【文章內(nèi)容簡介】 制過程中鋼坯開裂，還容易導(dǎo)致軋輥斷裂等嚴重影響生產(chǎn)的問題。軋制終了溫度以最后一道軋制為基礎(chǔ)。（4）球扁鋼的軋后冷卻和精整 熱軋后球扁鋼在不同的冷卻環(huán)境下會得到不同的組織結(jié)構(gòu)和性能，因此，軋后冷卻制度對剛才性能有很大的影響。實際上，軋后冷卻就是一個利用軋后余熱來熱處理的一個過程。而實際生產(chǎn)過程中也經(jīng)常利用控制軋制和控制冷卻的手段來獲得需要的組織性能的。 球扁鋼在冷卻以后，由于斷面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以很容易發(fā)生變形，所以冷卻后還要進行必要的精整，如切斷、矯直等，以保證正確的形狀與尺寸。（5）球扁鋼生產(chǎn)過程中的質(zhì)量檢驗生產(chǎn)過程中的中間質(zhì)量檢驗和成品質(zhì)量檢驗對保證產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要。軋鋼生產(chǎn)過程的檢查主要檢驗球扁鋼的尺寸要求和表面質(zhì)量要求；而成品檢驗除了包含尺寸和表面質(zhì)量外，還要檢驗力學(xué)性能是否符合要求。軋鋼設(shè)備和設(shè)施按選定的生產(chǎn)工藝流程和各工序之間的關(guān)系確定的平面布置，是軋鋼車間設(shè)計的重要內(nèi)容之一。軋鋼車間平面布置的內(nèi)容主要是根據(jù)已定的生產(chǎn)工藝流程(見軋鋼生產(chǎn)工藝流程)、設(shè)備的型式和數(shù)量確定為完成生產(chǎn)任務(wù)而系和有關(guān)輔助設(shè)施的面積、位置等。軋鋼車間平面布置是否合理，不僅對車間占地面積、投資及投產(chǎn)后的生產(chǎn)情況有影響，而且對車間的長遠發(fā)展及擴大再生產(chǎn)能力也起重要作用。因此在確定軋鋼車間平面布置時應(yīng)注意下列問題：(1)必須滿足生產(chǎn)工藝要求，使車間具有暢通的生產(chǎn)流程線；(2)設(shè)備間距能滿足上下工序工藝上的需要，互不干擾，并考慮操作條件和勞動安全；(3)跨間組成和相互的位置關(guān)系既要能滿足生產(chǎn)工藝要求，又要注意節(jié)省車間占地面積和投資；(4)使上下車間和工序聯(lián)系緊密，以縮短運輸距離，縮短管線鋪設(shè)長度；(5)為車間發(fā)展留有余地，能適應(yīng)車間今后在產(chǎn)量、質(zhì)量和品種上發(fā)展的需要。如圖226分別為龍騰特鋼的新580車間與850 車間的平面布置圖。圖25 新580車間平面布置圖Ⅰ—原料倉庫 Ⅱ—加熱區(qū) Ⅲ—軋制區(qū) Ⅳ—冷卻區(qū) Ⅴ—精整區(qū)圖26 850車間平面布置圖Ⅰ—連鑄坯 Ⅱ—原料倉庫 Ⅲ—加熱區(qū) Ⅳ—鋼坯軋制變形區(qū) Ⅴ—冷床 Ⅵ—冷卻精整區(qū)第三章 球扁鋼軋制過程中的工藝優(yōu)化常熟市龍騰特種鋼有限公司創(chuàng)建于1993年，從建廠至2000年這八年中，公司銷售總額只有1億元。為了使公司能夠取得更好的發(fā)展，近十年來公司堅持著“與時俱進、敢為人先”的作風(fēng)，圍繞科學(xué)發(fā)展觀，不斷進行技改投入，及時調(diào)整產(chǎn)品，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，堅持把產(chǎn)品“做大、做強、做優(yōu)、做專”。