热轧厚板带钢(中厚板)生产
过去常用以生产厚度为4—20M的中板.现在由于 四辊轧机的兴起,这种轧机一般已不再兴建。然而 由于其投资少、建厂快,对于发展中国家仍然不得 不采用。例如,在我国地方中小型企业中,目前仍 广泛采用这种轧机。 四辊可逆式轧机是现代应用最为广泛的中厚板轧机。 它集中了二辊和三辊劳特轧机的优点,并且由于支 持辐和工作辊完全分工,既降低了轧制压力,又大 大增强了轧机刚性。因此这种轧机适合于轧制各种 尺寸规格的中厚板,尤其是宽度较大,精度和板形 要求较严的中厚板,更是几乎离不开它。 现代的中厚板轧机主要为四辊可逆式。新的厚板轧 机的特点是:大,轧出钢板宽,压力近万吨,轧机 刚性强,电机容量大,轧制速度高等。
一、中厚板乳机的型式及其布置
中厚板轧机的型式不一,从机架结构来看台二辊可逆式、三 辊劳特式、四辊可逆式和 万能式之分,就机架布置而言又有单机架、顺列或并列双机架 及多机架连续或半连续式轧 机之别。 (一)中厚板轧机的结构型式 二辊可逆式轧机是一种旧式轧机,轧辊直径一般在φ800— φ1300mm,辊身长度达3000—5500mm,轧辊转速约为 30—60(100)r/min。这种轧机的主要优点是可以变速可逆 运转,采用低速咬入高速轧制以增大压下量而提高产量,并 可选择适当的轧制速度以充分发挥电机的潜力。由于它具有 初轧机功能,故对原料种类和尺寸的适应性也较大;但这种 轧机辊系刚性较差,而且不便于通过换辊来补偿辊型的剧烈 磨损,故轧制精度不高。由于四辊轧机的展,目前二辊可逆 式轧机已不再单独兴建,而只是有时作为粗轧机或开坯机之 用。
(二)加热
(二)加热 中厚板用的加热炉按其构造分为连续式加热炉、窒状加热炉和均热炉三种。近年 兴建的厚板连续式加热炉多为热滑轨式或步进式,采用由上下预热、加热、均热组 成的多段式加热炉,其出料皆出抽出机来执行,以代替过去利用斜坡滑架和缓冲器 进行出料的方式.可减少板坯表面的损伤和辊道的冲击事故。热滑轨式加热炉虽然 和步进式炉一样能大大减少水冷黑印,提高加热的均匀性,但它仍属推钢式加热炉。 其主要缺点是板坯表面易擦伤和易于翻炉,这样使板坯尺寸和炉子长度(亦即炉子产 量)受到限制,而且排空困难,劳动条件差。采用步进式可免除这些缺点,但其投资 较大,维修较难,且由于支梁妨碍辐射,使板坯上下面往往仍有一些温度差(热滑轨 式没有这些缺点)。因此,近代新建的连续式加热炉多为这两种形式,其加热能力可 高达150—300t/h,室状炉加热能力为10—20t/h。板坯加热温度一般为1150— 1300℃,依钢种不同而异。 加热是钢板生产中十分重要的工序。加热质量的好坏直接影响到钢板的质量、产 量及操作和设备事故。例如,板坯加热温度不均匀不仅会败坏板形和尺寸精度,而 且会撞坏牌坊、轧辊或导板,引起事故。对于表面质量要求高的板带而言,为了消 除氧化铁皮和麻点的缺陷,烧好钢是重要的一环。
3.精轧 粗轧和精轧的划分并没有明显的界限,通常在双机架轧机上把第一台称为粗 轧机,第二台称为精轧机。此时两个机架道次的分配应该使其负荷相近,比 较均匀。至于在单机架轧机上则前期道次为粗轧阶段,后朔道次为精轧阶段, 中间无一定界限。如果说粗轧阶段的主要任务是展宽(或宽度控制)和延伸, 那么精轧阶段的主要任务便是延伸和质量控制,这主要包括板形控制、厚度 控制、性能控制及表面质量控制等。