爐卷軋機(jī)的發(fā)展與典型結(jié)構(gòu)

1、爐卷軋機(jī)的發(fā)展與典型結(jié)構(gòu)蕭其林摘 要： 按照傳統(tǒng)型、改造型、現(xiàn)代型三個(gè)階段敘述了爐卷軋機(jī)的發(fā)展，并對(duì)爐卷軋機(jī)的典型布局與結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞： 爐卷軋機(jī)；發(fā)展；典型布局；結(jié)構(gòu)1 爐卷軋機(jī)的發(fā)展?fàn)t卷軋機(jī)，又稱斯特克爾軋機(jī)（steckel軋機(jī)）。自美國于1932年研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性爐卷軋機(jī)并于1949年正式應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以來，到現(xiàn)要已有近70年。近70年來爐卷軋機(jī)經(jīng)歷了傳統(tǒng)型、改造型、現(xiàn)代型三個(gè)發(fā)展階段。隨著現(xiàn)代冶金技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代傳動(dòng)、控制技術(shù)的應(yīng)用，爐卷軋機(jī)已步入了蓬勃發(fā)展時(shí)期。本文依照傳統(tǒng)型、改造型、現(xiàn)代型三個(gè)階段對(duì)爐卷軋機(jī)的發(fā)展予以闡述。11傳統(tǒng)型爐卷軋機(jī)（19321960年）爐卷軋機(jī)發(fā)明

2、于20世紀(jì)30年代。該發(fā)明解決了成卷熱軋薄板軋制過程中溫度降低太快的問題，使得帶卷在軋制過程中進(jìn)行可逆式的往復(fù)軋制，直到軋制過程完成，這就是所謂的爐卷軋制方法。圖1-1為其示意圖。 圖1-1 爐卷軋機(jī)示意圖1帶保溫爐的卷取機(jī)；2送料輥；3四輥可逆軋機(jī)；4升降導(dǎo)板 圖1-2 爐卷軋機(jī)工藝設(shè)備布置圖1- 再加熱爐 2-除鱗機(jī) 3-立輥軋機(jī) 4-粗軋機(jī) 5-輥道 6-切頭剪7-左卷取爐 8-爐卷機(jī) 9-右卷取爐 10-冷卻輥道 11-地下卷取機(jī) 爐卷軋機(jī)生產(chǎn)工藝流程與設(shè)備布置 爐卷軋機(jī)的生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備布置如圖。板坯在連續(xù)式加熱爐中加熱后，通過高壓水除鱗，然后在帶立輥的四輥粗軋機(jī)上分別軋制一定道次

3、，將板坯軋成厚的帶坯，在飛剪上切除頭尾，然后送入爐卷軋機(jī)進(jìn)行可逆軋制。當(dāng)?shù)谝坏缼黝^部出爐卷軋機(jī)后，右邊的升降導(dǎo)板抬起，將帶坯的頭部引入右邊卷取爐的卷鼓中進(jìn)行卷取。卷取爐卷鼓與軋機(jī)之間帶鋼的張力不大，其總張力為。當(dāng)?shù)谝坏儡埣膊恳怀鲕堓?，右邊的夾送輥下降，整個(gè)機(jī)組反轉(zhuǎn)，開始第二道軋制，此時(shí)左邊的夾送輥和升降導(dǎo)板抬起，又將帶鋼導(dǎo)入左邊的卷取爐進(jìn)行卷取，如此反復(fù)軋制幾道，即軋成所需要的帶卷。由于每道軋制時(shí)軋件端部均需通過軋輥，因而每道次開始時(shí)都需以導(dǎo)入速度（）軋制，使軋件端部平滑進(jìn)入卷鼓的槽口。導(dǎo)入后，卷鼓和軋機(jī)同步升速到正常軋制速度。而在每道次終了時(shí)，則必須及時(shí)制動(dòng)，以防軋件尾部進(jìn)入保溫爐內(nèi)。這

4、樣頻繁改變的操作制度必須依賴自動(dòng)控制才能實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也限制了軋制速度的提高。一般軋件在爐卷軋機(jī)上軋制道次，軋到要求的帶卷厚度后，通過運(yùn)輸輥道冷卻到卷取溫度，在地下卷取機(jī)上卷成鋼卷。112 傳統(tǒng)爐卷軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)： ） 軋制過程中可大幅減少鋼板的溫降； ） 與經(jīng)典的熱連軋相比所需設(shè)備數(shù)量少，投資低； ） 工藝道次較靈活，適合于生產(chǎn)批量不大而品種較多的產(chǎn)品； ）適合于低節(jié)奏、難加工的不銹鋼及特種合金鋼的生產(chǎn)。 傳統(tǒng)爐卷軋機(jī)的缺點(diǎn)： ） 由于是單機(jī)架多道次軋制，精軋時(shí)間長，二次氧化皮多，所軋制的產(chǎn)品表面質(zhì)量較差，不能生產(chǎn)薄板； ） 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較低，各項(xiàng)消耗較高； ） 軋輥易磨損，換輥頻繁； ） 工藝操作

