【正文】 4 工藝布置方案、流程及制度 工藝布置方案 寬厚板生產(chǎn)的主要特點（1）軋鋼車間主作業(yè)線長；（2）品種繁多，性能各異，質(zhì)量要求高；（3）需要展寬軋制、往返軋制；（4）工廠內(nèi)臨時庫區(qū)多，物流瓶頸變化頻繁，難以預測；（5）精整區(qū)域工序及工藝路徑多，往復物流、交叉物流多；（6）鑄坯及鋼板都是逐塊。（4）精整線的跟蹤控制——鋼板在精整線實現(xiàn)控制所需的信息在板坯入爐時就傳遞給生產(chǎn)控制計算機。（2）加熱爐的跟蹤控制——加熱爐區(qū)域的板坯跟蹤控制是在軋制線過程控制計算機的直接參與下，根據(jù)設置在各自爐內(nèi)板坯的跟蹤控制和操作人員在系統(tǒng)中給定的稱量、裝爐、出爐記錄，自動設定推鋼機推鋼。位置圖控制方式是利用計算機程序來表示具體過程各部分之間在時間和空間上相互關系的位置或符號。本寬厚板車間設計采用四級計算機控制，即生產(chǎn)管理、生產(chǎn)控制、工藝控制和設備控制。使用激光三角法、激光莫爾法等激光檢測法成為該類版型儀的主流。根據(jù)光學投影原理，光線通過遮光板沿鋼板縱向投射到鋼板鋼板表面，會形成界限分明的明暗兩個區(qū)域，而明暗的分界線會因鋼板表面形狀的變化而異。另外要配置較多探頭，以保證UST能適應生產(chǎn)節(jié)奏的要求。其優(yōu)點有利于在定尺剪前檢查出鋼板缺陷，提高成材率。（5）測厚儀——用于四輥軋機前后軋件厚度檢測，射源CS137，要求反應迅速，精度高，工作可靠穩(wěn)定，防護性好，自動顯示記錄。鋼板邊部位置分別設置兩個攝像頭，呈三角方式測量，用于修正鋼板的上下變動量。而剪切線上的鋼板溫度較低，本身不能發(fā)光，需要在輥道上安裝電源。安裝在剪切線上的檢測儀用于計算最佳檢測量。（4）平面形狀檢測儀——平面形狀檢測儀主要安裝在軋機前或者剪切線上。（2）測壓儀——用于四輥軋機的軋制壓力檢測，具有常規(guī)過負荷能力，要求反應迅速，精度高，工作特性穩(wěn)定，可靠耐用，自動顯示記錄。 在線檢測儀表寬厚板生產(chǎn)線上的儀表配置應能滿足自動控制的需要，同時避免儀表功能重復造成浪費。平直度和標記質(zhì)量等。（6）對于入庫前的成品鋼板，在良好的照明條件下，人工對上下表面、進行目視檢查。（4）在精整區(qū)域，要用自動或手動超聲波探傷儀，采用離線或在線方式進行內(nèi)部質(zhì)量檢測。（2）軋后鋼板的外形尺寸檢查一般借助測厚儀、測寬儀和鋼板外形儀等自動化儀表完成測量。計算機控制的電動APC和液壓AGC應具有以下功能：（1）軋制規(guī)程的在線設定及在線計算；（2）安全保護（過負荷與過行程等）；（3）機架剛度、軋輥偏心度及支撐輥軸承油膜變化的補償；（4）道次間輥縫給定精度的自動修正；（5）軋輥輥縫位置的設定及自動控制（APC）；（6）鋼板厚度（縱軋后階段）自動控制（AGC）；（7）軋輥的自動調(diào)零；（8）人機對話及報表。因此電動壓下裝置應采用低慣量的傳動系統(tǒng)，以適應頻繁啟動制動；壓下速度采用調(diào)速系統(tǒng)滿足工作需要，一般為3～25～50mm/s，壓下時采用3～25mm/s，快速提升采用25～50mm/s液壓AGC（Automatic Gauge Control）用于載鋼精確調(diào)節(jié)輥縫，也可智能精確設定輥縫，還能進行變截面的IP（Image Plate）板軋制以及厚度自動控制、變剛度控制、壓力控制及多重過載保護和過行程保護；下置式的液壓AGC還能對軋線標高進行調(diào)整，對下輥系修磨量進行補償。 四輥軋機電動APC和液壓AGC電動壓下裝置用于軋制過程中輥縫的調(diào)整。（3） 軋線上配以完善的檢測設。 