【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 應(yīng)用最多。1) CVC軋機(jī)CVC軋機(jī)是一種軋輥凸度連續(xù)可變軋機(jī)，它的基本特征如下[7]：① 軋輥 (工作輥) 的原始輥型為S形曲線，呈瓶狀，上下軋輥互相錯(cuò)位180176。布置。② 帶S形曲線的軋輥具有軋輥軸向抽動(dòng)裝置。CVC軋機(jī)的主要類(lèi)型：CVC軋機(jī)分為CVC二輥軋機(jī)，CVC四輥軋機(jī)和CVC六輥軋機(jī)三種。CVC四輥軋機(jī)的工作輥為S形曲線輥，而CVC六輥軋機(jī)的S形曲線輥可以是工作輥，也可以是中間輥。CVC四輥軋機(jī)可以是工作輥驅(qū)動(dòng)，也可以是支撐輥驅(qū)動(dòng)。CVC六輥軋機(jī)則可分為中間輥傳動(dòng)和支撐輥傳動(dòng)兩種。CVC軋機(jī)的基本原理：CVC軋機(jī)是在HC軋機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種軋機(jī)，它雖然與HC軋機(jī)一樣有軋輥軸向抽動(dòng)裝置，但其目的和板形控制的基本原理是不同的。HC軋機(jī)是為了消除輥間的有害接觸部分來(lái)提高軋縫剛度，以實(shí)現(xiàn)板形調(diào)整的，是剛性輥縫型。CVC軋機(jī)則是通過(guò)軋輥軸向抽動(dòng)裝置來(lái)改變S形曲線形成的原始輥縫形狀來(lái)實(shí)現(xiàn)板形控制的，是柔性輥縫型。CVC軋機(jī)的主要特點(diǎn)：CVC軋機(jī)的關(guān)鍵之處是軋輥具有連續(xù)變化凸度的功能，能準(zhǔn)確有效地使工作輥間空隙曲線與軋件板形曲線相匹配，增大了軋機(jī)的使用范圍，可獲得良好的板形。其主要特點(diǎn)如下：① 通過(guò)一組S形曲線軋輥可代替多組原始輥型不同的軋輥，減少了軋輥備用量。② 可以進(jìn)行無(wú)級(jí)輥縫調(diào)整來(lái)適應(yīng)不同產(chǎn)品規(guī)格的變化，以獲得良好的板帶平直度和表面質(zhì)量。③ 輥縫調(diào)節(jié)范圍大。④ 板形控制能力強(qiáng)。CVC軋機(jī)的缺點(diǎn)：CVC輥型要在特定的磨床上磨削，其輥型曲線易被破壞，滾間接觸壓力分布呈S型，使工作輥、支承輥磨損嚴(yán)重不均。 2) PC軋機(jī)軋輥交叉軋制原理如圖 33所示, 上下軋輥相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)H角, 帶鋼與上下軋輥接觸處的上下距離,由中心向兩側(cè)逐漸增大, 可推導(dǎo)出實(shí)際的輥縫曲線[10]：式中，Cγ為等效工作輥凸度，mm；B為軋制板材的寬度，mm；θ為軋輥交叉角。 Δ為影響系數(shù)；D w 為工作輥直徑，mm；圖33 PC軋輥圖由式 (1) 可以看出, 實(shí)際輥縫曲線近似二次曲線。根據(jù)軋制條件設(shè)置適當(dāng)?shù)慕徊娼?, 便可得到不同的帶鋼凸度值。可以看出, 越大, Cr越大即帶鋼凸度控制范圍越大。隨著交叉角的增加，等效輥縫凸度增大。交叉角的變化范圍在0176。~ 176。之間，具有良好的凸度控制效果，且隨板帶寬度的增加控制效果也變好。優(yōu)點(diǎn)[11]： ① 通過(guò)上下輥組間微小的交叉角調(diào)節(jié)，能在較大范圍內(nèi)很好的控制帶鋼凸度。② 工作輥磨損與普通四輥軋機(jī)相似。③ 具有較大的帶鋼凸度控制能力，因此，需要一套軋輥輥型系統(tǒng)，減少軋輥庫(kù)存，可靈活安排軋制計(jì)劃，并在精軋機(jī)組前機(jī)架軋機(jī)上，在軋機(jī)強(qiáng)度允許的范圍內(nèi)實(shí)施大壓下，而不必?fù)?dān)心產(chǎn)生不均勻變形。缺點(diǎn)：① 機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作輥軸向力大。② 交叉點(diǎn)與軋制寬度中心線重合難，軋件易跑偏。