亿诺分享——轧钢加热炉工艺流程介绍发布日期:2015-3-15 7:53:52 - 访问量:

从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品,必须到轧钢厂去进行轧制以后,才能成为合格的产品。

从炼钢厂送过来的连铸坯,首先是进入加热炉,然后经过初轧机反复轧制之后,进入精轧机。轧钢属于金属压力加工,说简单点,轧钢板就像压面条,经过擀面杖的多次挤压与推进,面就越擀越薄。在热轧生产线上,轧坯加热变软,被辊道送入轧机,最后轧成用户要求的尺寸。轧钢是连续的不间断的作业,钢带在辊道上运行速度快,设备自动化程度高,效率也高。从平炉出来的钢锭也可以成为钢板,但首先要经过加热和初轧开坯才能送到热轧线上进行轧制,工序改用连铸坯就简单多了,一般连铸坯的厚度为150~250mm,先经过除磷到初轧,经辊道进入精轧轧机,精轧机由7架4辊式轧机组成,机前装有测速辊和飞剪,切除板面头部。精轧机的速度可以达到23m/s。热轧成品分为钢卷和锭式板两种,经过热轧后的钢轨厚度一般在几个毫米,如果用户要求钢板更薄的话,还要经过冷轧。

与热轧相比,冷轧厂的加工线比较分散,冷轧产品主要有普通冷轧板、涂镀层板也就是镀锡板、镀锌板和彩涂板。经过热轧厂送来的钢卷,先要经过连续三次技术处理,先要用盐酸除去氧化膜,然后才能送到冷轧机组。在冷轧机上,开卷机将钢卷打开,然后将钢带引入五机架连轧机轧成薄带卷。从五机架上出来的还有不同规格的普通钢带卷,它是根据用户多种多样的要求来加工的。

冷轧厂生产各种各样不同品质的产品,那飞流直下,似银河落九天的是镀锡板,那银光闪闪的是镀锌板,有红、黄、兰各种颜色的是彩色涂层钢板。镀锡板是制造罐头和易拉罐的原料,又叫马口铁,以前我国所需要的镀锡板全靠进口,自从武钢镀锡板大量生产后,部分替代了进口货。武钢生产镀锡板采取的是电镀锡工艺,这些镀锡板好像镜子一样,光鉴照人,就像诗人描写的:“轧钢工人巧手绘锦帐,千万面银镜送给心爱的姑娘,你知道不知道,在那爱妻牌洗衣机上,有我们汗水的芬芳”。

镀锌板的生产工艺有两种,一种是热镀锌,一种是电镀锌。那貌不惊人包装特别的是硅钢片,它们用在发电设备、机电设备、轻工、食品和家电上。用镀锌板作为基材,在反面涂上各种涂料就成为彩色涂层钢板。由于工艺先进,涂层十分牢固,可以直接用于家电产品和作装饰材料。除了板材以外,轧钢厂也生产长材,如型钢、钢轨、棒材、圆钢和线材,它的生产过程和轧钢原理与板材类似,但是使用的轧辊辊型完全不同。


轧钢加热炉工艺流程介绍


轧钢生产技术

钢铁生产总是希望以成熟的新技术、新工艺,改进生产,降低运营成本,保证产品质量,提高竞争能力。本文介绍近期轧钢生产所采用的新技术,其中有些是国外新技术,有些是投入新设备仪器的老工艺,其共同特点是可以达到生产顺利、成本降低,对钢铁企业会有所裨益。


轧钢生产的实用技术

蓄热式加热炉

高炉煤气发热值偏低,直接送到轧钢加热炉往往遇到加热能力不足的问题,所以一直需要配给一些焦炉煤气。如果焦炉煤气不足,多余高炉煤气不得不放散或白白烧掉,造成浪费能源或污染空气。蓄热式连续加热炉是20世纪90年代,美、日、英等国家开发的新技术,它利用高温烟气先预热蓄热箱中的蓄热体,之后更换阀门让待燃烧的空气或煤气进入蓄热箱吸收蓄热体的热量(图1)。这样使空气或燃烧煤气提高500~800℃,燃烧温度可提高到1300℃,能够满足钢坯加热的需要。