5、要求高，比連軋復(fù)雜。 改造型爐卷軋機(jī)（） 由于傳統(tǒng)爐卷軋機(jī)所固有的工藝缺陷并存在產(chǎn)品表面質(zhì)量差的弊病，從而阻礙了爐卷軋機(jī)的發(fā)展。 年代，美國鐵本公司（，又譯梯平斯）等通過對(duì)爐卷軋機(jī)的潛在能力和不足之處的研究，開始用現(xiàn)代控制技術(shù)來改造傳統(tǒng)爐卷軋機(jī)，重新發(fā)展了自年代發(fā)明以來幾乎被人遺忘了的爐卷軋機(jī)。年前后，發(fā)達(dá)國家紛紛興建新的或改造舊的爐卷軋機(jī)，但主要還是用來專業(yè)化生產(chǎn)不銹鋼和特種合金鋼，僅有少部爐卷軋機(jī)生產(chǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 在此階段由于冶金軋制工藝和控制技術(shù)還沒有發(fā)生質(zhì)的飛躍，因此爐卷軋機(jī)的發(fā)展主要是停留在一般性的改進(jìn)上，并沒有發(fā)生根本性的變化。 現(xiàn)代爐卷軋機(jī)（至今） 進(jìn)入年代后，冶金工業(yè)技術(shù)突飛猛

6、進(jìn)，近終型連鑄技術(shù)、連鑄連軋技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、新型材料技術(shù)、數(shù)字傳動(dòng)技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)的普及應(yīng)用使得冶金軋制工藝技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，給爐卷軋機(jī)的發(fā)展帶來了新的生機(jī)。 現(xiàn)代爐卷軋機(jī)的主要特點(diǎn) ） 新流程隨著薄板坯連鑄技術(shù)的發(fā)展，國外出現(xiàn)了一批以生產(chǎn)中厚板為主、兼生產(chǎn)薄板卷的綜合型爐卷軋機(jī)，它與煉鋼爐、精煉爐、中薄板連鑄機(jī)共同組成了新一代集約型的板帶材生產(chǎn)線。年代以來，在全世界新建和改建爐卷軋機(jī)共臺(tái)，其中以生產(chǎn)不銹鋼為主的臺(tái)，生產(chǎn)不銹鋼兼碳鋼的臺(tái)，其余臺(tái)均以生產(chǎn)碳鋼和低合金鋼為主 ，其具體情況見表。表1-1國外90年代新建（或擴(kuò)建）的生產(chǎn)碳鋼的爐卷軋機(jī)序號(hào)國家及廠名投產(chǎn)年份年產(chǎn)量（萬

7、噸）軋機(jī)組成輥面寬（）產(chǎn)品規(guī)格（厚度寬度）1美國，伊普斯科公司蒙特利埃廠1996125150單機(jī)架34002.291912192483（卷）6.355012193149（板）2美國，俄勒岡公司波特蘭廠1997年改造100單機(jī)架37592.2925.412193048（卷）4.76203.212193450（板）3美國，斯卡洛薩鋼公司1996年改造100單機(jī)架28452197112642（卷）1610012192642（板）4加拿大，斯帝柯公司海米爾敦廠1997年改造100單機(jī)架304821912192794（卷）165012192794（板）5捷克，新歌特瓦爾德鋼公司1999年100單機(jī)架18

8、001.5138001600（卷）6泰國lpn公司1997年改造50單機(jī)架312421912002200（卷）165012002800（板）7土爾其，埃雷利公司1992年改造77雙機(jī)架16764205081524（卷）10405081524（板） ）新工藝 現(xiàn)代爐卷軋機(jī)采用了提高中間帶坯進(jìn)精軋機(jī)的厚度，在精軋機(jī)上采用高的壓縮比，提高軋制速度，減少軋制道次，提高卷重，使軋制溫度均勻化等新工藝。爐卷軋機(jī)的傳統(tǒng)工藝與新工藝的主參數(shù)對(duì)比見表。表 爐卷軋機(jī)傳統(tǒng)工藝與新工藝的主參數(shù)對(duì)比主要工藝參數(shù)傳統(tǒng)工藝新工藝最小產(chǎn)品厚度，3.01.5最大卷重，t10122834中間帶坯厚度，151725最大軋制速度，m

9、/s571014精軋最少道次795精軋溫度，750900中間帶坯溫降速率，/s31.7最大軋制力，kn/mm121422.2 ） 新設(shè)備 新設(shè)備的應(yīng)用在現(xiàn)代爐卷軋機(jī)的關(guān)鍵部位得到了較好的體現(xiàn)，主要表現(xiàn)在以下五個(gè)方面： 一是高剛度的軋機(jī)，將軋機(jī)允許的最大軋制力加大及剛度提高，使得軋機(jī)彈跳減少，其允許的最大軋制力比傳統(tǒng)爐卷軋機(jī)提高了近倍。 二是卷取爐內(nèi)的卷取芯軸采用帶水冷芯軸的預(yù)熱卷鼓，這種采用了新型設(shè)計(jì)和材料的卷鼓其表面溫度可達(dá)，卷取帶鋼厚度可達(dá)。 三是采用了帶有封閉式爐底和新型爐型的卷取爐，采用計(jì)算機(jī)控制爐內(nèi)氣氛，減少了熱損和爐內(nèi)氧化，提高了爐溫控制精度和均勻分布度。 四是采用了具有較短換向時(shí)

