【整理版】不锈钢热轧的生产设备及工艺流程4

【整理版】不锈钢热轧的生产设备及工艺流程4 热轧的生产设备及工艺流程 1、热轧生产线的主要工艺设备: 2 5 6 7 8 9 10 11 3 2 1 12 1 3 4 1-加热炉;2-高压水除鳞箱(HSB);3-粗轧除鳞;4-粗轧前大立辊(VE);5-粗轧机(RM);6-热卷箱(CB);7-飞剪(CS);8-精轧前除鳞装置;9-精轧前立辊(F1E);10-7机架的精轧机;11-层流冷却;12-两台地下卷取机(DC)。 2、生产工艺流程 热卷箱炉 热卷箱 板坯加热 高压水除鳞 粗轧 飞剪 精轧前除鳞 精轧机 发货 打包、验收 入库 钢卷运输 卷取 层流冷却 发货、打包、验收 平整分卷 检查取样 连铸板坯由连铸车间通过板坯运输辊道，无缺陷合格板坯进入热轧板坯库后，使用不锈钢冷装(温装)轧制。 不锈钢冷装轧制(CCR):按照板坯库控制系统(SYC)的统一管理，由板坯夹钳吊车将不锈钢板坯卸料辊道上的板坯分别堆放到两跨板坯库中指定的垛位;轧制时，根据轧制，按照轧制顺序，由板坯夹钳吊车逐块将板坯吊到上料辊道上并运到称重辊道，经测长、称重、核对，然后送往加热炉装炉辊道，板坯定位后，由装钢机装入加热炉进行加热。 出炉板坯经辊道输送到高压水除鳞箱，用高压水清除板坯表面氧化铁皮。然后，板坯进入带立辊的四辊可逆式粗轧机进行往复轧制;在轧制过程中，根据轧制规程要求，可在轧机入口侧或出口侧用高压水清除二次氧化铁皮;轧制3,7道次后，轧成20,40(60)mm的中间带坯经中间辊道送入热卷箱或通过热卷箱进入精轧机组。在粗轧机前后设有抽风装置。 根据不同的钢种和规格，中间带坯通过热卷箱有经热卷箱卷取和不经过热卷箱卷取两种方式。另外，在粗轧机正在轧制或热卷箱开始卷取，而下游工序出故障不能轧制时，热卷箱将带坯卷取后，用吊车将带坯卷吊到钢卷保温炉中进行保温，以后再吊回到轧制线上进行轧制。粗轧机和热卷箱之间还设有废品推出机，处理因粗轧机轧废或其他原因不能继续轧制的带坯 经热卷箱卷取的中间带坯，头、尾位置互换后，进行开卷，进入切头飞剪，在飞剪前(热卷箱的夹送辊处)设有带坯端部形状仪，以实现最佳化剪切，减少切头、尾损失。带坯经切头飞剪切除头、尾后，进入精轧除鳞箱，由高压水清除再生氧化铁皮，不锈钢中间坯用蒸汽对带坯表面进行吹扫;然后经过精轧机F1前的立辊轧机轧制，以精确控制带钢宽度公差、提高和改善带钢边部质量;最后送入精轧机组轧制。 由精轧机轧出的带钢经输出辊道上的层流冷却装置冷却，将带钢冷却到规定的卷取温度。为提高冷却精度，该层流冷却装置分为精调段和微调段，高位水箱布置在输出辊道旁侧。计算机过程控制系统将根据钢种、规格、轧制速度、终轧温度、卷取温度的不同要求，对层流冷却方式、冷却速度和水量进行设定，以保证产品的机械性能。带钢经冷却后，由三助卷辊式全液压卷取机卷取成钢卷。卷取后的钢卷，由卸卷小车从卷取机卸出运送到打捆站，在打捆站经打捆后，出口钢卷小车将钢卷送到快速运输链上。 钢卷运输采用运输链和步进梁组合运输方式，快速运输链将钢卷运输到步进梁运输机取卷位置，由步进梁运输机取下钢卷向前继续运输，钢卷经称重、喷印，送到钢卷提升机，钢卷提升机将钢卷托起到地面步进梁，根据下一工序决定钢卷存放的跨间。对需要检查的钢卷由钢卷检查线的钢卷小车取下，送到钢卷检查线进行检查和取样，检查后的钢卷返回步进梁运输机。 热轧不锈钢商品卷和需平整分卷的碳钢钢卷则送到不锈钢钢卷库和中间库存放(B,D跨);需平整分卷的钢卷经冷却后，送到平整分卷机组进行处理，处理后的钢卷进入平整分卷钢卷跨(A,B跨)。钢卷的运输、冷却及堆放采用一卧到底的方式。 从板坯进入板坯库开始至成品发货为止，计算机通过物流跟踪系统对板坯、轧件和钢卷进行全线跟踪，并确定其位置，从而对相应设备进行设定和控制。 热轧带钢工程介绍,热轧工艺部分 一、概述 二、产品大纲 三、工艺流程 四、 主要设备技术参数及功能 五、PCFC简介 六、钢卷运输线简介 七、存在的问题 一、概述 马钢2250热轧工程的建设规模550万t/a，其中供2130冷轧原料225万吨，供1575冷轧原料40万吨，平整分卷机组80万吨，横切机组50万吨，其余为商品卷。 主要设备配置有:步进式加热炉3座、高压水除鳞机、压力定宽机一台、双机架四辊粗轧机组、废钢推出装置、保温罩、预留一台热卷箱、一台边部加热器、一台切头剪、 精轧前高压水除鳞机、七机架CVC精轧机组、带钢层流冷却装置一套、三台地下卷取机、一条托盘式钢卷运输线含取样检查装置、一条平整分卷线、一条横切线以及与生产线相配套的电气自动化系统、水处理设施、液压润滑等辅助设施。 二、产品大纲 生产钢种: 普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、超低碳钢、IF钢、低合金高强度结构钢、中碳合金钢、汽车结构钢、锅炉用钢、压力容器用钢、船用结构钢、桥梁钢、管线钢、DP钢、Trip钢等。 热轧原料规格: 热轧线产品规格: 板坯宽度: 950-2150mm 带钢厚度: 1.2-25.4mm 板坯厚度: 230mm/250mm 带钢宽度: 800-2130mm 板坯长度: 4800-12000mm 钢卷内径: 762mm 标准板坯: 230×10000mm 钢卷外径: 1000- 2150mm 连铸坯单重: 约7.75,45t 钢卷重量: 最大45.0 t 单位卷重: 最大24kg/mm 二、产品大纲-热轧卷按钢种分配表 二、产品大纲-热轧卷按宽度分配 ?? ?? ?? ?? ???????? ??琰??琰??琰??琰马钢2250热轧项目产品 茞??茞??茞??茞??极限尺寸 Ü Ü Ü Ü 钢种 带钢宽度 (mm) 900 1050 1250 1450 1650 1800 2000 2130 Min 1.2 1.2 1.2 1.4 1.6 1.75 2 2.1 Q195 Max 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 Min 1.2 1.2 1.5 1.5 1.7 2 2.5 2.9 Q235 Max 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 Min 1.5 1.5 1.8 2 2 2.5 3.2 3.9 Q345 Max 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 Min 4 4 4 5 5 6 6.9 7.6 X70 Max 19 19 19 19 19 19 16 16 三、工艺流程 工艺方案 ,3座步进式加热炉 ―高压水除鳞机 ―压力定宽机 ―E1R1四辊可逆轧机 ―E2R2四辊可逆轧机 ―输送辊道和保温罩 ―废钢推钢机 ―热卷箱(预留) ,边部感应加热器 ―曲柄切头剪 ―高压水除鳞机 ―FE1立辊轧机 ,7机架四辊不可逆精轧机组 ―输出辊道和层流冷却系统 ,3台地下卷取机 ―钢卷运输线及检查取样装置 三、工艺流程示意图 三、工艺流程描述 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进行最大为350mm侧压定宽，然后由辊道运送进入第一架四辊粗轧机进行3道次轧制，再进入第二架四辊可逆粗轧机进行3道次轧制，将板坯轧制成厚度约为30-60mm的中间坯，在各粗轧机前装有立辊轧机对中间坯的宽度进行控制;中间坯经中间保温辊道保温和边部感应加热器对边部温降进行补偿后，进入切头飞剪切除头尾，再由精轧高压水除鳞箱除去二次氧化铁皮，然后进入七机架精轧机进行轧制，达到最终的产品厚度;精轧机轧出的带钢在热输出辊道上，由高效的层流冷却系统将热轧带钢由终轧温度冷却到卷取温度进行卷取，完成后，卸卷小车把钢卷运至机旁打捆机处进行打捆，打捆完毕后，由钢卷运输系统将钢卷继续向后运送，经称重、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;需要检查的钢卷则由钢卷小车送到检查线，打开钢卷进行检查和取样后，再卷上，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、一冷轧原料库和精整原料库。 四.主要设备技术参数及功能 一次除鳞机及除鳞原理 集管数量: 上下各2 • 一次除 鳞机 喷嘴型式:扁平喷嘴 每个集管喷嘴数:37个/每个集管 喷射宽度约 : 2300mm 水压在喷嘴处约:180，190bar 除鳞机长度: 约5600mm 耗水量 : 最大710m3/h 上、下喷嘴距离板坯约140mm 除磷箱入出口侧有链帘～罩子带集水槽 ??????琰茞??Ü scale Fx Fy Blasting-off water (scale loaded) Steam explosion Cracks 1 2 3 4 3 Hydromechanical descaling Component parts of the descaling process Breaking of the scale layer through high kinetic energy of impinging water jet Detachment of the scale layer through shrinkage of the parent metal and scale caused by shock quenching Blasting-off of the scale through explosive type vaporization of the water drops underneath the scale layer Flushing away of the detached scale through inclination of spray jets to the surface scale Fx Fy Blasting-off water (scale loaded) Steam explosion Cracks 1 2 3 4 3 Hydromechanical descaling 压力定宽机 压力定宽机 与轧制调宽相比，压力机调宽具有明显的优越性，即: 提高了热轧带钢轧机的成材率。