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《板带轧制技术》学习报告
——板带轧制技术的新发展
系别：材料学
授课老师：张小平
班级：研1104班
学号：S20110245
姓名：葛秀琴
钢铁工业，包括轧钢技术发展的方向和主流是缩短生产工艺流程，实现各工序的连续化和紧凑化，从而可以节约能源、提高金属收得率、缩短生产周期和降低生产成本，最终提高产品的市场竞争力。 1、热轧带钢生产技术
近年来，热轧带钢逐渐向薄规格（厚度小于2mm）和特薄规格（厚度为0.8~1.2mm，将来可发展至0.6~0.8mm）的方向发展。薄规格热轧带钢不仅在作为冷轧原料时可以减少冷轧轧制道次，降低生产成本，而且部分产品可取代冷轧带钢。但随着带钢厚度的减薄，生产中所遇到的主要问题是受到最大扎制速度以及精轧温度和卷取温度的限制。为确保带钢头部安全地穿过输出辊道并顺利喂入卷取机，带钢的速度受到限制。由于超薄带钢生产过程中温降极快，再加上上述最大轧制速度的限制，使得到达精轧机的带钢难以满足精轧温度要求。针对以上问题，近几年开发出了几种生产超薄带钢的新工艺和新技术。 1.1 薄板坯连铸连轧生产线
薄板坯连铸连轧生产线生产薄规格和特薄规格热轧带钢较传统热带轧机有特殊优势：主要是经过隧道炉均热升温可达100-1150℃，且薄板坯沿宽度和长度方向上的温度都和均匀，而这正是薄板规格带钢生产的重要前提条件。 1.1.1 蒂森.克虏伯公司薄板坯连铸连轧生产线
德国蒂森克虏伯钢铁公司在总结希尔萨公司和其他一些公司生产线的经验基础上，在杜伊斯堡厂建成新一代薄板坯连铸连轧生产线。该生产线于1999年4月投产运行，年产能力为200万t，产品规格为宽900~1600mm、厚1.00-6.35mm（日后还可生产更薄规格产品），钢种为碳素钢。该厂采用间断式生产工艺（即连铸机生产的薄板坯切成47m长，分块进入轧机），还为采用半无头扎制和无头扎制工艺留有余地。该生产线中所采用的连铸机为立弯式板坯连铸机，结晶器为漏斗型，设有液面自动控制设施和液芯压下装置，铸坯厚度为48~63mm，最大拉速为6m/min；为适应半无头轧制需要，隧道炉炉长设计为240m；轧机采用7机精轧机，最大轧制速度可达20m/s。各机架工作辊辊径不同，F1和F2为φ950/φ820mm，以便咬入较厚板坯，加大压下量；F3和F4为φ750/φ660mm，F5、F6、F7为φ620/φ540mm。轧机板形控制手段除液压弯辊外，还在F5-F6机架采用了CVC，在F5?F6机架采用轴向串动工作辊装置。
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1.1.2 另一种薄板坯连铸连轧生产线
该生产线与上述生产线有许多相似之处，但其采用了热轧工艺中许多新技术。 该生产线生产最小板厚1.0mm，年产量130万t。其主要设备及关键技术如下： （1）薄板坯连铸机所浇铸的铸坯厚度70m、铸速达6m/min，铸坯最长可达300m，这相当于粗轧坯焊接方式下精轧前的长尺坯；如果采用间歇式扎制，用隧道炉前的摆式剪，将铸坯切成合适的长度；
（2）隧道炉全长310m，能均匀加热、保温最长300m的板坯；
（3）粗轧机和精轧机都是四辊轧机，粗轧机2架，精轧机5架，其中R2、F1?F5均采用了具有高凸度控制能力的动态PC（成对交叉辊）轧机，这是为适应长尺板坯轧制时的行走板厚度变更。这是本工艺实现的关键；
（4）中间冷却装置，为使精轧机入口侧的钢板温度达到规定温度，在必要的场合下其用于冷却精轧后的坯。另外，急速冷却装置设置在输出辊道上，将钢板冷却到所需要的卷取温度，但该设备与传统设备比距离缩短。
（5）高速Carrousel卷取机，用于连续卷取由高速带钢剪切机剪断的带卷。如用地下卷取机卷取时需2台，该生产线只用了1台Carrousel卷取机，从而使成本降低。另外，该卷取机设备紧凑，卷取温度不变，可生产性均匀的带卷。 l.2 超薄热带钢无头轧制技术
传统热带轧机所能生产的产品最小厚度为1.2mm，其原因是多方面的，包括超薄规格中间坯传输过程中温降过大，带钢头尾通过精轧机时的穿料问题等。为从根本上解决端头、端尾的喂入问题，川崎钢铁公司首次开发出无头轧制技技术，即薄板坯在精轧机入口端进行焊接，然后连续送入精轧机轧制。这种无头轧制技术已在其千叶3#热带轧机上实现，带钢最小厚度从1.2mm扩展到0.8mm，超薄热带的厚度精度可达±30μm：力学性能与传统热轧带钢相当。该厂主要采用于以下先进技术：
(1)厚度控制技术：千叶厂3#热带轧机后几个机架上都安装了测厚仪表，在没有安装测厚仪表的前几个机架上配备了厚度自动控制系统，该系统可实现厚度的精确控制，而且使厚度公差控制不再集中于特定机架上。