10、間（約）的交流變頻主傳動(dòng)電機(jī)，其加速與反轉(zhuǎn)時(shí)間比直流電機(jī)減少。 五是在爐卷軋機(jī)內(nèi)設(shè)有在線軋輥修磨系統(tǒng)，軋輥不必更換就可在線進(jìn)行修磨，通過軋制過程中軋輥表面的修磨，可改善帶鋼的表面質(zhì)量和增加軋制量。 ） 新技術(shù) 現(xiàn)代爐卷軋機(jī)全面引用了熱帶鋼連軋的新技術(shù)，如坯料采用連鑄坯或連鑄薄板坯；加熱爐采用步進(jìn)式爐；采用了高效、高壓水除鱗技術(shù)；粗軋機(jī)采用帶立輥軋邊的四輥可逆式軋機(jī)；在中間輥道中采用了保溫技術(shù)；在爐卷軋機(jī)后設(shè)立了層流冷卻系統(tǒng)；在地下卷取機(jī)上采用了液壓踏步控制系統(tǒng)等等。更重要的是爐卷軋機(jī)還采用了下述新技術(shù)： 一是液壓厚度自動(dòng)控制技術(shù)（ ）系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)對(duì)軋件厚度進(jìn)行自動(dòng)控制，包括厚度控制、速度補(bǔ)償

11、、張力補(bǔ)償、頭尾補(bǔ)償及測(cè)厚儀監(jiān)控等功能。采用該技術(shù)生產(chǎn)的帶鋼其縱向厚度公差已達(dá)到或接近熱連軋機(jī)的水平，而傳統(tǒng)爐卷軋機(jī)生產(chǎn)的帶鋼厚度公差為。由于技術(shù)具有響應(yīng)速度快、壓下速度快、設(shè)定精度高、控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，因而在現(xiàn)代爐卷軋機(jī)中得以應(yīng)用。 二是板形自動(dòng)控制技術(shù)（ ），該系統(tǒng)采用了四輥軋機(jī)的技術(shù)（ ）或六輥技術(shù)（ ）。該系統(tǒng)通過控制寬度的液壓軋輥位置系統(tǒng)，控制平直度和板形斷面的工作輥彎輥系統(tǒng)、減少軋輥磨損和板帶邊形變的工作輥竄輥系統(tǒng)，應(yīng)用預(yù)先設(shè)定的計(jì)算機(jī)模型對(duì)輥縫實(shí)時(shí)調(diào)整，從而使板形和公差值得以改善。采用該技術(shù)的爐卷軋機(jī)能使的板卷能夠達(dá)到或標(biāo)準(zhǔn)，卷長達(dá)到或標(biāo)準(zhǔn)公差。 現(xiàn)代爐卷軋機(jī)存在的主要問題

12、 盡管現(xiàn)代爐卷軋機(jī)作了上述的許多改進(jìn)，使其功能、質(zhì)量和技術(shù)水平有了明顯提高，但限于爐卷軋機(jī)自身工藝結(jié)構(gòu)所固有的原因，與現(xiàn)代熱連軋生產(chǎn)薄帶卷相比，仍存在以下問題： ） 由于板帶縱向（特別是頭尾）和橫向溫度不均，而現(xiàn)有的彌補(bǔ)措施又不能從根本上改善，使得其最小軋制厚度受到限制，的帶卷生產(chǎn)目前仍難以在爐卷軋機(jī)上實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)代熱連軋技術(shù)已可生產(chǎn)出的熱軋帶卷。 ） 薄帶卷的表面質(zhì)量稍差。這是由于單機(jī)架多道次軋制和爐卷內(nèi)二次氧化皮去除困難所致。盡管采取了改善表面行之有效的在線磨輥和強(qiáng)化除鱗等措施，爐卷軋機(jī)生產(chǎn)的薄帶卷的表面質(zhì)量仍比現(xiàn)代熱連軋機(jī)生產(chǎn)的稍遜。 ） 由于爐卷軋機(jī)的生產(chǎn)量一般為萬年，與生產(chǎn)量高的熱連軋

13、相比，在生產(chǎn)薄帶卷時(shí)其成本也略高一點(diǎn)。 爐卷軋機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 雖然爐卷軋機(jī)在現(xiàn)階段還存在上述問題，但并沒有因此而阻礙其發(fā)展，隨著技術(shù)、工藝的進(jìn)步，爐卷軋機(jī)將會(huì)不斷得以完善并得到更加廣泛的應(yīng)用，其影響是長遠(yuǎn)和巨大的。 ） 由于爐卷軋機(jī)采用了以現(xiàn)代熱帶鋼連軋（包括快速冷卻、板形及厚度控制、高精度尺寸控制、表面自動(dòng)檢測(cè)等）為標(biāo)志的現(xiàn)代軋鋼技術(shù)，其與中薄板連鑄機(jī)組成的集約型連續(xù)化工藝生產(chǎn)線將會(huì)占據(jù)更多的中厚板和帶卷市場(chǎng)份額，傳統(tǒng)的板材軋機(jī)將失去競(jìng)爭(zhēng)能力。 ） 爐卷軋機(jī)用來生產(chǎn)薄帶卷，能夠在軋制中很好地控制溫度，同時(shí)得到較好的平直度和板形。在機(jī)架任何一邊的熱軋卷取使溫度能夠得到很好保持，消除了一般可逆式軋