3) PC 軋機(jī)與CVC 等其它軋機(jī)的比較[12]① 帶鋼凸度控制能力的比較 CVC 軋機(jī)由于上下軋輥直徑差引起了軋輥面壓及速度差, 使帶鋼凸度控制能力受到了限制。PC 軋機(jī)在板幅下的凸度控制能力優(yōu)于其它軋機(jī)。② 凸度控制精度的比較 PC 軋機(jī)由于交叉角設(shè)定精度、 凸度的計(jì)算精度較高 (176。 ) , 因而凸度的控制精度, 可以達(dá)到20um。 CVC 軋機(jī)由于工作輥的磨損、 熱凸度的變化, 使工作輥的凸度發(fā)生變化, 降低凸度的控制精度。③ 對(duì)邊部減薄的影響 PC 軋機(jī)隨著交叉角的增加, 板凸度隨著減小, 同時(shí)帶鋼邊部減薄問(wèn)題得到了改善。而CVC沒(méi)有相關(guān)的對(duì)應(yīng)技術(shù)。④ 凸度與板厚精度影響的比較 PC 軋機(jī)進(jìn)行凸度控制時(shí), 交叉角發(fā)生變化,但中間板厚是常數(shù), 不發(fā)生變化。CVC 進(jìn)行凸度控制時(shí), 工作輥移動(dòng)時(shí), 中間板厚也隨著變化。由于軋輥形狀的變化較復(fù)雜, 軋輥發(fā)生磨損, 板厚變化難以預(yù)測(cè), 惡化了板厚的控制精度。⑤ 生產(chǎn)能力方面的比較 a) 板幅度的制約PC 軋機(jī)由于ORG 的段差磨削, 軋輥端部光滑化, 能夠消除同寬及反跳的制約。而CVC 竄動(dòng), 軋輥存在臺(tái)階形磨損, 反跳軋制不能 。b) 軋輥表面的制約ORG 投入研磨能得到良好的輥面, 消除了軋輥表面惡化對(duì)軋制的影響, 特別是能防止早期氧化鐵皮的異常剝落。CVC 的軋輥表面不能在線修磨, 軋輥粗糙度制約每套軋輥的軋制量。c) 通板性PC 軋機(jī)由于軋輥交叉, 輥縫呈二次曲線分布, 帶鋼軋制過(guò)程中稍有跑偏, 就有繼續(xù)增大的趨勢(shì)。CVC 軋機(jī)上下工作輥由于熱凸度差異和磨損差異, 造成帶鋼出現(xiàn)鍥形, 也易出現(xiàn)跑偏。綜上所述，本設(shè)計(jì)精軋機(jī)組采用PC軋機(jī)。(2) 精軋機(jī)布置精軋機(jī)采用7機(jī)架布置，因?yàn)檫@樣可提高軋機(jī)生產(chǎn)能力，提高卷重，增大精軋機(jī)速度，滿足最大卷重的要求。7個(gè)機(jī)架均裝配有軋輥交叉裝置和彎輥裝置，全為全液壓壓下AGC。其中，F(xiàn)1~F4 機(jī)架軋機(jī)軋制壓力達(dá)35 MN,帶鋼精軋的主要變形量在前3個(gè)機(jī)架完成，F(xiàn)5~F7最大軋制壓力為24 MN 。各機(jī)架均有X射線測(cè)厚儀，反饋控制帶鋼的厚度精度，實(shí)現(xiàn)厚度控制。(3) 精軋機(jī)前立輥軋機(jī)F1E1精軋機(jī)前立輥軋機(jī)附著在F1精軋機(jī)之前，距F1軋機(jī)中心線約2800 mm主要是進(jìn)一步控制帶鋼寬度。在該軋機(jī)上配置了AWC的反饋功能，前饋功能以及卷取產(chǎn)生縮頸的補(bǔ)償功能。軋機(jī)結(jié)構(gòu)為上傳動(dòng)。由兩臺(tái)臥式電機(jī)經(jīng)減速機(jī)與十字型傳動(dòng)軸相連，傳動(dòng)軋輥、軋輥開(kāi)口度由兩臺(tái)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)與螺絲螺母相連，通過(guò)絲桿調(diào)節(jié)軋輥開(kāi)口度。在絲桿端部與立輥軸承箱之間設(shè)有AWC油缸，實(shí)現(xiàn)帶鋼的寬度自動(dòng)控制。(4) 邊部加熱器本設(shè)計(jì)預(yù)留了直接軋制模式 (HDR)，為了將板坯的邊部溫度加熱補(bǔ)償?shù)脚c中心溫度一致，必須應(yīng)用邊部加熱器。主要有電磁感應(yīng)加熱法，煤氣火焰加熱法和保溫罩加熱法等。本設(shè)計(jì)采用電磁感應(yīng)加熱型，這種邊部加熱器的加熱溫度可以調(diào)節(jié)，適于各種鋼種。(5) 切頭飛剪[5]切頭飛剪位于粗軋機(jī)組出口側(cè)，精軋除鱗箱前。