熱軋工藝基礎(chǔ)

熱軋工藝基礎(chǔ)第1頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)1.產(chǎn)品介紹2.工藝流程3.板坯、鋼卷規(guī)格4.軋制過程基本概念5.加熱工藝6.粗軋工藝7.精軋工藝8.卷取工藝第2頁/共68頁1.按品質(zhì)分類熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－產(chǎn)品分類第3頁/共68頁2.按化學(xué)成分分類熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－產(chǎn)品分類第4頁/共68頁3.按成型方法分類：(1)鍛鋼(2)鑄鋼(3)熱軋鋼(4)冷軋鋼熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－產(chǎn)品分類第5頁/共68頁4.按用途分類熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－產(chǎn)品分類第6頁/共68頁5.按金相組織分類(1)正火狀態(tài)(2)退火狀態(tài)(3)無相變或部分發(fā)生相變的鋼熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－產(chǎn)品分類第7頁/共68頁6.按鋼材外形型材板材管材金屬制品熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－產(chǎn)品分類第8頁/共68頁7.綜合分類(1)普通鋼a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：Q195；Q215(A、B)；Q235(A、B、C)；Q255(A、B)；b.低合金結(jié)構(gòu)鋼c.特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼(2)優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級優(yōu)質(zhì)鋼）a.結(jié)構(gòu)鋼：(a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；(b)合金結(jié)構(gòu)鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；

(e)軸承鋼；(f)特殊用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。b.工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。c.特殊性能鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼；(c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－產(chǎn)品分類第9頁/共68頁碳素鋼：鋼中只含有鐵、碳、硅、錳、硫、磷，沒有其它合金元素，而且硅含量不超過0.4%，錳含量不超過0.8%的鋼叫碳素鋼。碳是碳素鋼中影響性能的主要元素。

熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－常見鋼種介紹第10頁/共68頁合金鋼：在鋼中除含有鐵、碳和少量不可避免的硅、錳、磷、硫元素以外，還含有一種或多種適量的合金元素，因而具有較好或特殊性能的鋼即為合金鋼。根據(jù)含合金總量的多少，合金鋼又分低合金鋼(合金總量≤5%)；中合金鋼(合金總量5.0~10.0%)。高合金鋼(合金總量≥10%)。按用途可把合金鋼分為八大類，它們是合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、電工用硅鋼。熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－常見鋼種介紹第11頁/共68頁結(jié)構(gòu)鋼：制造金屬結(jié)構(gòu)、機器設(shè)備的碳鋼和合金鋼，總稱為結(jié)構(gòu)鋼。一般強度高而韌性好，具有良好的加工性。又分為工程結(jié)構(gòu)鋼(用于建筑、橋梁、造船等工程及鐵路、車輛、鍋爐等方面)和機器用鋼。熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－常見鋼種介紹第12頁/共68頁優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：是含碳小于0.8%的碳素鋼，這種鋼中所含的硫、磷及非金屬夾雜物比碳素結(jié)構(gòu)鋼少，機械性能較為優(yōu)良。

熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－常見鋼種介紹第13頁/共68頁(一)各牌號碳素結(jié)構(gòu)鋼的主要用途:

1.牌號Q195，含碳量低，強度不高，塑性、韌性、加工性能和焊接性能好。用于軋制薄板和盤條。冷、熱軋薄鋼板及以其為原板制成的鍍鋅、鍍錫及塑料復(fù)合薄鋼板大量用于屋面板、裝飾板、通用除塵管道、包裝容器、鐵桶、儀表殼、開關(guān)箱、防護罩、火車車廂等。盤條則多冷拔成低碳鋼絲或經(jīng)鍍鋅制成鍍鋅低碳鋼絲，用于捆綁、張拉固定或用作鋼絲網(wǎng)、鉚釘?shù)取?/p>

2.牌號Q215，強度稍高于Q195鋼，用途與Q195大體相同。此外，還大量用作焊接鋼管、鍍鋅焊管、爐撐、地腳螺釘、螺栓、圓釘、木螺釘、沖制鐵鉸鏈等五金零件。

3.牌號Q235，含碳適中，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛。常軋制成盤條或圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼、窗框鋼等型鋼，中厚鋼板。大量用于建筑及工程結(jié)構(gòu)。用以制作鋼筋或建造廠房房架、高壓輸電鐵塔、橋梁、車輛、鍋爐、容器、船舶等，也大量用作對性能要求不太高的機械零件。C、D級鋼還可作某些專業(yè)用鋼使用。

4.牌號Q255，性能與Q235差不多，強度稍有提高，塑性有所降低。應(yīng)用不如Q235廣泛，主要用作鉚接與檢接結(jié)構(gòu)。

5.牌號Q275，強度、硬度較高，耐磨性較好。用于制造軸類、農(nóng)業(yè)機具、耐磨零件、鋼軌接頭夾板、墊板、車輪、軋輥等。熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－常用鋼的牌號、性能和用途第14頁/共68頁(二)各牌號低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的主要用途低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼舊標(biāo)準(zhǔn)稱低合金結(jié)構(gòu)鋼，又叫普通低合金結(jié)構(gòu)鋼。