14、機(jī)所帶來的溫度損失和隨之而來的軋機(jī)負(fù)荷增加及板形問題。 ） 在計(jì)算機(jī)自動(dòng)化方面，全新的爐卷軋機(jī)采用了一級(jí)和二級(jí)計(jì)算機(jī)過程控制，與現(xiàn)代化熱連軋機(jī)的控制類似，其過程控制將擴(kuò)展到后續(xù)工序，人工智能技術(shù)得到應(yīng)用，軋機(jī)將根據(jù)不同的材質(zhì)和軋制力選擇與之相應(yīng)的控制模型。 我國爐卷軋機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展 除首鋼、太鋼等公司在年代分別引進(jìn)了、三條二手爐卷軋機(jī)生產(chǎn)線外，我國的爐卷軋機(jī)基本上是空白。 “十五”期間，國家規(guī)劃酒鋼和昆鋼各上一條爐卷軋機(jī)生產(chǎn)線，其中酒鋼的爐卷軋機(jī)已進(jìn)入合同實(shí)施階段。除此之外，南京鋼廠、安陽鋼廠的爐卷軋機(jī)項(xiàng)目均已通過立項(xiàng)，開始或即將啟動(dòng)。隨著上述新的爐卷軋機(jī)生產(chǎn)線的建成投產(chǎn)，預(yù)計(jì)將會(huì)有更多的中等

15、規(guī)模鋼廠或大型鋼廠在傳統(tǒng)板材軋機(jī)的改造中，采用中薄板連鑄機(jī)和爐卷軋機(jī)的集約化模式。因?yàn)椴捎迷撃Ｊ揭皇峭顿Y?。s為同規(guī)模常規(guī)熱連軋機(jī)投資的）、見效快、建設(shè)周期短；二是占地面積少；三是有利于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與品種的調(diào)整。 爐卷軋機(jī)的典型布局與結(jié)構(gòu) 爐卷軋機(jī)的典型布局爐卷軋機(jī)最具代表性的典型布局如圖所示。 按照機(jī)架排列的布局方案按照爐卷軋機(jī)機(jī)架的排列方式有以下幾種布局方案，見圖圖 爐卷軋機(jī)的典型布局 再加熱爐 除鱗機(jī) 軋邊機(jī)（立輥軋機(jī)） 切頭剪 可逆式粗軋機(jī) 卷取爐 爐卷軋機(jī)（軋機(jī)） 層流冷卻 地下卷取機(jī)圖2-2 按機(jī)架排列的布局方案 雙機(jī)架粗軋前置式（方案） 本方案為爐卷軋機(jī)的一種應(yīng)用較廣的布局，該方案將

16、帶有立輥軋機(jī)的粗軋機(jī)布置在爐卷軋機(jī)的前面，精軋道次由爐卷軋機(jī)完成。本方案兼顧考慮了軋制效率與品種規(guī)格。采用這種布局形式可以軋制生產(chǎn)的熱軋薄板，其年產(chǎn)量在萬噸左右，投資費(fèi)用適中，大多數(shù)鋼廠都選擇此種方案。 單機(jī)架粗精軋一體型（方案） 本方案為爐卷軋機(jī)的最簡(jiǎn)化布局，采用一個(gè)機(jī)架的爐卷軋機(jī)，粗精軋均在爐卷軋機(jī)中完成。該布局形式適合于年產(chǎn)萬噸的小型鋼廠，其投資最少，也能生產(chǎn)的熱軋薄帶卷，但其生產(chǎn)效率和質(zhì)量相對(duì)方案要低一些。 雙機(jī)架爐卷軋機(jī)型（方案） 本方案的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率較高，在兩臺(tái)卷取爐之間的爐卷軋機(jī)，帶立輥軋邊機(jī)的第一架以粗軋為主；第二架以精軋為主，其年產(chǎn)量可達(dá)到萬噸，投資與方案相似，但其軋制薄板

17、的表面質(zhì)量不如方案。 雙機(jī)架精軋后置型（方案） 本方案的特點(diǎn)是在爐卷軋機(jī)之后專門布置了一列精軋機(jī)架，其生產(chǎn)能力和投資與方案相仿，但在軋制薄板時(shí)，其表面質(zhì)量比方案略好一些。 三機(jī)架精軋后置型（方案） 本方案為在爐卷軋機(jī)后布置了兩列精軋機(jī)架，其生產(chǎn)能力可達(dá)到年產(chǎn)萬噸，軋制薄板的表面質(zhì)量較好。但由于已增加到了三列機(jī)架，（其中一列為爐卷軋機(jī)），其投資和占地面積與常規(guī)的五機(jī)架熱連軋機(jī)組相比減少不多，其優(yōu)勢(shì)不明顯，采用的廠家較少。 幾種投入應(yīng)用的爐卷軋機(jī)代表型式 目前，在國外的爐卷軋機(jī)設(shè)計(jì)制造廠家中，以奧鋼聯(lián)（）、西德馬格（ ）、達(dá)涅利（）、鐵本（）四家為主要代表。 奧鋼聯(lián)的代表機(jī)型 圖為設(shè)計(jì)的爐卷軋機(jī)的

