寶鋼厚板軋機(jī)工程概述

寶鋼厚板軋機(jī)工程概述

1產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)熱鋼5m寬機(jī)是我國(guó)“15”計(jì)劃的重要項(xiàng)目之一。作為中國(guó)第一個(gè)現(xiàn)代厚板機(jī)械，它滿足了中國(guó)高產(chǎn)品（如管道板、厚船板、厚結(jié)構(gòu)板和壓力容器板的需求，促進(jìn)了我國(guó)厚板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。寶鋼寬厚板軋機(jī)工程由國(guó)內(nèi)技術(shù)總成,引進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)及裝備。設(shè)備設(shè)計(jì)及制造采用國(guó)內(nèi)外聯(lián)合設(shè)計(jì)、制造或國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)、制造方式。主作業(yè)線設(shè)備由德國(guó)SMS-Demag及Siemens公司提供,熱處理線由LOI公司提供,板坯庫(kù)及加熱爐區(qū)設(shè)備主要由國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)、供貨。寬厚板軋機(jī)工程采用“一次規(guī)劃、分步實(shí)施”的方針建設(shè)。一期建設(shè)1架精軋機(jī),設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為140萬(wàn)t;預(yù)留的粗軋機(jī)及配套精整設(shè)施建成后,最終規(guī)模為180萬(wàn)t。一期工程計(jì)劃2005年建成投產(chǎn)。2產(chǎn)品和原材料2.1產(chǎn)品(1)產(chǎn)品類型包括管線鋼板、造船鋼板、結(jié)構(gòu)鋼板、鍋爐容器鋼板、耐大氣腐蝕鋼板及模具鋼板等。(2)寬度0400mm厚度5～150mm,最大將擴(kuò)至400mm;寬度900～4800mm;最大長(zhǎng)度25m(軋制狀態(tài):最大52m),最大單重24t,將擴(kuò)至45t。(3)普通軋軋機(jī)品產(chǎn)品按常規(guī)軋制、控制軋制和控軋控冷(TMCP)、熱處理狀態(tài)交貨。普通軋制產(chǎn)品占總產(chǎn)量的52%;控軋控冷產(chǎn)品占40%;熱處理產(chǎn)品占8%。每年有16.8萬(wàn)t(占總量的12%)的產(chǎn)品經(jīng)涂漆后交貨。2.2初軋板質(zhì)量尺寸一期工程年產(chǎn)140萬(wàn)t成品鋼板,需坯料約150.54萬(wàn)t,其中連鑄坯140萬(wàn)t,初軋坯10.54萬(wàn)t。連鑄坯由配套厚板連鑄機(jī)提供。連鑄板坯尺寸:厚220～300mm,寬1300～2300mm,長(zhǎng)1500～4800mm,單重3.3～25.8t。初軋板坯尺寸:厚120～160、340～500mm,寬1300～1550mm,長(zhǎng)1500～4800mm,單重1.84～24.3t。待粗軋機(jī)投產(chǎn)后將增加大鋼錠或鍛坯,使用少量自開坯以替代初軋坯。3平面布置優(yōu)化寶鋼寬厚板軋機(jī)位于一煉鋼廠原冷錠堆放場(chǎng)及物資倉(cāng)庫(kù)區(qū),工廠的長(zhǎng)度及寬度均受場(chǎng)地限制,為此對(duì)其平面布置進(jìn)行了多次優(yōu)化。