1.牌號Q295鋼，鋼中只含有極少量的合金元素，強度不高，但有良好的塑性、冷彎、焊接及耐蝕性能。主要用于建筑結(jié)構(gòu)，工業(yè)廠房，低壓鍋爐，低、中壓化工容器，油罐，管道，起重機，拖拉機，車輛及對強度要求不高的一般工程結(jié)構(gòu)。

2.牌號Q345、Q390鋼，綜合力學(xué)性能好，焊接性能、冷熱加工性能和耐蝕性能均好，C、D、E級鋼具有良好的低溫韌性。主要用于船舶，鍋爐，壓力容器，石油儲罐，橋梁，電站設(shè)備，起重運輸機械及其他較高載荷的焊接結(jié)構(gòu)件。

3.牌號Q420鋼，強度高，特別是在正火或正火加回火狀態(tài)有較高的綜合力學(xué)性能。主要用于大型船舶，橋梁，電站設(shè)備，中、高壓鍋爐，高壓容器，機車車輛，起重機械，礦山機械及其他大型焊接結(jié)構(gòu)件。

4.牌號Q460鋼，強度最高，在正火，正火加回火或淬火加回火狀態(tài)有很高的綜合力學(xué)性能，全部用鋁補充脫氧，質(zhì)量等級為C、D、E級，可保證鋼的良好韌性的備用鋼種。用于各種大型工程結(jié)構(gòu)及要求強度高，載荷大的輕型結(jié)構(gòu)。熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－常用鋼的牌號、性能和用途第15頁/共68頁IF鋼：IF(InterstitialFree)鋼，又稱無間隙原子鋼，是在超低碳鋼中加入一定量的Ti、Nb使鋼中的C、N原子完全被固定成碳氮化合物，而鋼中無間隙原子存在。IF鋼的典型性能特點是無時效和具有良好的深沖性能。廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－典型品種鋼介紹第16頁/共68頁DP鋼：雙相鋼（DualPhase鋼或DP鋼），由低碳鋼或低合金高強度鋼經(jīng)臨界區(qū)處理或控制軋制而得到的，微觀組織主要由鐵素體和馬氏體兩相所構(gòu)成，DP鋼一般用于制造高強度、高抗碰撞吸收、易成型、要求嚴(yán)格的零件，如車輪輪轂、保險杠、懸掛系統(tǒng)和加強件，也可用在汽車的內(nèi)外板等零件上。熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－典型品種鋼介紹第17頁/共68頁TRIP鋼：TRIP（TransformationInducedPlasticity）鋼又稱相變誘導(dǎo)塑性鋼，近年來得到鋼廠和汽車廠的廣泛重視，主要是由于TRIP鋼本身所具有的優(yōu)點決定的，即TRIP鋼在成形過程中殘余的奧氏體會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛驳鸟R氏體，由于這種硬化，使得變形很難集中在局部區(qū)域，因此可以得到分散而均勻的變形，實現(xiàn)了強度和塑性較好的統(tǒng)一，較好地解決了強度和塑性矛盾，成為汽車用板“減重節(jié)能”的較佳的材料。而一般的鋼種，當(dāng)強度提高后伸長率將線性下降，從而造成汽車廠沖壓開裂和回彈較大等問題。此外，TRIP鋼還具有高的抗沖撞吸收功的特點，在國外新的車型中多被用于安全件。熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－典型品種鋼介紹第18頁/共68頁超細晶粒鋼：晶粒細化是提高鋼鐵材料強度和韌性的最有效方法之一。80年代后期，發(fā)現(xiàn)通過應(yīng)變誘導(dǎo)相變和鐵素體動態(tài)再結(jié)晶獲得超細鐵素體組織的新的工藝方法，可生產(chǎn)出1μm以下的細晶粒。超細晶鋼優(yōu)點：強度高、疲勞強度高、韌性好、韌-脆轉(zhuǎn)變溫度低，適合對強度要求高的低溫環(huán)境。缺點：屈強比太高、深沖性能差，不適合做汽車覆蓋件等零件。熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－典型品種鋼介紹第19頁/共68頁烘烤硬化汽車板BH（bake-hardeningsheetforautomobiles）是一種將沖壓用鋼的深沖性能與合金元素P（Mn）的固溶強化機制相結(jié)合，并通過烘烤硬化的應(yīng)變硬化機制而獲得高強度、深沖性與良好抗凹性等綜合性能優(yōu)異的冷軋鋼板。良好的抗凹性必須要求鋼板具有較高的屈服強度，但汽車沖壓時除要求高塑性應(yīng)變比（r值）、高延伸率（δ值）、高應(yīng)變硬化指數(shù)（n值）外，還要求板料較軟以提高成型裕度，以致回彈，因而提高鋼板成型性與抗凹性構(gòu)成了一對矛盾。BH較好的解決了這一問題。熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－典型品種鋼介紹第20頁/共68頁耐候鋼：添加特殊元素(P、Cu、C等)，具有良好的耐腐蝕性和耐大氣腐蝕性，用于集裝箱、特種車輛的生產(chǎn)，也用于建筑結(jié)構(gòu)物。

熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－典型品種鋼介紹第21頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－2250熱軋產(chǎn)品目錄第22頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)－產(chǎn)品介紹－2250熱軋產(chǎn)品目錄第23頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)1.產(chǎn)品介紹2.工藝流程3.板坯、鋼卷規(guī)格4.軋制過程基本概念5.加熱工藝6.粗軋工藝7.精軋工藝8.卷取工藝第24頁/共68頁工藝流程為：檢驗合格板坯稱重?zé)崤鞔娣爬渑鞔娣偶訜釥t高壓水粗除鱗板坯減寬粗軋精軋飛剪高壓水精除鱗層流冷卻卷取打捆檢查稱重噴印商品卷平整和分卷供冷軋卷入庫直接熱裝熱軋工藝基礎(chǔ)－工藝流程第25頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)1.產(chǎn)品介紹2.工藝流程3.板坯、鋼卷規(guī)格4.軋制過程基本概念5.加熱工藝6.粗軋工藝7.精軋工藝8.卷取工藝第26頁/共68頁板坯規(guī)格：厚度230mm寬度900－2150mm長坯長度9000－11000mm短坯長度4500－5300mm最大重量40t鋼卷規(guī)格：帶鋼厚度（碳鋼） 1.2～25.4mm 帶鋼寬度 830～2130mm 鋼卷外徑 2150mm(max)鋼卷內(nèi)徑 762mm 鋼卷重量 最大40t單位卷重 最大24.0kg/mm熱軋工藝基礎(chǔ)－板坯、鋼卷規(guī)格第27頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)1.產(chǎn)品介紹2.工藝流程3.板坯、鋼卷規(guī)格4.軋制過程基本概念5.加熱工藝6.粗軋工藝7.精軋工藝8.卷取工藝第28頁/共68頁咬入角、接觸弧長度、相對壓下量、絕對壓下量熱軋工藝基礎(chǔ)－軋制過程基本概念第29頁/共68頁寬展：在軋制過程中軋件的高度方向承受軋輥壓縮作用，壓縮下來的體積，將按照最小阻力法則沿著縱向及橫向移動。沿橫向移動的體積所引起的軋件寬度的變化稱為寬展。在習(xí)慣上，通常將軋件在寬度方向線尺寸的變化，即絕對寬展直接稱為寬展。熱軋工藝基礎(chǔ)－軋制過程基本概念－寬展第30頁/共68頁前滑和后滑實踐證明，在軋制過程中軋件在高度方向受到壓縮的金屬，一部分縱向流動，使軋件形成延伸，而另一部分金屬橫向流動，使軋件形成寬展。軋件的延伸是由于被壓下金屬向軋輥入口和出口兩個方向流動的結(jié)果。在軋制過程中，軋件出口速度大于軋輥在該處的線速度的現(xiàn)象稱為前滑現(xiàn)象。而軋件進入軋輥的速度小于軋輥在該處線速度的水平分量的現(xiàn)象稱為后滑現(xiàn)象熱軋工藝基礎(chǔ)－軋制過程基本概念－前滑和后滑第31頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)－軋制過程基本概念－鋼的組織變化第32頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)－軋制過程基本概念－鋼的組織變化第33頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)－軋制過程基本概念－鋼的組織變化第34頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)1.產(chǎn)品介紹2.工藝流程3.板坯、鋼卷規(guī)格4.軋制過程基本概念5.加熱工藝6.粗軋工藝7.精軋工藝8.卷取工藝第35頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)－加熱工藝1加熱能力加熱爐是熱連軋生產(chǎn)線非常關(guān)鍵的工藝設(shè)備，不僅要滿足軋機的生產(chǎn)能力，還要保證板坯的溫度均勻性。但是由于加熱爐是承上啟下的工序，因此需要系統(tǒng)考慮如何發(fā)揮出加熱爐的能力。加熱爐設(shè)計部門一般采用一定寬度的標(biāo)準(zhǔn)板坯來計算加熱爐的加熱能力，開展加熱爐的設(shè)計工作。但實際生產(chǎn)中加熱爐的加熱能力受以下因素影響：1）板坯上料和裝鋼板坯是一塊接一塊連續(xù)裝入加熱爐加熱的，也就是說板坯出一塊后，步進梁將爐內(nèi)的板坯向前移送空出適當(dāng)?shù)木嚯x，然后再裝入一塊板坯.