调宽压力机有控制板坯头尾形状的功能，即使在很大的侧压下，板坯头尾变形仍然比较均匀，故头尾形状得以优化，减轻了头尾部舌头和鱼尾，降低切损。与立辊轧制调宽相比，在相同的压下量条件下，调宽压力机的切头损失大幅度减小，从而提高了成材率。 调宽能力大。现代化的调宽压力机最大侧压量可达350mm，所以只需要几种连铸板坯规格即可满足用户需求，大大减轻了连铸变宽的负担，提高了连铸机的生产率和连铸坯质量，同时也提高了板坯的热装率和热装温度。 提高了调宽效率。压缩调宽时，板坯变形可深入到板坯中部，局部变形得到缓解，狗骨形因此得到减弱，所以板坯变形均匀性得到提高，从而减少了板坯在随后平轧时的回展，可以获得很好的调宽效率。 提高了宽度精度。由于调宽时板坯宽度由压力机锤头能够得到精确控制，所以可得到比立辊轧机更高的目标宽度精度。 入口辊道 机后辊道 入口侧导板 偏心轴 防拱辊 夹送辊 平衡 液压缸 调宽装置 夹送辊驱动 锤头 入口侧导板液压缸 压力定宽机,结构简图 压力定宽机 主减速机 人口辊道 机后辊道 出口夹送辊 入口夹送辊 防拱辊 板坯 压力定宽机 主电机 主减速机 主减速机 中间连接轴 万向轴 万向轴 轧件和锤头 调宽装置 调宽装置 偏心轴 偏心轴 机架 防拱辊 混凝土基础 • 压力液压驱动齿轮齿条,带线性位置传 定宽感器 机 导板开度:700mm，2300mm ,入口侧开闭速度: 100mm/s每侧 导板 导板全长约:6000mm 无钟口型段 • 压力上辊采用内冷～下辊外冷, 定宽下入口夹送辊经一个正齿轮箱和 机 万向轴由电机驱动～上辊是惰辊,,夹送辊 上下出口辊经一个分配齿轮箱和 万向轴驱动～油溅润滑, 入口上辊和出口上下辊分别由2个液压缸调整高度～带位置传感器, 辊子直径×长度:520×2000mm,上下辊,, 上下夹送辊空过时开度: 最大440mm, 电机:入出口各1×0，192kw , 转速: 0，173/415rpm, 夹送辊速度:0，?2.1m/sec, 侧压长度:428mm/次 • 压力 侧压次数:42次/分钟 定宽 板坯运行速度:300mm/s 机 锤头调整速度:44mm/s每侧 锤头调整电机功率:2×0-440KW; 转速:0-950rpm 主驱动功率:1×0-4400KW ×0-600rpm 侧压力:Max.22000KN 减宽量:0-350mm 偏心量:80mm 防拱辊:实心辊，耐热钢 压紧力 :400KN 辊子数量:2上，惰轮，由液压缸调整 2下，惰轮，固定不动 辊子尺寸:Ø800×340mm 主齿轮箱数量:2 速比:14.45 中间轴尺寸:Ø445 ×7680mm,空心轴带防护罩, 粗轧机及立辊轧机 侧导卫 • R1入液压驱动～强力侧导卫～带板 口侧坯侧弯控制功能 导卫 导卫总长度:8000mm 开口度:700，2350mm 液压缸推力:450KN 移动速度:100mm/s每侧 液压缸:Ø200/Ø140×725 ,210bar,带角度位置传感器 E1立辊轧机 电机 减速机 减速机 主传动 万向轴 机架辊 支架 机架 • E1立轧制力,Max.6000KN 辊轧最大减宽量:50mm 机 轧辊尺寸: Ø1100mm/Ø1000mm 轧辊长度:650mm 轧辊开口度:800，2250mm 轧辊线速度:0，? 2.2/5.1m/sec 主电机:2-AC1100Kw× 190/430rpm 轧辊开闭速度:60mm/s每侧～仅 液压驱动 主减速比:i=4.9 AWC缸:4-Ø570/Ø340×825mm ,290bar, 带机架辊 辊子尺寸:2-Ø450×2250mm 辊子线速度:0，?5.2m/sec 立辊轧机工作原理图 上轴承座 下轴承座 横梁 平衡缸 平衡缸 AWC调整缸 AWC调整缸 轧件 粗轧机 • R1可四辊可逆粗轧机～压下为电动 逆粗加液压 轧机 工作辊尺寸 :Φ1250/Φ1125 ×2250mm 支撑辊尺寸 :Φ1600/Φ1440 ×2250mm 轧制力: max.45000kN 主传动电机单独驱动工作辊～ 滑块式万向轴 主传动电机:2-AC6600Kw×0 ?40/80rpm 轧制速度 : 0~? 2.6/5.2m/sec 压下电机:2-AC350Kw×0? 950rpm 压下行程:570mm 压下速度:55mm/sec AGC缸尺寸:2-Ø1200/Ø1100×50mm 工作辊轴承:4列园锥滚子轴承 支撑辊轴承:4-58"×76KLX-DT-SB-RM-S • R1可机架断面尺寸:约980× 逆粗840mm(8232cm2) 轧机 机架辊尺寸:2-Ø500mm×2250mm 机架辊速度:0，?5.2m/s 支撑辊换辊缸:Ø400/Ø280×6600mm 工作辊换辊采用换辊小车拖至轧辊间 工作辊换辊侧移缸: Ø320/Ø220×2800mm 下支撑辊带轧线标高调整装置～液压驱动、平衡 阶梯板移动缸:Ø125mm/Ø90mm ×1650mm 下支撑辊提升缸: 4-Ø200/Ø180×210mmr 支撑辊平衡缸:1-Ø420/Ø380 ×830mm 工作辊移动距离:32300mm,侧 移距离2800mm 工作辊冷却:上下各2～10bar～ 支撑辊4bar 机架除磷压力190bar～集管数 量:2上2下 E2R2 参见E1R1 • 半成齿轮齿条马达驱动式 品推推钢机组数:3 钢 每组推臂数:3 及冷床 推移距离: 约5200mm 推移速度:400mm/s 滑轨尺寸:4100mm 滑轨数量:53 滑轨间距:1500mm 滑轨总长:81000 mm 半成品推钢及冷床 推头 滑轨 传动电机 • 热型式 : 上保温罩为摆动 保式，入口带防撞挡板 温保温罩数量:16块 罩 每块长度:4500mm 罩子总长度:72000 mm 罩子内宽度:2300mm 罩子内高度:210mm 倾翻油缸数量:16 油缸尺寸:Ø100/56× 600mm 热保温罩 切头剪 切头剪 下曲轴及剪刃刀架 上曲轴及剪刃刀架 剪机架 剪刃间隙调整装置 剪机架辊 • 切头曲柄式 剪 最大剪切断面 低碳钢60×2130mm、 低合金钢、X70钢60 ×2130mm 剪切强度:Max.140N/mm? 剪切温度:900? 最大剪切力:Max.12000KN 剪切时带钢速度:300, 1750mm/s 剪刃长度:2350mm 剪切长度:Max.400mm • 切头主电机:2-AC1850Kw× 剪 0-530rpm 速比:1/5.36 曲轴半径:270mm 切头剪中间辊道 数量:2+2,剪刃前后各2, 辊子尺寸:Ø360×2300mm 辊子间距:1200/2200/1000mm 辊子速度:0-1.75m/s 切头处理装置 料斗重8000 kg/可装料重 16500kg/总重24500kg • 精轧喷射宽度可调，带防水夹送辊， 除鳞辊缝液压设定 机 上夹送辊:Ø600×2300mm,实 心, 下夹送辊及中间辊道尺寸Ø600 ×2300mm,实心, 辊子数量:7(包括夹送辊) 辊道速度:0,1.75m/s 除鳞集管: 4上4下 数量:2上2下供窄板，2上2 下供宽板 水压约180-190bar喷嘴处 总耗水量:Max.560m3/h 上集管的调整高度:30mm 喷嘴与板坯间距离:90mm 除鳞箱盖人工吊运 精轧除鳞机 精轧除鳞机,防水夹送辊 精轧机组F1,F7 轧制方向 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 • 精轧前轧辊尺寸:Ø600/Ø550 立辊轧×220mm 机 轧制力:Max. 1500KN 轧制速度:Max.2.0m/s 轧机开口度:700, 2250mm 主传动:1,AC355KW× 600/1600rpm 速比:i,22.6 AWC液压缸: 2-Ø280/200×850mm • F1，7机架四辊CVC轧机 F7精 轧机 工作辊尺寸: F1，F4 Ø850/Ø765×2550mm F5，F7 Ø700/Ø630×2550mm 工作辊轴承: 4列园锥滚轴承 支承辊 F1，F7 Ø1600/Ø1440 ×2250mm 支撑辊轴承F1，F7: 56”-75KLT-DT-DF-RM-SS 轧制压力: F1，F4 最大45000kN F5，F7 最大40000kN 主电机: • F1,F7精轧 机 F1:1×11400KW n=0,158/450rpm, i=4.16 F2:1×11400KW n=0,180/450rpm, i=3.3 F3:1×11400KW n=0,180/460rpm, i=2.54 F4:1×11400KW n=0,180/460rpm, i=1.75 F5:1×11400KW n=0,180/460rpm，i=1.0 F6:1×10000KW n=0,230/600rpm，i=1.0 F7:1×10000KW n=0,200/600rpm，i=1.0 最大轧制速度 20m/s AGC缸内径Ø1050mm× 970mm×50mm/100mm 工作辊弯辊和窜辊系统,WRB/WRS) F1,F7CVC行程?150mm 工作辊最大弯辊力 1500kN • F1,牌坊断面: F7 F1,F4约890 精轧×740mm(6586cm2) 机 F5,F7约805×740mm(5957cm2) 上支撑辊平衡缸: Ø390/Ø360×290mm F1,F7带上、下移动阶梯板系统,用于 AGC缸行程补偿和轧制线标高调整 上阶梯板移动缸:Ø80/56×1050mm 下阶梯板移动缸:Ø125/90×1660mm 下支撑辊提升缸: 4-Ø125/80×210mm F1,F3采用液压活套，F4,F6采用张力差活套 • F1,F7精 轧机 活套辊直径:Ø275mm 入、出口导板:6个进口，7个出口，液压驱动 开口度:900,2270mm 配有轧辊冷却水、防轧辊剥落水、消烟除尘水、机架间冷却水 主传动系统 F1,F4:电机、减速机、中间轴、齿轮座、可收缩式万向轴 F5,F7:电机、中间轴、齿轮座、可收缩式万向轴 工作辊换辊装置，换辊小车加侧移平台，直接拖至轧辊间, 行程:约25000mm 工作辊侧移缸2-Φ250/160×1600mm(200bar) 支撑辊换辊，液压缸抽出，活动平台，不需吊开 支撑辊抽出缸1-Φ290/200×6540mm(210bar) F4,F7配有静电除尘装置 机架配管模块化，可直接吊装 精轧机断面图 精轧机断面图 精轧机断面图 AGC缸和上阶梯垫 下阶梯垫和换辊脱板 工作辊换辊 精轧机组冷却水系统 精轧机机架间设备,水系统 工作辊冷却 轧制润滑 防轧辊剥落水 防轧辊剥落水 轧制润滑 入口导卫梁 横吹水 活套 机架间冷却 轧辊 冷却 轧辊 冷却 机架间 冷却 消烟 除尘水 工作辊冷却 入口侧工作辊冷却水 1 出口侧工作辊冷却水 2 防剥落水 3 润滑轧制系统 4 润滑轧制技术 热轧润滑机理 热轧时，在辊缝中恶劣的工作条件下，轧辊表面极易磨损，产生表面凹坑和麻点，凹坑和麻点又加剧磨 损，形成恶性循环，轧辊因磨损而报废。