一期工程主廠房由板坯接收跨、板坯跨、加熱爐區(qū)、主軋跨、主電室、磨輥間、冷床跨、剪切跨、中轉(zhuǎn)跨、熱處理跨、涂漆跨以及成品庫(kù)等部分組成,設(shè)備構(gòu)成見圖1。4技術(shù)和設(shè)備4.1連鑄板坯熱裝生產(chǎn)線l4連鑄板坯直接送至寬厚板軋機(jī)的板坯接收跨。暫無(wú)合同的板坯在此跨臨時(shí)堆放。有合同的倍尺連鑄坯經(jīng)橫移裝置從入庫(kù)輥道過跨到二次切割線,在線切割成定尺坯。二次切割線主要由對(duì)中裝置、測(cè)長(zhǎng)儀、噴印機(jī)、火焰切割機(jī)、去毛刺機(jī)等設(shè)備組成。為實(shí)施連鑄板坯熱送熱裝工藝,厚板連鑄機(jī)與寬厚板軋機(jī)毗鄰布置。一期工程設(shè)置1座保溫坑,預(yù)留1座,L4計(jì)劃系統(tǒng)具有熱裝計(jì)劃編制及組織實(shí)施功能。由于厚板產(chǎn)品批量小,所用板坯規(guī)格多,投產(chǎn)初期目標(biāo)熱裝率為20%,熱裝溫度大于400℃,以后逐步提高。生產(chǎn)線共設(shè)2座步進(jìn)式加熱爐,采用雙排裝料;同時(shí)設(shè)置1座車底式加熱爐,用于特殊規(guī)格、特殊鋼種等坯料加熱。連續(xù)式爐采用多區(qū)供熱的箱型結(jié)構(gòu),便于分區(qū)控制各段溫度,以提高溫控的靈活性和精度;采用高背化耐熱墊塊,以減少板坯黑印溫差;整個(gè)加熱爐系統(tǒng)采用高精度燃燒控制系統(tǒng),熱工控制和裝、出爐設(shè)備控制實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。加熱爐的主要技術(shù)參數(shù)見表1。4.2制備工藝及設(shè)備在加熱爐輸出輥道與預(yù)留粗軋機(jī)之間,設(shè)置高壓水除鱗裝置,由上下2對(duì)噴水集管組成,上噴水梁高度可根據(jù)板坯厚度進(jìn)行調(diào)整,調(diào)節(jié)行程400mm。為便于合金鋼等難除鱗鋼種生產(chǎn),高壓水壓力為21.5MPa。軋制線采用雙5m機(jī)架布置,精軋機(jī)架采用大力矩、高剛性、高軋制速度,以滿足低溫控軋要求;同時(shí)為投產(chǎn)后拓寬產(chǎn)品尺寸創(chuàng)造條件。立輥機(jī)架與水平機(jī)架呈近接布置。寶鋼寬厚板軋機(jī)投產(chǎn)后將采用高水平的控軋控冷工藝。在工藝選擇、平面布置及過程控制系統(tǒng)等方面進(jìn)行了充分考慮。為了減少控軋工藝對(duì)產(chǎn)量的影響,擬采用多塊鋼交叉軋制工藝及中間噴水冷卻。加速冷卻裝置采用噴射冷卻和層流冷卻組合型式,在該裝置上可實(shí)現(xiàn)直接淬火(DQ),具有高冷卻速率及冷卻速率調(diào)節(jié)范圍廣等特點(diǎn),為投產(chǎn)后拓寬品種創(chuàng)造了條件。寶鋼寬厚板軋機(jī)采用了當(dāng)前最新的高精度軋制技術(shù),除保證產(chǎn)品尺寸精度及外形質(zhì)量滿足用戶要求外,還設(shè)計(jì)目標(biāo)成材率為93%,為世界一流水平。采用的高精度軋制技術(shù)包括:厚度控制技術(shù)、平面形狀控制技術(shù)、板形控制技術(shù)。(1)絕對(duì)agc功能采用高精度多點(diǎn)式設(shè)定模型,高響應(yīng)液壓AGC技術(shù),具有監(jiān)控AGC、絕對(duì)AGC等功能;并在水平機(jī)架出口側(cè)近距離布置γ射線測(cè)厚儀,減小監(jiān)控AGC控制盲區(qū),改善鋼板頭尾厚度精度。同時(shí)利用絕對(duì)AGC及模型多點(diǎn)設(shè)定功能,軋制變厚度(LP)鋼板,以滿足橋梁及造船界的特殊要求。