當(dāng)若干座加熱爐同時生產(chǎn)時，板坯裝鋼時會相互干擾，增加板坯在爐后輥道上輸送的時間，裝鋼相互干擾，必然出鋼也會相互干擾。目前一般將熱軋廠房與煉鋼廠房相接，從連鑄機出來的板坯通過輥道方式直接輸送到加熱爐區(qū)，向加熱爐供應(yīng)板坯稱之為上料。由于板坯的寬度規(guī)格在發(fā)生變化，具備裝鋼條件時，不同寬度規(guī)格板坯要求的間隔時間不同，這與裝鋼板坯寬度規(guī)格和出鋼板坯寬度規(guī)格的銜接有關(guān)。例如加熱爐出鋼為2050mm寬度板坯，而裝鋼為1250mm寬度板坯時，由于出一塊鋼需要裝兩塊鋼，間隔時間要求60S左右；而若裝鋼和出鋼板坯寬度規(guī)格相同或小于300mm時，裝鋼間隔時間要求120S左右。因此要求板坯的上料節(jié)奏必須跟得上裝鋼的節(jié)奏。第36頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)－加熱工藝2）軋線能力熱連軋機對于不同寬度規(guī)格的板帶，軋制能力也有不同。薄窄規(guī)格時，由于精軋軋制時間長，板坯單重小，因此機時產(chǎn)量低，加熱能力大于軋機能力。寬厚規(guī)格時，精軋軋制時間短，板坯單重大，因此機時產(chǎn)量高，加熱能力小于軋機能力。因此對于加熱爐不是瓶頸的規(guī)格，應(yīng)盡可能提高軋制能力，從而就能發(fā)揮出加熱能力。3）在爐時間在爐時間是板坯加熱到要求的出爐溫度，和要求的溫度均勻性所用的時間。在爐時間的長短與傳熱方式及邊界條件有關(guān)，也就是說與加熱爐的爐內(nèi)溫度輻射、爐氣流場、板坯自身有關(guān)。一般采用經(jīng)驗公式來計算在爐時間，但是在爐時間過長，不利于加熱能力發(fā)揮，氧化燒損也大，在爐時間過短，又不利于板坯溫度均勻性，因此在爐時間的長短不是絕對的，需要用埋偶實驗的方式來驗證。板坯熱送熱裝，提高了板坯裝鋼溫度，從而可以明顯減少在爐時間，但是如果上料工序、軋制工序不能同時匹配時，熱送熱裝對于縮短在爐時間的成效就不明顯，只對溫度均勻性有用。第37頁/共68頁4）板坯長度板坯長度變化也會影響加熱爐的加熱能力，爐底強度是體現(xiàn)加熱能力的一個重要指標(biāo)，為單位面積上的板坯重量。板坯長度縮短，加熱能力會下降。如果受板坯單重限制，寬板坯的板坯長度要縮短，則加熱能力會下降。如果使用側(cè)壓機，由于側(cè)壓后板坯寬度變小，長度增加，當(dāng)中間坯長度超過粗軋和精軋工藝布置距離時，也需要縮短板坯長度，則加熱能力也會下降。

熱軋工藝基礎(chǔ)－加熱工藝第38頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)1.產(chǎn)品介紹2.工藝流程3.板坯、鋼卷規(guī)格4.軋制過程基本概念5.加熱工藝6.粗軋工藝7.精軋工藝8.卷取工藝第39頁/共68頁中間坯鐮刀彎控制

原料板坯兩側(cè)厚度差板坯兩側(cè)溫度不均粗軋區(qū)設(shè)備對中偏差人為調(diào)整輥縫偏差

中間坯是指板坯經(jīng)粗軋機組往復(fù)軋制后的產(chǎn)品，鐮刀彎是由于板坯兩側(cè)金屬延伸不均產(chǎn)生的現(xiàn)象，中間坯的鐮刀彎缺陷會不利于精軋軋制穩(wěn)定性，溫度OS<DS熱軋工藝基礎(chǔ)－粗軋工藝－中間坯鐮刀彎控制第40頁/共68頁寬度控制負荷分配

我廠的寬度控制是靠定寬壓力機（簡稱SSP）和立輥軋機（E1、E2）共同完成的。其中，SSP承受了主要的減寬任務(wù)，而E1、E2僅僅是進行消化板坯經(jīng)過平輥軋制產(chǎn)生的寬展，即進行限寬作用，同時也是寬度精度控制的主要設(shè)備。當(dāng)板坯到達SSP之前的時候，二級系統(tǒng)已經(jīng)將此板坯在SSP處的減寬量初步計算出來了并下發(fā)到一級，從而驅(qū)動現(xiàn)場設(shè)備進行動作。然后經(jīng)過E1和R1進行軋制，再經(jīng)過E2和R2的聯(lián)合軋制。R1、R2每一個道次軋制后，其后面的寬度測量儀表將板坯的寬度數(shù)據(jù)測量并轉(zhuǎn)發(fā)給二級，二級系統(tǒng)根據(jù)這個現(xiàn)場的實際數(shù)據(jù)進行寬度控制的修正，最終達到寬度精度控制的目的。熱軋工藝基礎(chǔ)－粗軋工藝－寬度控制第41頁/共68頁短行程控制SSC控制稱為短行程控制，用來進行板坯頭尾寬度修正，以補償頭尾失寬現(xiàn)象。立輥E1、