18、代表機(jī)型，圖中的型其最大生產(chǎn)能力為萬噸年，軋制部分包括有下述設(shè)備：步進(jìn)式加熱爐，除鱗機(jī)，卷取爐，附帶軋邊機(jī)的爐卷軋機(jī)，帶夾送輥的切頭剪，層流冷卻裝置，全液壓地下卷取機(jī)。圖2-3（a） vai代表機(jī)型a1 再加熱爐 2除鱗機(jī) 3爐卷軋機(jī) 4附屬軋邊機(jī) 5主傳動(dòng)裝置6卷取爐 7帶切斷剪的夾送輥組 8層流冷卻儀 9液壓地下卷取機(jī) 圖中的型為新近發(fā)展的雙機(jī)架爐卷軋機(jī)，與型最大的不同是在兩臺(tái)卷取爐之間，縱排布置了兩臺(tái)爐卷軋機(jī)，其最大生產(chǎn)能力可達(dá)到年產(chǎn)萬噸。其它的主要設(shè)備與型相同。當(dāng)然由于其生產(chǎn)能力較型高，與之配套的設(shè)備能力也應(yīng)同比提高，如步進(jìn)式加熱爐的容量、處理能力、卷取爐的生產(chǎn)能力等等。圖2-3（b）

19、 vai的代表機(jī)型b1 再加熱爐 2除鱗機(jī) 3爐卷軋機(jī) 4附屬軋邊機(jī) 5主傳動(dòng)裝置 6第二軋機(jī)7 卷取爐 8帶切斷剪的夾送輥組 9層流冷卻線 10液壓地下卷取機(jī) 型與、型相比較有明顯的不同，在兩臺(tái)卷取爐之間僅布置了一臺(tái)爐卷軋機(jī)。軋邊機(jī)和粗軋機(jī)、切頭剪則布置在再加熱爐與左卷取爐之間，即典型的粗軋前置式。該型的生產(chǎn)能力與型相同，但其占地面積較、型大，適合于對(duì)原有的軋機(jī)線進(jìn)行改造。 的爐卷軋機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品范圍如下： 熱帶卷厚度 寬度 熱軋板的厚度 最大卷重 特殊卷重 圖2-3（c） vai的代表機(jī)型c1 再加熱爐 2除鱗機(jī) 3軋邊機(jī) 4粗軋機(jī) 5切頭機(jī) 6除鱗機(jī) 7左卷取爐8爐卷軋機(jī) 9控輥裝置 10

20、右卷取爐 11層流冷卻儀 12地下卷取機(jī)232 西德馬格代表機(jī)型smsdemag的代表機(jī)型見圖2-4。該爐卷軋機(jī)生產(chǎn)線主要由加熱爐、除鱗機(jī)、帶軋邊機(jī)的粗軋機(jī)、切頭剪、卷取爐、爐卷軋機(jī)、層流冷卻、地下卷取機(jī)等構(gòu)成，整條線全長約328m，其布置型式與vai的c型（圖2-3中的c）基本相似。該smsdemag機(jī)型的年生產(chǎn)能力為5070萬噸，其生產(chǎn)的最終產(chǎn)品范圍如下：產(chǎn)品厚度碳鋼1.612.7mm 寬 度 8001600mm 卷 重 33t圖2-4 smsdemag代表機(jī)型233 danieli代表機(jī)型 danieli爐卷軋機(jī)的代表機(jī)型如圖2-5所示。其中的的a型為danieli推出的年產(chǎn)3035萬噸

21、熱軋帶鋼的緊湊型鋼廠布置圖，該機(jī)型的特點(diǎn)是車間緊湊、靈活性大，從薄板坯連鑄機(jī)中心到軋制線地下卷取機(jī)中線的總長僅150m左右，在a型布置中未設(shè)置粗軋機(jī)，粗精軋道次均在爐卷軋機(jī)中完成。圖2-5（a） danieli代表機(jī)型圖2-5（b） danieli代表機(jī)型圖2-5（c） danieli代表機(jī)型圖中b型的年產(chǎn)能力為6080萬噸，與a型不同的是在卷取爐之前增設(shè)了一臺(tái)粗軋機(jī)，該生產(chǎn)線總長為210m左右。a、b型的共同特點(diǎn)是都采用了薄板坯連鑄機(jī)，橫向多底座式均熱爐。c型布置包括其主要設(shè)備與現(xiàn)在流行的年產(chǎn)80萬噸的爐卷軋機(jī)的布置型式類似，但其占地面積亦較大，從再加熱爐中心到地下卷取機(jī)中心的總長度約為32

22、6m。danieli機(jī)型生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的范圍如下：產(chǎn)品厚度 1.512.7mm寬 度 8001600mm最大卷重 33t2.3.4tippins的代表機(jī)型tsptm是美國鐵本公司（tippins incorporated）和韓國三星重工 (samsung heay indu sfries)推出的一種以小型廠規(guī)模生產(chǎn)熱軋帶（卷）的新工藝，這是一種在工藝過程中將中薄板連鑄機(jī)與單機(jī)架爐卷軋機(jī)組合成的熱軋帶（卷）生產(chǎn)線，該機(jī)型的總長度為244m（含冶煉電爐和板坯連鑄機(jī)的布置在內(nèi)）。圖26為tippins的爐卷軋機(jī)代表機(jī)型。tippins機(jī)型生產(chǎn)的最終產(chǎn)品范圍如下：成品帶厚度1.520mm產(chǎn)品寬度900