作為主打產(chǎn)品的球扁鋼，在2000年以后也得到了一個飛速的發(fā)展，經(jīng)過多年的努力，龍騰特鋼的工程師們逐步開發(fā)并優(yōu)化一套又一套的球扁鋼軋制新工藝。圖31就是龍騰特鋼現(xiàn)在的軋制工藝流程，相比一般型鋼的軋制工藝流程，的確多了許多工序，尤其是對加熱爐的節(jié)能和針對提高軋件表面質(zhì)量做了很多的優(yōu)化。圖31 常熟市龍騰特種鋼有限公司球扁鋼軋制工藝流程圖[6] 球扁鋼軋制過程中的加熱控制有效控制球扁鋼用鋼坯加熱溫度不僅可以有效地控制好鋼坯的塑性和變形抗力，利于鋼坯軋制，而且有利于降低燃料消耗，從而大大降低生產(chǎn)成本。下面就龍騰特鋼兩條生產(chǎn)線的加熱爐進行比較分析，比較加熱優(yōu)化前后的變化。表31 龍騰特鋼兩車間加熱爐加熱溫度比較[7]車間加熱爐類別預(yù)加熱段上加熱段下加熱段上均熱段下均熱段580車間850車間普通加熱爐蓄熱式推鋼爐6008506008501200133012001330121013501210135012101320121013201210133012101330由表31看出，兩車間加熱爐的加熱區(qū)間相同，但是580車間由于建造時間早，使用的是普通加熱爐，是以原煤為燃料的。但是為了控制能耗，降低廢氣排放，減少空氣污染程度，580車間采用煤氣發(fā)生爐先對原煤進行加工（安裝煤氣發(fā)生爐），使之先轉(zhuǎn)化為煤氣，然后再進行加熱。盡管使用原煤轉(zhuǎn)化來的煤氣熱值比較高，但轉(zhuǎn)換過程中價格昂貴；850車間建造時間晚，使用蓄熱式推鋼爐，是以煉鋼用高爐的廢氣——高爐煤氣為原料的，熱值稍微遜于焦?fàn)t煤氣，但是使用的是煉鋼的廢氣，算是一種能源回收利用。兩者的主要區(qū)別是580車間使用的煤氣熱值高，但是原煤消耗高，噸鋼煤耗也相對較高；而850使用的高爐煤氣盡管和一般工業(yè)煤氣相比熱值較低，但是由于本身使用的是高爐煤氣，算是高爐廢氣的回收利用，大大降低生產(chǎn)成本。850車間使用的是蓄熱式加熱爐，實質(zhì)上是高效蓄熱式換熱器與常規(guī)加熱爐的結(jié)合體，主要由加熱爐爐體、蓄熱室、換向系統(tǒng)以及燃料、供風(fēng)和排煙系統(tǒng)構(gòu)成。該加熱爐，相比較一般加熱爐可節(jié)能25%左右。下圖是常熟市龍騰特種鋼有限公司新580車間和850車間前4個月噸鋼煤耗的比較：圖32 龍騰特鋼車間每月噸鋼煤耗比較 由這張柱形圖可以看出，新580車間由于使用的是煤氣發(fā)生爐，用的原料還是原煤，所以噸鋼煤耗較高；而850車間使用的是蓄熱式推鋼爐，使用的燃料為相鄰煉鐵分公司的高爐煤氣作為燃料，以等價的熱值換算得到的噸鋼煤耗與580車間比較，明顯低很多。 球扁鋼軋制過程中鋼坯表面摩擦系數(shù)的控制 球扁鋼軋制過程中鋼皮表面摩擦的產(chǎn)生原因鋼坯在加熱過程中由于高溫和高氧化性氣氛，導(dǎo)致表面形成一層厚厚的氧化鐵皮，軋制前如果不做一定的處理，將導(dǎo)致鋼坯表面摩擦系數(shù)增加，從而加大鋼坯軋制的寬展，影響球扁鋼軋制成形。圖33是熱軋鋼材表面氧化皮形成過程圖。圖33 高溫時鋼坯表面氧化皮的形成過程[8]氧化皮易與軋件表面和軋輥之間發(fā)生粘鋼，將導(dǎo)致球扁鋼表面形成許多麻點，還影響軋輥的壽命。