E2軋制道次的開始和結(jié)束將出現(xiàn)兩個非穩(wěn)定階段。當(dāng)板坯頭部出輥縫時，板坯頭部基本上處于無應(yīng)力狀態(tài)，沒有力矩回牽軋件與軋輥接觸，從而產(chǎn)生頸縮。板坯尾部通過輥縫時的非穩(wěn)定軋制與此類似。同樣，在SSP出口，板坯頭部嚴(yán)重超窄，這就是所謂的SSP失寬現(xiàn)象。

頭部失寬

立輥E1、E2的SSC控制就是在軋件頭尾非穩(wěn)定軋制階段時沿直線或曲線軌跡增大/減小立輥開口度，軋件頭尾變寬，從而經(jīng)水平輥軋制后頭尾的狗骨頭流動到邊部，自然寬展形成矩形。熱軋工藝基礎(chǔ)－粗軋工藝－寬度控制第42頁/共68頁中間坯溫度控制

中間坯的溫度控制包括兩個方面，一是鋼和鋼之間平均RT2溫度的控制，二是溫度均勻性的控制。R2出口高溫計RT2實測溫度板坯出爐溫度粗軋溫降軋制節(jié)奏軋制速度道次除鱗

長度方向上的溫度均勻性也很重要，一方面，精軋機組為保證終軋溫度在全長度上的均勻性需要在板坯頭、尾溫度低的部分加大軋制速度，過大的溫差會大大增加精軋機的負荷；另一方面，控制系統(tǒng)只采集中間坯頭（或尾）部一小段長度的溫度而不是全長的平均溫度來參與精軋計算和設(shè)定，如果頭、尾部溫度過低就會使精軋的計算和設(shè)定偏差過大，嚴(yán)重影響產(chǎn)品尺寸精度和軋制的穩(wěn)定性。熱軋工藝基礎(chǔ)－粗軋工藝－中間坯溫度控制第43頁/共68頁中間坯厚度

平衡粗、精軋之間的負荷增大中間坯厚度會使粗軋負荷降低，精軋負荷增加；減小中間坯會使精軋負荷降低，粗軋負荷增加。強度較低的軟鋼，如果追求高的精軋溫度，則可以增大中間坯厚度，減小中間坯傳輸過程中的溫降。熱軋工藝基礎(chǔ)－粗軋工藝－中間坯厚度第44頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)1.產(chǎn)品介紹2.工藝流程3.板坯、鋼卷規(guī)格4.軋制過程基本概念5.加熱工藝6.粗軋工藝7.精軋工藝8.卷取工藝第45頁/共68頁負荷分配

生產(chǎn)熱連軋板帶時，中間坯經(jīng)過(6～7)個機架的連軋，軋制出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)成品帶鋼。這一系列的軋制過程，是按照所設(shè)定的軋制規(guī)程進行的。制定軋制規(guī)程的中心問題是合理分配各機架的壓下量、確定各機架實際軋出厚度，即負荷分配。經(jīng)過實際軋制證明,精軋機組各機架負荷分配的合理與否，將直接影響成品質(zhì)量、精軋穿帶穩(wěn)定性，特別是軋制一些寬薄的規(guī)格時,更體現(xiàn)出負荷分配的重要性。熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－負荷分配第46頁/共68頁

主要有壓下率和軋制力的相對化或絕對化四種負荷分配方式。各機架可以全是相對的,相對和絕對混合用的,但不能全是絕對的。

現(xiàn)代先進的過程計算機控制系統(tǒng)，確定負荷分配系數(shù)后，系統(tǒng)自身根據(jù)鋼種、規(guī)格、溫度等條件自動計算設(shè)定精軋機各種工藝參數(shù)，因此外圍條件對于精軋規(guī)程設(shè)定影響較大。不同軋機外圍條件所產(chǎn)生的影響不同，

負荷分配的核心是使得精軋機組各機架相對壓下率（＝壓下量/入口厚度）逐漸減小，對不同鋼種和不同規(guī)格應(yīng)采用不同的負荷分配系數(shù)。以我廠7機架精軋為例，所遵循原則為，前三架主要為減厚作用，分配較大的壓下率，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6為減厚和平整的過渡機架，F(xiàn)7主要為平整的作用，軋制力不易過大，F(xiàn)1到F7的壓下率逐架遞減。熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－負荷分配第47頁/共68頁板型控制

