【文章內(nèi)容簡介】 1) 全連續(xù)式軋機：指軋件自始至終沒有逆向軋制道次。其粗軋機由5～6個機架組成，軋件沿一個方向連續(xù)軋制，每架軋制一道，采用交流電機傳動。雖然全連續(xù)式布置操作簡單，生產(chǎn)能力大，但是粗軋機架多，各機架間距離長，因而軋制線很長，廠房長度增加。同時軋制時間往往要比精軋機組的軋制時間少得多，亦即粗軋機的利用率不高。(2) 半連續(xù)式軋機：指粗軋機組各機架主要或全部為可逆式。粗軋機組由兩架軋機組成，既生產(chǎn)板卷，又生產(chǎn)中厚板。(3) 3/4連續(xù)式：粗軋機組1～2架可逆式軋機，數(shù)量由六架縮減為四架?？赡媸杰垯C可放在第二架，也可放在第一架。優(yōu)點：兼有全連續(xù)式粗軋機的優(yōu)點，克服了其缺點，與其相比有生產(chǎn)線短、占地少、設備少、投資省、對板坯厚度范圍的適應性好等優(yōu)點，且生產(chǎn)能力也不低，適應于多品種的熱軋帶鋼的生產(chǎn)。缺點：可逆式機架的操作維修要復雜些，耗電量大。半連續(xù)式和3/4連續(xù)式一樣，不僅可以充分利用粗軋機、減少設備和廠房面積，降低投資，而且可以滿足年產(chǎn)量413萬噸的生產(chǎn)要求。圖31全連續(xù)式粗軋機的布置形式圖32 3/4連續(xù)式粗軋機的布置形式半連續(xù)式粗軋機常見的幾種布置形式如下：a）由一架四輥可逆式軋機組成；b) 由一架二輥可逆式和一架四輥可逆式軋機組成；c) 由二架四輥可逆式軋機組成。圖33 半連續(xù)式粗軋機的布置形式 軋機數(shù)量及相關設備的選擇 粗軋機組設備選擇軋鋼機是完成金屬軋制變形的主要設備[26]，是代表車間生產(chǎn)技術水平、區(qū)別于其它車間類型的關鍵。因此，軋鋼車間選擇的是否合理對車間生產(chǎn)具有非常重要的作用。軋鋼機選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材的鋼種，成品品種和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程。對軋鋼車間工藝設計而言，軋鋼機選擇的內(nèi)容是：確定軋機的結(jié)構(gòu)型式，確定其主要參數(shù)，選用軋機機架數(shù)即布置形式。在選擇軋鋼機時，一般要注意，考慮下列原則：(1) 在滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機組成合理，布置緊湊；(2) 有較高的生產(chǎn)率和設備利用系數(shù)；(3) 保證獲得良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新產(chǎn)品的可能；(4) 有利于軋機的機械化，自動化的實現(xiàn)，有助于工人的勞動條件改善；(5) 軋機結(jié)構(gòu)型式先進合理，制造容易，操作簡單，維修方便；(6) 備品備件更換容易，并利于實現(xiàn)備品備件的標準化；(7) 有良好的綜合經(jīng)濟技術指標。目前，由于機械制造業(yè)的發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)的日益進步，現(xiàn)在的主要軋機除去一些特殊用途外，基本上都已經(jīng)趨于系列化，標準化了。為我們選用軋機進行生產(chǎn)提供了方便的條件。本設計采用半連續(xù)式工藝。粗軋機組的水平軋機為雙機架，由兩架四輥可逆式粗軋機組成。根據(jù)本車間生產(chǎn)情況及現(xiàn)場實際狀況，粗軋階段選用兩臺帶立輥的四輥可逆式軋機。立輥軋機的作用是軋邊，限制寬展，同時破碎軋件表面的氧化鐵皮。四輥可逆式粗軋機既可滿足板坯精度高的要求，又可保證足夠的壓下量及較好的板形。剛出加熱爐的板坯在粗軋機組前幾個道次的軋制，因溫度較高，有利于實現(xiàn)大的壓下量，這就需要軋輥具有較大的咬入角；后幾個道次的軋制，需要為精軋機輸送厚度均勻的中間坯。