現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)技術(shù)

洪波

摘 要：軋鋼生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的最終環(huán)節(jié)，是鋼鐵生產(chǎn)的一種重要加工方法。軋鋼車間擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)鋼材的任務(wù)。而板帶熱軋只是軋鋼技術(shù)中的一種，它的流程大致分為四個(gè)階段：加熱、粗軋、精軋、卷曲。卷曲之后就是板帶成品，然后根據(jù)板型的不同和用途的不同，將不同板型的帶鋼進(jìn)行在加工成最終成品，比如煙囪，鋼管都是由板帶鋼進(jìn)行在加工后的產(chǎn)品。板帶成品并非簡(jiǎn)單的通過每個(gè)階段，而是由PLC進(jìn)行編程控制，然后在經(jīng)過一系列的系統(tǒng)操作、反饋、再操作，進(jìn)而對(duì)每臺(tái)電機(jī)控制，最終達(dá)到預(yù)期的軋制效果。主要介紹軋鋼的生產(chǎn)流程以及生產(chǎn)過程中電氣儀器儀表等設(shè)備的重要作用。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；加熱爐；PLC控制；液壓傳動(dòng)

1 軋鋼生產(chǎn)在國內(nèi)外的發(fā)展背景

改革開放以來，特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來，中國鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展，為中國社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)騰飛做出了巨大貢獻(xiàn)。最近幾年來，板帶熱軋技術(shù)獲得很大進(jìn)步，除了傳統(tǒng)的熱連軋外，還有緊湊式熱帶軋機(jī)生產(chǎn)線、主要用于不銹鋼生產(chǎn)的爐卷軋機(jī)、無頭軋制以及薄帶直接鑄軋生產(chǎn)線等。

2010～2020年關(guān)鍵技術(shù)有連續(xù)化生產(chǎn)流程發(fā)展迅速，普遍實(shí)現(xiàn)了與連鑄工序的熱銜接；生產(chǎn)流程中的工序間的融合與交叉成為先進(jìn)軋材生產(chǎn)技術(shù)的重要特征。

2 板帶熱軋生產(chǎn)的工藝流程

板帶熱軋的工藝流程，一般包括坯料準(zhǔn)備、加熱、軋制、精整。

熱軋帶鋼坯料有扁鋼錠、初軋板坯、連鑄板坯和鍛坯。優(yōu)選連鑄板坯。坯料尺寸（長、寬、厚度）對(duì)軋機(jī)的生產(chǎn)率、坯料的成材率和鋼板的力學(xué)性能有直接影響。坯料尺寸選擇的原則是厚度在保證壓縮比的前提下，應(yīng)盡可能小，寬度盡可能大，長度盡可能接近坯料的最大允許長度。

坯料在加熱前，要對(duì)其表面缺陷進(jìn)行清理，如坯料熱狀態(tài)下的火焰清理、冷狀態(tài)下的火焰清理、機(jī)械加工清理、風(fēng)鏟鏟銷、電弧清理和砂輪研磨等。

2.1 加熱

加熱坯料的目的提高軋件塑性，降低炸就愛你變形抗力。此外加熱高合金鋼可以使鋼中的化學(xué)成分得到均勻擴(kuò)散，加熱溫度一般在1150～1300℃，視鋼種不同、控制軋制要求不同而異。合理的加熱工藝制度能保證軋機(jī)效率，鋼不過熱、過燒、脫碳，防止軋低溫度鋼造成材料缺陷和斷輥事故等。

加熱板帶鋼所使用的加熱爐有連續(xù)爐、室式爐和均熱爐。

2.2 軋制

軋制是鋼板成形階段，分除鱗、粗軋、精軋三個(gè)階段。除鱗是利用某種方法將坯料在加熱時(shí)產(chǎn)生的鱗，即氧化鐵皮除掉，以免壓入鋼板表面形成表面缺陷。目前除鱗方法使用最多的是高壓水除鱗。粗軋是將除鱗后的坯料展寬到所需要的寬度，同時(shí)進(jìn)行大壓縮延伸。精軋除將粗軋后的軋件繼續(xù)延伸外，主要是控制質(zhì)量，包括厚度、板形、表面質(zhì)量、性能的控制。

2.3 精整

精整工藝隨著鋼種不同而異，可大體分為兩類：一類是碳素鋼、低合金鋼精整工藝，通常有軋后冷卻、矯直、翻鋼、畫線標(biāo)識(shí)分類等。冷卻方式有自然冷卻、強(qiáng)化冷卻、緩慢冷卻等多種冷卻方式。

3 軋鋼車間配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備

配電系統(tǒng)是由多種配電設(shè)備（或元件）和配電設(shè)施所組成的變換電壓和直接向終端用戶分配電能的一個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