板型控制系統(tǒng)由連續(xù)可變凸度工作輥CVC和工作輥彎輥系統(tǒng)共同組成。其輥身曲線呈S型。兩個外形相同的軋輥相互倒置180°布置,通過兩輥沿相反方向的對稱移動,可獲得從中凹到中凸連續(xù)變化的輥縫形狀。

另一種板形控制系統(tǒng)為PC系統(tǒng)，就是工作輥的軸線相互交叉成很小的角度。通過角度變化，輥縫形狀發(fā)生變化。PC軋機熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－板形控制α第48頁/共68頁比例凸度一定平直的帶鋼CenterWaves輥縫形狀<入口帶鋼斷面形狀中浪EdgeWaves輥縫形狀>入口帶鋼斷面形狀邊浪板形控制的核心是比例凸度一定原則。前四架軋機帶鋼厚度厚，可以通過改變輥縫形狀改變帶鋼比例凸度；后三架軋機帶鋼厚度薄，需保持各機架的比例凸度一定。熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－板形控制第49頁/共68頁

板型的控制最終是通過竄輥和彎輥來實現(xiàn)的，板型控制模型用成品目標(biāo)凸度和來料凸度計算得到精軋各個機架需要達到的凸度，并由此計算每個機架的竄輥和彎輥值。在設(shè)定的過程中，模型同時考慮各個機架允許的凸度改變量，以避免出現(xiàn)板型問題。

板型控制模型可以利用凸度儀和平直度儀的實測值進行自學(xué)習(xí)，自學(xué)習(xí)的結(jié)果會用于下一塊帶鋼的計算。在計算的過程中，板型控制模型還會考慮軋輥的熱脹冷縮情況和軋輥的磨削情況，使得設(shè)定計算更加精確。影響因素有：中間坯板凸度目標(biāo)凸度的選擇人工干預(yù)熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－板形控制第50頁/共68頁終軋溫度控制

溫度模型分別計算帶鋼長度方向上各段的溫度，根據(jù)R2出口的實測溫度，計算精軋入口開軋溫度。然后根據(jù)目標(biāo)終軋溫度和計算帶鋼在精軋機組中的溫降，計算需要的帶鋼軋制速度。軋制速度是控制終軋溫度的主要手段。通過比較精軋出口實測溫度和目標(biāo)溫度，模型會實時調(diào)整帶鋼在精軋的軋制速度，來達到目標(biāo)終軋溫度。溫度模型還會根據(jù)中間坯溫度的分布，預(yù)先給定一個精軋的加速度，從而提高帶鋼全長的終軋溫度的命中率。熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－終軋溫度控制第51頁/共68頁軋制穩(wěn)定性控制

精軋區(qū)域的工藝水有精除鱗水和精軋機架上的各種直接冷卻水，主要是影響軋件的溫度降低和軋件沿寬度方向上的溫度均勻性，從而影響軋制的穩(wěn)定性。軋件溫度低，軋制速度高，這將不利于操作控制，不利于軋制穩(wěn)定。沿寬度方向的溫度均勻性將影響金屬沿寬度方向的延伸率，延伸不均勢必會造成軋制的不穩(wěn)定。

精除鱗機位于精軋機組前，負責(zé)在板坯進入精軋機組軋制之前，用高壓水除去中間坯表面的氧化鐵皮，同時導(dǎo)致中間坯溫度降低。在精除鱗區(qū)域，影響中間坯溫降的因素有以下幾點：