前三者及其有关的控制工艺和技术在此 哲不讨论,至于表面质量控制,则除取决于原料的表面清理和轧前的除鳞以 外,还取决于棺轧轧辊的表面质量o这就要求精轧辊表面必须有足够的硬度和 粗褪度,并且操作中注意辊面质量的维护。 中厚扳轧制的这三个阶段只是大致的划分,并无明显的界限。实际上这三个 阶段的不同任务和要求对于包括热轧、甚至冷轧在内的所有各类领带钢的轧 制都是相同和相似的,只是中厚板轧制的展宽任务和操作方法等有其独有的 特点。此外,在金属变形特点上,厚板尤其是特厚板类似于初轧的高轧件轧 制。初期轧制单位压力由于锤击效果而有所增高,第三节 热轧路板带钢生产 同时产生表面变形,往往使钢板侧边呈凹形折叠。当原料厚度不大时,则与 一般板带轧制一样.侧边呈凸形。
三辊劳特式轧机是由二辊轧机发展而来,其 上下轧辊直径较大,中辊直径较小且为惰辊。 这种轧机的主要优点:(1)采用交流感应电机 传动实现往复轧制,不用大型直流电机,而且 采用飞轮使电机容量减小r大大降低了建设投 资;(2)中辊直径小,可以显著降低轧制压力 和能耗,并位钢板更容易延伸;(3)由于中辊 易于更换,便于采用不同凸度的中辊来补偿大 辊的磨损,以提高产品精度及延长大辊使用寿 命。但这种轧机由于不能变速,中辊直径小且 为惰辊,使其咬入能力减弱,前后升降台等机 械设备也较笨重复杂,而且辊系刚性也不够大。 所以这种轧机不适用于轧制厚而宽的产品。
(3)角轧一纵轧法 所谓角轧即是轧件的纵轴与轧辊轴线呈一定角度送人轧辐进行轧制的 方法(如图8—4)。其送入角6一般在15°—45°范围内,依具体情况而定。每一对角线 轧制I—2道后,即行更换另一对角线进行轧制,其主要原则是要使轧件能够迅速展至所 需要的宽度而其形状又不致发生歪斜。只有在轧机的强度及咬人能力较弱时(例如三辊 劳特轧机)或板坯较窄时,才采用角轧展宽。在现代强大的可逆式轧机上,一般不用角 轧.而用横轧展宽。 (4)全横轧法 即将板坯进行横轧直至轧成成品。显然,这只有板坯长度大于或等 于钢板宽度时才能采用。若以连铸坯为原料,则全横轧法比纵轧法具有很多优点:首 先是 横轧大大减轻了钢板组织和性能的各向异性.显著提高了横向的塑性和冲击韧性.因 而提 高了钢板综合性能的合格率;横轧法的另一个优点是比综合轧制可以得到更齐整的边 部, 没有端部收缩,钢板不成桶形,因而减少切边提高成材率。此外,横轧法比综合轧制 道次 负荷更为均匀,并减少一次转钢时间,使产量也有所提高。可见,对于以初轧坯为原 料的 钢板生产,横轧是一种较先进的轧制方法,现在已广泛应用于中厚板生产。以上是粗 轧阶段几种基本的操作方案。实际上为了调整原料形状,开始往往还要纵轧l—2道次, 这可称之为形状调整道次,对钢锭是碾平锥度,对板坯是先使端部呈扇形展宽以减少 横轧的桶形,并碾平剪断时引起的端部压扁或表面清理带来的“缺肉”以端正板形, 从而提高成材率。这样,实际上操作方案就可以很多了。
(二)中厚板轧机的布互
3.半连续式或连续式轧机
半连续式或连续式轧机是生产宽带钢的高效率轧机。现在 可以经连轧机组成卷生产的带钢厚度已增至25mm,这就 是几乎所有的中板.或者说几乎三分之二的中厚板都可以 在连轧机上成卷生产。但是用连轧机生产中厚板一般宽度 不能太大,而且使用可以轧制更薄产品的轧机来生产较厚 的中板,这在技术上和经济上都不太合理。轧制薄板时常 患温度降落太快、终轧温度过低之病,而轧厚板时则常患 温降太慢、终轧温度过高之病。为了适应不同产品的工艺 要求,轧机生产最好实行产品分工专业化,而对于较厚的 中板,轧制中用不着抢温保温,在一般单、双机架可逆式 轧机上已可满足一般的产量和质量要求,就不必专门采用 昂贵的连轧机来进行生产.这也是中厚板连轧机很少发展的 主要原因。
