現代軋鋼生產技術

洪波

摘 要：軋鋼生產是鋼鐵工業生產的最終環節，是鋼鐵生產的一種重要加工方法。軋鋼車間擔負著生產鋼材的任務。而板帶熱軋只是軋鋼技術中的一種，它的流程大致分為四個階段：加熱、粗軋、精軋、卷曲。卷曲之后就是板帶成品，然后根據板型的不同和用途的不同，將不同板型的帶鋼進行在加工成最終成品，比如煙囪，鋼管都是由板帶鋼進行在加工后的產品。板帶成品并非簡單的通過每個階段，而是由PLC進行編程控制，然后在經過一系列的系統操作、反饋、再操作，進而對每臺電機控制，最終達到預期的軋制效果。主要介紹軋鋼的生產流程以及生產過程中電氣儀器儀表等設備的重要作用。

關鍵詞：配電系統；加熱爐；PLC控制；液壓傳動

1 軋鋼生產在國內外的發展背景

改革開放以來，特別是進入21世紀以來，中國鋼鐵工業飛躍發展，為中國社會進步和經濟騰飛做出了巨大貢獻。最近幾年來，板帶熱軋技術獲得很大進步，除了傳統的熱連軋外，還有緊湊式熱帶軋機生產線、主要用于不銹鋼生產的爐卷軋機、無頭軋制以及薄帶直接鑄軋生產線等。

2010～2020年關鍵技術有連續化生產流程發展迅速，普遍實現了與連鑄工序的熱銜接；生產流程中的工序間的融合與交叉成為先進軋材生產技術的重要特征。

2 板帶熱軋生產的工藝流程

板帶熱軋的工藝流程，一般包括坯料準備、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。優選連鑄板坯。坯料尺寸（長、寬、厚度）對軋機的生產率、坯料的成材率和鋼板的力學性能有直接影響。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，要對其表面缺陷進行清理，如坯料熱狀態下的火焰清理、冷狀態下的火焰清理、機械加工清理、風鏟鏟銷、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成分得到均勻擴散，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、精軋三個階段。除鱗是利用某種方法將坯料在加熱時產生的鱗，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，同時進行大壓縮延伸。精軋除將粗軋后的軋件繼續延伸外，主要是控制質量，包括厚度、板形、表面質量、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、畫線標識分類等。冷卻方式有自然冷卻、強化冷卻、緩慢冷卻等多種冷卻方式。

3 軋鋼車間配電系統中的電氣設備

配電系統是由多種配電設備（或元件）和配電設施所組成的變換電壓和直接向終端用戶分配電能的一個電力網絡系統。

4 板帶熱軋中的電氣設備

在一條自動化程度比較高的軋線上，可以不用一個人，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中常用的電氣設備。在加熱爐中，利用熱電偶高溫計測溫反饋給PLC來控制直流電機再決定汽包中冷卻水的流速；在汽包上有壓力傳感器，液位計來保證設備安全；推出鋼時，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。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，其中利用X射線等通過衰減的計算來計算厚度，所得差值反饋給前軋機進行壓下或抬高軋輥，利用CCD圖像傳感器檢測板帶寬度并進行反饋控制。卷曲是由直流電機高速旋轉帶動卷筒旋轉來卷曲的。此外，在軋線上經常看到的還有高溫計，熱檢等檢測設備。

4.1 加熱爐

加熱爐是一個復雜的熱工設備，它由胰腺癌幾個基本部分構成：爐膛與爐襯、燃料系統、供風系統、排煙系統、冷卻系統、余熱利用裝置、裝出料設備、檢測及調節裝置、電子計算機控制系統等。

爐膛是由爐墻、爐頂和爐底圍成的空間，是對鋼坯進行加熱的地方。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被軋輥壓入到帶鋼表面，影響其表面質量。殘留的氧化鐵皮也會加速軋輥的磨損，降低軋輥的使用壽命。如帶鋼需要酸洗時，殘留的氧化鐵皮會增加酸洗的難度，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旋轉軋輥的間隙（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，這是生產鋼材最常用的生產方式，主要用來生產型材、板材、管材。分冷軋、熱軋。軋制有熱軋和冷軋兩種。

4.3 現場電機的運轉

現場電機主要分兩大類：一類是帶動軋機旋轉和風機等運行的直流電機；另一類是扎線上的帶動棍道旋轉加上帶動油泵、水泵的交流變頻電機。有時帶動油泵、水泵的電機也用直流電機。

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或卷曲后板帶之間的空隙變小，降低板帶的松卷程度。一臺自動化程度比較高的卷曲機構也是由PLC控制，首先是卷曲機前的熱檢，將熱信號轉換成電信號傳送給PLC，然后由PLC確定板帶所在位置，進而控制卷曲機運行。卷曲的結構并不復雜，電動機帶動卷筒高速旋轉，由PLC控制的液壓缸推動助卷輥，使板帶卷的相對比較緊湊，最后由液壓設備推動卸卷小車卸出鋼卷。

5 結束語

對于一個生產車間來說，特別是軋鋼車間，對電氣設備的需求量是很大的，同時對設備的電氣控制是很嚴格的。電力分配，變壓器運行、整流電路、PLC的運行、加熱爐溫度的控制、軋輥的速度控制、電機的正反轉、液壓設備的正常運行、電磁閥伺服閥的關斷、AGC、AWC等控制系統等等，都需要電氣設備的參與。

從軋鋼車間到我們生活的方方面面，電氣設備無處不在，與我們的生活息息相關，電氣設備的研究以及應用仍在不斷的更新，所以，這，值得我們去為之探索。

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