【文章內(nèi)容簡介】 C 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, 同時帶鋼邊部減薄問題得到了改善。而CVC沒有相關(guān)的對應(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, 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, 工作輥移動時, 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, 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, 軋輥存在臺階形磨損, 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, 帶鋼軋制過程中稍有跑偏, 就有繼續(xù)增大的趨勢。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，因為這樣可提高軋機(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射線測厚儀，反饋控制帶鋼的厚度精度，實現(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。由兩臺臥式電機(jī)經(jīng)減速機(jī)與十字型傳動軸相連，傳動軋輥、軋輥開口度由兩臺電機(jī)經(jīng)減速機(jī)與螺絲螺母相連，通過絲桿調(diào)節(jié)軋輥開口度。在絲桿端部與立輥軸承箱之間設(shè)有AWC油缸，實現(xiàn)帶鋼的寬度自動控制。(4) 邊部加熱器本設(shè)計預(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，以便帶坯順利通過精軋機(jī)組和輸出輥道，送到卷取機(jī)，防止穿帶過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)點是結(jié)構(gòu)簡單，可同時安裝兩對不同形狀的剪刀，分別進(jìn)行切頭切尾。曲柄式的優(yōu)點是剪刀垂直剪切，剪切厚度范圍大，最大可達(dá)80 mm，缺點是只能安裝一對直刃剪[13]。因此，本設(shè)計為了提高剪切質(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，從終軋到卷取這個溫度區(qū)間。過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，其特點是水量大，控制簡單，但是冷卻精度不高。高壓噴水裝置結(jié)構(gòu)簡單，但是冷卻不均勻，水易飛濺。 因此，本設(shè)計采用層流冷卻裝置并采用計算機(jī)控制[13]。測溫儀下集管測溫儀上集管側(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10 mm以上的帶鋼，質(zhì)量差，卷不緊。三輥式對于厚帶和寬帶都適合，而結(jié)構(gòu)和維修又比四輥式簡易。故本設(shè)計選用三輥式卷取機(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，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。同時，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)點是建造費(fèi)用較低；燃料及動力消耗少；機(jī)械設(shè)備簡單，便于維護(hù)；其缺點是加熱過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；停爐檢修時爐內(nèi)板坯排空困難；爐子長度受板坯最小厚度的限制等。采用步進(jìn)式加熱爐時，由于板坯在爐內(nèi)沒有滑動，板坯間保持一定的間隙，步進(jìn)機(jī)構(gòu)動作動作可根據(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，同時擴(kuò)大了爐子的生產(chǎn)能力。 因此，本設(shè)計采用步進(jìn)梁式加熱爐。本設(shè)計采用了多級計算機(jī)控制系統(tǒng)，對全廠從連鑄坯進(jìn)入板坯庫起至鋼卷成品發(fā)貨止，計算機(jī)進(jìn)行全程物流跟蹤。全部計算機(jī)控制系統(tǒng)分為四級：① 基礎(chǔ)自動化級 (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，自動位置控制，厚度、速度控制和材料跟蹤及人機(jī)對話，故障報警等實時控制，并且與上位機(jī)的通訊等。② 過程控制級 (SCC)：主要進(jìn)行板坯的物流跟蹤，生產(chǎn)過程的控制參數(shù)設(shè)定，計算機(jī)數(shù)據(jù)收集和處理，人機(jī)對話和數(shù)據(jù)通訊等。③ 生產(chǎn)控制級 (PCC)：主要作全廠性的材料物流跟蹤，板坯庫鋼卷庫的管理，質(zhì)量管理，軋輥參數(shù)記錄和管理，編制軋制計劃和下達(dá)生產(chǎn)命令，收集生產(chǎn)實際數(shù)據(jù)及通訊等。④ 區(qū)域管理級 (AMC)：主要完成聯(lián)合生產(chǎn)計劃的組織，生產(chǎn)計劃的編制，訂貨處理，生產(chǎn)計劃的調(diào)整等。所謂全線自動化控制即把整個多級計算機(jī)系統(tǒng)組織成一個統(tǒng)一體。(1) 過程控制系統(tǒng)實現(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儀表，由過程控制系統(tǒng)根據(jù)基礎(chǔ)自動化傳遞來的檢測儀表信號和實際控制信號判斷當(dāng)前的軋線狀況，實現(xiàn)軋件跟蹤，準(zhǔn)確的軋件跟蹤是全自動軋鋼控制實現(xiàn)的前提[14]。