精軋機上直接冷卻水包括工作輥冷卻水、機架間冷卻水、輥縫水、除塵水、逆噴水。熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－軋制穩(wěn)定性控制除鱗水量，除鱗集管的開啟組數(shù)由二級系統(tǒng)設(shè)定，集管本身水量由噴嘴決定。除鱗高度，除鱗高度越低，除鱗噴嘴的打擊力越大，造成的溫降就越大。除鱗速度，除鱗運行速度越高，中間坯在除鱗箱中停留的時間越短，溫降就越小。第52頁/共68頁輥縫冷卻直接作用在軋件上的工藝水有F1-F4的輥縫水、F1-F6的機架間冷卻水、F5-F7的除塵水以及F1-F7前的逆噴水，其中輥縫水和機架間冷卻水冷卻造成的溫降較大。輥縫水雖然壓力低，但是其選用的是大流量的噴嘴，再加之距離帶鋼表面較近，造成的溫降較大，可以提高軋制速度。對于薄規(guī)格帶鋼來說，穩(wěn)定性就會降低。由于輥縫水造成的溫降較大，那么其均勻性比較重要。對于厚規(guī)格帶鋼來說，噴嘴丟失造成的沿寬度方向的溫度不均較明顯，再加之前部機架的大壓下量，很容易造成金屬沿寬度方向上的延伸不均，軋制的不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致橫裂紋缺陷的產(chǎn)生。熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－軋制穩(wěn)定性控制第53頁/共68頁機架間水冷機架間冷卻水量較大，供水壓力高，造成溫降較大，可以通過調(diào)整機架間水量大小來控制軋制速度。對于薄規(guī)格帶鋼來說，降低機架間冷卻水量，可以提高軋件溫度、降低軋制速度，提高軋制的穩(wěn)定性。機架間冷卻水的均勻性同樣重要，由于布置噴嘴較多，單個噴嘴的丟失、堵塞問題不大。但是面積較大時，就會影響軋制到軋制的穩(wěn)定性。熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－軋制穩(wěn)定性控制第54頁/共68頁軋輥冷卻工作輥冷卻水直接作用在軋輥上，間接影響軋件。工作輥冷卻水直接影響到軋輥表面氧化膜的生成，水量影響氧化膜的生成速度及厚度，冷卻噴嘴布置的均勻性影響輥身氧化膜的均勻性，這樣將影響軋輥表面質(zhì)量，影響軋輥同軋件接觸時的摩擦系數(shù)。沿輥身摩擦系數(shù)的不均勻勢必會影響軋制狀態(tài)的穩(wěn)定。熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－軋制穩(wěn)定性控制第55頁/共68頁軋制油潤滑熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－軋制穩(wěn)定性控制潤滑油系統(tǒng)供水油水混合液潤滑油油箱流量計混合器降低軋制力和電機電流保護軋輥表面，延長換輥周期提高帶鋼表面質(zhì)量輥縫潤滑噴嘴，上部輥縫潤滑噴嘴，下部第56頁/共68頁擦輥器：在精軋機組，擦輥器主要用來清掃軋輥表面，消除軋輥粘鋼等缺陷而造成的軋廢出現(xiàn)，保證軋制的穩(wěn)定性。前部機架選用鑄鐵材質(zhì)，后部機架選用樹脂材質(zhì)；保證擦輥器的完整，及時更換磨損或燒損的擦輥器，防止局部漏水。擦輥器熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－軋制穩(wěn)定性控制第57頁/共68頁活套和張力控制恒定活套量和小張力軋制是現(xiàn)代熱連軋精軋機組的一個基本特征。在帶鋼的實際軋制過程中，穿帶時主傳動速度總是不可避免的產(chǎn)生動態(tài)速降，在穩(wěn)定軋制階段又總是存在各種各樣的速度擾動，因此不可能始終保持各機架間的速度比例關(guān)系，即所謂秒流量平衡關(guān)系?；钐讬C構(gòu)設(shè)置的第一個目的就是作為套量檢測裝置對機架之間的活套量進行測量計算，并通過主傳動速度系統(tǒng)的調(diào)節(jié)保持套量恒定，保證連軋過程穩(wěn)定進行?；钐椎奶琢坑蛇^程計算機提供，實際套量的大小決定了活套的實際工作點，它僅由速度系統(tǒng)決定，它與張力的大小無關(guān)?；钐讬C構(gòu)設(shè)置的第二個目的就是作為執(zhí)行機構(gòu)進行帶鋼恒定小張力控制，以避免拉剛，堆鋼現(xiàn)象，盡可能減小各機架之間和各功能之間通過帶鋼張力的變化而產(chǎn)生的耦合和干擾。它與活套的套量大小無關(guān)。帶鋼溫度偏差A(yù)GC導(dǎo)致輥縫變化金屬流量發(fā)生變化張力波動帶鋼厚度偏差控制活套和張力控制寬度偏差熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－軋制穩(wěn)定性控制第58頁/共68頁張力的設(shè)定主要遵循兩個主要原則：張力應(yīng)該足夠大確保帶鋼在機架間穿帶時保持穩(wěn)定，不會跑偏。張力又不能太大以防止產(chǎn)生拉鋼現(xiàn)象。帶鋼厚度越薄，強度越高，張力應(yīng)適當(dāng)增加。厚規(guī)格板帶軋制時張力應(yīng)較小，但是由于板帶越厚，使板帶彎曲的力就越大，如果活套液壓缸的力不足以將板帶撐起來建立張力，就會導(dǎo)致實際張力達不到設(shè)定張力，活套來回擺動，不能形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制。熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－軋制穩(wěn)定性控制第59頁/共68頁