采用雙四輥可逆式粗軋機組的原因：采用二輥式的工作輥直徑大，具有大的咬入角，可實現(xiàn)大的壓下量。其配置上由于多一個機架，故要求板坯出爐溫度相對較高，裝備占地面積大；四輥式的工作輥直徑小，有利于帶坯的厚度控制，又因該配置中有支撐輥，減少了工作輥撓度,可軋制較薄的、厚度均勻的中間坯傳給精軋工序。兩架四輥可逆式粗軋機組(半連續(xù)式粗軋機組)的優(yōu)點：具有設備少,生產(chǎn)線短、占地面積小、投資省等特點與精軋機組的能力匹配較靈活，對多品種的生產(chǎn)也有利。 側(cè)壓設備的選擇立輥軋機與定寬壓力機比較：邊部凸出量大(俗稱狗骨形)，水平軋制時易產(chǎn)生較大的魚尾；而側(cè)壓機邊部凸出量較小，水平軋制后產(chǎn)生的魚尾較小，甚至無，因此可減少切損，提高成材率。與立輥調(diào)寬相比，壓力機調(diào)寬具有明顯的優(yōu)越性，即：① 提高了熱軋帶鋼軋機的成材率。調(diào)寬壓力機有控制板坯頭尾形狀的功能，即使在很大的側(cè)壓下，板坯頭尾變形仍然比較均勻，故頭尾形狀得以優(yōu)化，減輕了頭尾部舌頭和魚尾，降低切損。與立輥軋制調(diào)寬相比，在相同的壓下量條件下，調(diào)寬壓力機的切頭損失大幅度減小，從而提高了成材率。② 調(diào)寬能力大?，F(xiàn)代化的調(diào)寬壓力機最大側(cè)壓量可達350mm，所以只需要幾種連鑄板坯規(guī)格即可滿足用戶需求，大大減輕了連鑄變寬的負擔，提高了連鑄機的生產(chǎn)率和連鑄坯質(zhì)量，同時也提高了板坯的熱裝率和熱裝溫度。③ 提高了調(diào)寬效率。壓縮調(diào)寬時，板坯變形可深入到板坯中部，局部變形得到緩解，狗骨形因此得到減弱，所以板坯變形均勻性得到提高，從而減少了板坯在隨后平軋時的回展，可以獲得很好的調(diào)寬效率。④ 提高了寬度精度。由于調(diào)寬時板坯寬度由壓力機錘頭能夠得到精確控制，所以可得到比立輥軋機更高的目標寬度精度。綜合以上原因，此車間選用定寬壓力機。 保溫裝置的選擇保溫裝置位于精軋和粗軋之間，用于改善中間坯溫度均勻性和減少帶坯頭尾溫差改善中間坯溫度均勻性和減少頭尾溫差，使帶坯全長溫度較為均勻。粗軋機出口設置熱板卷箱是減少帶坯溫降的一個有效方法，并且還具有以下優(yōu)點：使帶坯全長溫度較為均勻，進一步消除水??；有利于二次氧化鐵皮的消除，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量。原由：① 粗軋機出口中間坯長度可達100m，為減少頭尾溫差，設保溫罩。 ② 為了軋制薄規(guī)格的產(chǎn)品和特殊鋼種而設置加熱器。熱卷箱布置在粗軋機之后，飛剪機之前。采用熱卷箱的作用有：① 保溫：當坯厚為25mm時一般溫降速率可達100℃/min，℃/min。② 均溫：帶坯頭尾交換，使尾部處于板卷中心，可保持幾乎恒定的溫度分布。精軋機不用升溫軋制，電力消耗降低約10％。③ 提高成材率：可使處理事故時間增長到8～9min，熱卷箱起到了中間坯料的貯存于緩沖作用，并可增大卷重。④ 改善產(chǎn)品質(zhì)量，擴大可軋品種范圍。⑤ 可縮短車間長度，節(jié)省輸送輥道，減少投資等。⑥ 熱卷箱與中間坯切頭剪斷機、焊接機聯(lián)合使用，可實現(xiàn)熱帶鋼全連續(xù)無頭軋制或半無頭軋制，~％，生產(chǎn)率提高20％。采用熱卷箱的效果：降低開軋溫度，精軋機組不用升速軋制，降低電能約10%，降低精軋機組功率約15%，大大減少了設備投資。 精軋機組設備選擇精軋機組布置在粗軋機組中間輥道或熱卷箱的后面。它的設備主要包括切頭飛剪前輥道、切頭飛剪導板、切頭飛剪測速裝置、邊部加熱器、切頭飛剪及切頭收集裝置、精軋除磷箱、精軋前立輥軋機、精軋機、活套裝置、精軋機進出口導板、精軋機除塵裝置、精軋機換輥裝置等。(1) 精軋機選型目前世界上高精度軋機以PC軋機、HC軋機和CVC軋機應用最多。