他的功能是將進(jìn)入精軋機(jī)的中間帶坯的低溫頭尾端和形狀不良的頭尾端剪切掉，以便帶坯順利通過(guò)精軋機(jī)組和輸出輥道，送到卷取機(jī)，防止穿帶過(guò)程中卡鋼和低溫頭尾在軋輥表面產(chǎn)生銀印。熱軋帶鋼軋機(jī)的切頭飛剪，一般采用轉(zhuǎn)鼓式飛剪或曲柄式飛剪。轉(zhuǎn)鼓式主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可同時(shí)安裝兩對(duì)不同形狀的剪刀，分別進(jìn)行切頭切尾。曲柄式的優(yōu)點(diǎn)是剪刀垂直剪切，剪切厚度范圍大，最大可達(dá)80 mm，缺點(diǎn)是只能安裝一對(duì)直刃剪[13]。因此，本設(shè)計(jì)為了提高剪切質(zhì)量和剪切能力，避免因剪刀磨損，剪刃間隙增大而剪不斷的事故，選用轉(zhuǎn)鼓式異步剪切飛剪。(6) 帶鋼冷卻系統(tǒng)熱軋帶鋼的終軋溫度一般為800~900 ℃，卷取溫度應(yīng)在650 ℃以下 (否則因晶粒粗大而降低其力學(xué)性能)。從精軋機(jī)末機(jī)架到卷取機(jī)之間必須對(duì)帶鋼進(jìn)行冷卻，以便縮短這一段生產(chǎn)線，從終軋到卷取這個(gè)溫度區(qū)間。過(guò)去帶鋼軋后冷卻能力曾經(jīng)是限制軋制速度提高的因素，目前以層流冷卻的應(yīng)用最為普通。常用的帶鋼冷卻裝置有層流冷卻、水幕冷卻，高壓噴水冷卻裝置等。層流冷卻是從虹吸管吸取的無(wú)壓或低壓水經(jīng)冷卻管自由的落到帶材表面，不反濺，形成層流水而帶走大量熱量的冷卻方式，其特點(diǎn)是設(shè)備多，控制復(fù)雜，但是冷卻精度高，目前廣泛使用。水幕冷卻是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，其特點(diǎn)是水量大，控制簡(jiǎn)單，但是冷卻精度不高。高壓噴水裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是冷卻不均勻，水易飛濺。 因此，本設(shè)計(jì)采用層流冷卻裝置并采用計(jì)算機(jī)控制[13]。測(cè)溫儀下集管測(cè)溫儀上集管側(cè)噴圖34 層流冷卻裝置布置示意圖 (7) 卷取機(jī)卷取機(jī)的功能是精軋機(jī)組軋制的帶鋼以良好的卷形緊緊地?zé)o擦傷的卷成鋼卷，一般2~3臺(tái)即能滿足生產(chǎn)要求。卷取機(jī)按照抱緊輥數(shù)可分為二輥式、三輥式、四輥式等。二輥式適于卷取厚1~2 mm的板卷，對(duì)10 mm以上的帶鋼，質(zhì)量差，卷不緊。三輥式對(duì)于厚帶和寬帶都適合，而結(jié)構(gòu)和維修又比四輥式簡(jiǎn)易。故本設(shè)計(jì)選用三輥式卷取機(jī)[13]。輸出輥道的速度必須考慮到帶鋼頭部剛出末架精軋機(jī)架時(shí)，能將帶鋼拉直，故輥道速度應(yīng)稍高于帶鋼終軋速度 (10%~15%)；當(dāng)帶鋼卷入卷機(jī)2~3圈后，輥道應(yīng)與軋機(jī)、卷取機(jī)同步升速，以防止劃傷帶鋼表面；在帶鋼尾部離開(kāi)軋機(jī)后，輥道速度應(yīng)低于卷取速度 (10%~15%)，以減少帶鋼尾部的跳動(dòng)。同時(shí)，考慮到前一根帶鋼還未完全進(jìn)入卷取機(jī)，而后一根帶鋼已軋出精軋機(jī)組的可能性，輸出輥道的速度也應(yīng)分段控制。卷取機(jī)的卷取速度應(yīng)與精軋最終機(jī)座的軋制速度相配合，最大速度一般較最終機(jī)座的軋制速度高7%~15%。卷取機(jī)咬入速度為8~10 m/s，咬入后與軋機(jī)同步加速。加熱爐是用來(lái)把連鑄板坯再加熱到軋機(jī)所需的溫度，板坯加熱質(zhì)量和產(chǎn)量滿足軋制要求，而且能耗較低的熱加工設(shè)備。在軋制前要將板坯進(jìn)行加熱，其目的在于提高板坯的塑性，降低變形抗力及改善內(nèi)部組織性能，以便進(jìn)行軋制加工。目前，板帶鋼熱連軋所采用的加熱爐型有推鋼式和步進(jìn)式加熱爐兩種。