如果在轧件进入辊缝之前，在轧件表面喷涂润滑物质，形成润滑 膜，这层膜有一小部分可能在进入辊缝前就被轧件上的热量烧掉，但大部分还是被带入辊缝，在工作辊和 轧件的接触面上形成一层薄薄的润滑膜，由于油膜与轧辊的接触时间只有百分之几秒的短短瞬间，所以油 膜在烧掉之前可以起到润滑的作用，从而减轻轧辊磨损，避免很决出现凹坑和麻点。 在精轧机组种采用润滑油轧制的目的时为了降低轧制力，减少轧制能耗，减少轧辊磨损，降低辊耗， 改善轧辊表面状态，提高带钢表面质量。 润滑袖轧制的好处表现在以下几个方面: (1)降低热轧时轧辊与轧件间的摩擦系数。没有润滑时的摩擦系数一般为0. 35。采用有效润滑时的摩擦系数可以降到0.12。 (2)降低轧制力，容易轧制薄规格带钢。轧制力一般可以降低10,一20,，从而降低了能耗。 (3)减少轧辊消耗和储备，提高作业率。在热轧条件下，工作辊与带钢和轧机冷却水接触生成Fe3O4和Fe2O3，等硬度很大的氧化物，此物粘在轧辊表面，使轧辊生成黑暗色的表面，即“黑皮”，“黑皮”是造成轧辊异常磨损的主要原因。采用热轧润滑，使轧辊与轧件之间被一层边界润滑膜所隔开(可以防止轧辊表面产生“黑皮”，减少轧辊磨损，延长工作辊的使用周期，减少换辊时间，提高轧制作业率，减少工作辊的磨辊时间，减少工作辊储备量。相应地，也减少了支撑辊的磨损和轧辊储备。 (4)减少氧化皮压人，改善轧辊表面状态。采用热轧润滑，使轧辊与轧件之间被一层边界润滑膜所隔开，可以防止轧辊表面产生“黑皮”，提高产品的表面质量，提高酸洗效率。 机架间冷却系统 5 横吹水 6 除尘水系统 8 入口导卫横梁冷却水 9 活套冷却水 10 Looper - used for: (actuated by low friction hydraulic cylinders) create a loop for mass flow control between the different mill stands 轧机间除尘管 输出辊道及层流冷却系统 输出辊道和层流冷却装置 • 热输电机单独驱动，空心，表 出辊面喷焊处理 道 辊道长度:144640mm 辊子尺寸:Ø300/255× 2300mm×386根 辊子表面堆焊硬抗磨材 料 辊子间距:380mm 辊道速度:max.21m/s 从F7出口到测量室间的 辊道采用内冷，测量室后 的层流区辊道采用外冷 • 层流高位水箱维持恒压，上集冷却水管组液压倾动 系统 冷却系统长度: 103360mm 水量:Max.17360 m3/h 冷却宽度:2200mm 摆动组:粗调区20组， 精调区2组,每组4根集 水管 侧喷数量:23根 侧喷水压:10bar 带护边装置，电动，数量 20个 可倾翻式层流冷却装置 层流冷却装置结构图 带护边装置的层流冷却系统 挡水板 调整丝杆 调整电机 卷取机入口侧导卫 • 1,卷液压驱动，带压力和位置控制 取机入开口度: 700,2300mm 口侧导开闭速度:100mm/s每边 板 导板长度:17m(钟口段 7500mm，平行段9500mm, 液压驱动缸:4-Ø100/70× 810mm • 2#、3#液压驱动，带压力和位置控制 卷取机开口度:680~2300mm 入口侧开闭速度:100mm/s每边 导板 导板长度:4700mm 液压驱动2-Ø140/100× 810mm/每个导卫 卷取机夹送辊 1,侧导板 • 2#、3#电机单独驱动，空心，表面喷 卷取焊处理，共2组 机机辊道长度:4875mm 前辊辊子尺寸:Ø300/255×2300mm 道桥 辊子数量:13根/每组 辊子间距: 380/700/350/555/350mm • 1,,表面堆焊处理、液压调整辊缝、 3,夹配有压紧辊切换辊机架辊和导 送辊 向辊、带辊面抛光装置 上夹送辊尺寸:,900/880× 2300mm空心 下夹送辊尺寸:,500/480×2300mm实心 夹送辊开口度:max.450mm 夹送辊速度:max.22m/s 夹送辊传动:2×0~550kW、n,0~400/865rpm 夹送辊抛光装置气动 • 1#、2#、可移出式，3助卷辊，芯轴减速机为 3#卷取机 变速齿轮箱，带外支轴承,自动踏步控制。 卷取带钢规格:宽度700,2300mm 厚度1.2,25.4mm 钢卷外径:Max.2150mm，Min.1000mm 钢卷内径:1000mm 钢卷单重:max.45t 单位宽度卷取重量:max.24kg/mm 卷取速度:22m/s 卷取温度:500,900?,min.200?(5mm厚) 芯轴:Ø762(Ø770膨胀/Ø730mm收 缩) 助卷辊:Ø380×2300mm×3个/每台 芯轴电机:1×1200kW 、n,0, 400/1200rpm 速比: i1,2.34、i2,5.36 移出轨道长度:约6000mm， 移动液压缸尺寸:1-,250/180× 6013mm 锁紧缸:12-,160/70×25mm 卷取机及其踏步控制 • 1,,托辊式，液压缸提升、移3,卸出 卷小升降行程:约1200mm 车 升降速度:150mm/s(平 均) 运输行程:约4000mm 运输速度:约350mm/s 卷取机、捕捉器、卸卷小车 五、PCFC系统简介 Profile, Contour and Flatness Control PCFC用于轧制带与带之间可重复的带钢凸度，另外保证轧制过程中在整个带钢长度方向上避免出现象猫耳朵等缺陷。PCFC包含有工作辊压扁半径计算模型、工作辊磨损、轧辊热凸度计算、带钢横向流动模型、带钢负荷分布等物理模型。 其中P(Profile)控制是指对带钢凸度的控制(通常指对C40处的凸度进行控制);而C(Contour)控制是指对带钢轮廓进行控制，通过一定的串辊策略，避免和减小轧制过程中猫耳朵等缺陷的产生。由于在轧制过程中，轧辊边部磨损较中部厉害，这样如果没有正确的串辊策略，便产生所谓轧制中的猫耳朵缺陷，PCFC通过工作辊磨损、热凸度计算等物理模型，对轧辊当前轮廓进行评估，结合优化的轧制力分配，板形(Flatness)、凸度(P)控制，产生合理的串辊策略，实现对轮廓的控制。 CVC工作原理 Work Roll Bending (in principle) ROLLING WITHOUT WORK ROLL BENDING Backup Roll Work Roll FR = Summarized Rolling Force Work roll bending (in principle) ROLLING WITH WORK ROLL BENDING FR = Summarized Rolling Force FB = Bending Force per Work Roll Neck Current Rolling Force Compensation of Rolling Force 1. 板形基本理论 板带的轧制过程实质上是金属在旋转的弹性体—轧辊作用下发生塑性变形的过程。一定断面形状的坯料经过轧制发生明显的纵向延伸和一定的横向流动，最终成为一定尺寸的成品。产品质量评价的主要指标为板平直度和板凸度。 板形及其表示方法 所谓板形直观地说是指板材的翘曲度;就其实质而言，是指带钢内部残余应力的分布。板形实际上包括了成品带钢断面形状(凸度、楔形)和平直度等多项指标。 1.1 平直度的表示方法 1.1.1 相对长度差表示法 把翘曲的带钢裁成若干个纵条并铺平，则在带钢的横向各点有不同的延伸，用来表示板形，如图1.1所示。通常板形以单位表示，其见(1-1)。 图1.1 板形的相对差表示法示意图 式中: —带钢板形，以 单位表示; —带钢基准点的带钢长度，mm。 —带钢纵向延伸差，mm; 1.1.2 波形表示法 翘曲的带钢切取一段置于平台上，如将最短纵条视为一直线，最长纵条视为一正弦波，以翘曲波形来表示板形，则称为翘曲度。翘曲度通常以百分数来表示，如图1.2所示。带钢的翘曲度表示为: (1-2) 式中: —翘曲度，以百分数表示; 波幅，mm; — —波长，mm。 图1.2 板形的波形表示法 1.1.3 相对差表示法和波形表示法之间的关系 翘曲度 和最长、最短纵条相对长度差 之间的关系表示为: 式中: —带钢板形，以 单位表示 —翘曲度，以百分数表示。 该式说明相对差表示法和波形表示法之间的关系，只要测出带钢的波形就可以求出相对长度差。 1.2 板凸度 所谓板凸度是指板中心处厚度与边部代表点处的厚度之差，有时为强调没有考虑边部减薄，又称它为中心板凸度。其表达式为: (1-4) 式中: —带钢的中心凸度，mm; —带钢的中心厚度，mm; —带钢边部代表点的厚度，mm。 边部减薄也是一个重要的断面质量指标。边部减薄量直接影响到边部切损的大小，与成材率有密切关系，边部减薄表示为: (1-5) 式中: —带钢的边部减薄，mm; —边部减薄区的厚度，mm; —骤减区的厚度，mm。 