23、2500mm最大卷重40t圖2-6 tippins代表機(jī)型2.4爐卷軋機(jī)的主要設(shè)備結(jié)構(gòu)爐卷軋機(jī)生產(chǎn)線上的主要設(shè)備除卷取爐和爐卷軋機(jī)自身外，其它的主要設(shè)備從結(jié)構(gòu)上與現(xiàn)在使用中的熱連軋?jiān)O(shè)備基本相似，對(duì)卷取爐本文在第三部分中將專門予以論述，本節(jié)僅對(duì)爐卷軋機(jī)自身的結(jié)構(gòu)作一簡(jiǎn)單介紹。2.4.1爐卷軋機(jī)（以年產(chǎn)80萬噸的1750軋機(jī)為例）技術(shù)參數(shù)：類型：四輥可逆式軋機(jī)最大軋制力：40，000kn最大軋制速度：013.6m/s主傳動(dòng)電機(jī)功率：115,000kw現(xiàn)代四輥可逆式軋機(jī)，一般均裝備有液壓輥縫調(diào)節(jié)系統(tǒng)hagc，工作輥帶竄輥裝置及cvc輥型，液壓彎輥技術(shù)等能夠?qū)т撏苟犬a(chǎn)生較大范圍影響的可調(diào)整的板形控制

24、技術(shù)。有的供貨商為了提高帶鋼的表面質(zhì)量，還在軋機(jī)中設(shè)計(jì)了在線軋輥修磨裝置供用戶選擇。圖27為典型的四輥可逆式爐卷軋機(jī)示意圖。圖27四輥可逆式爐卷軋機(jī)示意圖四輥可逆式軋機(jī)主要由以下五部分組成：1）軋機(jī)本體軋機(jī)本體主要由機(jī)架（牌坊）、底座、工作輥、工作輥軸承座、工作輥軸承、支承輥、支承輥軸承座、支承輥軸承等構(gòu)成；2）主傳動(dòng)系統(tǒng)由主傳動(dòng)電機(jī)、分配齒輪傳動(dòng)箱、主傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸頭機(jī)架等組成；3）板厚與板形控制系統(tǒng)由控制厚度的液壓輥縫調(diào)整裝置、控制寬度的液壓軋輥位置系統(tǒng)，控制平直度和板型斷面的工作輥彎輥裝置、減少軋輥磨損和板帶邊撕裂的工作輥竄輥裝置和支承輥平衡系統(tǒng)組成。4）輔助系統(tǒng)主要由工作輥換輥裝置，支

25、承輥換輥裝置、工作輥冷卻系統(tǒng)、除鱗裝置、煙塵控制和排放裝置、入出口機(jī)架輥、帶工作輥刮板的入出口導(dǎo)衛(wèi)、軋機(jī)服務(wù)平臺(tái)、潤滑系統(tǒng)等組成。5）工作輥在線軋輥磨削裝置由于高溫下的多次往復(fù)軋制，軋輥的磨損比較嚴(yán)重，阻礙了帶鋼表面質(zhì)量的提高?，F(xiàn)代爐卷軋機(jī)配備的工作輥在線修磨系統(tǒng)有效地解決了此問題。通過軋制過程中對(duì)軋輥表面的在線修磨較好地改善了帶卷的表面質(zhì)量，提高了作業(yè)率。在線磨輥裝置主要由砂輪進(jìn)給系統(tǒng)、修磨頭架、磨頭主軸總成、控制系統(tǒng)等組成。2.4.2主要生產(chǎn)廠家爐卷軋機(jī)性能對(duì)比vai、smsdemag、danieli、tippins等主要爐卷軋機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家的同規(guī)格爐卷軋機(jī)性能對(duì)照見表21。表2-1 四輥

26、可逆式爐卷軋機(jī)性能對(duì)比項(xiàng)目 公司 vaismsdemagdanielitippins產(chǎn)品范圍最小產(chǎn)品厚度，2最大軋制寬度，2100最大卷重，t30軋輥尺寸工作輥?zhàn)畲笾睆捷伾黹L度780250072021007402050支承輥?zhàn)畲笾睆捷伾黹L度160022001500180014501750主要工藝參數(shù)軋制速度，m/s01206.1/13.8013最大軋制力k/n55，00040，00040，000傳動(dòng)與控制主傳動(dòng)電機(jī)功率kw15，00012，0002550018000hp板厚控制方式hagchagchagchagc板形控制方式cvccvccvccvc * 括號(hào)內(nèi)尺寸為軋制不銹鋼帶卷的最小厚度3卷

27、取爐的技術(shù)特點(diǎn)與典型結(jié)構(gòu)卷取爐是爐卷軋機(jī)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是用來在軋制過程中按控制程序卷取帶卷，并通過對(duì)爐內(nèi)氣氛的加熱使帶卷保持為一基本恒定的溫度，以滿足軋制要求。卷取爐的布置型式為在爐卷軋機(jī)兩邊對(duì)稱分布，見圖27。3.1卷取爐的技術(shù)特點(diǎn)卷取爐的功能決定了其技術(shù)特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)制造中需要滿足的主要技術(shù)特點(diǎn)有以下五個(gè)方面：3.1.1爐體卷取爐爐體的設(shè)計(jì)既要方便帶卷完全進(jìn)入爐體內(nèi)，又要保證其密封效果，同時(shí)，還要在維修時(shí)移動(dòng)爐罩方便。為此在爐室設(shè)計(jì)時(shí)要采用密封式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，據(jù)資料介紹vai的新型爐體設(shè)計(jì)采用密封式設(shè)計(jì)后可節(jié)省30以上的能量。63.1.2溫控卷取爐應(yīng)設(shè)有自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，使得軋制帶卷的長