(2)平面形狀采用川鐵水島廠開發(fā)的MAS軋制法,以控制鋼板的平面形狀。同時(shí)配置與水平機(jī)架成近距離布置的立輥機(jī)架,采用立輥機(jī)架的AWC短行程(SSC)功能,進(jìn)一步改善鋼板平面形狀,提高寬度絕對(duì)精度。(3)低平凸度控軋技術(shù)采用了CVCPLUS和工作輥彎輥板形控制技術(shù)。工作輥竄動(dòng)在道次間歇時(shí)間內(nèi)完成,由于采用高次CVC曲線方程,因此凸度調(diào)節(jié)能力能滿足生產(chǎn)要求。常規(guī)軋制時(shí)可減少軋制道次,提高產(chǎn)量;采用控軋工藝時(shí),最終數(shù)道次上可實(shí)施累積大壓下,以進(jìn)一步改善鋼板性能;利用CVC軋機(jī)大板凸度調(diào)節(jié)能力,可采用低平凸度生產(chǎn)控制方式,有利于提高成材率及提高厚度均勻性。為使鋼板具有較好的平坦度、極小的內(nèi)應(yīng)力,寶鋼寬厚板軋機(jī)熱矯直機(jī)采用強(qiáng)力機(jī)型,采用預(yù)應(yīng)力立柱及高剛性框架,矯直輥上輥系采用高響應(yīng)伺服閥液壓壓下裝置,具有動(dòng)態(tài)控制功能,同時(shí)能矯直連續(xù)變厚度鋼板;上輥系能整體前后傾動(dòng),左右傾動(dòng),預(yù)設(shè)定正、負(fù)彎輥,以盡可能改善平直度;出入口輥可單獨(dú)調(diào)整,保證矯直后鋼板平直地離開熱矯直機(jī)。軋制線主要設(shè)備及技術(shù)參數(shù)見表2。4.3缺陷部位的處理和夯實(shí)技術(shù)寶鋼寬厚板軋機(jī)采用步進(jìn)式冷床,使鋼板在冷卻過程中表面無(wú)滑傷。厚度小于50mm鋼板進(jìn)入寬冷床冷卻;厚度大于50mm鋼板進(jìn)入特厚板冷床冷卻。冷卻后的鋼板送入檢查臺(tái)。借助翻板機(jī)由人工對(duì)其上下表面進(jìn)行檢查,對(duì)表面缺陷部位需進(jìn)行修磨。寶鋼厚板廠備有先進(jìn)的自動(dòng)超聲波探傷裝置。該裝置采用多通道寬束脈沖反射式探頭,可對(duì)厚度≤60mm的鋼板進(jìn)行全板面自動(dòng)連續(xù)探傷?？筛鶕?jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或用戶要求進(jìn)行自動(dòng)評(píng)判,所有探測(cè)缺陷均自動(dòng)記錄在C型掃描圖上。裝置采用在線布置方式,從而大幅度提高了生產(chǎn)率。剪切線采用SMS-Demag公司開發(fā)的多軸多偏心滾切式剪切機(jī),該剪切機(jī)剪切時(shí)上弧形刀刃在下直型刀刃上滾動(dòng)剪切,剪切變形區(qū)小,剪切鋼板不易彎曲變形,毛刺少,剪切質(zhì)量高。由于采用多軸傳動(dòng),可剪切高強(qiáng)度的鋼板,剪切速度快。剪切線采用自動(dòng)剪切技術(shù),根據(jù)鋼板形狀檢測(cè)裝置(PSG)的測(cè)量數(shù)據(jù)及上位機(jī)下達(dá)的剪切指令,對(duì)鋼板進(jìn)行優(yōu)化剪切。剪切線設(shè)備技術(shù)參數(shù)見表3。4.4鋼板冷矯直機(jī)及熱處理精整區(qū)設(shè)備及工藝包括:火焰切割、質(zhì)量檢查修磨、冷矯直、熱處理、涂漆等。在剪切線跨內(nèi)設(shè)置了1#火焰切割機(jī),用于切割剪切線離線鋼板及要求剪切復(fù)雜組合子板;中轉(zhuǎn)跨內(nèi)設(shè)置2#火焰切割機(jī),用于特厚板的切割和取樣。為了確保成品鋼板的外觀質(zhì)量,對(duì)剪切線輸出的鋼板進(jìn)行表面、尺寸、外形檢查。