由于高炉煤气价格低廉,国内某厂4座用焦炉煤气混烧或与重油混烧的加热炉改为蓄热式加热炉后,完全使用高炉煤气,加热成本基本降到原来的四分之一,不用两年即可收回改造费用。其低氧燃烧和低NOx排放含量也达到较好水平。该技术在加热炉、热处理炉都可应用。目前,对于有高炉煤气的中国钢铁联合企业,已有不少完成蓄热炉的改造,获得显著效益。

悬浊液强力冷却

由于终轧温度高,吐丝或上冷床的线材棒材温度过高,加上提速,原有冷却能力不足一直是困扰各棒线材厂的问题之一。悬浊液强力冷却技术利用大比重悬浊物对汽膜的破坏,大大增强冷却能力,这是冷却理论上的重大突破。由河北理工大学与宣钢二轧共同完成的棒材悬浊液穿水装置,经过生产实践检验证明,冷却效果十分显著。该系统设计了新型喷嘴装置,其悬浊液循环系统经过近两年的运行,通畅可靠,水循环宽度等主要尺寸都能反映出来。尤其该仪器宽度不到300mm,放在轨道车上,进入轧线或撤出轧线十分便利,适合精轧出口水冷段偏短的现场使用。经过现场几年的使用证明,吹扫系统合理,光源寿命远比进口旋转测径仪持久,而价格仅为进口仪器的六分之一。

滚动轴承替换胶木轴瓦

胶木轴瓦是长久以来使用的一种老式滑动轴瓦,虽然价格便宜,但刚度小,磨损快,在温度波动较大时,易出现轧件尺寸波动。为此,某车间将三辊400中轧机改为密封的滚动轴承。经过一段时间使用后,效果良好。前面三辊轧机粗轧有尺寸波动的坯料,在这里也得到控制,使后面事故大大下降,对保证生产,提高产品尺寸精度起到显著作用,用水也显著减少。

弧齿接手替换梅花套筒

梅花套筒传动是一种极为古老的传动轧辊方式,它在传递力矩时并不均匀,由于自重转动起来时常有悬空跌落过程,造成较大的噪音,同时对产品精度也有影响,严重时出现明暗交替的条纹。这是因为,连接杆为了能够倾斜就必须在梅花瓣与套筒之间留有相当的旷量。于是在传递力矩时,连接杆自重和倾角使得套筒受力不均。在加载时,梅花瓣受力点容易变动,尤其磨损之后的旧套筒,造成上下力矩不均,轧辊滑动。因此用弧齿接手或其它接手替换梅花套筒,可以减少备件数量,提高作业环境质量,也为生产维护带来方便,全部投资仅半年便收回。

感应加热

直接轧制是节能最理想的工艺,但连铸坯从结晶器出来经过弯曲水冷段时,一般角部温度已经偏低,加上连铸机距离轧机较远,整体温度也下降不少,需要对角部补热均热。电感应加热具有占地少、加热快、不必存储能量等优点,国内有些厂家安装了这类设备,但没有达到预期效果。其主要原因是感应加热效率选取过高,导致钢坯受热远低于实际需要,因而钢坯无法达到轧制温度的一般要求。但这项技术在国外并不鲜见,英钢公司使用Radyne公司的10MW管材感应加热系统,可以快速将外径168mm的管材从700℃加热到1100℃。该装置共6台固态加热器,每台输出功率1650kW、频率1kHz,管材行进速度为1 7m/s,比一般连轧钢坯进粗轧机的0 3m/s速度高许多。

Radyne公司的这套感应加热系数设计高出实际需要的20%,留有相当的余量,因而可以任意提高轧件行进速度。该系统设计对于国内设计具有参考价值,在对165mm方坯感应加热设计时,还应考虑方坯角部涡流效率和实芯的特点,功率至少应该不低于10MW。

