【正文】 ()式中，τ是加熱時間，h；K是系數(shù)，雙面加熱取K=13；S是錠坯厚度。低合金鋼的加熱溫度主要依據(jù)C量決定，高合金鋼不僅參照相圖還要根據(jù)塑性圖，變形抗力曲線和金相組織確定。對于碳素鋼，應(yīng)在AC3 以上30~50 ℃，固相線以下100~150 ℃。此外，還要考慮出爐到軋制終了時軋件的全部溫降情況。加熱溫度過高，或在高溫下時間過長，金屬晶粒除長的粗大外，還使偏析夾雜富集的晶粒邊界發(fā)生氧化或融化，這種缺陷稱為過燒。(1)加熱溫度加熱溫度的確定應(yīng)根據(jù)鋼種來確定。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。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。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。30上下彎(平面彎)長坯≦40短坯≦20(2) 。5鐮刀彎長坯≦40寬 度177。外形和尺寸公差必須符合表41所示要求。供冷軋用的熱軋鋼卷，在熱軋卷庫由吊車卸下堆放、冷卻。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，由鋼卷運輸系統(tǒng)將鋼卷繼續(xù)向后運送，經(jīng)打捆、稱重、標(biāo)記后，分別運送到熱軋鋼卷成品庫、冷軋原料庫和精整原料庫。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精軋機的出口，PC軋機交叉角用過程計算機進(jìn)行設(shè)定實行板行的閉環(huán)控制。為精確控制帶鋼寬度精度，設(shè)置了F1E1立輥軋機；為了確保軋制帶鋼的厚度精度，在F1~F7精軋機上、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。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。在各粗軋機前裝有軋邊機對中間坯的寬度進(jìn)行控制。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進(jìn)行側(cè)壓定寬。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 ℃。這種模式要求連鑄與軋機的小時能力高度匹配，軋機能力應(yīng)大于連鑄機的能力(板帶生產(chǎn)基本上屬于這種模式)。(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，且連鑄機于軋機小時能力基本相匹配的情況。(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)，且連鑄能力與軋機能力不能很好匹配的情況。4生產(chǎn)工藝流程 生產(chǎn)工藝流程圖。(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(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]。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。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，計算機數(shù)據(jù)收集和處理，人機對話和數(shù)據(jù)通訊等。本設(shè)計采用了多級計算機控制系統(tǒng)，對全廠從連鑄坯進(jìn)入板坯庫起至鋼卷成品發(fā)貨止，計算機進(jìn)行全程物流跟蹤。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，同時擴大了爐子的生產(chǎn)能力。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。加熱爐是用來把連鑄板坯再加熱到軋機所需的溫度，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。卷取機的卷取速度應(yīng)與精軋最終機座的軋制速度相配合，最大速度一般較最終機座的軋制速度高7%~15%。輸出輥道的速度必須考慮到帶鋼頭部剛出末架精軋機架時，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2~3圈后，輥道應(yīng)與軋機、卷取機同步升速，以防止劃傷帶鋼表面；在帶鋼尾部離開軋機后，輥道速度應(yīng)低于卷取速度 (10%~15%)，以減少帶鋼尾部的跳動。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。卷取機按照抱緊輥數(shù)可分為二輥式、三輥式、四輥式等。 因此，本設(shè)計采用層流冷卻裝置并采用計算機控制[13]。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。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。