在軋件跟蹤的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行全自動軋鋼控制的邏輯判斷，得到相應(yīng)的控制信息(2) 基礎(chǔ)自動化實現(xiàn)具體控制過程基礎(chǔ)自動化負(fù)責(zé)全自動軋鋼控制的具體執(zhí)行過程，根據(jù)過程控制系統(tǒng)產(chǎn)生的控制信息，執(zhí)行相應(yīng)的功能操作，該控制過程應(yīng)該實現(xiàn)全自動控制和手動控制的統(tǒng)一化即，在手動控制模式下，控制信號來源于操作臺，在全自動控制模式下，控制信號來源于過程控制系統(tǒng)，根據(jù)控制模式的選擇，只是控制信號來源不同，具體控制模塊內(nèi)部的功能實現(xiàn)過程是統(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邊部加熱加熱F1~F7精軋二次除鱗層流冷卻卷取打捆稱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間與軋鋼車間距離較遠(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℃，比較適合連鑄車間與軋鋼車間距離很近，且連鑄機(jī)于軋機(jī)小時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℃，比較適合連鑄車間與軋鋼車間距離很近，且連鑄機(jī)于軋機(jī)小時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，一方面對輸送過程中的連鑄坯進(jìn)行邊角補(bǔ)熱，另一方面作為緩沖以便軋機(jī)出現(xiàn)事故存儲熱鋼坯。這種模式要求連鑄與軋機(jī)的小時能力高度匹配，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，連鑄車間生產(chǎn)的合格板坯經(jīng)輥道運(yùn)輸送至板坯庫[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 (行車上料) 或板坯輸送輥道直接送來的板坯在入爐輥道上經(jīng)過稱重、測長和定位后由裝料機(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輸送輥道輸送，經(jīng)過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)對中間坯的寬度進(jìn)行控制。粗軋后的中間坯通過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到切頭剪的入口速度，然后由切頭剪 (根據(jù)頭尾形狀進(jìn)行優(yōu)化剪切) 切除中間坯頭尾。切頭后的中間坯再由精軋除鱗箱用高壓水除去二次氧化鐵皮，然后進(jìn)入七機(jī)架精軋機(jī)進(jìn)行軋制，帶坯經(jīng)過F1~F7機(jī)架四輥精軋機(jī)組，~ mm的成品帶鋼。為精確控制帶鋼寬度精度，設(shè)置了F1E1立輥軋機(jī)；為了確保軋制帶鋼的厚度精度，在F1~F7精軋機(jī)上、設(shè)有動作靈敏、控制精度高的液壓AGC厚度控制系統(tǒng)；為減少軋制功率消耗，提高帶鋼表面質(zhì)量，采用了軋制工藝潤滑油。PC軋機(jī)的輥縫用計算機(jī)進(jìn)行設(shè)定，在軋制過程中配以動態(tài)彎輥系統(tǒng)進(jìn)行板型動態(tài)調(diào)整，實現(xiàn)板型的閉環(huán)控制。為檢測板型而設(shè)置板型儀、平直度儀以及厚度計、寬度計、高溫計等設(shè)置在F7精軋機(jī)的出口，PC軋機(jī)交叉角用過程計算機(jī)進(jìn)行設(shè)定實行板行的閉環(huán)控制。將帶鋼冷卻到規(guī)定的卷曲溫度，由三助卷輥式全液壓卷取機(jī)卷成鋼卷。卷取完成后，卸卷小車按設(shè)定程序上升壓住帶尾，并把鋼卷托起，卷筒收縮，外支撐打開，由卸卷小車把鋼卷托出，由鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)將鋼卷繼續(xù)向后運(yùn)送，經(jīng)打捆、稱重、標(biāo)記后，分別運(yùn)送到熱軋鋼卷成品庫、冷軋原料庫和精整原料庫。需要檢查的鋼卷則送到檢查線，打開鋼卷進(jìn)行檢查和取樣后，再卷上，送回到鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)，經(jīng)打捆、稱重、標(biāo)記后分別送往熱軋鋼卷成品庫、冷軋原料庫和精整原料庫。供冷軋用的熱軋鋼卷，在熱軋卷庫由吊車卸下堆放、冷卻。 工藝制度(1) 連鑄坯技術(shù)要求連鑄坯表面質(zhì)量應(yīng)全部為無缺陷的合格板坯。外形和尺寸公差必須符合表41所示要求。 表41 尺寸公差要求項 目公差/mm項 目公差/mm厚 度177。5鐮刀彎長坯≦40寬 度177。15短坯≦20長 度177。30上下彎(平面彎)長坯≦40短坯≦20(2) 。表42 板坯堆垛標(biāo)準(zhǔn)項 目參 數(shù)垛 高/mm(max) 2500垛間距離/mm1300每垛堆放塊數(shù)(max) 10(3) 板坯熱裝要求板坯裝爐規(guī)定包括上料檢查和裝爐順序等方面。① 檢查目的：避免尺寸、形狀、表面質(zhì)量和重量不合格板坯混入爐內(nèi)；② 檢查項目：板坯號，尺寸、形狀、表面質(zhì)量，重量。板坯號—把實際板坯上的標(biāo)號與計算機(jī)再稱量核對點終端上顯示的板坯號和軋制計劃表上板坯號對照，三者必須一致。尺寸、形狀和表面質(zhì)量—對目測異常的板坯要進(jìn)行實測，檢查其是否超過板坯技術(shù)條件中的有關(guān)規(guī)定。重量—板坯稱重機(jī)之實測重量與輸入連鑄機(jī)側(cè)計算機(jī)理論重量之差不得超過200 kg，如超重警報，則實測其尺寸進(jìn)行計算，當(dāng)偏差在允許范圍內(nèi)方可裝爐。③異常坯的判定和處理：當(dāng)檢查項目不合規(guī)定者為異常坯，原則上作缺號處理。 加熱制度加熱制度包括加熱溫度、加熱速度以及加熱時間。(1)加熱溫度加熱溫度的確定應(yīng)根據(jù)鋼種來確定。對于碳素鋼，加熱溫度應(yīng)