所謂糾偏控制，是指糾正帶鋼在精軋機組軋制時發(fā)生的跑偏現(xiàn)象。精軋機各機架都有調(diào)平功能，即調(diào)整兩側(cè)輥縫的差值。根據(jù)延伸率與壓下量成正比的原理，輥縫小的一側(cè)金屬的延伸要大于輥縫大的一側(cè)。而當(dāng)兩側(cè)金屬延伸存在差異時，不同厚度的帶鋼會有不同的表現(xiàn)。當(dāng)帶鋼厚度較大時，主要表現(xiàn)為帶鋼的側(cè)彎，在精軋機架間表現(xiàn)為跑偏。而帶鋼厚度薄時主要表現(xiàn)為邊浪。所以在精軋的前面道次，板坯厚度較大，輥縫偏差造成的影響主要使帶鋼在出輥縫后發(fā)生側(cè)彎，也就是所謂的精軋的跑偏。如果在前三架出現(xiàn)了浪型，就只能說明跑偏已經(jīng)到了非常嚴(yán)重的程度。而在后三架，帶鋼厚度已經(jīng)很薄，兩側(cè)金屬流動相差很大時相差的部分會促使形成浪型，而很難改變帶鋼的跑偏。所以，帶鋼頭部的跑偏應(yīng)主要靠前三架機架的糾偏。而后三架的糾偏只能糾正浪型，而對跑偏無任何調(diào)整作用。帶鋼出精軋機中心線偏移曲線單邊浪熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－軋制穩(wěn)定性控制第60頁/共68頁卷取溫度控制精軋軋制后的帶鋼，通過層流冷卻的冷卻，達到要求的卷取溫度。層流冷卻包括粗冷區(qū)和精冷區(qū)，應(yīng)用于帶鋼上下表面。精冷區(qū)每根水管的水量是粗冷區(qū)的一半。每根水管均由獨立水閥控制。卷取溫度控制策略為前饋控制＋反饋控制。所謂的前饋控制就是二級控制系統(tǒng)根據(jù)帶鋼出精軋后的實際速度、實際厚度、實際終軋溫度，在考慮水溫及每組集管水量的前提下計算達到卷取溫度所需要的水量。然后待卷取高溫計測量得到實際溫度時，再根據(jù)設(shè)定與實際的溫度偏差相應(yīng)的調(diào)節(jié)精冷段水量，也就是所說的反饋控制。熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝－卷取溫度控制第61頁/共68頁通常層流冷卻的開閥組數(shù)和冷卻密度由計算機控制系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)卷取溫度和冷卻策略設(shè)定。一般有以下四種冷卻策略。

時間輻射不同冷卻速率的要求決定集管開啟的組數(shù)

前段主冷帶鋼逐段的溫度輻射

帶鋼逐段的溫度輻射輻射時間后段主冷不同冷卻速率的要求決定集管開啟的組數(shù)

帶鋼長度尾部頭部本體帶鋼逐段的溫度后段冷卻前段冷卻帶鋼逐段的溫度輻射輻射輻射時間前段密集主冷后段密集主冷頭尾不冷卻兩段式冷卻熱軋工藝基礎(chǔ)－精軋工藝第62頁/共68頁熱軋工藝基礎(chǔ)1.產(chǎn)品介紹2.工藝流程3.板坯、鋼卷規(guī)格4.軋制過程基本概念5.加熱工藝6.粗軋工藝7.精軋工藝8.卷取工藝第63頁/共68頁

鋼卷塔形是帶鋼外觀質(zhì)量的主要缺陷。卷取區(qū)域控制塔形的主要手段和設(shè)備為：側(cè)導(dǎo)板的控制和壓下輥。側(cè)導(dǎo)板控制主要包括位置控制和壓力控制，側(cè)導(dǎo)板開口度和壓力對塔形的校正有至關(guān)重要的作用，根據(jù)不同規(guī)格、不同鋼種所采用的不同的數(shù)值。在板帶進入側(cè)導(dǎo)板之前，側(cè)導(dǎo)板開口度＝板帶寬度＋偏移量＋側(cè)導(dǎo)板磨損值；當(dāng)帶鋼頭部進入側(cè)導(dǎo)板時，側(cè)導(dǎo)板開口度快速設(shè)定為板寬＋偏移量的1/2。當(dāng)帶鋼頭部咬入夾送輥的時候，側(cè)導(dǎo)板操作側(cè)或傳動側(cè)單側(cè)的位置設(shè)定為板寬的1/2＋偏移量，此側(cè)轉(zhuǎn)為位置控制，另一側(cè)導(dǎo)板為板寬的1/2＋偏移量＋磨損值，此側(cè)側(cè)導(dǎo)板轉(zhuǎn)為位置控制下的壓力控制，以保證鋼卷邊部平直。帶鋼尾部離開精軋最后一個機架后，側(cè)導(dǎo)板壓力減小，轉(zhuǎn)為位置控制，當(dāng)尾部進入側(cè)導(dǎo)板后，側(cè)導(dǎo)板稍稍打開，避免尾部沖擊；當(dāng)帶鋼離開夾送輥后，側(cè)導(dǎo)板打開到接受下一塊帶鋼的開口度。位置壓力位置位置

壓下輥在卷取過程中，起到穩(wěn)定帶鋼、防止甩尾的作用，在卷取中對防止帶鋼出現(xiàn)塔形有積極的作用，特別是對中