热轧工艺流程

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1.主轧线工艺流程简述

板坯由炼钢连铸车间的连铸机出坯辊道直接送到热轧车间板坯库，直接热装的钢坯送至加热炉的装炉辊道装炉加热，不能直接热装的钢坯由吊车吊入保温坑，保温后由吊车吊运至上料台架，然后经加热炉装炉辊道装炉加热，并留有直接轧制的可能。

连铸板坯由连铸车间通过板坯上料辊道或板坯卸料辊道运入板坯库，当板坯到达入口点前，有关该板坯的技术数据已由连铸车间的计算机系统送到了热轧厂的计算机系统，并在监视器上显示板坯有关数据，以便工作人员进行无缺陷合格板坯的核对和接收。另外，通过过跨台车运来的人工检查清理后的板坯也需核对和验收，并输入计算机。进入板坯库的板坯，由板坯库计算机管理系统根据轧制计划确定其流向。


常规板坯装炉轧制：板坯进入板坯库后，按照板坯库控制系统的统一指令，由板坯夹钳吊车将板坯堆放到板坯库中指定的垛位。轧制时，根据轧制计划，由板坯夹钳吊车逐块将板坯从垛位上吊出，吊到板坯上料台架上上料，板坯经称量辊道称重、核对，然后送往加热炉装炉辊道，板坯经测长、定位后，由装钢机装入加热炉进行加热。

碳钢保温坑热装轧制：板坯进入板坯库后，按照板坯库控制系统的统一指令，由板坯夹钳吊车将板坯堆放到保温坑中指定的垛位。轧制时，根据轧制计划，由板坯夹钳吊车逐块将板坯从保温坑取出，吊到板坯上料台架上上料，板坯经称量辊道称重、核对，然后送往加热炉装炉辊道，板坯经测长、定位后，由装钢机装入加热炉进行加热。


直接热装轧制：  当连铸和热轧的生产计划相匹配时，合格的高温连铸板坯通过加热炉上料辊道运到称量辊道，经称重、核对，进入加热炉的装炉辊道，板坯在指定的加热炉前测长、定位后，由装钢机装入加热炉进行加热。其中一部分通过卸料辊道运输的直接热装板坯需通过吊车吊运一次放到上料辊道后直接送至加热炉区。如果炼钢厂可以实现直接热装板坯由上料辊道运送，则可减少部分吊车吊运作业。

板坯经加热炉的上料辊道送到加热炉后由托入机装到加热炉内，加热到设定温度后，按轧制节奏要求由出钢机托出，放在加热炉出炉辊道上。

加热好的板坯出炉后通过输送辊道输送，经过高压水除鳞装置除鳞后，将板坯送入定宽压力机根据需要进行侧压定宽。定宽压力机一次最大减宽量为350 mm。然后由辊道运送进入第一架二辊可逆粗轧机轧制及第二架四辊可逆粗轧机进轧制，根据工艺要求将板坯轧制成厚度约为30-60mm的中间坯。在各粗轧机前的立辊轧机可对中间坯的宽度进行控制。


在R2与飞剪之间设有中间废坯推出装置，用于将中间废坯推到中间辊道的操作侧台架上。
中间坯由带保温罩的中间辊道输送到切头飞剪处切头、切尾，保温罩有利于减少中间坯的热量损失和带坯头尾温差。

飞剪前设有边部加热器，边部加热器可减少中间坯边部与中间部位的温度差，提高带钢性能的均匀性，提高轧件板型质量。

切头飞剪配有中间坯头尾形状检测仪及剪切优化控制系统，以实现优化剪切，减少切头切尾损失。

切头后的带坯经精轧前高压水除鳞装置清除二次氧化铁皮，由精轧前立辊导向进入精轧机组。中间坯经过F1~F7四辊精轧机组，轧制成1.2~25.4 mm的成品带钢。

精轧机组的穿带速度、加速度、最大轧制速度、各机架压下量、工作辊窜辊行程、各机架弯辊力等均由计算机控制系统按轧制带钢的品种和规格进行计算和设定实现板形的闭环控制。为了有效的控制带钢质量，在F7精轧机出口处设有凸度、平直度、厚度、宽度、温度等轧线检测仪表，在卷取机入口设有带钢表面质量、宽度、温度等轧线检测仪表。