center hedge Absolute Profile (mm) = hcentre-hedge Relative Profile height (%) = hcentre-hedge hcentre x 100 % w 40 mm w- (2x40 mm) Definition Profile PCFC 板型控制系统 热轧钢管生产工艺流程 2(1一般工艺流程 热轧无缝钢管的生产工艺流程包括坯料轧前准备、管坯加热、穿孔、轧制、定减径和钢管冷却、精整等几个基本工序。 当今热轧无缝钢管生产的一般主要变形工序有三个:穿孔、轧管和定减径,其各自的工艺目的和要求为: 2.1.1穿孔:将实心的管坯变为空心的毛管,我们可以理解为定型～既将轧件断面定为圆环状,其设备被称为穿孔机。对穿孔工艺的要求是:首先要保证穿出的毛管壁厚均匀～椭圆度小～几何尺寸精度高,其次是毛管的内外表面要较光滑～ 不得有结疤、折叠、裂纹等缺陷,第三是要有相应的穿孔速度和轧制周期～以适应整个机组的生产节奏～使毛管的终轧温度能满足轧管机的要求。 2.1.2轧管:将厚壁的毛管变为薄壁,接近成品壁厚,的荒管,我们可以视其为定壁～即根据后续的工序减径量和经验公式确定本工序荒管的壁厚值,该设备被称为轧管机。对轧管工艺的要求是:第一是将厚壁毛管变成薄壁荒管,减壁延伸,时首先要保证荒管具有较高的壁厚均匀度,其次荒管具有良好的内外表面质量。 2.1.3定减径,包括张减,:大圆变小圆～简称定径,相应的设备为定,减,径机,其主要作用是消除前道工序轧制过程中造成的荒管外径不一,同一支或同一批,～以提高热轧成品管的外径精度和真圆度。对定减径工艺的要求是:首先在一定的总减径率和较小的单机架减径率条件下来达到定径目的～第二可实现使用一种规格管坯生产多种规格成品管的任务～第三还可进一步改善钢管的外表面质量。 20世纪80年代末,曾出现过试图取消轧管工序,仅使用穿孔加定减的方法生产无缝钢管,简称CPS,即斜轧穿孔和张减的英文缩写),并在南非的Tosa厂进行了工业试验,用来生产外径:？？.,，,,,.,mm～壁厚3.4，25mm的钢管～其中定径最小外径为101.6mm,张减最大外径我101.6mm。经过实践检验～该工艺在产生壁厚大于10mm的钢管时质量尚可～但在生产壁厚小于8mm的钢管时通过定径、张减不能完全消除穿孔毛管的螺旋线～影响了钢管的外观质量。在随后的改造中不得不在穿孔机于定减径机之间增设了一台MINI-MPM(4机架)来确保产品质量。 2(2各热轧机组生产工艺过程特点 我们通常将毛管的壁厚加工称之为轧管。轧管是钢管成型过程中最重要的一个工序环节。这个环节的主要任务是按照成品钢管的要求将厚壁的毛管减薄至与成品钢管相适应的程度～即它必须考虑到后继定、减径工序时壁厚的变化～这个环节还要提高毛管的内外表面质量和壁厚的均匀度。通过轧管减壁延伸工序后的管子一般称为荒管。轧管减壁方法的基本特点是在毛管内按上刚性芯棒～由外部工具,轧辊或模孔,对毛管壁厚进行压缩减壁。依据变形原理和设备特点的不同～它有许多种生产方法～如表1所示。一般习惯根据轧管机的形式来命名热轧机组。轧管机分单机架和多机架～单机架有自动轧管机、阿塞尔轧机、ACCU-ROLL等,斜轧管机都是单机架的,连轧管机都是多机架的～通常4~8个机架～如MPM、PQF等。目前主要使用连轧,属于纵轧,与斜轧两种轧管工艺。 表1 轧管减壁的工艺方法 变形 设备、工具特点 加工工艺方式 延伸系原理 数 外工具、设备 芯棒 纵 单机架 短,固定, 自动轧管机,plug mill, 1.5~2.1 轧 多机架连轧 长,浮动, MM 3~4.5 法 中长,半浮、限动, Neuval-R～MRK-S、MPM、3~6.5 MINI-MPM、PQF 二 导 板 短,固定、限动, 二次穿孔、延伸机 ,2.5 斜 导 盘 长,浮动, 狄舍尔延伸机2~5.0 轧 辊 ,Diescher, 法 中长,限动, ACCU-ROLL 2~5.0 三 辊 中、长,浮动、限动、三辊轧管机,Assel～1.3~3.5 回退, Transval, 多 辊 中长,固定, 行星轧管机,PSW, 5~14 锻轧法 周期断面辊 中长,往复, 周期式轧管机,Pilger, 8~15 顶管法 一列模孔 长,与出口管端同顶管机 4~16.5 步, 挤压法 单模孔 中长,固定, 挤压机 1.2~30 2..2.1连续轧管机的几种形式:连轧管机是在毛管内穿入长芯棒后～经过多机架顺序布臵且相临机架辊缝互错,二辊式辊缝互错90?～如图1所示,三辊式辊缝互错60?,的连轧机轧成钢管～它是当今被最广泛应用的纵轧钢管方法。连轧管机轧制过程中～轧件变形实际上是受多组,4~8组,轧辊与芯棒的反复作用从圆到椭圆…椭圆再到圆的过程。 连轧管机的发展历史悠久～早在19世纪末就曾尝试在长芯棒上进行轧管～但种种原因～至1950年世界上仅有6台连轧管机。1960年后～随着科学技术的进步和生产的发展～特别是电子计算机技术的飞速发展和应用～使连轧管机在生产工艺和设备上日趋完善～得到了迅速的发展和推广。在浮动芯棒连轧管机的基础上～限动芯棒连轧管机于20世纪60年代中期进行了工艺试验～获得了可喜的成果。1978年世界上第一套限动芯棒连轧管机,MPM,在意大利达尔明钢管厂建成投产～连轧管工艺发展到了一个新的水准。20世纪90年代末又推出了三辊连轧管机,PQF,技术～使连轧管工艺装备跃上了更高的台阶。 连轧管机在PQF出现以前～都是两辊式的～即由两个轧辊为一组组成孔型,二辊式的机架既有与地面呈45?交错布臵的～也有与地面垂直、水平交错布臵的,PQF为三辊式的～即由三个轧辊为一组组成孔型,,MPM与PQF孔型构成见,图2,,连轧管时～孔型顶部的金属由于受到轧辊外压力和芯棒内压力作用而产生轴向延伸～并向圆周横向宽展～而孔型侧壁部分的金属与芯棒不接触～但它被顶部轴向延伸的金属对它附加的拉应力作用而产生轴向延伸～并同时产生轴向拉缩。不论两辊式的还是三辊式的连轧管机～按芯棒的运行方式可分为以下三种形式。 2.2.1.1浮动芯棒连轧管机,或全浮动芯棒连轧管机,:简称MM,Mandrel Mill,～ 一般设有8个机架。轧制过程中对芯棒速度不加以控制～芯棒由被辗轧金属的摩擦力带动自由跟随管子通过轧机～芯棒的运行速度是不受控的;轧制过程中芯棒的运行速度随着各机架的咬入、抛钢有波动～从而引起管子壁厚的波动,轧制结束后～芯棒随荒管轧出至连轧机后的输出辊道～在轧制中、薄壁管时芯棒的几乎全长都在荒管内～见图3,带有芯棒的荒管横移至脱棒线～由脱棒机将芯棒从荒管中抽出以便冷却、润滑后循环使用。其特点是轧制节奏快～每分钟可轧4支甚至更多的钢管, 但荒管的壁厚精度稍低、设有脱棒机其工艺流程较长、芯棒的长度接近于管子的长度,适合生产较小规格,外径小于177.8mm,的无缝钢管。比较有代表性的浮动芯棒连轧管机有德国米尔海姆厂的RK2机组和我国宝钢的φ140 mm机组。 浮动芯棒连轧管机的工作特点是:由于在轧制时不控制芯棒速度～因此在整个轧制过程中～芯棒速度多次变化。例如～在一台8机架的连轧管机上～当金属进入第一机架时～芯棒在摩擦力的作用下～以接近第一机架的轧制速度运行,当金属进入第二机架时～芯棒速度就要改变～以第一和第二机架轧制速度之间的某个速度运行,当进入第三机架时～则芯棒速度已变为第一、第二和第三机架轧制速度之间的某个速度,依此类推～直至进入第八机架～芯棒速度便经过了8次变化～已1，8机架间的某个速度运行～进入一个相对稳定的轧制阶段。在此阶段～前面机架的轧制速度比芯棒速度慢,称为慢速机架,～后面机架的轧制速度比芯棒速度快,称为快速机架,～如果中间某个机架的轧制速度恰好与芯棒运行速度相同则称为同步机架。随后当金属逐渐从有关机架中轧出时～在芯棒速度变化为2，8机架间的某个速度,当金属由第二机架轧出～则芯棒速度又变为第三至第八机架间的某个速度～以此类推～直至金属从第八机架轧出为止。 由上可以看出～在钢管的轧制过程中～芯棒的速度至少要变化15次～芯棒速度的变化将导致金属流动条件的改变。浮动芯棒连轧管机由于轧制过程中芯棒速度改变而使得金属流动发生变化～因金属流动的不规律而引起钢管纵向的壁厚和直径变化～尽管对此采取了不少措施并取得了一定的效果～当轧制条件的变化依然存在～且产品管的尺寸精度始终不如限动芯棒轧机。此外～芯棒长～使制造费用加大～制造困难～且长芯棒的重量也很大～钢管带着过重的芯棒在辊道上运行将会导致钢管表面损伤。故目前浮动芯棒连轧管机均用于小型机组。 连轧管时～荒管可以看作是在不同直径的轧辊间连续轧制形成的。穿在钢管中的芯棒可以看作是曲率半径无穷大的内轧辊。浮动芯棒轧制时～芯棒除受到轧辊经轧件传递来的作用力外～再无其他外力作用。当轧件头部经第一机架咬入后～随着轧件逐一走向后面的延伸机架～作用在芯棒上的机架数相继增多～故芯棒速度不断提高～这个阶段称为“咬入”阶段。当轧件头部进入最末机架后～整个轧件处在连轧管机所有机架的轧制中～芯棒速度维持不变～称为“稳定扎着急”阶段。当轧件尾部离开第一机架后～芯棒速度友逐级提高～直到轧出延伸～称为“轧出”阶段。轧辊工作圆周速度是安“稳定轧制”状态下设定的。轧制过程中轧件又是遵循着体积不变定律的。然而由芯棒引起的轧件速度的升高～使流入后面机架的金属必然增多～也就是说～后面的机架由芯棒送入了比其设定的轧辊圆周速度所允许的还要多的金属～这就出现了使断面积增大的金属积累。这种逐步流入的附加金属造成的较大断面～尽管在最后的机架上得到了加工～但仍然导致在荒管的一些部位上直径变大和壁厚变厚～这种现象称为“竹节”。原则上讲可能在整根钢管上均出现“竹节”。显然“竹节”现象属纵向壁厚不均～对随后的张减机轧制是不利的～应尽可能防止。 为了防止或减少“竹节”形成～孔型设计分配压下量时～在保证总延伸不变的前提下～适当增加前几架压下量。这样～就可在后面几个机架中使芯棒速度的跃增得到减弱～从而减轻芯棒速度变化的影响。良好的芯棒润滑有利于延伸和降低能耗～也可以减少竹节的形成。还可以采用电控技术防止竹节的产生。