為了有效去除表面氧化皮，很多公司采用風(fēng)鏟清理。但是由于風(fēng)鏟清理存在不能一次徹底清除掉的缺點，所以龍騰特鋼軋鋼車間采取了在鋼坯出爐軋前安裝高壓水除鱗裝置的方式來清理養(yǎng)護鐵皮。實踐證明，該裝置有效地去除了鋼坯表面一層厚厚的氧化鐵皮。 高壓水除鱗系統(tǒng)原理高壓水除鱗的工作原理是利用高壓水的沖擊力和推鏟力，基體材料和氧化鐵皮層冷卻收縮率不同而產(chǎn)生的剪切力，水滲入基體材料和氧化鐵皮之間產(chǎn)生的蒸汽爆炸等諸多綜合力的作用下，使氧化鐵皮迅速脫離基體，同時高壓水按設(shè)定方向沖走氧化鐵皮，除鱗機噴射原理圖如圖34所示。圖34 高壓水除鱗除鱗原理高壓水除鱗系統(tǒng)是由一個高位水箱，一套液壓系統(tǒng)，一套潤滑系統(tǒng)，四臺高壓臥式柱塞泵組，一套循環(huán)閥組，一個除鱗箱裝置高低壓輸水管線，閥門和一個熱金屬檢測器等組成[7]。 影響高壓水除鱗效果的原因分析除鱗的設(shè)備裝置就是高壓水噴嘴，高壓水除鱗時， 水在高壓作用下從水嘴高速噴出打擊到鋼坯表面。由于高速噴射的水流具有一定的質(zhì)量和速度， 也就是具有一定的動能， 當(dāng)高壓水沖擊到鋼坯上時， 由于流體方向的改變， 將對鋼坯產(chǎn)生一壓力， 即為通常所說的打擊力。 F = 2CqA o△P （31）式中： 　Cq——噴嘴流量系數(shù)?！? A o ——噴嘴的過流面積。 △P ——噴嘴的前后壓差。從公式31可以看出，當(dāng)噴嘴不變時，Cq、A o為定值，隨著△P 即P 的增大， F 線性增大。 當(dāng)△P 即P 一定時，噴嘴的過流面積即流量增大，打擊力線性增大。因此影響除鱗效果的主要因素是：水嘴的質(zhì)量，水嘴前的噴射壓力，水嘴的噴射角度、噴射高度、噴射流量，以及軋件允許的溫降、運動速度等。（1）噴嘴安裝高度對除鱗效果的影響假設(shè)射流斷面為長方形，則由理論計算可知，單位面積的打擊力與噴嘴距鋼坯表面的距離的平方成反比。日本I. I keuch i Co. Led 公司的實驗數(shù)據(jù)如表32 所示[9]。表32 水嘴噴射高度與射流斷面的寬度、厚度的關(guān)系水嘴型號射流斷面的寬度與厚度L 、δ/mm水 嘴 噴 射 高 度h/mm10020030040050060040640L80160235295350390δ8111417192136798L75145210265310350δ9121518202234478L70140200250295340δ7101316182032478L65130190240285325δ8111417192128640L60110160200235270δ912151820隨著高度的增加， 射流的寬度和厚度增加， 即射流面積增大。同時，空氣可引起射流的能量損失。龍騰特鋼通過實踐證明， 上述因素共同作用的結(jié)果是， 在其它條件不變的情況下， 單位面積打擊力與高度的平方成反比。（2）噴嘴角度對除鱗效果的影響當(dāng)噴嘴距鋼板的高度、壓力、流量一定時， 噴射角越大， 打擊面積越大， 單位面積的打擊力越小。同時， 由于噴射角大， 射流邊部暴露在空氣中的長度越長， 空氣對其的影響越大， 射流因此而引起的能量損失越大， 打擊力減小[10]。理論計算和德國施樂普流體控制公司的實驗