萊鋼4300mm寬厚板軋機技術及裝備概述

劉 軒,趙 昕

（山東萊蕪集團鋼鐵公司自動化部 271104）

0 引言

隨著我國造船行業的發展,最近幾年我國國內新建了數十條寬厚板生產線。國外也有多家鋼鐵企業正在籌建新的寬厚板生產線或對現有生產線進行升級改造。

本文對萊鋼4300mm寬厚板主要設備和采用的先進技術加以概述。

1 原料及產品

1.1 原料

定尺連鑄坯通過輸送輥道從厚板4#連鑄機送入接料跨，經液壓稱稱量合格后，裝入鳳凰設計的步進梁式加熱爐。

1.2 產品

1.2.1 產品品種

產品包括管線鋼板、船板鋼、汽車鋼板、結構鋼板等。

1.2.2 產品規格

產品規格：厚度5～100mm，寬度1500～4100mm，長度3000～18000mm。

2 采用的技術及設備

2.1 生產工藝流程

寬厚板生產線工藝流程如下：

合格板坯—加熱—除鱗—軋制—加速冷卻—熱矯—熱噴印標識—冷床—鋼板切頭—表面修磨—超聲波探傷—鋼板切邊—定尺剪尺—成品標識—垛板下線—收集入庫—儲運發貨

如圖1所示：

（1）軋制坯料加熱制度的選擇

對于現在現代化的連軋機組,軋制鋼板的表面質量和厚度公差的要求均日趨嚴格,對熱板坯表面的質量要求和板坯加熱溫度的均勻性也在日漸提高。于此同時,由于提高板坯熱裝溫度和熱裝率是見效最快的節能措施,因而萊鋼4300mm寬厚板軋機配備了2座上下兩面多段供熱的步進梁式加熱爐,其生產符合高產量、優質鋼、低耗能、節能、無公害以及生產操作自動化的要求。

通過對加熱爐的整體結構的改進和發展,滿足了高產量、優質鋼、低耗能、節能、無公害以及生產操作自動化的工藝要求。根據不同品種的具體參數要求,將加熱模式分成四種,每種加熱模式設計不同階段的加熱溫度、出爐溫度,將相關具體參數輸入到加熱模型中。

（2）軋制工藝的選擇

4300mm寬厚板中粗軋機的最大軋制寬度4150mm，最小寬度1500mm，精軋機最大軋制寬度為4150mm，最小寬度1500mm。為合理分配軋制道次提供了前提條件。同時該厚板生產線還根據實際情況制定了相應的軋制工藝，調整了第一次軋制的溫度、二次開軋溫度、終軋溫度、中間坯冷卻溫度等參數，提高了軋鋼過程控制能力。

2.2 連鑄坯熱裝技術

近年來，隨著連鑄技術的不斷進步，推動了連鑄坯熱送熱裝工藝的發展，該工藝是把連鑄機生產出來的熱鑄坯割成定尺坯后，在高溫狀態下，直接送到加熱爐加熱后軋制的一種生產工藝。該工藝技術的應用已經成為衡量鋼鐵企業生產技術管理水平的重要指標，使鋼的生產向連續化、低成本、高質量、高效益的方向發展。

2.3 步進梁式加熱爐

上加熱爐頂采用全平焰燒嘴，溫度均勻，輻射強度大。加熱鋼坯速度快，溫度均勻，有利于減少氧化和脫碳，防止出鋼口待出鋼坯降溫。下加熱采用端燒嘴，以保證鋼坯長度方向溫度均勻。為適應熱裝要求，減少熱坯在爐外的散熱，采用端進端出的裝、出料方式，并配備即可單動又可同步動作的裝、出鋼機。

2.4 高性能軋機及高精度軋制技術

4300mm寬厚板軋機采用雙機架可逆式四輥軋機。粗軋機后設置了立輥軋機，其最大開口度4500mm。精軋機位于立輥軋機之后，帶有彎輥、竄輥和DPC動態板形控制技術。軋機具有大軋制力和高精度的AGC、HGC控制，在精軋后面設置有測厚儀。

軋機主要參數如下：

粗軋機

軋制壓力 90000KN

軋制剛度 >900t/mm

主電機功率 2 x 7200 kW @ 0/40-80 rpm

最大板坯厚度 300mm

最大軋制速度 4,65 m/sec (在最小輥徑)

精軋機

軋制壓力 90000kN

軋制剛度 >900t/mm

主電機功率 2 x 9000 kW @ 0/40-80 rpm

最大板坯厚度 300mm

最大軋制速度 7.0 m/sec (在最小直徑)