4 板帶熱軋中的電氣設(shè)備

在一條自動(dòng)化程度比較高的軋線上，可以不用一個(gè)人，就能把一塊鋼坯軋制成帶鋼成品。在這其中自然離不開工業(yè)中常用的電氣設(shè)備。在加熱爐中，利用熱電偶高溫計(jì)測(cè)溫反饋給PLC來控制直流電機(jī)再?zèng)Q定汽包中冷卻水的流速；在汽包上有壓力傳感器，液位計(jì)來保證設(shè)備安全；推出鋼時(shí)，利用液壓控制，而液壓缸的伸縮距離又由液壓缸中的磁尺所反饋給PLC得到。除鱗中只用到壓力泵和供油潤滑系統(tǒng)。軋制過程中利用軋制壓力的反饋，板型（厚度、寬度、凸度等）的反饋控制，即ACG和AWG等控制系統(tǒng)，其中利用X射線等通過衰減的計(jì)算來計(jì)算厚度，所得差值反饋給前軋機(jī)進(jìn)行壓下或抬高軋輥，利用CCD圖像傳感器檢測(cè)板帶寬度并進(jìn)行反饋控制。卷曲是由直流電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)來卷曲的。此外，在軋線上經(jīng)常看到的還有高溫計(jì)，熱檢等檢測(cè)設(shè)備。

4.1 加熱爐

加熱爐是一個(gè)復(fù)雜的熱工設(shè)備，它由胰腺癌幾個(gè)基本部分構(gòu)成：爐膛與爐襯、燃料系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、余熱利用裝置、裝出料設(shè)備、檢測(cè)及調(diào)節(jié)裝置、電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等。

爐膛是由爐墻、爐頂和爐底圍成的空間，是對(duì)鋼坯進(jìn)行加熱的地方。爐墻、爐頂、爐底通稱爐襯。

4.2 除鱗和軋制

鋼鐵在高溫狀態(tài)下被氧化，在其表面形成一層致密的氧化鐵皮（鱗皮）。在軋制前如果不能將這層氧化鐵皮除去，在軋制過程中它們會(huì)被軋輥壓入到帶鋼表面，影響其表面質(zhì)量。殘留的氧化鐵皮也會(huì)加速軋輥的磨損，降低軋輥的使用壽命。如帶鋼需要酸洗時(shí)，殘留的氧化鐵皮會(huì)增加酸洗的難度，增加酸耗。因此，在鋼坯軋制前，必須除去表面的氧化鐵皮。利用高壓水的機(jī)械沖擊力來除去氧化鐵皮（高壓水除鱗）的方法是目前最通行有效的作法。

鋼鐵的軋制是將金屬坯料通過一對(duì)旋轉(zhuǎn)軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮使材料截面減小，長度增加的壓力加工方法，這是生產(chǎn)鋼材最常用的生產(chǎn)方式，主要用來生產(chǎn)型材、板材、管材。分冷軋、熱軋。軋制有熱軋和冷軋兩種。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)

現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)主要分兩大類：一類是帶動(dòng)軋機(jī)旋轉(zhuǎn)和風(fēng)機(jī)等運(yùn)行的直流電機(jī)；另一類是扎線上的帶動(dòng)棍道旋轉(zhuǎn)加上帶動(dòng)油泵、水泵的交流變頻電機(jī)。有時(shí)帶動(dòng)油泵、水泵的電機(jī)也用直流電機(jī)。

4.4 精整（卷曲）

精整是軋鋼線上最后的階段，精整卷曲是為了讓板帶卷曲時(shí)或卷曲后板帶之間的空隙變小，降低板帶的松卷程度。一臺(tái)自動(dòng)化程度比較高的卷曲機(jī)構(gòu)也是由PLC控制，首先是卷曲機(jī)前的熱檢，將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳送給PLC，然后由PLC確定板帶所在位置，進(jìn)而控制卷曲機(jī)運(yùn)行。卷曲的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)卷筒高速旋轉(zhuǎn)，由PLC控制的液壓缸推動(dòng)助卷輥，使板帶卷的相對(duì)比較緊湊，最后由液壓設(shè)備推動(dòng)卸卷小車卸出鋼卷。

5 結(jié)束語

對(duì)于一個(gè)生產(chǎn)車間來說，特別是軋鋼車間，對(duì)電氣設(shè)備的需求量是很大的，同時(shí)對(duì)設(shè)備的電氣控制是很嚴(yán)格的。電力分配，變壓器運(yùn)行、整流電路、PLC的運(yùn)行、加熱爐溫度的控制、軋輥的速度控制、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、液壓設(shè)備的正常運(yùn)行、電磁閥伺服閥的關(guān)斷、AGC、AWC等控制系統(tǒng)等等，都需要電氣設(shè)備的參與。

從軋鋼車間到我們生活的方方面面，電氣設(shè)備無處不在，與我們的生活息息相關(guān)，電氣設(shè)備的研究以及應(yīng)用仍在不斷的更新，所以，這，值得我們?nèi)橹剿鳌?/p>

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