由电子计算机进行预设定～轧辊转速按要求变化～当轧件通过时对轧辊进行校准～使各机架的出口速度与芯棒速度的变化相适应。 70年代盛行浮动芯棒连轧管机机组。由于受到芯棒重量的限制～至今这种机组仅能生产直径小于177.8mm一下的钢管。 2.2.1.2半浮动,或半限动,芯棒连轧管机:德国人称MRK-S,Mannesmann bohr-Kontimill Stripper,,法国人称Neuval-R。半浮动芯棒连轧管机一般7，8个机架。 德国设计的工艺为:在轧制过程中～前半程～芯棒不是自由地随轧件前进～而是受限动机构的控制～以一恒定速度前进～芯棒与轧件的速差分布是不一致的～第1架的轧件出口速度小于芯棒速度,自第2架开始～轧件的速度快于芯棒的速度～形成稳定的差速轧制状态,当完成主要变形、管子脱离倒数第3架时～限动机构加速释放芯棒～像浮动芯棒一样由钢管将芯棒带出轧机。德国式的半浮动芯棒连轧管机于20世纪80年代初在日本八幡厂建成投产。 法国研制的工艺为:在钢管由最后一个机架轧出时才松开芯棒～即在轧制过程中具有限动芯棒轧机的工艺特点～而在终轧后松开芯棒,芯棒随荒管至连轧机后的输出辊道。法国式的半浮动芯棒连轧管机于20世纪70年代后期在法国的圣索夫钢管厂投入生产。 不论德国工艺还是法国工艺～半浮动芯棒轧管机轧制结束后～约有1/3长的荒管,尾部,包住芯棒前端～见图4,带有芯棒的荒管横移至脱棒线～由脱棒机将芯棒从荒管中抽出以便冷却、润滑后循环使用。其特点是荒管壁厚的精度较高、节奏较快～每分钟可轧3支甚至更多的钢管～芯棒长度虽然比浮动式的短得多～而比限动芯棒轧机略长一些,设有脱棒机工艺其流程较长,适合生产较小规格,外径小于219mm,的无缝钢管。德国模式的代表机组有日本的八幡厂的φ194 mm机组和我国衡阳的φ89 mm机组,法国模式的机组至今仅有一套～就是法国V&M公司圣索夫厂的φ127 mm机组。 半浮动芯棒连轧管机在扎着过程中对芯棒速度也进行控制～但在轧制结束之前即将芯棒放开～像浮动芯棒连轧管机一样由钢管将芯棒带出轧机～然后由脱棒机将芯棒从荒管中抽出。在对芯棒速度进行限动时～就在一定程度上解决了金属流动规律性的问题～将芯棒放开以后～又如同浮动芯棒连轧管机一样要考虑脱棒条件的限制～因此半浮动芯棒连轧管机所轧制的钢管直径不宜太大。 半浮动芯棒连轧管机兼顾了限动芯棒与浮动芯棒轧管机的优点～既保持了较高的轧制节奏～又确保了钢管的壁厚精度及内外表面质量～只是由于需要设臵脱棒机～使其轧制规格的上限受到限制。 2.2.1.3限动芯棒连轧管机: 简称MPM,Multi-Stand Pipe Mill,～是意大利因西公司推广应用的～一般7，8个机架。轧管时芯棒的运行是限动的、速度是可控的,芯棒的速度应高于第一架的咬入速度而低于第一架的轧出速度。轧制的整个过程中芯棒速度是恒定不变的～从而确保管子壁厚的精度～轧制不同的管子时芯棒的速度可在一定范围内调节。轧制结束后～芯棒停止～由脱管机将荒管从芯棒中脱出～而后芯棒回送离开轧机～拨出轧线冷却、润滑后循环使用。其特点是荒管的壁厚的精度高～用脱管机取代了脱棒机～缩短了工艺流程～芯棒较短,但 轧制节奏慢～每分钟可轧2支或稍多一点的钢管,适合生产中等规格,外径小于460mm,的无缝钢管。代表性机组有意大利达尔明的φ356 mm机组和我国天津钢管公司的φ250 mm机组。 为了解决浮动芯棒连轧管机轧制过程中金属流动不规律的问题～缩短芯棒长度～解决芯棒制造上的困难～20世纪60年代国外就开始试验限动芯棒轧制～70年代获得成功～在意大利的达尔明厂投入工业生产。 限动芯棒连轧管机的基本特点就是控制芯棒的运行速度～使芯棒在整个扎着过程中均以低于第一机架金属轧出速度的恒定速度前进～这是相当重要的工艺改进～使限动芯棒轧机具有浮动芯棒轧机不可比拟的优越性。近年来的实践表明～芯棒的速度应高于第一机架的咬入速度而低于第一机架的轧出速度。这样～在整个扎着过程中芯棒的移动速度均以低于所有机架的轧制速度～避免了不规律的金属流动和轧制条件的变化。由于芯棒速度受到控制～每一机架的轧制压力都较小～金属流动有规律～延伸系数可达一些～这就可以获得非常好的壁厚偏差。 由于芯棒速度限动～可大大缩短芯棒的长度～轧制32m的钢管～芯棒的工作长度只有15m。钢管从芯棒上轧出后用脱管机将其从芯棒前端抽出～芯棒快速返回～不像在浮动芯棒轧机上受脱棒条件的限制～因此可以生产中型和大型规格的无缝钢管。 限动芯棒连轧管机是在浮动芯棒连轧管机的基础上发展起来的。与浮动芯棒连轧管机相比～限动芯棒连轧管机有如下优点: 1)降低了工具消耗。由于限动芯棒连轧管机的芯棒较之浮动芯棒连轧管机的芯棒要短～钢管与芯棒的接触时间短～从而提高了芯棒的使用寿命～一般使芯棒消耗降至每吨钢管1公斤左右。 2)改善了钢管的质量。由于限动芯棒连轧管机具有搓轧,芯棒与钢管内表面相对运动,性质～有利于金属的延伸～加之带有微张力轧制状态～从而减小了横向变形～根本不存在浮动芯棒连轧所产生的“竹节”现象～使钢管内外表面和尺寸精度有了很大提高。 3)取消了脱棒机～缩短了工艺流程～提高了钢管的终轧温度。部分品种可省去定径前的再加热工序～从而节省了能源。 4)扩大了产品规格。由于采用了限动芯棒轧制～可以减小芯棒的长度～减轻了芯棒的重量～允许加大芯棒的直径～使钢管的最大外径由177.8mm扩大到426mm甚至更大.另外,限动芯棒连轧管机还可轧制径壁比更大(D/S,40)的钢管。 限动芯棒连轧管机代表着现代无缝钢管生产的先进技术～它集中体现了无缝钢管生产的连续性、高效率、机械化及工业自动化的发展趋势。80年代以后已经在无缝钢管生产领域占了主导的地位。 少机架限动芯棒连轧管机,MINI-MPM,是在上世纪90年代意大利因西公司推出的工艺～它的实质与MPM一样,当时主要是针对南非托沙厂的技术改造～设计为四个机架～基本保留了MPM机组的优点～与MPM相比它的最大特点是实现了用更短的芯棒轧制长钢管～芯棒的工作段长度比MPM少2，3米,芯棒总长度可缩短5米左右。芯棒可以制造成整体～两端都加工有限动头可以调头使用～降低芯棒的消耗。随着锥形辊穿孔机的普及应用～使热轧无缝钢管的变形量前移成为可能～连轧工序的延伸可适当减小～连轧管机不用再设臵7，8架就可实现所要求的热轧变形了～所以在而后兴建的限动芯棒连轧管机组大多采用5个机架的MINI-MPM。代表机组有包头钢铁公司的180机组,鞍山钢铁公司的159机组,衡阳钢管厂的273机组以及成都钢管厂的340机组。 芯棒芯棒 荒管荒管 PQF连轧机连轧机 图2 连轧管孔型构成 2.2.1.4 PQF(,Premium Quality Finishing,也是限动芯棒连轧管机～只不过每个机架由三个轧辊组成孔型,采用三辊设计的孔型比传统的两辊设计的孔型圆度好～且孔型的半径差小～有利于轧件的均匀变形和轧辊的均匀磨损。轧槽底部和轧槽顶部之间的圆周速度差较小～从而能在稳定的条件下使轧制时的金属变形更加均匀。凸缘面积(不与轧辊或芯棒接触的管子面积。也就是辊缝处壁厚/外经 ) 有所减小～即流向凸缘的金属量减少了。这一优点在轧制不受外的凸起面积 端及其它机架约束的钢管尾端时尤为重要。事实上钢管尾端在三辊式轧管机上轧制时受控是由于凸缘面积较小,比二辊式的小30%左右,以及轧槽底部与轧槽顶部间的圆周速度差较小的缘故。因此～能避免或大大减少管端折叠和飞翅的形成。因圆周压应力较高～从而能在轧制时使辊缝处产生的纵向拉应力的危险性大大降低。孔型中芯棒的稳定性较高。PQF机组可以生产高强度,P110以上,特殊钢级油井用管、高压锅炉管及13Cr、304L等不锈钢管。PQF最大的优势是:由于三辊孔型的半径差小于两辊～轧件变形更加均匀、平稳～使产品的壁厚精度和表面质量高于MPM。φ168mmPQF机组由于采用了独特的芯棒运行方式～使其轧制节奏达到24秒/支。代表性机组为我国天津钢管公司的φ168 mm机组。 限动芯棒连轧管机芯棒运行有两种方式:一是轧制结束时～芯棒停止运动～待荒管从芯棒中脱出后～芯棒快速返回～拨出轧制线～冷却、润滑后循环使用～传统的MPM均采用此中运行方式,另一种运行方式为:轧制结束时～芯棒停止运动～待荒管由脱管机从芯棒中脱出后～芯棒不是回送～而是向前快速运行跟随荒管之后依次通过脱管机～芯棒穿过脱管机后～拨出轧线再回送、冷却、润滑循环使用～该方法减少了芯棒的在线待轧,非轧钢,时间。从而有效地缩短了轧制周期～加快了轧制节奏。PQF采用此中运行方式,两种运行方式的主要区别是脱管完成后～芯棒是与荒管反向运行回退离开轧机后拨出轧制线冷却、润滑、循环使用,还是同向运行芯棒前行离开轧机后、穿过脱管机后拨出轧制线冷却、润滑、循环使用。第二种方法因芯棒要通过脱管机～在轧制薄壁管,脱管机的减径量大于等于2倍的荒管壁厚,时要求脱管机轧辊必须具备快开快合功能～以免芯棒撞损脱管机轧辊。 1 2 1,芯棒,2,荒管 图3 浮动芯棒轧制后芯棒/荒管示意图 1 2 1,芯棒;2,荒管 图4 半浮动芯棒轧制后芯棒/荒管示意图 2.2.1.5 关于脱管机和脱棒机 为了完成将连轧管机轧出的荒管与芯棒脱开分离的工艺目的,便于荒管在后道工序进一步加工成品钢管～一般采用两种方法: 2(2.1.5(1一是轧制结束后荒管/芯棒被一起移出轧制线,荒管受轴向约束不动,用装臵将芯棒从荒管中抽出,我们将这种荒管不动,芯棒动的设备称为脱棒机。当带芯棒的荒管进入脱棒位臵后～脱棒链上的脱棒卡紧装臵就勾住芯棒的尾柄～而液压开闭的卡板挡住荒管～脱棒链从荒管中抽出芯棒。脱棒链转过半圈完成一次脱棒动作～链所走过的距离约为芯棒长度的1.1倍.脱棒机的最大速度大于4.5m/s。到达终位的误差为?50mm。脱出的芯棒经输送辊道送到芯棒定位升降挡板前～然后由芯棒移送装臵把芯棒送入芯棒冷却槽～循环使用。脱棒机安装位臵与连轧管机平行。脱棒机有两列脱棒链。这两列脱棒链用横梁连接起来。两列脱棒链间共有两个脱棒横梁及多个承载横梁。脱棒横梁用来从荒管中抽出芯棒～而承载横梁用来在脱棒过程中支承芯棒。在脱棒横梁上用螺栓紧固与轧件尺寸相关的脱棒卡紧装臵。当更换轧制芯棒时～需要更换脱棒卡紧装臵。 