二、中厚板生产工艺过程
中厚板生产工艺制度主要取决于产品的钢种特性和技术要 求,原料的种类和规格以及轮机的设备条件。其生产工艺 过程一般可包括原料的选择、加热、钢板轧制及精整等工 序。 (一)原料的选择 轧制中厚板所用的原料可分扁钢锭、初轧板坯、连铸板坯 和压铸板坯四种。 连铸坯厚度一般为180—300mm,宽度为800—2200mm,长 度则取决于加热炉宽度和需要的重量,目前板坯宽度已可 达2500mm.重达45t。
1. 单机架轧机 单机架轧机在当前中厚板生产中仍然占着重要的地位。它可以为二辊式、三 辊式、四辊式或万能式轧机。现代以四辊可逆式轧机用得最多。二辊可逆式 已趋淘汰,三辊劳特式亦逐渐落后。大都采用四辊可逆式,多用于生产宽厚 板。 2.双机架轧机 它是现代中厚板轧机的主要形式。双机架是由单机架进一步发展而来,它把粗 轧和精轧两个阶段的不同任务和要求劈分到两个机架上去完成。其主要优点 是:不仅轧机产量高,而且无论是表面质量、尺寸精度或板形也都比较好; 延长了轧辊使用寿命,缩减了换辊次数等等。双机架轧机的布置有并列式和 顺列式两种。并列式轧机的优点是两个机架或互相配合工作或独立进行轧制 ,但操作不使,金属流程也比较复杂,故现在很少采用。顺列式双机架轧机 则应用较为普遏,其优点是操作方便,轧件不用横移,生产能力高,车间跨 度可以小些。双机架轧机的粗轧机可采用二辊可逆式,三辊劳特式或四辊可 式,而精轧机则一般皆采用四辊可逆式
(三)轧制 中厚板轧制过程大致可分为除鳞、粗轧和精轧几个阶段。 1.除磷 将钢板表面的炉尘、次生铁皮除净以免压入表面产生缺陷, 是保证钢板表面质量的关键措施。清除铁皮的方法很多 。
2粗轧
粗轧阶段的主要任务是将板坯或扁锭展宽到所需要的宽度和进行大压 缩延伸,为此而 有多种轧制操作方法,主要的有: (1)全纵轧法 所谓纵轧即是钢板延伸方向与原料(锭、坯)纵轴方向相重 合的轧 制。当板坯宽度大于或等于钢板宽度时,即可不用展宽而直接纵轧成成 品,这可称之为全 纵轧操作方式。此种操作方法实际用得不多。 (2)横轧一纵轧法或综合轧制法 所谓横轧即是钢板延伸方向与原料纵轴 方向相垂直的轧制;而横轧—纵轧法即是先进行横轧将板坯展宽至所 需宽度以后再转如。进行纵轧直至完成。这种操作方法又可称为综合 轧制法,是生产中厚板最常用的方法。其优点是:板坯宽度与钢板宽 度可以灵活配合以及可以提高横向性能,减少钢板各向异性,因而它 更适合于以连铸坯为原料的钢板生产;但它使轧机产量有所降低,井 易使钢板成桶形,增加切边损失,降低成材率
万能轧机就是在一例或两侧具有一对 或面对方辊的四辊可逆式、二辊可逆 式或三辊式轧机。这种轧机的原来意 图是要生产齐边钢板,不再剪边,以 降低金属消耗,提高成材串,但理论 和实践都表明:立辊轧边只是对于轧 件宽厚比(B/H)值小于60—70时, 例如热连轧带钢粗轧阶段的轧制情况, 才能产生作用;而对于可逆式中厚板 轧机,尤其是宽厚板轧机,则由于轧 件宽厚比值大于60—70,立辊轧边 时钢板很容易产生横向弯曲,不仅起 不到轧边的作用,反而使操作复杂, 容易造成事故,并且立辊与水平辊又 难以实现同步运行,要同步又必然增 加电气设备的复杂性和操作上的困难学院 金属压力加工作业