本設計考慮到目前的自動化水平，并結(jié)合國內(nèi)外的現(xiàn)有技術，主要考慮了相關設備之間工藝操作控制及安全保護方面的要求，同時以提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率及節(jié)約能源為目標，采取以下措施：（1） 四輥粗軋機采用輥縫自動設定APC（Automatic Position Control），四輥精軋機采用液壓厚度自動 控制（AGC），并在軋機上采用計算機控制軋制。 車間自動化裝置目前，世界寬厚板軋機的形式已經(jīng)向著高剛度、高自動化和低消耗的方向發(fā)展。（3）設備結(jié)構(gòu)、操作復雜，能耗較大。 輥式淬火機的特點（1）輥式淬火機淬火時鋼板連續(xù)移動，處理鋼板的最大規(guī)格為（8～150）5300125000 mm，冷卻速度高，并且淬火后鋼板的均勻性較好，鋼板頭尾溫差為40～100℃。（2）淬火后鋼板的平直度、表面質(zhì)量較好，淬火效率較高。 寬厚板淬火機寬厚板崔淬火機按照結(jié)構(gòu)形式可以分為壓力式和輥式兩種。 淬火機 淬火處理淬火工藝是將鋼加熱到AC3或AC1點以上某一溫度，保溫一定時間，然后在水或油等介質(zhì)中快速冷卻的熱處理工藝。（4）精確的跟蹤技術，鋼板在輥底式爐上的整個處理過程采用計算機全自動控制。（2）可以采用輻射管無氧化加熱技術，減少了外界空氣進入爐膛的可能性，最大限度的減少了鋼板的表面氧化，從而有效的保證鋼板的表面質(zhì)量，實現(xiàn)了對鋼板的無氧化加熱。但輻射管加熱受燒嘴功率的限制，為了獲得均勻的爐溫，輻射管加熱的燒嘴布置數(shù)量較多，配置設備較復雜，維護量相對較大。明火直接加熱熱處理的最大問題是氧化，表面氧化會造成鋼板麻坑、氧化鐵皮增厚，特別是燃料中的有害成分會在一定程度上影響鋼板的表面質(zhì)量。這種爐型生產(chǎn)效率低，燃耗大、成本高、自動化程度高，一般用于小批量和特厚板的熱處理。這種爐型產(chǎn)量大，機械化和自動化程度高，得到了廣泛的應用，是寬厚板廠的首選爐型。熱處理爐按照加熱方式可分為明火加熱和輻射管無氧化加熱兩種；按照鋼板運送方式分為輥底式、步進式、臺車式、外部機械化式及罩式等5種，如下所示： 寬厚板熱處理爐分類熱處理各種爐型和加熱方式的比較如下：（1）熱處理爐工作方式的比較。鋼板熱處理的目的是通過加熱、保溫和冷卻使鋼板獲得所要求的金相顯微組織，從而提高其力學性能。具體說“加熱”是選擇適當?shù)募訜釡囟群图訜嶂贫龋鋮s是指選擇適當?shù)睦鋮s速度和冷卻溫度。火焰切割具有切割效率高、切割成本低、投資少、維護簡單方便等優(yōu)點，所以其在寬厚板生產(chǎn)領域得到廣泛的應用。 火焰切割機厚度大于50 mm的鋼板一般采用火焰切割的方式進行鋼板的頭尾剪切、邊部剪切。（7）滾切剪機組采用計算機控制，鋼板運送和長度測量裝置由夾送輥和測長輥或激光測長裝置組成，定尺精度高，使用維修方便。（5）滾切剪剪切鋼板的最大厚度達到50 mm，比其他剪切機大。（3）滾切剪的剪切速率大，剪切效率高。其剪切過程分為6個階段：起始位置→剪切位置→左側(cè)位置→中部剪切→右側(cè)剪切→結(jié)束位置（起始位置），： 滾切剪的剪切過程1—起始位置；2—剪切位置；3—左側(cè)剪切；4—中部剪切；5—右側(cè)剪切；6—結(jié)束位置滾切機的主要優(yōu)點：（1）滾切剪的上剪刃是半徑很大的圓弧形狀，在剪切過程中，沿鋼板剪切方向上下剪刃的重合量變化較小，在開口度相同的情況下，滾切剪上剪刃行程比斜刃剪剪刃行程小30%～40%，而且滾切剪的偏心半徑較小，剪切力一定時，剪切力矩小。 滾切式剪切機該種剪切機是20世紀70年代初德國研制開發(fā)出來的。（4）采用螺旋刀刃的滾筒式碎邊剪，可以提高剪切速度，效率高，質(zhì)量好。（2）補償?shù)侗P磨損和重車，可根據(jù)被剪切鋼板厚度對重疊量進行調(diào)節(jié)選擇。廣泛應用與厚度小于20～30 mm的鋼板剪切。（4）但是剪切精度不高，由于間斷剪切，剪切效率低；剪切速度慢，產(chǎn)量低。（3）通用性強，使用壽命長，剪刃便于安裝，對于鋼板的頭部。