推鋼式加熱爐的優(yōu)點(diǎn)是建造費(fèi)用較低；燃料及動(dòng)力消耗少；機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單，便于維護(hù)；其缺點(diǎn)是加熱過(guò)程中板坯與滑道接觸造成局部黑印和易于產(chǎn)生板坯底面劃傷；板坯厚度相差不能太大；停爐檢修時(shí)爐內(nèi)板坯排空困難；爐子長(zhǎng)度受板坯最小厚度的限制等。采用步進(jìn)式加熱爐時(shí)，由于板坯在爐內(nèi)沒(méi)有滑動(dòng)，板坯間保持一定的間隙，步進(jìn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作動(dòng)作可根據(jù)要求靈活變更，因而基本上消除了推鋼式加熱爐所在的缺點(diǎn)，同時(shí)擴(kuò)大了爐子的生產(chǎn)能力。 因此，本設(shè)計(jì)采用步進(jìn)梁式加熱爐。本設(shè)計(jì)采用了多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)全廠從連鑄坯進(jìn)入板坯庫(kù)起至鋼卷成品發(fā)貨止，計(jì)算機(jī)進(jìn)行全程物流跟蹤。全部計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分為四級(jí)：① 基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí) (BA)：即直接數(shù)字控制機(jī) (DDC)，主要完成各設(shè)備的順序控制，自動(dòng)位置控制，厚度、速度控制和材料跟蹤及人機(jī)對(duì)話，故障報(bào)警等實(shí)時(shí)控制，并且與上位機(jī)的通訊等。② 過(guò)程控制級(jí) (SCC)：主要進(jìn)行板坯的物流跟蹤，生產(chǎn)過(guò)程的控制參數(shù)設(shè)定，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)收集和處理，人機(jī)對(duì)話和數(shù)據(jù)通訊等。③ 生產(chǎn)控制級(jí) (PCC)：主要作全廠性的材料物流跟蹤，板坯庫(kù)鋼卷庫(kù)的管理，質(zhì)量管理，軋輥參數(shù)記錄和管理，編制軋制計(jì)劃和下達(dá)生產(chǎn)命令，收集生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)及通訊等。④ 區(qū)域管理級(jí) (AMC)：主要完成聯(lián)合生產(chǎn)計(jì)劃的組織，生產(chǎn)計(jì)劃的編制，訂貨處理，生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整等。所謂全線自動(dòng)化控制即把整個(gè)多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組織成一個(gè)統(tǒng)一體。(1) 過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軋件跟蹤和控制邏輯判斷軋線必須根據(jù)控制的需要合理布置檢測(cè)儀表，由過(guò)程控制系統(tǒng)根據(jù)基礎(chǔ)自動(dòng)化傳遞來(lái)的檢測(cè)儀表信號(hào)和實(shí)際控制信號(hào)判斷當(dāng)前的軋線狀況，實(shí)現(xiàn)軋件跟蹤，準(zhǔn)確的軋件跟蹤是全自動(dòng)軋鋼控制實(shí)現(xiàn)的前提[14]。在軋件跟蹤的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行全自動(dòng)軋鋼控制的邏輯判斷，得到相應(yīng)的控制信息(2) 