28、度和寬度范圍全部在卷取爐的溫控范圍內(nèi)，通過交替開關(guān)帶有短焰長度的高速燃燒器，對(duì)爐內(nèi)的帶卷和卷鼓溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和控制，確保其溫度分布均勻并使其溫度及波動(dòng)幅度均在軋制工藝允許的范圍內(nèi)。3.1.3卷鼓卷鼓既是卷取爐的核心部件又是爐卷軋機(jī)的關(guān)鍵部件，它的功能質(zhì)量直接關(guān)系到爐卷軋機(jī)的效率和質(zhì)量。從工藝角度和設(shè)計(jì)角度考慮，卷鼓應(yīng)具備以下特點(diǎn)：1)耐高溫，其工作溫度長期恒定在950，其轉(zhuǎn)速的工作線速度要達(dá)到412m/s，要求在此工作環(huán)境中卷鼓能保持其設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度的穩(wěn)定性。 2)卷鼓上應(yīng)設(shè)計(jì)有方便于帶卷平滑導(dǎo)入的槽口。3)卷鼓兩端芯軸的軸承應(yīng)為彈性支承，不得因軋制過程中帶卷的傾斜擺動(dòng)而影響卷取功能，使帶卷

29、的導(dǎo)入狀況得到改善。4)卷鼓應(yīng)具備較長的壽命，其一次進(jìn)爐工作壽命不得少于30萬噸的卷鋼量。5)卷鼓應(yīng)帶有柔性位置調(diào)控裝置，保證所軋制的帶卷可全部在卷取爐內(nèi)通過，使帶卷的廢損料頭減至最小。3.1.4導(dǎo)向?qū)④堉浦械膸Ь砥交瑢?dǎo)入卷鼓的槽口內(nèi)是至關(guān)重要的，除了卷鼓自身的槽口結(jié)構(gòu)外，導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)也非常重要，現(xiàn)代爐卷軋機(jī)的帶卷導(dǎo)向應(yīng)具備以下特點(diǎn)：1)在卷取爐外應(yīng)有一組夾送輥和導(dǎo)板，在軋制帶卷時(shí)能平滑將帶卷的端頭引導(dǎo)送入卷鼓的槽口內(nèi)，導(dǎo)板的位置可根據(jù)帶卷的厚度自動(dòng)調(diào)整。2)由夾送輥、導(dǎo)向板、導(dǎo)輥組成帶卷軋制的緩沖系統(tǒng)，以減緩帶卷卷取期間沖擊振動(dòng)在帶卷上產(chǎn)生的振擺。3.1.5安全卷取爐應(yīng)具備廢氣排放系統(tǒng)，將

30、爐內(nèi)的廢氣經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排入大氣；另外還應(yīng)具有安全保護(hù)系統(tǒng)，包括防止煤氣的回火、爆炸、低壓報(bào)警和事故冷卻水源等等保證設(shè)備的生產(chǎn)安全。3.2卷取爐的設(shè)備構(gòu)成與結(jié)構(gòu)分析為滿足上述的技術(shù)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求，卷取爐應(yīng)由下述設(shè)備構(gòu)成：卷取爐本體、燃燒設(shè)備、控制測(cè)量設(shè)備、卷取爐卷鼓總成、夾送導(dǎo)向設(shè)備等，其示意圖見圖31。圖3-1 卷取爐的設(shè)備構(gòu)成1夾送導(dǎo)向裝置 2卷取爐本體 3燃燒設(shè)備 4控制測(cè)量設(shè)備 5卷取鼓總成3.2.1卷取爐本體卷取爐本體由爐體、爐殼、耐火材料、燒嘴等組成。卷取機(jī)底部設(shè)有兩個(gè)護(hù)板，用于密封爐底，減少熱損，同時(shí)便于將帶卷端部導(dǎo)入卷鼓的槽口。實(shí)際上卷取爐底部的兩塊活動(dòng)底板即引導(dǎo)帶卷的導(dǎo)向板，同

31、時(shí)具備了導(dǎo)入功能。卷取爐本體的結(jié)構(gòu)如圖32。砌筑爐體內(nèi)襯耐火材料和隔熱材料應(yīng)具有良好的整體性和隔熱性，其下部的耐火材料應(yīng)具有良好的抗渣性。圖3-2 卷取爐本體結(jié)構(gòu)1爐體 2爐殼 3耐火材料 4燒嘴 5護(hù)板3.2.2燃燒設(shè)備卷取爐應(yīng)設(shè)帶有助燃風(fēng)機(jī)的高速短焰燃燒器，其燒嘴應(yīng)配備自動(dòng)點(diǎn)火和火焰檢測(cè)裝置。除此之外，在燃燒設(shè)備中還應(yīng)配置氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)，用于對(duì)各支管的自動(dòng)吹掃。3.2.3控制測(cè)量設(shè)備本系統(tǒng)包括主氣源控制閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)切斷閥和爐溫自動(dòng)控制、空煤氣燃燒比例控制、爐壓自動(dòng)控制、空煤氣流量壓力的檢測(cè)和控制調(diào)節(jié)以及煤氣的低壓報(bào)警等。除此之外還應(yīng)設(shè)有煤氣安全保護(hù)系統(tǒng)，低壓報(bào)警與聯(lián)鎖系統(tǒng)，事故冷卻水