2.4.1 平面形狀控制技術

板坯在成型軋制及精軋軋制過程中，由于板材頭部重復發生不均勻形變，因此軋后鋼板的平面形狀無法保持矩形形狀。為了提高成材率，特采取立輥測壓法和Smart Crown技術。

（1）立輥側壓法

液壓壓下（AWC，短行程）、電動壓下分工使用。在板坯完成成形軋制，旋轉90o，進入展寬軋制之前，先經立輥側壓，以改善鋼板頭尾的形狀；完成展寬軋制，在旋轉90 o 進入精軋機前，先經立輥側壓，以改善鋼板的寬度形狀；在精軋前段道次中，還將采用寬度自動控制（AWC）以提高寬度精度。牌坊兩邊均裝有兩個短行程液壓缸，是AWC系統的短行程調整部分。在軋輥平衡梁框架和牌坊之間裝有軋輥平衡液壓缸，每邊一個。軋輥平衡液壓缸的作用為回拉軋輥平衡框架，消除平衡框架和壓下液壓缸之間的間隙。軋邊機裝有非常精確的測量系統用于寬度精度控制。

（2）SmartCrown 技術

使用帶 3 階輥型曲線的瓶狀軋輥系統是眾所周知的和被證明的技術，應用在世界上的眾多熱軋和冷軋機中。SmartCrown的基本原理和3 階輥型曲線技術是非常相似的。兩個系統均是采用工作輥的橫向移動去調整負荷輥縫形狀，以與進入軋機的鋼帶的相關凸度匹配。

2.4.2 板形控制技術

國外厚板軋機板形控制一般采用工作輥彎輥及特殊軋機，少量軋機采用CVC板形控制技術。萊鋼4300寬厚板軋機采用CVCplus和工作輥彎輥板形控制技術。工作輥竄輥行程：±150mm；最大彎輥力可達800T/兩側。工作輥竄輥工藝流程在道次間歇時完成。由于CVC軋機具有較大的板凸度調節能力，可降低板材的凸度值。采用低平凸度控制技術，有利于提高成材率及提高板材厚度均勻性。

2.5 液壓矯直機及自動化控制技術

萊鋼寬厚板軋機采用的冷、熱矯直機具有高控制液壓系統，用于快速自動調整調整。

熱矯直機最大矯直力為3500T,矯直最高溫度為1000 oC,能滿足低溫控冷鋼板的熱矯直要求。液壓輥縫調整可使工藝調整靈活，并可提供過載保護。通過液壓驅動，調整上部剖分框架可以使矯直輥產生彎曲。通過實施矯直輥內部冷卻和上部框架冷卻，可以提供防過熱保護。此設計可使矯直機處理較長的板材。

冷矯直機最大矯直力為3000T，增大了矯直的強度和能力。上下輥單獨進行彎輥輥縫補償，可顯著改善鋼板頭尾的平直度。矯直輥均帶有單獨的調整裝置，根據矯直鋼板彎曲半徑給矯直輥以精確地轉速控制，避免矯直輥附加力矩的產生，防止鋼板表面損傷，減少矯直輥磨損，使生產安全性顯著提高。

2.6 滾切式機械剪

本套軋機剪切線采用滾切式剪切機，其具體參數如下：

定尺剪----二軸二偏心滾切式機械剪

剪切力：16000kN

剪切厚度：5～50mm

剪切周期：4.2sec（包括夾緊）

雙邊剪----三軸三偏心滾切式機械剪

剪切力：6500 kN

剪切厚度：5～50mm

剪切步長：1050-1300mm

剪切頻率：15-30次/min

整條剪切線采用自動化剪切技術，板型儀檢測到的數據傳給各剪切機，上位機下達剪切命令，優化鋼板的剪切過程。

3 結束語

萊鋼4300mm寬厚板軋機于2007年9月16日開工建設至2009年8月全線熱負荷試車成功。總投資40多億元，是萊鋼有史以來建設投資規模最大的單體工程。該套生產線在生產工藝、平面布置、設備組成和自動化水平等方面，都具有現代化寬厚板軋機的特點，達到了國內一流、國際先進水平。

圖1

[1]陳瑛.中厚板發展與技術裝備進步的分析[J].冶金管理，2005

[2]張景進.中厚板生產[M].北京冶金出版社，2005

[3]孫浩.我國中厚板生產技術改造和發展討論[J].鋼鐵.2005

[4]陳瑛.淺談中厚板車間的平面布置設計[J].寬厚板.2007

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[6]陳瑛.中厚板軋機的選型[J].寬厚板.2006