制力为2000 t，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650，外径12001800 mm，穿带速度2.02.5 m/s，最大卷取速度5.0 m/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

22、一体化布置，最大轧制力60 t，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F1F3F4F7工作辊尺寸mm500/450X1150460/410X1150支承辊尺寸mm920/860X900轧辊开口度mm50最大轧制力t1000电机功率kw2500电机转速r./min210-5507，卷取机为三助卷辊全液压卷取机，设

23、有自动踏步控制（AJC），最大卷取速度15m/s,钢卷内径762，外径13001700 m m。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t400一期3502原料量410.8一期360.83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t22500 起重运输设备25004车间电气设备总容量KW120000主传动670005车间面积m21006006货物周转量822运入

24、412（其中原料410.8）原料在车间内运输 运出4107轧机年工作时间h65008轧机负荷率939职工人数人30010年主要消耗指标（1）金属（2）燃料104GJ460（3）电力107kWh42（4）水104m3180（5）蒸汽104t14.4（6）轧辊0.7011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

25、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