32、系統(tǒng)，廢氣排放控制系統(tǒng)等。3.2.4卷取鼓總成卷鼓總成由用特殊耐熱鑄鋼制成的卷鼓芯軸、卷鼓內(nèi)水冷裝置、旋轉(zhuǎn)接頭、帶有位置傳感器的液壓支承軸承、潤滑裝置、事故電機(jī)、傳動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)等組成。卷鼓芯軸總成和卷鼓的結(jié)構(gòu)分別見圖33，圖34。由于卷取爐中的卷鼓芯軸總成長期在950的工作環(huán)境中運(yùn)行，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮這一特性，在材質(zhì)和卷鼓的結(jié)構(gòu)形式上充分予以保證。圖3-3 卷鼓芯軸總成圖3-4 卷鼓結(jié)構(gòu)與此同時(shí)，對(duì)卷鼓支承的結(jié)構(gòu)型式亦應(yīng)高度重視，其結(jié)構(gòu)型式是決定卷鼓使用功能和壽命的重要一環(huán)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與新型的設(shè)計(jì)有著明顯不同的效果7，如圖35所示。圖中的a為傳統(tǒng)式結(jié)構(gòu)，由于采用的是固定式支承，在軋

33、制卷取過程中如帶卷有振擺或傾斜，則會(huì)引起卷鼓振動(dòng)，工作失穩(wěn)；反之，新型設(shè)計(jì)的b型，其支承為并行的液壓缸柔性支承，在軋制工作過程中可對(duì)卷鼓的位置進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，從而避免了由于帶卷的振擺或傾斜對(duì)卷鼓運(yùn)行的影響，延長了卷鼓的使用壽命。 a b圖3-5 卷鼓支承型式對(duì)比3.2.5夾送導(dǎo)向設(shè)備夾送導(dǎo)向設(shè)備主要由夾送輥、導(dǎo)輥和導(dǎo)板組成，其結(jié)構(gòu)見圖36。圖3-6 夾送導(dǎo)向設(shè)備示意圖 1導(dǎo)向板 2導(dǎo)輥 3夾送輥1）夾送輥夾送輥組位于爐卷軋機(jī)和卷取爐之間，一般在卷取爐的入口處。其動(dòng)作是通過液壓缸來控制其位置和壓力（視帶卷板厚和軋制張力的不同而異）。上、下夾送輥單獨(dú)傳動(dòng)，夾送輥采用內(nèi)部水冷。上夾送輥的位置和壓力是通

34、過液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。2）導(dǎo)向輥該導(dǎo)向輥用于控制帶卷對(duì)中心線的偏離，防止帶卷直接與爐體接觸。3）導(dǎo)向板導(dǎo)向板在此的用途是把帶卷的端部引導(dǎo)進(jìn)入卷鼓的槽口中，其另一用途作為卷取爐的底部密封板。3.3卷取爐爐型及其對(duì)比3.3.1卷取爐的生產(chǎn)廠商一般來說，由于卷取爐的設(shè)計(jì)制造有其專業(yè)的特殊性，所以爐卷軋機(jī)的設(shè)計(jì)公司均選擇卷取爐的專業(yè)生產(chǎn)廠商與其配套，這些廠家主要有：德國的loi公司，日本的nissho iwai kubota公司，加拿大的macmetall csf公司，南非的scaw metal ltd公司，另外還有olson industries、pifcom、macmetaling公司等。3.3.2幾

35、家公司所選擇的卷取爐參數(shù)對(duì)比表31為smsdemag、vai、danieli三家公司在同規(guī)格產(chǎn)品中所選擇的卷取爐的主要參數(shù)。參數(shù) 公司smsdemagdanielivai帶 卷內(nèi)徑，135013701350外徑，250022702500寬度，160016001600卷重，t2883325（35）卷 鼓 直 徑，135013701350爐 子尺 寸內(nèi)徑，340034503600內(nèi)寬，280028002700卷 取 溫 度，1100105011001100爐 內(nèi) 溫 度，115011501150爐 外 溫 度，7580主 傳 動(dòng) 功 率，kwac，01000ac，650dc,0825傳 動(dòng) 速 度

36、0485/1091rpm412m/s0400/800rpm3.3.3vai卷取爐爐型系列vai技術(shù)公司在爐卷軋機(jī)中所制定的卷取爐標(biāo)準(zhǔn)系列是比較齊全和詳盡的，其規(guī)格共有15種，可容納的最大卷重從16t到45t；帶卷寬度從1000mm到3000mm；燃料消耗從1750mj/h4600mj/h；最大卷取直徑從1870mm到2500mm；為保證通用性卷鼓直徑都是1350mm。該卷取爐系列的詳細(xì)數(shù)據(jù)見表328。其相關(guān)數(shù)據(jù)代號(hào)字母的定義見圖37。圖3-7 vai爐卷軋機(jī)卷表3-2 vai爐卷軋機(jī)卷取爐標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列卷取爐爐 型最大卷重最 大 單 位 重 量卷板寬度爐內(nèi)寬度爐子內(nèi)徑卷鼓直徑最大卷取直徑爐子高度爐子中心線至外輪廓寬度爐子中心至夾送輥中心距離起重吊鉤必須高度爐子外側(cè)總寬度爐子中心線距輥道上表面高度燃料消耗*abcdefghtkg/mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmj/hsf 100/360sf 100/410sf 135/360sf 135/380sf 160/330sf 160/360sf 160/410sf 180/330sf 180/360sf