對鋼板厚度適應性強，40 mm以下的鋼板均能剪切。其特點如下：（1）適應性強。厚度大于50 mm的鋼板一般采用火焰切割機[6]。一般寬厚板廠的剪切設備包括：切頭分段剪、雙邊剪、剖分剪、定尺剪等。其中切邊、定尺工序經(jīng)常成為制約整條生產(chǎn)線生產(chǎn)能力發(fā)揮的主要環(huán)節(jié)，其生產(chǎn)效率的高低，剪切質(zhì)量的好壞、工序能力的平衡對鋼板生產(chǎn)有重要影響。綜合考慮，本設計采用步進式冷床。（5）鋼板在冷床上既可以前行，又可以后退，便于生產(chǎn)操作和調(diào)整。（3）冷床平面是一個結(jié)構(gòu)布置良好的機械平面，因此，鋼板冷卻后平直度較好，對鋼板的剪切非常有利。與其他幾種冷床相比，該種冷床具有的優(yōu)點：（1）在運送鋼板時，鋼板與托架之間沒有任何摩擦，因此鋼板下表面不會產(chǎn)生劃傷。分為常規(guī)型和特厚型。 步進式冷床步進式冷床由具有良好的平面性的多組固定梁及格柵、活動梁及格柵組成。 滾盤式冷床滾盤式冷床由大量滾盤和傳動軸組成，每根軸上固定有若干個支撐輪和一定數(shù)量的滾盤，相鄰軸上的滾盤交錯布置，以利于鋼板下表面的均勻冷卻。 運輸鏈式冷床運輸鏈式冷床由固定梁和可升降鏈條梁組成，鋼板移送時在鏈條拖板上隨鏈條移動，鋼板與鏈條之間沒有相對滑動，避免下表面劃傷。鋼板置于軌梁上，通過帶鏈爪的鏈條傳動在軌道上滑動運輸。近年來，多采用滾盤式及步進式。此外，冷床還可以用來緩沖軋制作業(yè)區(qū)和剪切等后部作業(yè)區(qū)在某一時間內(nèi)產(chǎn)能不平衡問題[6]。為了防止矯直后的熱態(tài)鋼板在冷卻過程中發(fā)生變形，保持鋼板的平直度和滿足鋼板剪切的要求，鋼板需要在冷床上盡可能冷卻至規(guī)定溫度。 故本設計在軋制線上采用四重十一輥式矯直機，在熱處理線上采用四重九輥式矯直機。因此，要求鋼板矯直后平直度好，殘余應力小且分布均勻，表面質(zhì)量好且無壓痕，矯直設備的矯直能力強，剛度大，自動化程度高，操作安全可靠，作業(yè)率高，換輥方便等。對于厚度大于50mm或頭尾部局部彎曲的鋼板，用輥身矯直機矯直很困難，一般采用壓力矯直機。一般來說，冷矯直機的矯直溫度在常溫～150℃之間，矯直鋼板的厚度在4～25mm，～～，現(xiàn)代化冷矯直機與熱矯直機的結(jié)構(gòu)形式基本相同，都為四重式，矯直輥數(shù)一般取9或11根。現(xiàn)代化的熱矯直機為四重式結(jié)構(gòu)，矯直輥的數(shù)量一般取11或9根。熱矯直機位于軋機區(qū)尾部與冷床之間，用于矯直精空冷或水冷降溫后的熱軋鋼板。預矯直機位于軋機下游加速冷卻設備入口處，用于矯直軋制鋼板的大缺陷，使鋼板能夠順利進入加速冷卻設備的上下冷卻集管之間。 寬厚板矯直機的類型寬厚板產(chǎn)品在軋制、精整、運輸及各種加工過程中會形成中浪、邊浪、浪性、瓢曲、鐮刀彎等各種缺陷，為了消除這些缺陷，寬厚板車間常用的矯直設備為輥式矯直機和壓平機（即壓力矯直機）。 高壓水除鱗系統(tǒng)裝置示意圖1—下箱體；2—下集管；3—入口側(cè)擋水幕；4—上集管；5—上箱體；6—出口側(cè)擋水幕 矯直機 概述鋼板在加熱、軋制、精整、運輸及各種加工過程中，由于溫度不均、變形不均、軋后的冷卻、剪切、運輸以及其他因素的影響，往往產(chǎn)生不同程度的彎曲、瓢曲、浪形、鐮刀彎或歪扭等塑性變形，表現(xiàn)為各種產(chǎn)品缺陷。下集管固定安裝在除鱗輥道的輥子之間。除鱗裝置設置兩對除鱗集管，即可同時工作又可以單獨工作。下箱體內(nèi)側(cè)設置導向板，用于板坯通過除鱗裝置時的導向，防止板坯因跑偏而裝機除鱗裝置。高壓水除鱗裝置（）為封閉機構(gòu)，其箱體為焊接結(jié)構(gòu)件。高壓水清除板坯表面氧化鐵皮的過程中，主要經(jīng)歷了以下幾個聯(lián)合作用：冷卻效應、破裂效應、爆破效應及沖刷效應。