江蘇鑫貝諾冶金機械有限公司

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      熱連軋的技術發展
            最近10年,在全世界的范圍內鋼材年增長率約為5%,2004年達到10億t以上,其中增長最快的是中國和印度。2004年和1990年相比,鋼材的軋制量和裝備的增加量都是40%左右,目前在世界范圍內的長材和扁平材的比例大約是4:6,對不同的軋機,軋機的作業率為75%~90%。

      1 帶鋼生產技術的進步

        最近15年,熱連軋技術有了很大的進步,在熱軋帶鋼軋機布置形式的發展方面,總結起來,主要有6種形式。

        (1)典型的傳統熱帶鋼連軋機組,這種機組通常是2架粗軋機,7架精軋機,2臺地下卷取機,年總產量350~550萬t,生產線的總長度400~500m,有一些新建的機組裝備了定寬壓力機(SP)。這類軋機采用的鑄坯厚度通常為200~250mm,特點是產量高,自動化程度高,軋制速度高(20m/s以上),產品性能好。

        (2)緊湊型的熱連軋機,通常機組的組成為1架粗軋機,1臺中間熱卷箱,5~6架精軋機,1~2臺地下卷取機,生產線長度約300m,年產量200~300萬t。采用的鑄坯厚度200mm左右,投資比較少,生產比較靈活,由于使用熱卷箱溫度條件較好,可以不用升速軋制(軋制速度14m/s左右)。

        (3)新型的爐卷軋機機組,通常采用1臺粗軋機,1臺爐卷軋機,1~2臺地下卷取機,產量約100萬t,其中有的生產線可以生產中板也可以生產熱軋板卷,主要用于不銹鋼生產,投資較小,生產靈活,適合多品種。

        (4)熱軋帶鋼的另一生產形式是薄板坯連鑄連軋,按結晶器的形式不同,分別有多種形式,如SMS開發的CSP、DANIELY開發的H2FRL等,由薄板坯鑄機、加熱爐和軋機組成,剛性連接,鑄坯厚50~90mm,產量120~200萬t,軋機的布置形式有粗軋加精軋為2+5布置,1+6布置,也有7架精軋機組成的生產線。薄板坯連鑄連軋的特點是生產周期短、產品強度高、溫度與性能均勻性好,但是表面質量、潔凈度控制方面比傳統厚板坯的難度大。

        (5)國外發展的無頭(半無頭)軋制技術,日本是在傳統的粗軋機后設立熱卷箱,飛焊機,把中間坯前一坯的尾部和下一坯的頭部焊接在一起,進入精軋機組時形成無頭的帶鋼進行軋制,在卷取機前再由飛剪剪斷,該生產線可以20m/s的速度軋制生產0.8~1.3mm厚的帶鋼。德國發展的是半無頭軋制技術,他們利用薄板坯連鑄連軋的生產線,鑄造較長的鑄坯,如200m,進人精軋,并且軋后進行剪切,在精軋機組中形成有限的無頭連軋。這種生產線的特點是適合于穩定生產薄規格的帶鋼,減少了薄規格帶鋼生產中的軋廢和工具損失。歐洲還在開發基于薄板坯連鑄連軋技術的無頭軋制技術,通過進一步提高鑄坯的拉速,使連軋機和連鑄機的速度得到匹配,實現真正的連鑄連軋。

        (6)正在開發的生產熱帶鋼的技術是薄帶直接連鑄并軋制的技術,鋼水在2個輥中鑄成5~6mm的帶鋼,經過1架或2架軋機進行小變形的軋制和平整,生產出熱帶鋼卷。歐洲、日本和澳大利亞都進行過類似的試驗,2004年美國NUCOR建立了工業試驗廠,德國的THYSSEN2KRUPP也建立了相同的試驗工廠,據介紹年產50萬t的帶鋼廠已經試驗成功,但是關于生產的穩定性、成本、產品質量、產品范圍和應用領域的進一步報道尚未見到。

      2 熱帶鋼裝備技術進步

        現在熱連軋機很多的技術發展依然集中在板形、厚度精度、溫度與性能的精準控制、表面的質量控制等方面,比如廣泛使用的強力彎輥(WRB)系統、工作輥竄輥(HCW、CVC)和對輥交叉(PC)技術,工作輥的精細冷卻、高精度的數學模型的不斷改進等,都使熱軋產品的質量不斷提高。值得提出的新型軋機技術是日本2000年發明的在熱連軋機組的最后3個機架上采用單輥驅動和不同輥徑工作輥軋制技術(SRDD),該技術是軋制中驅動大直徑的下工作輥(直徑620mm),而較小直徑的上工作輥從動,其優點是軋制中有剪應力產生,降低軋制力、減少邊降和增大壓下量。在國內稱為異步軋制技術,國內的實驗室實驗也表明,該生產方法對降低軋制力有明顯的效果。在目前的情況下用低溫大變形生產超細晶粒鋼和超高強度鋼,這種設備是很有效的,但是關于質量、穩定性等方面尚無進一步的報道。所有新建的軋機都有完善的檢測技術和手段,如厚度、寬度、速度、凸度、平直度、表面等,使帶鋼的精度更高,質量更好。

      3 溫度控制技術進步

        加熱爐更多的是采用蓄熱式加熱爐,燃燒器交替進行蓄熱和燃燒,這種爐子在日本使用非常普遍,采用該爐子可以有效地減少燃氣的消耗量和廢氣的排放量。熱連軋的冷卻控制開始采用超快速冷卻(UFC),這種冷卻技術比傳統的層流冷卻的冷速快5~10倍,UFC可以放在精軋末架出口,也可以放在地下卷取機前,采用UFC可以極大的改善帶鋼的性能,擴大鋼材性能的可控范圍,并且節約寶貴的合金元素用量。國外通過已有的UFC對低合金鋼進行了很多有益的實驗,并且獲得了成功,如細化了晶粒、獲得了更高的析出硬度等。用戶對表面質量的要求越來越苛刻,像汽車的覆蓋件、DWI、酸洗涂油板等,為此采取一系列的措施改善成品表面質量,如輥縫潤滑、精細冷卻、高Cr軋輥,并且采用在線的帶鋼上下表面檢測系統(ASIS)。焦爐煤氣凈化后用于發電。

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