① PC軋機PC軋機目前已成為當前發(fā)展最快的板形控制技術，其工作原理是通過改變交叉角的大小改變軋輥的等效凸度來控制板形和凸度，它的主要優(yōu)點是[5]：(a) 凸度控制范圍大，精度高；(b) 輥形曲線簡單，軋輥管理簡化；(c) 輥頸強度不受限制，軋制能力得到提高(減少軋制道次)；(d) PC軋機和在線磨輥裝置配合使用，具有控制板凸度能力和局部高點，延長輥子使用周期。其缺點是：(a) 結(jié)構(gòu)復雜，維修量大；(b) 存在軸向力和無法避免軋輥磨損造成的局部高點。② HC軋機HC是英文High Control Mill的簡稱。該軋機輥系由上下對稱的三對輥組成，即工作輥、中間輥和支撐輥，其中中間輥可軸向移動，并配置液壓彎輥裝置，因此具有很強的板形控制能力。目前這種新型軋機已廣泛用于冷軋、熱軋及平整機生產(chǎn)中。③ CVC軋機CVC軋機是由西馬克公司在日本HC軋機基礎上于1983年研制成功的一種新型軋機，是一種連續(xù)可變的凸度軋機。其工作輥(WR)磨成S 型，上下兩根軋輥180℃對稱擺放，以便形成對稱的輥縫，軋輥的相對竄動形成連續(xù)變化凸度(CVC)，它的優(yōu)點是[5]：(a) 操作簡便；(b) 機器結(jié)構(gòu)簡單，易改造；(c) 換輥方便，完成一次換輥操作只需幾分鐘；(d) 板凸度控制能力強，工作輥軸向移動177。100mm，可調(diào)輥縫100～500μm，與彎輥裝置配合則有600μm；(e) 應用范圍廣，CVC 技術無論對于熱軋還是冷軋，也不論是軋制黑色或者有色極薄帶都非常實用。實際上CVC軋機的軋輥調(diào)整機構(gòu)可以稱為輥縫萬能調(diào)整機構(gòu)。CVC軋機的缺點是：(a) 易蛇形；(b) 軋輥形狀特殊，磨削困難。CVC軋機與PC軋機的比較① 調(diào)節(jié)范圍：PC軋機軋輥交叉角為1176。時，軋輥凸度可達1000μm；CVC軋機工作輥軸向移動177。100mm，可調(diào)輥凸度100～500μm，與彎輥裝置配合則有600μm 。② 調(diào)節(jié)機構(gòu)：PC軋機需要安裝角度調(diào)整和側(cè)推力支承兩套機構(gòu)，結(jié)構(gòu)復雜；CVC軋機的軋輥機構(gòu)相對簡單許多[14]。③ 軸向力：PC軋機軸向力很大，這亦是限制交叉角進一步加大的主要因素。PC軋機的軸向力最大可達軋制力的10%，為2000KN，而CVC軋機一般僅為200KN左右[14]。④ 彎輥力：PC軋機軋輥交叉，限制了彎輥力的加大，一般最大為800～1000KN，而CVC軋機彎輥力可以加大到1500KN甚至2000KN。另外，PC軋機軋輥交叉點與軋制寬度中心線重合難，軋件亦跑偏。當然，CVC軋機亦有其缺點：譬如CVC軋輥曲線易被磨損破壞，輥間接觸應力分布呈S形使支撐輥和工作輥磨損嚴重不均，降低了軋輥的壽命[15]。近幾年用西馬克—德馬克公司技術建設的熱連軋機都采用了CVCplus機型。CVCplus是在CVC技術上的改進，該技術與WRB技術相結(jié)合，可完成大范圍的糾偏，有效地擴展了CVC系統(tǒng)對板形的調(diào)整能力，特別是半無頭軋制中需動態(tài)改變輥型凸度時，該系統(tǒng)可提高板帶凸度和實現(xiàn)最佳的軋件平直度。另外，CVCplus軋機可以實現(xiàn)帶負荷竄輥，并通過軋輥橫移策略提高軋輥壽命。根據(jù)以上對比分析并參照馬鋼2250熱軋生產(chǎn)線，本設計中的精軋機組方案選用CVC軋機。 圖34 CVC軋機 圖35 HC軋機圖36 PC軋機(2) 精軋機布置為提高軋機生產(chǎn)能力，提高卷重，增大精軋機速度，滿足最大卷重的需要，精軋機組采用7機架布置。7個機架均配有彎輥裝置，均為全液壓壓下AGC。(3) 精軋機前立輥軋機F1E精軋機前立輥軋機附著在F1精軋機前面，他的主要功能是進一步控制帶鋼寬度。該軋機具有一定的控寬能力。該軋機上配有AWC的反饋功能，前饋功能。