基礎(chǔ)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)具體控制過(guò)程基礎(chǔ)自動(dòng)化負(fù)責(zé)全自動(dòng)軋鋼控制的具體執(zhí)行過(guò)程，根據(jù)過(guò)程控制系統(tǒng)產(chǎn)生的控制信息，執(zhí)行相應(yīng)的功能操作，該控制過(guò)程應(yīng)該實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制和手動(dòng)控制的統(tǒng)一化即，在手動(dòng)控制模式下，控制信號(hào)來(lái)源于操作臺(tái)，在全自動(dòng)控制模式下，控制信號(hào)來(lái)源于過(guò)程控制系統(tǒng)，根據(jù)控制模式的選擇，只是控制信號(hào)來(lái)源不同，具體控制模塊內(nèi)部的功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程是統(tǒng)一的。4生產(chǎn)工藝流程 生產(chǎn)工藝流程圖。 送至冷軋廠鋼卷冷卻成品入庫(kù)邊部加熱加熱F1~F7精軋二次除鱗層流冷卻卷取打捆稱(chēng)重噴印表面檢查鋼卷運(yùn)輸R2粗軋機(jī)軋制R1粗軋機(jī)軋制切頭尾冷板坯熱板坯高溫板坯邊角加熱除鱗定寬壓力機(jī)保溫罩立輥軋制注： 為預(yù)留工藝圖41 工藝流程簡(jiǎn)圖 生產(chǎn)工藝流程(1) 連鑄坯冷裝爐軋制 (CCR)—連鑄坯與軋機(jī)距離遠(yuǎn)或不能匹配，不能熱裝熱送。(2) 連鑄坯冷至A1線以下α狀態(tài)熱裝熱送軋制 (α—HCR)，這種模式的熱裝溫度一般在300℃600℃，這種模式比較適合連鑄車(chē)間與軋鋼車(chē)間距離較遠(yuǎn)，且連鑄能力與軋機(jī)能力不能很好匹配的情況。(3) 連鑄坯冷至兩相區(qū) (α+γ—HCR)，這種模式的熱裝溫度一般在600℃1150℃，比較適合連鑄車(chē)間與軋鋼車(chē)間距離很近，且連鑄機(jī)于軋機(jī)小時(shí)能力基本相匹配的情況。(4) 連鑄坯直接熱裝軋制 (CC—DHCR)，這種模式與 (3) 一樣，熱裝溫度一般在600℃1150℃，比較適合連鑄車(chē)間與軋鋼車(chē)間距離很近，且連鑄機(jī)于軋機(jī)小時(shí)能力基本相匹配的情況。(5) 連鑄坯直接軋制(CC—DR)，鋼坯的溫度在1150℃以上，連鑄機(jī)生產(chǎn)的高溫連鑄坯切割后直接輸送到軋機(jī)中進(jìn)行直接軋制，一般情況下，在連鑄和軋機(jī)間設(shè)有均熱爐，一方面對(duì)輸送過(guò)程中的連鑄坯進(jìn)行邊角補(bǔ)熱，另一方面作為緩沖以便軋機(jī)出現(xiàn)事故存儲(chǔ)熱鋼坯。這種模式要求連鑄與軋機(jī)的小時(shí)能力高度匹配，軋機(jī)能力應(yīng)大于連鑄機(jī)的能力(板帶生產(chǎn)基本上屬于這種模式)。 本車(chē)間采用的模式該生產(chǎn)線采用冷坯和熱坯兩種方式組織生產(chǎn)，坯料選擇連鑄坯，連鑄車(chē)間生產(chǎn)的合格板坯經(jīng)輥道運(yùn)輸送至板坯庫(kù)[15]，坯料入爐將采用冷裝 (CCR)、保溫?zé)嵫b (HCR) 和直接熱裝 (HDCR) 三種制度，并預(yù)留了直接軋制模式 (HDR)，坯料的熱裝比約為70%。從板坯庫(kù) (行車(chē)上料) 或板坯輸送輥道直接送來(lái)的板坯在入爐輥道上經(jīng)過(guò)稱(chēng)重、測(cè)長(zhǎng)和定位后由裝料機(jī)送入步進(jìn)式加熱爐內(nèi)進(jìn)行加熱，板坯的出爐溫度為1150~1250 ℃。根據(jù)軋制節(jié)奏控制的要求，由出料機(jī)將加熱爐中的板坯托出并放在出爐輥道上。加熱好的板坯出爐后通過(guò)輸送輥道輸送，經(jīng)過(guò)高壓水除鱗裝置除鱗后，將板坯送入定寬壓力機(jī)進(jìn)行側(cè)壓定寬。定寬壓力機(jī)可對(duì)板坯進(jìn)行最大為350 mm的側(cè)壓，然后由輥道運(yùn)送進(jìn)入第一架二輥可逆粗軋機(jī)進(jìn)行1~3道次軋制，再進(jìn)入第二架四輥可逆粗軋機(jī)進(jìn)行1~3道次軋制后將板坯軋制成厚度約為30~50 mm的中間坯。在各粗軋機(jī)前裝有軋邊機(jī)對(duì)中間坯的寬度進(jìn)行控制。粗軋后的中間坯通過(guò)保溫罩使頭尾溫差減小。中間坯在進(jìn)入切頭剪前將速度降低