從精軋機末機架到卷取機之間必須對帶鋼進(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。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。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。他的功能是將進(jìn)入精軋機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)生銀印。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。(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償?shù)脚c中心溫度一致，必須應(yīng)用邊部加熱器。由兩臺臥式電機經(jīng)減速機與十字型傳動軸相連，傳動軋輥、軋輥開口度由兩臺電機經(jīng)減速機與螺絲螺母相連，通過絲桿調(diào)節(jié)軋輥開口度。在該軋機上配置了AWC的反饋功能，前饋功能以及卷取產(chǎn)生縮頸的補償功能。各機架均有X射線測厚儀，反饋控制帶鋼的厚度精度，實現(xiàn)厚度控制。7個機架均裝配有軋輥交叉裝置和彎輥裝置，全為全液壓壓下AGC。綜上所述，本設(shè)計精軋機組采用PC軋機。c) 通板性PC 軋機由于軋輥交叉, 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。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。⑤ 生產(chǎn)能力方面的比較 a) 板幅度的制約PC 軋機由于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。CVC 進(jìn)行凸度控制時, 工作輥移動時, 中間板厚也隨著變化。而CVC沒有相關(guān)的對應(yīng)技術(shù)。 CVC 軋機由于工作輥的磨損、 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。② 凸度控制精度的比較 PC 軋機由于交叉角設(shè)定精度、 凸度的計算精度較高 (176。3) PC 軋機與CVC 等其它軋機的比較[12]① 帶鋼凸度控制能力的比較 CVC 軋機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。缺點：① 機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作輥軸向力大。② 工作輥磨損與普通四輥軋機相似。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。交叉角的變化范圍在0176。可以看出, 越大, Cr越大即帶鋼凸度控制范圍越大。 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, 實際輥縫曲線近似二次曲線。CVC軋機的缺點：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。③ 輥縫調(diào)節(jié)范圍大。其主要特點如下：① 通過一組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。CVC軋機則是通過軋輥軸向抽動裝置來改變S形曲線形成的原始輥縫形狀來實現(xiàn)板形控制的，是柔性輥縫型。CVC軋機的基本原理：CVC軋機是在HC軋機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種軋機，它雖然與HC軋機一樣有軋輥軸向抽動裝置，但其目的和板形控制的基本原理是不同的。CVC四輥軋機可以是工作輥驅(qū)動，也可以是支撐輥驅(qū)動。CVC軋機的主要類型：CVC軋機分為CVC二輥軋機，CVC四輥軋機和CVC六輥軋機三種。布置。(1) 精軋機選型對于熱連軋機，目前世界上高精度軋機—PC軋機和CVC軋機應(yīng)用最多。隨著軋機能力的加大和軋件厚度公差的縮小，軋機牌坊尺寸也相應(yīng)增大，立柱截面為6500~7000 cm2,最大可達(dá)8000 cm2。精軋機為四輥或六輥軋機。 精軋機組設(shè)備選擇由粗軋機組軋出的帶坯，經(jīng)百米多長的中間輥道輸送到精軋機組進(jìn)行精軋。熱卷箱布置在粗軋機之后，飛剪機之前。保溫罩主要作用是以中間坯的輻射熱作為熱源，采用反射率大于吸收率的材料做反射板，將熱量反射給中間坯，減少中間坯的熱損失和頭尾溫差。保溫罩是安裝在中間輥道上的一種防止輻射散熱的保溫裝置。因此，選擇僅在R1和R2之間配置重型立輥軋機?？梢詢H在R1和R2之間配置重型立輥軋機，也可以在R1前配有中型立輥軋機并在R2前重型立輥軋機或者在R1和R2前分別配有一個中型立輥。根據(jù)上述分析，考慮了三種粗軋機結(jié)構(gòu)方案 (見圖32)。