精轧机轧出的带钢在输出辊道上由带钢层流冷却系统采用相应的冷却制度，将热轧带钢由终轧温度冷却到规定的卷取温度。带钢的冷却方式，冷却水量都由计算机根据不同钢种、规格、终轧温度、卷取温度进行计算设定和控制。

当卷取机咬入带钢之前即穿带时，输出辊道、夹送辊、助卷辊和卷筒的速度均超前于末机架轧制速度；当带钢被卷取机咬入以后，输出辊道、夹送辊、卷取机随精轧机同步进行升速轧制；当带钢尾部离开末机架后，输出辊道、夹送辊要减速即滞后于卷取机卷取速度直到热轧钢卷尾部。

卷取完成后，由卸卷小车把钢卷托出至打捆机打捆。再由钢卷运输系统将钢卷继续向后运送，经打捆、称重、标记后，分别运送到热轧钢卷成品库、冷轧原料库和精整原料库。需要检查的钢卷则送到检查线，打开钢卷进行检查和取样后，再送回到钢卷运输系统，经打捆、称重、标记后分别送往热轧钢卷成品库、冷轧原料库和精整原料库。

在钢卷库内冷却后的钢卷按下一步加工工艺要求分别送至平整分卷机组、钢板横切机组、冷轧车间或按销售计划发货。

钢卷在运输和堆放的过程中均采用卧卷的方式，钢卷运往钢卷库或冷轧原料库的运输系统采用托盘运输系统，并与1780热轧厂的运输系统共同组成运输网络，由计算机统一控制。

从板坯进入板坯库开始至成品发货为止，全部工艺过程通过轧线物料跟踪系统及两库管理系统对板坯、轧件和钢卷进行全线跟踪，从而实现了计算机的自动化生产控制。



2.平整机工艺过程简述

热轧卷放置在入口步进梁的入口鞍座上，步进梁将钢卷步运送到上卷小车上。
上卷小车将钢卷运送到钢卷准备站以便于拆除捆带，切掉带钢头部，同时进行宽度和径向定位，然后将钢卷运送到开卷机开卷。

带钢开卷后依次进入六辊矫直机、平整机、卷取机等从而完成设定的平整分卷工艺制度。

平整机采用衡压力控制技术，由计算机系统根据品种和规格设定平整压力，通过液压缸进行控制。平整机设计平整厚度最大为6.5mm，厚度超过6.5mm的产品只分卷不平整。分卷采用液压固定剪，设置在平整机出口。

平整分卷后的成品卷由卸卷小车卸卷，送到固定鞍座上，再由1＃、2＃步进梁将钢卷向后运输至成品库，在输送过程中完成称重和打捆作业。最后钢卷由吊车运到指定位置堆放。



3. 钢板横切机组工艺流程简述

车间的吊车将钢卷吊到机组的上料步进梁运输机上，然后运送到地辊站，钢卷在此进行水平、垂直对中和剪断捆带。

钢卷运载小车将钢卷装入开卷机卷筒后，带钢头部依次进入夹送辊、1＃矫直机机组、活套、圆盘剪切边、飞剪成品定尺剪切、2＃矫直机矫直、打印机或打号机进行描号、人工表面检查站，检查合格的钢板将送往垛板台进行堆垛。次品板通过垛板台后的夹送辊送到次品区。飞剪由计算机系统根据工艺制度设定速度和剪切长度，保证钢板剪切质量。

垛板台分为两组以便堆垛作业能按照钢板长度和数量进行连续操作。堆垛由可横向移动的轮子来完成，根据不同板宽可进行调整。堆垛完成后，升降台下降将钢板垛放到；链式板垛运输机上。

板垛通过运输机链条侧移，将其送到该运输机的称量机上。称重后，用运输机将已称完重的板垛送到运输机后的卸料辊道上。卸料辊道上有两个固定布置的打捆机，它负责对钢板垛进行打捆。

打捆完成后，板垛由吊车吊装入库。

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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
  
1 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。


2 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，水循环利用率高。这一技术的成功为现场解决吐丝温度高、冷床能力不足、提高产品力学性能与合格率，提供了有效方法。