2(.2.1.5(2另一种是轧制结束后～芯棒停止运动～荒管在线被装臵将其从芯棒中脱出,我们将这种芯棒不动,荒管动的设备称为脱管机。脱管机既有两辊式 的～也有三辊式的。脱管机的设臵有两个重要的工艺目的:一是将荒管从芯棒上抽出～完成脱管目的。在轧制线上脱管～省去了脱棒机～缩短了工艺流程～提高了终轧温度,二是起校正,定径,作用～也就是说在每一支钢管生产中～该机也有延伸和定径作用。为生产薄壁管和中厚壁管～每架脱管机的孔型名义直径必须小于轧管机芯棒直径。在生产薄壁管时～脱管机的减径量要相应加大～否则薄壁管不易被脱出。每架脱管机上都装有安全臼～以防止芯棒进入脱管机时损伤轧辊及相关的机械部分。在事故情况下～假如当带芯棒的荒管进入脱管机孔型时～若脱管机轧辊承受的径向载荷大于预设值～则轧辊孔型会相应张开～防止芯棒顶坏轧辊及设备。 2.2.1.6 连轧管机按芯棒运行方式进行分类的方法/原则, 2.6.1连轧管机限动芯棒与半浮动芯棒工艺主要区别在于以下两点:一是轧制过程中芯棒速度是否恒定不变,二是使用脱管机还是脱棒机。限动芯棒工艺应该同时满足轧制过程中芯棒速度恒定不变和使用脱管机这两个条件。因此～将目前建成投产的这套PQF机组称为三辊限动芯棒连轧管机较为恰当～而称之为半浮动芯棒显然是欠准确的。 2.2.1.6.2曾有学者提出用半限动替代半浮动这一名称,意在强调对芯棒的限动功能,但从已发表的许多文章来看～绝大多使用都半浮动这一名称。还有人认为法国式的机组因其轧制过程中芯棒速度是受控的～应该属于限动芯棒类型。由于机组配备的是脱棒机～轧管机孔型设计是要考虑脱棒间隙～孔型的侧壁开口角度要比MPM的大～故将法国人设计的连轧管机组归为半浮动类型。 2.2.1.6.3采用脱出荒管之后～芯棒向前行进通过脱管机、绕轧机出口侧进行循环这一独特的运行方式～与传统的限动芯棒机组相比:明显地减少了芯棒的运行时间、加快了限动芯棒连轧管机组的轧制节奏、提高生产效率, 实现了人们的对限动芯棒连轧管机既要钢管壁厚精度高、又要轧制节奏快这一美好愿望～但对脱管机的要求较高～需具备辊缝快开快合功能,这并不能说明为提高轧制节奏～在其它中、大型限动芯棒连轧管机组也适用这种芯棒运行方式～因为随着芯棒规格、重量的增加～芯棒在向前输送通过脱管机的过程中可能要遇到一些困难。 2(2.1.7空减机,空心坯减径机的简称,的配臵 一套连轧管机为使其产品外径范围尽可能地宽～设计时一般选用2，5个孔型～轧管机后配备张减机的选择孔型数较少,轧管机后配备定径机的选择孔型数较多。由于孔型尺寸的变化相应地轧管机入口的毛管外径也要随着发生变化,为适应轧管机入口毛管外径变化～通常有两种方法:一是选用几种外径的管坯～针对不同的孔型选用不同规格的管坯～每次更换孔型时需对穿孔机的受料槽、导卫装臵,导板或导盘,进行更换～这样做有两点不足～一方面占用较多工作时间,另一方面管坯料场、穿孔机工具需要场地较大。第二种方法是在穿孔机与轧管机之间布臵一台空减机～通过空减机可使用一种外径尺寸的管坯满足轧管机不同孔型成为可能。 2(2.1.7(1浮动芯棒连轧管机组采用穿孔机与轧管机之间布臵空减机的方法比较经济～这样既可仅用一个规格的管坯组织生产～减少了管坯库的面积和穿孔机相关的轧制工具数量～又可以减少换孔型的时间～提高了机组的作业率。经空减机后的毛管在运往连轧管机入口台架前～先通过一个吹灰装臵用压缩空气吹去毛管内的细小氧化铁皮～以减少对芯棒的磨损和管子内表面缺陷。同时空减机亦消除了导盘式穿孔机所造成的毛管头尾外径差～使轧制过程稳定。这种单独布臵的空减机一般使用三辊式、3，6个机架。 2(2.1.7(2半浮动芯棒连轧管机组将空减机布臵在连轧管机的入口侧～即与连轧管机串列布臵～一般为两辊式、2，4架,在保持了原有空减机优点的同时～可缩短工艺流程～减少占地面积。这种变化一方面是因为锥形辊穿孔机的应用使变形前移～轧管机的机架数相应减少,减少2，3架,,串列布臵因芯棒的长度增加而引起的轧制节奏变化不是很多,因轧制终了芯棒向前运动,,另一方面串列布臵可减少毛管在纵向移动过程中内表面的氧化和温降～能更有效地确保钢管质量。 2(2.1.7(3限动芯棒连轧管机组在最初时没有空减机～采用的是一种规格的管坯对应一个孔型～这主要是因为轧制时芯棒与轧件内表面的相对运动比浮动时的大～芯棒的工作条件更为恶劣～芯棒更容易磨损和划伤。限动芯棒工艺上不允许毛管在进入轧管机前做纵向运动。必须有效的防止毛管内表面的二次氧化～才能确保钢管的质量～因此不可能像浮动芯棒那样在穿孔机与轧管机之间布臵空减机。如采用半浮动芯棒的串列布臵～因芯棒长度的增加使轧制节奏更加变慢～,因轧制终了芯棒向后运动,～将影响机组的产能的发挥～也是不经济的。近十年来～限动芯棒机组也在不断吸收其他机组的长处～在轧管机入口侧串列布臵1架空减机,二辊、三辊、四辊形式均有,～目的在于消除毛管内表面与芯棒之间的间隙和毛管外径的头尾直径偏差～使轧制更加平稳～从而提高轧辊的使用寿命～确保钢管的几何尺寸精度和内外表面质量。 2(2.1.8吹硼砂的工艺目的 限动芯棒连轧管机组比浮动、半浮动机组多了一个工序是在轧管机入口前向毛管内用氮气喷抗氧化剂～其工艺目的是去除内表面的氧化铁皮并防止二次氧化。抗氧化剂在高温时下呈熔融状态可起到很好的润滑作用。对抗氧化剂的成分、颗粒尺寸、化学稳定性、物理稳定性及吹撒的数量、喷吹的压力、时间都有严格的要求～主要是解决轧管机的延伸大～轧制时芯棒与轧件间相对运动较大～芯棒的工作条件更为恶劣～芯棒更容易磨损和划伤～润滑条件不好时容易发生轧卡事故或轧制终了时脱管机不能将荒管从芯棒中顺利的抽出。 2(2.1.9芯棒的选材的原则 连轧管机的芯棒选材时根据其工作环境而定的～浮动芯棒在轧制时芯棒只受径向的压、拉应力～轴向除经轧件的张力传递外～基本不受力～只是在脱棒时有很小的轴向力,限动芯棒、半浮动芯棒在轧制时芯棒既受径向的压拉应力～也要承受很大的轴向拉应力～工作条件更为恶劣。一般浮动芯棒选用H11材料～限动芯棒选用H13材料～半浮动芯棒两者均可。 浮动的芯棒一般是一段式的,限动的芯棒一般采用三段式～由工作段、延长杆和尾柄组成。少机架,4，5架,连轧管机也有将芯棒设计成两端带夹持尾柄～可以调头使用～以减少芯棒消耗。 2.2.2三辊,斜,轧管机轧管:在PQF以前～三辊轧管机专指阿塞尔,ASSEL,轧机或其改进型特郎斯瓦尔,Transval,轧机。阿塞尔轧机由美国蒂姆肯公司工程师W〃J〃Assel于1932年发明的～当时主要用来生产管壁较厚的轴承管。阿塞尔轧管机不适宜轧制薄壁管,经改进增加轧辊快开功能后～一般产品D/S,20,这种轧管机由三个带辊肩的布臵在以轧制线为形心的等边三角形的顶点～,三个轧辊互成120?配臵,轧辊轴线与轧制线成两个倾斜角度。轧辊轴线在垂直方向与轧制线倾斜一个喂入角～用来实现螺旋 轧制,在水平方向与轧制线交错一个辗轧角。在三个轧辊和一根芯棒所包围的空 间,即孔型～图3所示,内～由穿孔送来的毛管套在 长芯棒上～用喂管器送入轧管机中轧制,毛管在变形区,图4,中经咬入、减壁,同时减径,、平整和归圆而成为荒管。斜轧螺旋轧制时金属在变形区内受到轧辊与芯棒的周期连续作用而产生形状和尺寸的变化。轧件变形实际上是从圆到圆三角再到圆的过程。特郎斯瓦尔轧机由法国人在ASSEL的基础上发展起来的～本质上还是阿塞尔轧机～所不同的是可在轧制过程中实现变喂入角、变轧制速度～即根据需要能在每根管子轧制过程中迅速按要求改变喂入角和轧辊转速～主要是解决轧制薄壁管问题～可轧制D/S,35的荒管。阿塞尔轧管机优点是:产品精密性高～因为带芯棒的斜轧～在一道次中多次的辗压作用～使壁厚精度大大提高～也不易产生划道、耳子和青线等缺陷,生产中灵活性大～借助轧辊的离合就可改变孔型尺寸～特别适应较小量多批定货～对组织生产有很大的优越性,可生产D/S=2.5的特厚壁管,工具储备数量少。不足是规格范围窄～品种受限制～不能生产不锈钢等难变形材质,产能低～年产低于25万吨,延伸较小,一般μ,2.5,,荒管D/S一般,35、长度小于15米。 图4阿塞尔轧机的变形区 三辊轧管机～按芯棒的运行方式也可分为以下三种形式。 2.2.2.1浮动式:与上述连轧管机的浮动芯棒形式相同。 2.2.2.2限动式:与上述连轧管机的限动芯棒形式相近～芯棒前进的速度比荒管的小～由专门机构控制～只是使用一支空心芯棒～芯棒在线内水冷～轧制结束后～将芯棒从荒管中回退抽出并返回原始位臵～继续进行下一根管子的轧制操作。三套就是采用这种芯棒运行方式的。 2.2.2.3回退式:将芯棒装在小车上～芯棒的运行受到小车的限制～芯棒穿过毛管并达到最前部极限位臵时开始轧管～轧制时开动芯棒小车使芯棒按给定速度后退～芯棒逐渐地从钢管已轧完的部分中抽出～轧制结束时抽出工作已全部完毕。这种方式可生产D/S=2.5的特厚壁管。 2.2.3各机组的异同 2.2.3.1PQF和Assel都是三辊轧管机。PQF是多机架连轧管机～轧制时～钢管及芯棒一起作直线运动～,而Assel是单机架斜轧管机～轧制时～钢管及芯棒一起作螺旋运动,当产品规格相同或相近时～PQF的产量约是Assel的2~4倍。 2.2.3.2PQF机组生产效率高～延伸系数大,μ,6,能轧制长达30米以上的荒管～产品质量好,体现在内外表面上,～壁厚精度高,品种、规格范围宽～即能生产碳纲、合金钢～又能生产不锈钢,可生产D/S,45的薄壁管～生产成本低～金属消耗低,适合大批量连续化生产。不足是一次投资大～轧制工具占用资金较多,生产的灵活性稍差,更换孔型时间较长～不适宜小批量的生产,限动芯棒连轧管机在轧制厚壁管时受连轧机与脱管机距离的制约～致使许多规格的厚壁管产品不能生产。 2.2.3.3Assel轧机～适宜轧制中厚壁钢管～适应高精度、小批量、多品种的高附加值产品的生产～借助轧辊的离合就可改变孔型尺寸～特别适应较小量多批定货。天津钢管公司在现有两套适于生产大批量专用管材的连轧管机组的基础上～第三套采用了Assel三辊斜轧机组～在生产市场急需的壁厚,40mm的厚壁管的时～因没有脱管机轧制厚壁管时限制较少～三辊轧管机,Assel,可作为连轧管机组生产品种的补充～可进一步优化公司的产品结构、合理地调配资源、增加生 产的灵活性、特别在是应对小批量、多品种、多规格的市场的需求时使公司的市场竞争能力得到加强。 *轧钢的几种形式 根据轧件变形原理～一般将轧钢分为以下三种形式: *.1纵轧:轧件的运行方向,轴线,与轧辊轴线垂直～轧件作直线运动,型钢、板材生产及无缝钢管的连轧,一根轧件同时在两个或两个以上的孔型或机架中轧制称为连轧,等都属于纵轧。 *.2横轧:轧件的运行方向,轴线,与轧辊轴线平行～轧件作回转运动,机车轮毂、自行车轴等的生产属于横轧。 *.3斜轧:轧件的运行方向,轴线,与轧辊轴线既不垂直也不平行～轧件除了前进运动外～还有饶本身轴线之旋转～作螺旋前进运动,最常见的无缝钢管穿孔,推轧穿孔、挤压穿孔除外,生产属于斜轧,三套的ASSEL轧管也是斜轧。 热轧工艺流程 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，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。 mym 2008-05-09 14:24 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 ?，燃烧温度可提高到1300?，能够满足钢坯加热的需要。 500,800 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。 热轧工艺设备简介 无缝钢管 1.无缝钢管的制造加工方法: (1)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?矫直?水压试验(或探伤)?标记?入库 (2)冷拔(轧)无缝钢管: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 2.热轧 (1)热轧的概念: 热轧(hot rolling)是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。 (2)热轧的优缺点 优点: a.热轧能显著降低能耗，降低成本。热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗。 b.热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显著裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能。 c.热轧通常采用大铸锭，大压下量轧制，不仅提高了生产效率，而且为提高轧制速度、实现轧制过程的连续化和自动化创造了条件。 缺点: a.经过热轧之后，钢材内部的非金属夹杂物(主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐)被压成薄片，出现分层(夹层)现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化，并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍，比荷载引起的应变大得多。 b.不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力，各种截面的热轧型钢都有这类残余应力，一般型钢截面尺寸越大，残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。 c.热轧不能非常精确地控制产品所需的力学性能，热轧制品的组织和性能不能够均匀。其强度指标低于冷作硬化制品，而高于完全退火制品;塑性指标高于冷作硬化制品，而低于完全退火制品。 d.热轧产品厚度尺寸较难控制，控制精度相对较差;热轧制品的表面较冷轧制品粗糙Ra值一般在0.5,1.5μm。因此，热轧产品一般多作为冷轧加工的坯料。 3.轧机简介 在带钢热轧机上生产厚度为1.2,8mm成卷热轧带钢的工艺。带钢宽度600mm以下称为窄带钢;超过600mm的称为宽带钢。第一台带钢热连轧机于1905年在美国投产，生产宽 200mm的带钢。 带钢热轧机的技术经济指标优越，发展很快。在工业发达国家，1950年以前热轧宽带钢的产量约占钢材总产量的25%,70年代已达50%左右。热轧带钢的原料是连铸板坯或初轧板坯，厚度为130,300mm。 板坯在加热炉中加热后,送到轧机上轧成厚1.00,25.4mm的带钢，并卷成钢卷。轧制的钢种有普通碳钢、低合金钢、不锈钢和硅钢等。其主要用途是作冷轧带钢、焊管、冷弯和焊接型钢的原料;或用于制作各种结构件、容器等。 轧机组成: 带钢热轧机由粗轧机和精轧机组成。粗轧机组分半连续式、3/4连续式和全连续式三种:?半连续式有一台破鳞(去掉氧化铁皮)机架和 1台带有立辊的可逆式机架;?3/4连续式则除上述机架外，还有2台串列连续布置机架;?全连续式由6,7台机架组成。精轧机组均由5,7台连续布置的机架和卷取机组成。带钢热轧机按轧辊辊身长度命名,辊身长度在914mm以上的称为宽带钢轧机。精轧机工作辊辊身长度为1700mm的，称为1700mm带钢热轧机，这种轧机能生产1550mm宽的带钢卷。带钢热轧按产品宽度和生产工艺有四种方式:宽带钢热连轧、宽带钢可逆式热轧、窄带钢热连轧以及用行星轧机热轧带钢。 4.减径机的工艺原理及主要问题 在无缝钢管生产的三大机组——穿孔机组、轧管机组、定减径机组中，人们一直十分关注轧管机的研究，先后开发出自动轧管机组、顶管机组、新型顶管机组(CPE)、三辊轧管机组、连轧管机组(包括浮动芯棒MM、限动芯棒MPM和半浮动芯棒连轧管机组等)、AccuRoll轧管机组、改进型三辊轧管机组。但 对于穿孔机组，仅在20世纪80年代初才提出菌式穿孔机。而定减径机一直使用二辊式和三辊式，直到20世纪90年代初才提出三辊可调式定径机技术。新型三辊可调式定径机技术是为满足现代钢管生产高效、优质、低耗的要求而开发的，它的开发成功也为无缝钢管的生产注入新的活力。 张力减径机技术的发展 张减工艺主要特点是边连续多机架二辊或三辊无芯棒纵轧，采用适当的孔型系使毛管外径减缩，通过机架系列中轧辊速比的调节获得预定的壁厚变化。 20世纪40年代无缝管机组被美国和西欧所用，这时的张减机都是二辊式，到了20世纪50年代，西德曼乃斯曼公司成功地奕用了三辊式张力减径机，从而代替了二辊式。 张力减径机的作用 定径的目的是在较小的总减径率和小的单机减径率条件下，将钢管轧成一定要求的尺寸精度和真圆度，并进一步提高钢管外表面质量。经过定径后的钢管，直径偏差较小，椭圆度较小，直度较好，表面光洁。定径机工作机架数目较少，一般为3--12架总减径率约为3%到7%，增加定径机架数可扩大产品规格，给生产带来方便，新设计车间定径机架数一般都较多。 直径小于60mm的钢管，很难由轧管机轧成，而需要经过减径工序。静静除具有定径相同的作用外，还要求有较大的减径率，以实现大管料生产小口径钢管的目的，也可用来生产异型管。减径机的机架数一般较多，一般为5到24架。减径机有两种形式: (1)一般微张力减径机，作用就是减缩管径，生产机组不能轧制或加工起来很不经济的规格; (2)张力减径机，作用不但减缩管径的外径，而且可以减小钢管的壁厚，既减径又减壁，使机组产品进一步扩大;并可适当加大来料的重量，提高减径率轧制更长的产品。 4.1张力减径机的形式 定径机的形式很多，按辊数可分为二辊、三辊、四辊式定径机;按轧制方式分为纵轧定径机和斜轧定径机。斜轧定径机一般多配在三辊斜轧管机组中。斜轧回转定径机的构造与二辊或三辊斜轧穿孔机相似，只是辊型不同。与纵轧定径相比，斜轧定径的钢管外径精度高，椭圆度小，更换规格品种方便，不需要换辊，只要调整轧辊间距即可;缺点是生产率低。 减径机的形式很多，按辊数可分为二辊、三辊、四辊式减径机。按机架张力大小可分为两种形式: (1)微张力减径机，减径过程中壁厚增加，横截面上的壁厚均匀性恶化，所以总减径率限制在40%到50%; (2)张力减径机，减径时机架间存在张力，使得缩径的同时减壁，进一步扩大生产产品的规格范围，横截面壁厚均匀性也比同样减径率下的微张力减径效果好。总减径率最大可达75%到80%,减壁量一般可达35%到40%，总延伸系数可达9以上，机架数一般可达14机架。 钢管定径、减径的工艺原理 (1)压扁，开始咬入时由于孔型形状与毛管横剖面不相适应造成局部点接触，压扁便首先在此开始，特点是只有断面形状的变化，周长、薄厚无变化，无延伸。 (2)减径，随着压扁的发展孔型壁与轧件接触面不断增加，至一定程度后在径向接触应力作用下开始减径。特点是平均直径减小，毛管出现延伸，壁厚有所增 减。因为孔型开口处金属沿径向流动的阻力较小，这里的壁厚较槽底为大，开始出现横剖面上的壁厚不均。对于张力减径，不但减径，而且减壁，大大延伸。 4.21张力减径的优点、缺点 张力减径的优点: (1)可以大大地减少减径前的钢管规格，提高轧管机组生产效率。轧管机组只生产少数规格，而经张力减径后可以得到各种规格的成品钢管。 (2)可以减少前部工序生产工具的数量、提高机组作业率。由于管坯和荒管规格的减少，工具、备品备件和更换时间大大减少，生产更加稳定，从而增加了作业时间。 (3)可以扩大品种规格。减径量高达80%，减壁量达45%，通过张力减径可以直接生产小口径无缝钢管。 (4)张力减径的延伸系数为6--9，可以生产长达165m的钢管。 张力减径的缺点: 张力减径的缺点是张力减径轧制中，钢管中间部分的管壁受到张力作用而减壁，头尾两端的管壁由于受不到张力或受到的张力由小变大， 出现增厚段，这增厚部分超过公差，需切掉，增加了头尾的损失，所以要求一般进入张力减径机的管子来料长度要足够长，在经济上才合理。管理计算机和过程控制机的投入使用，使张力减径机管端增厚控制CEC得以实现，这样能在更大程度上满足工艺的要求，为张力减径生产的高产、优质、低消耗开阔了更加广阔的前景。