(2) 立輥數(shù)量的選擇 立輥軋機作用：1) 大立輥能起疏松板坯表面爐生氧化鐵皮的作用，實驗表明：當(dāng)大立輥的側(cè)壓下量在50 mm左右時，可使距板坯邊緣300 mm處的氧化鐵皮疏松，接著用高壓水沖去，可得到較好的除鱗效果；2) 軋制板坯側(cè)邊，可以防止軋件邊部產(chǎn)生鼓形或裂邊等缺陷；3) 能調(diào)節(jié)鋼板或帶鋼的寬度規(guī)格；4) 萬能軋機的立輥還起到對準(zhǔn)軋制線的作用。板坯在側(cè)壓機上的變形性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)立輥軋機，即板坯經(jīng)過大側(cè)壓后，金屬較好地流向板坯中部，板坯邊部的球狀加厚不嚴(yán)重，材料變形相對均勻，可提高材料的屈服強度。同傳統(tǒng)大側(cè)壓軋機相比，減寬過程中，狗骨頭形狀小，改善了帶坯的頭尾形狀，減少切頭切尾的長度，提高了金屬成品率。并使連鑄坯質(zhì)量的穩(wěn)定，有利于有效地提高熱裝軋制比率和實現(xiàn)自由軋制，節(jié)省能源。定寬壓力機用于熱帶軋機的優(yōu)點如下[6][7]：① 提高板坯調(diào)寬能力，有效減少了連鑄板坯的寬度規(guī)格。但由于立輥軋機具有板厚比 (D/H) 和板寬比 (B/H) 極小的特征，因此易產(chǎn)生“狗骨”、“魚尾”等形狀，使成材率降低；并且由于本設(shè)計熱軋線坯料全部選用連鑄坯，而要求的產(chǎn)品寬度規(guī)格較多，因此，本設(shè)計采用雙曲柄連續(xù)定寬壓力機。四輥式粗軋機工作輥徑較小，所以，粗軋機布置中，二輥式粗軋機布置在機組的前面部分，四輥式粗軋機布置在機組的后面部分。這就需要軋輥具有較大的咬入角，后幾道次的軋制需要為精軋機輸送厚薄均勻的中間帶坯。粗軋機組的水平軋機是用來把熱板坯軋至適合精軋機軋制的中間帶坯。因此，本設(shè)計采用半連續(xù)式雙機架粗軋機布置方案。這種半連續(xù)布置使粗軋階段道次可靈活調(diào)整，設(shè)備投資少，故適用于產(chǎn)量要求不高，品種范圍廣的生產(chǎn)情況。(3) 半連續(xù)式與四分之三連續(xù)式一樣，不僅可以充分利用粗軋機，減少設(shè)備和廠房面積，降低投資，而且也可以滿足年產(chǎn)量330萬噸的生產(chǎn)要求。在粗軋機組內(nèi)設(shè)置1~2架可逆式軋機，把粗軋機有6架縮減到4架，并且為縮短機架間的距離，把最后兩架粗軋機采用近距離布置，構(gòu)成連軋關(guān)系的不可逆軋機，其中一架用交流電動機傳動，另一架用直流電動機傳動，以調(diào)解軋制速度，滿足連軋要求，兩架間的中心距離為10米。從目前國內(nèi)僅有的一條全連續(xù)布置的熱軋帶鋼生產(chǎn)線—梅山1422 mm的實際生產(chǎn)情況看，國內(nèi)技術(shù)尚不成熟。這種軋機產(chǎn)量可高達(dá)300~600萬噸/年，適合大批量少品種的生產(chǎn)，但是粗軋機架數(shù)多，各機架間需要的距離約等于坯料長度的空間。所謂全連續(xù)式就是指軋件在粗軋階段自始至終無逆向軋制的道次。粗軋機常規(guī)熱連軋工藝根據(jù)粗軋機的布置形式可分為全連續(xù)式、半連續(xù)式和四分之三連續(xù)式三種形式。因此，鑒于以上原因并結(jié)合目前國際國內(nèi)帶鋼生產(chǎn)線的情況，本設(shè)計采用常規(guī)熱連軋工藝。(4) 產(chǎn)品定位：主流產(chǎn)品是轎車用板 (如超深沖用鋼板08Al、IF鋼板等) ，高韌性管線鋼 (如APIX60，APIX70)，造船和橋梁用鋼，目前薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)的品種只能覆蓋板帶產(chǎn)品的75%左右，還有相當(dāng)一部分產(chǎn)品，特別是高質(zhì)量的產(chǎn)品尚處于開發(fā)階段。(3) 生產(chǎn)規(guī)模：所設(shè)計的熱軋帶鋼生產(chǎn)線年產(chǎn)量達(dá)330萬噸，而現(xiàn)有的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線合理的生產(chǎn)規(guī)模為200~250萬噸。(2) 產(chǎn)品的品種：熱軋帶鋼產(chǎn)品涵蓋了建材、汽車、家電和管道輸送等用途，低合金、高強度、薄規(guī)格、深沖板等高端產(chǎn)品，產(chǎn)品品種多，像伸出深沖板等表面質(zhì)量要求較高。② 連鑄連軋工藝將所有設(shè)備和工序布置在一條線上，連鑄及連軋任一方的故障將造成全線停產(chǎn)，因而對管理要求高、對設(shè)備的可靠性要求高、對維修水平及人員素質(zhì)要求高。薄板坯連鑄連軋工藝取消了加熱爐區(qū)和粗軋區(qū)，由薄板坯連鑄機直接澆鑄板坯，通過隧道爐進(jìn)入精軋機，精軋機的后續(xù)布置類似于傳統(tǒng)的熱連軋。 金屬平衡表根據(jù)產(chǎn)品大綱并查閱相關(guān)資料確定出損耗率，從而編制出金屬平衡表如表27：表27 金屬平衡表序號產(chǎn)品規(guī)格/mm連鑄坯成品燒損切損及廢品成材率/%量/萬t率/%量/萬t率/%量/萬t率/%量/萬t率/%1(~)(750~1600)2(~)(750~1600)3(~)(750~1600)