(4) 邊部加熱器邊部加熱器的功能是將中間帶坯的邊部溫度補償?shù)脚c中部溫度一致。帶坯在軋制過程中。邊部溫降大于中部溫降，溫差約100℃，邊部溫差大，在帶鋼橫斷面上晶粒組織不均勻，性能差異大，同時還將造成軋制中邊部裂紋和對軋輥嚴重的不均勻磨損。其功能是：將邊部溫度加熱補償?shù)脚c中部溫度一致。邊部25mm處可提高溫升50℃。邊部加熱器主要由中頻感應頭和感應頭位置設定裝置組成。邊部加熱器從其發(fā)展史上看,有U形和C形兩種結(jié)構(gòu)。C形加熱器以其在大間隙時仍具有高的熱效率和對中間坯板形的良好適應性而得到廣泛應用，此處選用電磁感應加熱型邊部加熱器。這種加熱器的加熱溫度可以調(diào)節(jié)，適用于各種鋼種。(5) 切頭飛剪切頭飛剪位于粗軋機組出口側(cè)，精軋除磷箱前。它的功能是將進入精軋機的中間帶坯的低溫尾端和形狀不良的頭尾端切掉，以便帶坯順利通過精軋機組和輸出輥道，送到卷取機，防止穿帶過程中卡鋼和低溫頭尾在軋輥表面產(chǎn)生輥印。設置切頭飛剪的原因：① 頭尾溫度比中間低，在精軋機組軋制時常使工作輥產(chǎn)生壓痕，使帶鋼卷表面產(chǎn)生輥印缺陷，影響質(zhì)量。② 軋件易產(chǎn)生跑偏，造成卡鋼事故。③ 打捆困難，易造成散卷。定尺飛剪應該保證良好的剪切質(zhì)量——定尺精確、切面整齊和較寬的定尺調(diào)節(jié)范圍，同時還要有一定的剪切速度。為了滿足上述要求，飛剪的結(jié)構(gòu)和性能，在剪切過程中必須滿足下列要求：① 剪刃的水平速度應該等于或稍大于軋件的運動速度；② 兩個剪刃應具有最佳的剪刃間隙；③ 剪切過程中，剪刃最好作平面平移運動，即剪刃垂直于軋件的表面；④ 飛剪要按照一定的工作制度來工作，以保證定尺長度；⑤ 飛剪的運動構(gòu)件的加速度和質(zhì)量應力求最小，以減小慣性力和動負荷。飛剪的類型很多，主要有圓盤式飛剪、雙滾筒式飛剪、曲柄連桿式飛剪，滾筒式飛剪，曲柄回轉(zhuǎn)杠杠式飛剪等。此處采用曲柄連桿式切頭剪。(6) 帶鋼冷卻裝置[19]出精軋后要將帶鋼從800～900℃迅速冷卻到650℃左右。冷卻方式主要有壓力噴射冷卻、層流冷卻、超快冷卻和水幕冷卻。壓力噴射冷卻優(yōu)點：水冷為連續(xù)狀，沒有間斷現(xiàn)象，呈紊流狀態(tài)噴射到鋼板表面；可噴射到需要冷卻的部位；鋼板上下表面冷卻差別顯著。缺點：比冷卻特性很低；冷卻效率不高；水消耗量大，水的飛濺嚴重，冷卻不均勻；對水質(zhì)的要求較高，噴嘴容易堵塞，水的利用率較低。適用范圍：適用于一般冷卻使用或因其穿透性好而適用于水氣膜較厚的環(huán)境。層流冷卻：從虹吸管吸取的無壓或低壓水經(jīng)冷卻管自由地落到帶材表面,沖破帶鋼表面的蒸汽膜, 隨后緊貼帶鋼表面而不反濺，形成層流而帶走大量熱量的冷卻。優(yōu)點：此冷卻效率較高；水流呈層流狀態(tài)，可獲得很強的冷卻能力；鋼板的上下表面和縱向冷卻均勻。缺點：冷卻區(qū)距離長；極管之間有一定的距離，達不到橫向冷卻均勻；對水質(zhì)的要求較高，噴嘴容易堵塞；設備龐雜，維護量較大且難度高。適用范圍：適用于強冷卻時，如熱軋板出口處。根據(jù)鋼種與帶鋼厚度的不同，層流冷卻方法主要分為：前段冷卻、后段冷卻、帶鋼頭、尾部不噴水三種。超快冷卻技術[23]：為了在軋制過程中實現(xiàn)短時、快速、準確控溫，而常規(guī)的層流冷卻、氣霧式冷卻等技術，由于冷卻速度不高而難以滿足這個要求，因此促使人們開發(fā)出一種新型的冷卻系統(tǒng)—超快冷卻系統(tǒng)。超快冷卻系統(tǒng)具有以下特點：① 冷卻速度足夠大，有超常規(guī)冷卻能力；② 冷卻水與鋼板的熱交換更加充分有效；③ 冷卻水噴灑形式能滿足快速熱交換要求；④ 有新型的冷卻設備。水幕冷卻：從條狀縫隙噴嘴自由落下的呈連續(xù)穩(wěn)定、透明平滑的帷幕狀的水流沖破帶材表面的冷卻水層和蒸汽層與帶材直接接觸而帶走大量熱量的冷卻方式——亦稱水幕層流冷卻。優(yōu)點：此冷卻特性最高；