  该棒材悬浊液穿水装置不必加长原有水冷段，仅仅增加一个小型蓄水池即可，冷却用水经过滤并循环利用，因而是现有车间实现中轧降温、进行低温精轧、或终轧后快速降温，大幅度提高产品的力学性能指标的切实可行的冷却新技术。


  3 扁坯展宽轧窄带

  许多中窄带钢车间使用宽度尺寸不变的连铸坯，用常规轧法的轧件宽度就有限度。有时轧辊宽度有所富余，因而出现用窄料轧制更宽带钢的需求。为此，采用具有切深特点的强迫宽展开坯孔型，轧出较宽的带钢中间坯，精轧就可以轧出较宽带钢，更好适应市场的需求。常用窄坯轧宽的方法是使用切展法和蝶式弯折法。前者利用压下不均匀变形后，轧制变形区部分延伸少的金属阻碍其余金属的延伸，造成强迫宽展，目前已经可以生产比坯料宽出1 6倍的带钢。


  4 圆钢定位测径仪

  在线测量终轧棒线尺寸，调节辊缝，扩大高精度产品比例，是众多棒线材厂的希望。进口旋转式扫描式测径仪，可以在线测量高速运动的整个轧件凸起轮廓的外周边，但是这种仪器数百万元，而且整机长度大，放在现有长度十分有限的水冷段内很占空间。其实，圆棒线生产主要掌握轧件高度和辊缝处的耳子，测量仪器如果能静止放置，就可以大大简化。天津兆瑞测控公司生产的8点固定式测径，就能以非旋转的固定探头测量运动中的轧件尺寸，虽然不是连续反映轧件周边变化，但对高度、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。


  5 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。



  6 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。


  7 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。


  8 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。



  9 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。


  10 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。



  11 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。



一、棒材生产工艺流程

钢坯验收 ────吊装 ──计量 ── 编组── 入炉加热──φ550×1粗轧 ──160T热剪机切头 ──φ400×2+φ400×3+φ350×2中轧── 1#飞剪切头 ──平立交替精轧机φ300×6 ── 2#倍尺飞剪 ── 夹送辊 ── 冷床 ── 300T冷剪定尺── 检验──称重──打包收集── 入库



二、高线生产工艺流程

钢坯验收 ──编组 ── 排钢── 加热── 出钢── 粗轧 1#飞剪 ──中轧 ── 2#飞剪── 预精轧── 预水冷──3#飞剪 ──精轧──穿水冷却 ── 吐丝 ──风冷 ── 集卷 ── 检验── 切头尾── 打包── 称重 ──卸卷── 入库



三、高棒生产工艺流程

钢坯验收 ──编组── 入炉加热 ──钢坯出炉── 粗轧（φ600×6） ──1#飞剪 ── 中轧（φ520×4+φ425×2） ──2#飞剪──精轧（φ425×4+φ365×2） ── 穿水冷却 ── 3#飞剪 ──挑短尺── 检验 ──计数 ── 打捆 ── 称重 ──挂牌 ── 入库




四、热轧、冷轧无缝钢管的工艺流程：


两种工艺流程概述

热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→坯管→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库。

冷拔（轧）无缝钢管：圆圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷拔（冷轧）→坯管→热处理→矫直→水压试验（探伤）→标记→入库。


简单说就是把钢材加热后控制在再结晶温度以上进行轧制加工的工艺称为热轧。而在再结晶温度以下，包括常温下进行扎制加工的工艺称为冷轧。

钢材热轧具有良好的塑性，容易成型，成型后钢材没有内应力，便于下面工序加工。如建筑用的钢筋，用来进行冲压的钢板，要进行机械加工和热处理的钢材都是热轧钢材。
钢材冷轧具有冷加工硬化的特性。由于冷轧具有较好的机械性能，很多直接使用的钢材都使用冷轧钢材。如冷扎扭钢筋、冷轧钢丝、冷轧钢板等。

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热轧板带工艺流程  加热炉加热（至1200度左右根据钢号不同而定）、高压水除磷、粗轧（新上的线一般为万能轧机可逆轧制多道次）、热卷箱卷取、高压水除磷、精轧、冷却、打包入库