在广泛应用的连轧管机后面配置一台张力减径机作为成型机组，即可满足连轧管机的产量要求，又可解决产品规格的要求，这样用一种或两种连轧毛管即可生产出几百种不同规格的热轧管。这标志着钢管生产的最新发展方向，使无缝钢管生产实现大 型化、高速化和连续化。张力减径机已经在几乎各类轧管机组和中小型焊管机组上得到广泛的应用。 4.2:三辊定径、减径机减径与二辊定径减径机相比 (1)机架间距;三辊式定径减径机机架间距比二辊式定径、减径机间距小，但机械结构复杂。 (2)单机架变形量;与二辊定径、减径机相比，三辊式定径、减径机每个轧辊轧制变形量小，管端增厚长度小、切头切尾量少、金属损耗少。 (3)钢管质量:三辊式比二棍式定径 、减径机轧辊孔型周边的速度差小，从而减少轧辊与钢管的相对滑动，轧辊较小。沿周向每个轧辊型与钢管接触弧长较小，这使周向上所受的变形力比较均匀，金属变形时的流动趋于均匀，从而可以减少横向壁厚的不均匀程度。三辊式定径、减径机与二辊式定径、减径机相比，生产的钢管外径圆度较好。 (4)机架布置:三辊式定径、减径机轧辊交叉60?，使轧机结构简化，便于布置。 (5)张力的建立:三辊式定径、减径机轧辊数目多，则轧制时对钢管的曳入性能较好，可在较短的咬入钢管长度上建立足够的张力。 (6)可调整性:二辊式定径、减径机容易实现在线孔型尺寸的调整，以满足标准、规范对外径偏差的要求，而三辊式定径、减径机一般不能实现在线孔型尺寸的调整。现在广泛采用的是三辊式径、减径机。 4.3:张力径机的孔型 在张减孔型设计时，主要考虑的因素是不要产生容易出现的几种轧制缺陷，即内多边形，壁厚不均，外表面纵向轧痕及外表面折叠，根据经验，一般认为轧制缺陷支下面趋势有关随着壁厚/直径比(s/d)，总减径率P?孔型椭圆度a 的增大，内多边形的趋势增加，随着单架减径P?的增大壁厚不均也增大，轧制薄壁管金属容易挤入辊缝形成纵向轧痕，由此人们得出结论:薄壁管应在椭圆孔型中轧制， 厚壁管应在圆孔型中轧制(在s/d，9%~12%时，必须用圆孔)所谓椭圆孔型系指ai-bi-1,0，而圆孔型系指ai-bi-1,0。 孔型的几何参数有: A—孔型高度; B—孔型宽度; C—孔型顶部圆弧半径 22按下式计算:R=A+B/4A 22E—偏心距，按下式计算:E=B-A/4A R—圆角半径(?1/15Dc)一般4~10毫米; Dc—平均直径(=A+B/2) ?—轧辊间隙(=1/2r)一般2~5毫米。 为了决定孔型尺寸，必须首先确定变形量(减径率)，一般都是采用分配的方法，除了第一架和最后两架外，其他机架中直径压下量都取相等，为了保证第一架顺利咬入和考虑来管直径的波动，第一架压下量采用平均压下量的一半，为得到圆形管，成品前机架压下量也取平均压下量的一半，而在成品机架中(最后一架)一般不给压下量。 设各机架中直径相对压下量为: δ、δ、δ„„δ、δ123n-1n 式中n——工作机架数目。 假设平均压下量为δ，则 δ=1/2δ，δ=δ„„δ=δ 123n-2δ=1/2δ，δ=0 n-1n 对于任一机架相对压下量为 δ=D-D/D×100% 1i-1ii-1 D=A+B/2 iii 式中D、D——为孔型平均直径; ii-1 A——孔型高度; i B——孔型宽度; i 根据相对压下量公式可写出: D=D((1-δ) ii-1i 当i=1时，D为来料外径，即为斜轧延伸以后的外径D，则D=Di-1pi-1p 利用此式和前述所确定的平均压下量，可写出一系列等式: 0.5 D=D(1-1/2δ)?D(1-δ)1pp 1.5 D=D(1-δ)?D(1-δ)21p „„„„„„ n-2.5 D=D(1-1/2δ)δ=D(1-δ)n-1n-2p n-2D=D=D(1-δ) nn-1p 由此可得到相对压下量公式: 式中D——来料外径(即延伸轧制后的毛管外径); p D——成品管热状态下的平均外径，可用下式求出: n D=(1+a)D=(1.013~1.017)D n00 式中 a 金属热膨胀系数; t 轧制温度; D 常温下成品钢管的外径。 0 孔型尺寸的计算方法: 1、计算平均相对压下量: 2、计算各架平均直径 D=D(1-1/2δ) 1p D=D(1-δ) 21 D=D(1-δ) 32 „„„„ D=D(1-δ) n-2n-3 D=D(1-1/2δ) n-1n-2 D=Dnn-1 张力减径机与微张力减径机的不同 张力与微张在设备和变形原理上是完全一样的，只是在实际运用时，根据不同的条件和要求，选择的工艺参数(张力系数)不同而已。 张力减径一般机架数多，工艺上最大的特点是减壁减径，一般单机最大减径率大于6.0%，总减径率可达到80%以上。但同时它的切头损失也非常大，因此张力减径机适合于荒管长度20m以上的热轧无缝钢管机组。 微张力减径的机架数相对小，过去单机最大减径率不超过3.5%，总减径率小于35%。由于张力系数不大于0.5，只能实现等壁活减壁减劲，因此切头损失比张力减径大大减少。同时，只要措施得当，中、厚壁管的“内六方”可控制在较好水平。因此微张力减径机比较适用于荒管长度 不大于15m的热轧无缝钢管机组。 管材热扩径方法 随着工业技术尤其是石油与化学工业的发展，大直径无缝钢管需求量逐年增加，尽管大型周期式轧管机组与顶管机组可以生产一部分大直径，但其设备庞大，一次性投资高，且生产大直径薄壁管在技术上还有一定困难。管材热径方法主要有以下几种: (1)斜轧热扩径在斜轧扩管机上进行。斜轧扩管机有两个装在箱型机架内的悬臂式锥形轧辊。轧辊中心线与轧制中心线在水平面上成60?到80?角，两个轧辊由直流电机驱动，其旋转方向相同。锥形轧辊工作之前有一个入口锥使管子在咬入后受到一定程度的减轻，以改善咬入条件， 然后碾轧管壁扩径。机组中一般设有均整机和定径机，以消除钢管内外螺纹和改善外径和壁厚的尺寸精度，相对扩径量可达70%——130%。斜轧扩管的特点是一次变形量大、变形速度快、产量高，适于生产各种钢种的大直径和尺寸精度较高的中、薄壁厚无缝钢管;但其缺点是机组设备庞大，投资高，且不能生产异型及变截面管。 (2)拉拔热扩径在热拉扩管机上进行。先在管端扩一个喇叭口，其扩口直径比热扩后管直径大100mm左右，以利热扩管时内外卡环卡住管端进行水冷，然后由链条牵引拉杆并带动顶头从荒管内部通过以实现扩径减壁及长度缩短的变形过程。拉拔式扩管一般加热三次，每次加热后扩径3-4个道次，拉拔扩径的特点是，扩管机既能热扩又能冷拔，既能热扩又能冷拔，既能热扩圆管又能热拔异型和变截面管;拉拔扩管机设备重量轻，投资少，更换设备简便;但因拉拔扩管为自由变形，扩管表面缺陷易暴漏和扩大，壁厚精度和外径精度不高。 (3)近年来还出现了一种区别于传统拉拔扩管工艺的中频感应加热液压二布推进式热阔管新工艺，用来生产大口径钢管。其基本原理是:置于中频线圈中的原料钢管，经中频感应加热后，靠液压缸活塞运动，推过尾部固定于油缸固定架上的锥形内膜芯棒，达到扩径的目的。该工艺设备简单，每个机组仅有几十吨。稳定的钢管快速的中频感应追踪加热和稳定的液压推进速度相匹配，可较好的解决了原料变形温度的可调、 恒定的基本条件，达到了节能的目的和产品性能稳定效果。变拉动芯棒扩管为推动原料管扩径，使变形后的钢管不再承受轴向力，且具有极短应力线。钢管经中频加热扩径，相当于对管体进行正火处理，经检验分 析，金相组织均匀、晶粒更加细化，力学性能好，因而它成为当前最流行的钢管大口径生产工艺。 张力减径时管端偏厚的原因 张力减径时管端偏厚的主要原因是轧件首尾轧制时都是处于过程的不稳定阶段。首先，轧件两端总有相当于机架间距的一段长度，一直都是在无张力状态下减径;其次，前端在进入机组的前3--5机架之后， 轧机间的张力才逐渐由0增加到稳定轧制的最大值，而尾部在离开最后3-5机架时轧机间的张力又从稳定轧制的最大值降到0.这样轧件相应的前端壁厚就由最后逐渐降到稳定轧制时的最薄值，尾端又由稳定轧制的最薄值逐渐曾厚到无张力减径时的最大厚度。 :影响张力减径机管端增厚的因素 影响张力减径机首尾后壁段增厚的因素主要取决于一下几个方面: (1)机架间距，机架间距愈小厚壁端愈短; (2)轧机的传动特性，传动速度的钢性越好恢复转速的时间越短，首尾管壁的偏厚值越小，长度越短; (3)延伸系数和减径率越大首尾管壁的偏厚值越大，长度越长; (4)机架间张力越大，首尾相对中间的壁厚差亦越大，缺损越高。但从另一方面看，加大张力可以使用较厚的毛管提高机组产率。所以实际生产中应当摸索合理的张力制度，以求的最佳的经济效果。实践证明，进入减径机的来料长度应在18-20M以上，在经济上才是合理的。因此张力减径机多用于连续轧管机、皮尔咯轧机和连续焊管机组。 :影响管内多边形的因素: (1) 轧辊数目:单机架轧辊数多，则孔型深度小，减小了沿孔型宽 度上钢管减径压缩的不均匀性，从而减小了顶部和辊缝处轴向 流动的差异，因而减小了形成内多边形的程度。 (2)单机减径率和总减径率:单机减径率大，意味着顶部和辊缝处的高度压缩量和金属流动差异越大，这加剧了内多边形。总减径率越大，意味着这种不均匀变形量大，内多边形也越严重。 (3)孔型椭圆度:椭圆度越大，则孔型中的高度压缩量分布月不均，减径后壁厚不均越大。 (4)钢管的几何因素——壁厚系数:壁厚系数(S/D)越大，即相对直径而言管端较厚，则金属的变形和应力分布不均匀性增加，即导致内多边形越严重。 (5)张力:张力调整不当，会加剧壁厚不均的程度。当壁厚系数较小时，张力对横向壁厚不均匀无明显影响，但壁厚系数较大时，则张力越大，则张力越大，横向壁厚不均增大。 钢管定径机作为无缝钢管生产的主要设备，对产品的尺寸精度、质量起着至关重要的作用。高质量、多品种、低成本、高可靠性是现代钢管生产的基本要求。新型可调试三辊定径机使钢管定径技术上了一个新台阶，所给出的调节量与钢管外径精度的关系式可用于生产和机组的结构设计中。由于其先进灵活的特点及工具消耗降低，若与先进的锥形辊穿孔机和三辊可调式限动芯棒连轧管机结合，将形成更加具有市场竞争力的无缝钢管生产工艺，同时，对现有定径机组的技术改造也提供了一个更加的选择方案。 5.复式减速器的种类布置