鋼板在檢查站由人工對(duì)其表面、邊部、平直度等進(jìn)行目測(cè)檢查,對(duì)質(zhì)量不合格鋼板,送至中轉(zhuǎn)跨,根據(jù)缺陷類別,分別對(duì)鋼板進(jìn)行修磨處理、矯直或其他處理。需修磨的鋼板,可在剪后的橫移修磨臺(tái)架上進(jìn)行修磨。平直度不合要求的鋼板,需進(jìn)行冷矯直。冷矯直機(jī)采用九/五輥?zhàn)冚仈?shù)矯直機(jī),最大矯直力為35MN。對(duì)于薄規(guī)格產(chǎn)品,采用小輥距九輥矯直機(jī),對(duì)厚規(guī)格產(chǎn)品采用大輥徑五輥矯直機(jī),鋼板有效矯直厚度范圍比常規(guī)矯直機(jī)擴(kuò)大50%,采用小變形量最大矯直厚度可達(dá)50mm,能滿足部分熱處理后鋼板冷矯直的需求。該臺(tái)冷矯直機(jī)矯直輥位置均可單獨(dú)調(diào)整,從而可采用靈活的矯直工藝,能顯著降低鋼板的殘余應(yīng)力且分布均勻;同時(shí)可矯直更高強(qiáng)度的薄規(guī)格產(chǎn)品,最高屈服強(qiáng)度可達(dá)1200MPa;上下輥系單獨(dú)進(jìn)行彎輥輥縫補(bǔ)償,可顯著改善鋼板頭尾的平直度。矯直輥單獨(dú)傳動(dòng),根據(jù)各矯直輥處的鋼板彎曲半徑給矯直輥以精確的轉(zhuǎn)速控制。避免矯直輥附加力矩的產(chǎn)生,防止鋼板表面損傷,減少軋輥磨損。對(duì)于厚規(guī)格鋼板,當(dāng)平直度不合要求時(shí),可用壓力矯直機(jī)進(jìn)行壓平處理。寶鋼寬厚板軋機(jī)一期工程設(shè)置1條熱處理線,采用輻射管加熱無(wú)氧化輥底式爐及輥壓式淬火機(jī)。鋼板在該熱處理線上可進(jìn)行正火、淬火、回火等熱處理工藝。鋼板入爐前,先經(jīng)拋丸處理,除去表面的氧化鐵皮。鋼板加熱可采用連續(xù)式、擺動(dòng)式及兩者組合式,以滿足不同工藝的要求。熱處理鋼板通過上下對(duì)稱布置的輻射管來(lái)加熱,爐內(nèi)為全密封式,中間通高純度氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣,以防止加熱過程中鋼板氧化和爐輥結(jié)瘤。其處理的鋼板表面質(zhì)量好,溫度均勻。淬火機(jī)采用輥壓式,淬火后鋼板溫度均勻,裝置長(zhǎng)度方向按水壓不同常分為:高壓區(qū)、低壓區(qū),為了保證鋼板寬度方向上冷卻均勻,流量分3個(gè)區(qū)域控制。淬火操作模式分:連續(xù)、連續(xù)加擺動(dòng)、擺動(dòng)3種,以滿足不同厚度及工藝要求。熱處理線配置過程控制系統(tǒng)。由數(shù)學(xué)模型計(jì)算爐內(nèi)各點(diǎn)的溫度設(shè)定,周期性地傳送給基礎(chǔ)自動(dòng)化,用于動(dòng)態(tài)控制。對(duì)淬火鋼板,由數(shù)學(xué)模型計(jì)算需要的冷卻水流量、鋼板運(yùn)行速度等參數(shù),由基礎(chǔ)自動(dòng)化進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。鋼板涂漆線設(shè)在涂漆跨內(nèi)。需涂漆的鋼板由成品庫(kù)上料,經(jīng)拋丸、表面檢查和修磨,再經(jīng)預(yù)熱、涂漆、烘干、檢查和標(biāo)記處理,送入成品庫(kù)。5厚板裝備技術(shù)新產(chǎn)品寶鋼5m寬厚板軋機(jī)是我國(guó)厚板領(lǐng)域首套特寬幅現(xiàn)代化厚板軋機(jī),因此人們對(duì)這套軋機(jī)寄予厚望,對(duì)產(chǎn)品