目前寬厚板生產(chǎn)都采用高壓水除鱗。板坯表面的氧化鐵皮如果不去除，在軋制過程中就會被軋輥壓入產(chǎn)品的表面，直接影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量。 高壓水除鱗系統(tǒng) 概述板坯在高溫下，其表面的鐵元素會和空氣中的氧氣發(fā)生化學反應生成氧化物，即氧化鐵皮。兩種爐型的配合一般不會影響軋機產(chǎn)能[6]。在板坯范圍較大、又有少量小單重坯料或鋼錠時，可同時采用步進梁式和車底式爐。因坯料規(guī)格范圍大，一種爐型很難滿足坯料的加熱要求，選擇兩座爐型是可以考慮的。因規(guī)格、品種范圍不大，選用性能優(yōu)越的步進梁式連續(xù)加熱爐就能滿足所有規(guī)格和品種的要求，幾座爐子爐型、性能一樣便于配合和調(diào)度。 爐型選擇寬厚板車間一般設兩座或兩座以上加熱爐。（4）機械化和自動化程度相比而言步進梁式連續(xù)加熱爐的機械化和自動化程度最高，板坯的裝出料、爐內(nèi)運送均可以實現(xiàn)正反自動控制；推鋼式連續(xù)加熱爐的退料操作比較困難；車底式連續(xù)加熱爐的裝出料難實現(xiàn)自動化。車底式連續(xù)加熱爐為間歇性生產(chǎn)，其裝爐和加熱過程比較緩慢，所以其平均小時產(chǎn)量相對較少。（3）加熱能力在步進梁式連續(xù)加熱爐和推鋼式連續(xù)加熱爐中，板坯的裝出料及爐內(nèi)輸送都是連續(xù)的，無論是平均小時產(chǎn)量能力還是瞬時能力都較大。由于爐底梁墊塊和板坯之間始終接觸，板坯的水管黑印相對較大，板坯和墊塊之間始終發(fā)生滑動，墊塊磨損較重，壽命較短。此外，板坯在步進梁式連續(xù)加熱爐內(nèi)與墊片之間幾乎沒有滑動，墊塊磨損較輕，壽命較長，可以保持長時間的較小黑印。（2）加熱質(zhì)量步進梁式連續(xù)加熱爐如果選用拖入機裝出料，那么板坯在裝出料及爐內(nèi)輸送過程中板坯與支撐塊之間沒有滑動，板坯下表面很少產(chǎn)生劃傷。此外，在板坯厚度較厚、推鋼長度較長時板坯側(cè)面形狀盡量呈凸狀。推鋼式連續(xù)加熱爐有一個推鋼比限制，即推鋼長度/板坯厚度小于200～250 mm，如果推鋼長度要核算允許的板坯最小厚度。雖然均熱爐與車底爐從結(jié)構(gòu)和布置上有很大區(qū)別，但兩者的加熱制度比較接近，都為專設裝出料設備的間歇性加熱爐，均熱爐對板坯的規(guī)格范圍和形狀限制的比較嚴格，燒嘴數(shù)量較少，溫度均勻性較差。根據(jù)不同產(chǎn)品的產(chǎn)品大綱可選加熱爐爐型主要有4種：推鋼式連續(xù)加熱爐、步進梁式連續(xù)加熱爐、均熱爐和車底式加熱爐。（3）改善金屬的內(nèi)部組織。加熱的目的：（1）降低變形抗力，提高鋼的塑形，便于塑形加工。加熱原料時要保證燒透，即保證加熱時間。軋制節(jié)奏較快，要求提高加熱爐的產(chǎn)量，爐溫可按上限控制。加熱爐的熱工操作應嚴格按照操作規(guī)程進行。 寬厚板的加熱設備及高壓水除鱗系統(tǒng) 加熱爐寬厚板車間為鋼材熱加工車間，原料的加熱工序必不可少，加熱工序主要設備就是加熱爐。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。對軋鋼車間工藝設計而言，軋機選擇的內(nèi)容是：確定軋機的結(jié)構(gòu)形式，確定其主要參數(shù)，選用軋機機架數(shù)即布置形式。因此，軋鋼車間選擇的是否合理對車間生茶具有非常重要的作用。本設計綜合各方面考慮，選擇雙機架布置。從國內(nèi)外各種軋機布置的使用效果來看，尤其是在軋機產(chǎn)能、產(chǎn)品質(zhì)量的實現(xiàn)等方面，雙機架軋機均比單機架軋機略勝一籌，因此目前雙機架布置占據(jù)主導地位。此外兩架軋機在工作輥直徑、機械壓下機構(gòu)、傳動裝置方面也有所