(2)无头轧制技术：使整个带卷保持恒定张力，实现稳定轧制。但恒定张力并不适用于第1条带的头部和最后1条带的尾部，因此其仍存在与传统轧制一样的
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穿料问题。正由于此，钢带的头尾部分仅轧制到传统热带轧机的最小厚度1.2mm。 轧制时带钢厚度由l.2mm降至0.9mm，厚度变化为25％。在超薄热带生产过程中快速改变厚度时，必须对轧制表做大的改动，且轧制表的改动不集中在某个机架上，但快速厚度调节系统的问世以及在所有机架上安装快速响应液压压下装置和交流电机，实现了轧制表的恰当设定以及辊缝的快速调整和轧制速度的控制。
(3)板形控制技术：超薄热带生产中很容易使带钢平直度下降，而且无头轧制时，数个带卷连续通过轧机，轧辊过度热膨胀也导致带钢平直度下降：为防止带钢平直度下降，工作辊和支撑辊的交叉角和弯辊力的设置依据辊形而定，而且利用形状反溃技术来获得良好的平直度：
(4)高速穿带技术：超薄带钢生产过程中温度下降很快，因此进行高速穿抖。无头轧制解决了精轧机和热轧输出辊道上的高速穿料问题。高速穿料设备安装在输出辊道上方，装配有气室，利用来自空气室的空气射流减少喷嘴与钢带间的压力将钢带向上拉，使其悬浮。这种牵拉与悬浮作用降低了穿料阻力，带钢中心线向上拱起，提高了钢带的刚性，从而实现稳定穿料。 1.3 超薄热轧带钢生产新设备f2CR
以无头或半无头形式生产超薄热轧带钢时由于轧制时间长，加到工作辊上的热应力和机械应力大，所以对带钢凸度和平直度控制标准提出了更严格的要求。为此，意大利达涅利设备公司经过多年研究，成功开发出一种轧机机架的新概念，即灵活凸度和自由轧制机架(f2CR)。这种机架使轧辊在轧制操作过程中能够交叉和移动，以便在极宽的范围内连续调整带钢凸度和独立控制工作辊的磨损。f2CR精轧机配有以下先进技术，对板形和平直度进行控制： (1)工作辊和支撑辊成一定角度交又，并能动态控制交叉角； (2)工作辊正、负弯曲和工作辊移动系统；
(3)交叉和移动是独立进行的，即轧辊交叉用于带钢凸度控制，工作辊移动用于工作辊磨损控制。 2、冷轧板带生产技术
全连续冷轧机的出现是冷轧生产技术史上的一次革命，它在提高产品产量、质量以及金属收得率的同时， 简化了操作过程、减少了人员配备，以及降低了
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能源消耗。今后冷轧机的发展仍要提高装备水平，进一步实现连续化和自动化，而且冷轧技术的开发仍需结合上游热轧技术的新发展以及下游酸洗、镀锌和彩色涂层生产技术的新发展加以进行，达到最大限度地降低生产成本和提高产品质量的目的。近几年，冷轧机得到了不断发展，主要表现在其装备水平的提高以及轧制范围的扩大。
2.1 采用AIO模块设计的大型冷轧机
TKS轧机是世界上第1套采用AIO模块设计的大型冷轧机。AIO的含意是将轧机机架各个部分纳入一模块，其中包括带排烟装置的机架顶罩，各机架顶上的维修平台以及预先装配好的液压管及电力电缆。由于这种轧机使用的轧辊、轴承及其他构件仍是标准型号，因而能节省制造成本及时间。
TKS轧机为5机架六辊冷连轧机，其最大轧制力为33MN，年设计能力为210万t。轧制钢种为低碳钢和高强度低合金钢，成品带钢宽度1000?2040mm，厚度0.3~4.0mm。该轧机所有机架的工作辊和中间辊都安装有CVC装置，且在每个工作辊上都安装有用于边部减薄控制(EDC)的冷却装置，最后机架上的辊缝控制调节器远超过简单的轧辊弯曲和轧辊移动技术，其具有以下几种方法控制辊逢：液压压下装置；工作辊和中间辊弯辊系统；连续可变凸度(CVC)移动技术；锥度辊轴向移动技术；通过轧辊末端内侧切槽或差分冷却进行边部减薄控制(EDC)；带钢边部加热和液压可膨胀专门凸度(SCR)支撑辊。而且该轧机工作辊相中间辊的换辊已实现全部自动化，对每架轧机来说，更换工作辊时间仅为3.5min，5机架同时更换仅需8min。支撑辊更换属半自动化，所有支撑辊更换时间小于5h。
2.2 双机架可逆式冷连轧机
为满足年产量小于100万t小钢厂的需要，开发出了紧凑式冷轧机，CCM新型双机架可逆式冷轧机：以前使用的冷轧机如单架可逆式冷孔机的年产量仅为35～40万t，而串列式冷轧机高达100万t以上，新开发的紧凑式冷轧机弥补了上述两种轧机的产能差距，可满足年产量80-90万t的生产需求。与单架可逆式轧机相比，紧凑式冷轧机的优势在于提高了产量并减少停产时间，且一次运转进行2道次轧制；与串列式冲轧机相比，紧凑式冷轧机的优势在于具有轧制道次灵活性。
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