测厚仪与凸度控制

许多热轧窄带钢车间缺乏在线测厚装置,产品厚度仅仅依靠人工定时检测,难以做到及时测量更谈不上厚度控制,产品厚度尺寸波动极大,甚至一些供给冷轧原料的一些中宽带车间也仅装备中心测厚仪,不能检测产品凸度,使客户得不到凸度较小且恒定的冷轧原料。这一方面缘于射线测厚有一定危险,现场不愿使用,另一方面价格昂贵(数十万元1套),装置防护系统比较复杂。

曾经有人认为800mm以上宽带才安装凸度检测,实际上现场500mm宽带已经有3点式测量,直接获知板凸度,这可为中宽带钢凸度控制提供参考,对稳定产品质量具有重要意义。

热轧激光测厚测宽仪的出现,为轧钢生产带来方便。激光打在红钢板上有特殊光点,经过三角光学变换,由光电耦合器转换为电信号。这一信号结合计算机辨识技术就可以分辨激光斑点位置,从而测量出带钢厚度。目前激光测厚精度还不如射线测厚,但钢板横截面上的相对厚度还是可以比较。 

板带钢液压厚度高精度控制

由于电动压下动作慢、精度差,不适合在线快速微调。一般液压缸响应速度比电动压下高出6倍,精度也大大高于电动压下螺丝。在带钢精轧机成品架安装液压缸,可以实现PM-AGC快速辊缝调整。如果与成品前架压力传感器配合,可以实现压力测厚计的前馈控制。如在成品架出口安装测厚仪,则实现测厚仪反馈控制,这将对长时间轧制造成的头尾温差影响予以补偿,可以大大缩小整卷带钢的厚度偏差波动,产品精度更有保证。某厂使用郑州光学研究所生产的误差3μm激光测厚仪监控产品厚度,并与计算机及液压辊缝调整装置配合,组成液压监控AGC系统,减少了带钢头尾厚度的尺寸波动。过去板带头尾厚差近40μm,采用液压压力反馈AGC或测厚仪监控AGC后,尽管单重增加、轧制时间加长,头尾厚差下降十多微米,使产品进一步提高了市场竞争能力。

对老式四辊中厚板轧机也有采用液压AGC厚度控制的,获得了厚度精度提高的效果。

无活套微张力轧制

活套支撑器用来反映机架间张力水平,但在厚坯轧制时耗能很高,在成品机架又反映不够快,限制板厚精度的进一步提高。因而国外一些厂家研制成功无活套轧制,省去活套支撑器。无活套轧制首先需要对轧制速度和稳定后的张力精确计算,并使后架轧机有补偿动态速降的增量转速。国外无活套轧制主要依靠电流记忆法,建立观测器,同时选择合适的力臂系数计算公式来计算张力,依此张力,实现张力控制。

实际连轧张力主要取决于前后轧机轧件自由轧制时的出入口速度差,也与电机拖动能力和张力对前后滑的影响有关。有文献对张力的计算提出的实用模型,使连轧参数计算简单直观。这一公式考虑电机的情况和轧制中张力对前后滑的影响,不但适用于板带也适用棒线材粗轧张力计算。

热连轧喷油润滑

热连轧工艺润滑可使摩擦力下降,从而显著降低轧制力与力矩,轧辊磨损减少,板面质量有所提高。国外工业先进国家普遍采用这一技术,降低能耗与辊耗;压下越大,润滑效果越显著。摩擦系系数从0.35可以下降到0.12,轧制力和辊耗都下降达20%。热轧润滑的应用会使热连轧控制系统原来设定的摩擦系数变动较大,但一般仍在“张力自调整”范围内,轧制力的分配也略有变动。

热连轧喷油需要专门的油路泵站,也需要以咬入起停的高精度控制阀门。对于润滑油要求喷出后有较好的附着性,而且在600℃高温下,要有较高的裂解点。此外要注意喷量限制,保证轧制过后燃烧贻尽。这一技术也可推广到型钢轧制,但要注意喷油均匀不可过量。

结语

轧钢企业为了提高产品的市场竞争力,就必须注意技术进步,以先进技术改造或淘汰老工艺老设备,不断完善生产操作,使生产顺利,事故下降,以较低的成本生产高质量的钢铁产品