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        世界軋鋼技術最新進展

        時間:2014-07-20 11:22 來源:未知 作者:admin 點擊:

        縮短生產工藝流程;實現各工序的連續化和緊湊化始終是鋼鐵工業中包括軋鋼技術發展的方向和主流。主要目的是為了節約能源、提高金屬收得率、縮短生產周期和降低生產成本,最終提高產品的市場競爭力。
        熱軋帶鋼
        近年來,熱軋帶鋼逐漸向薄規格(厚度小于2mm)和特薄規格(厚度為0.8-12mm,將來可發展至0608mm)的方向發展。薄規格熱軋帶鋼不僅在作為冷軋原料時可以減少冷軋軋制道次,降低生產成本,而且可以為熱軋帶鋼開拓新的用途和新的市場,部分產品可取代冷軋帶鋼,給生產廠家和用戶帶來巨大的經濟效益。但隨著帶鋼厚度的減薄,生產中所遇到的主要問題是受到最大軋制速度以及精軋溫度和卷取溫度的限制。為確保帶鋼頭部安全地穿過輸出輥道并順利喂入卷取機,帶鋼的速度就不能超過某個極限值。由于超薄帶鋼生產過程中溫降極快,再加上上述最大軋制速度的限制,使得到達精軋機的帶鋼難于滿足精軋溫度要求。針對以上問題,近幾年開發出如下幾種超薄帶鋼生產用新工藝和新技術,以下詳細介紹幾種熱軋帶鋼生產中的新工藝和新技術。
        薄板坯連鑄連軋生產線
        薄板坯連鑄連軋生產線生產薄規格和特薄規格熱軋帶鋼較傳統熱帶軋機有其特殊優勢:主要是經過隧道爐均熱和升溫的薄板坯其溫度可達11001150,高于傳統熱帶軋機中間坯的溫度,且薄板坯沿寬度方向和長度方向上的溫度都很均勻,而這正是薄規格帶鋼生產的重要前提條件。
        德國蒂森克虜伯鋼公司在總結希爾薩公司和其它一些公司生產線的經驗基礎上,在杜伊斯堡廠建成新一代薄板坯連鑄連軋生產線。該生產線于19994月投產運行,生產線年產能力為200t,產品規格為寬900-1600mm、厚10-635mm(日后還可生產更薄規格產品),鋼種為碳素鋼,該廠除采用間斷式生產工藝(即連鑄機生產的薄板坯切成47m長,分塊進入隧道式均熱爐、均熱后再分塊進入軋機)外,還為采用半無頭軋制和無頭軋制工藝留有余地,并積極創造條件以新工藝進行生產。所謂半無頭軋制即用長的薄板坯例如200m長,經隧道爐均熱后送軋機軋制,在卷取機前設置一臺飛剪將其按需要卷重進行剪切。所謂無頭軋制將是連鑄拉速和軋制速度完全配合,從澆鑄到軋成所需規格帶鋼全部連續進行,該生產線中所采用的連鑄機為立彎式板坯連鑄機、結晶器為漏斗型,設有液面自動控制設施和液芯壓下裝置,鑄坯厚度為48-63mm,最大拉速為6mmin;為適應半無頭軋制需要,隧道爐爐長設計為240m;軋機采用7機架精軋機,最大軋制速度可達20ms。各機架工作輥直徑不一樣,F1F2950820mm,以便咬入較厚板坯,加大壓下量,F1F4750660mm,F5、F6、F7"620540mm。軋機板型控制手段除液壓彎輥外,還在F2-F5機架采用了CVC,在F6-F7機架采川軸向中動工作輥裝置。
        以下介紹另一種薄板壞連鑄連軋生產線,盡管其與上述生產線有許多相似之處,但其也采用了熱軋工藝中許多新技術,現概括介紹如下:該生產線以生產最小板厚1Omm、年產量130t為目標。其主要設備包括薄板坯連鑄機、隧道爐、2機架粗軋機、中間冷卻裝置、5機架精軋機、急速冷卻裝置、高速帶鋼剪切機及高速卷取機。每種設備具有如下關鍵技術:一薄板坯連鑄機所澆鑄的鑄坯厚度70m、鑄速達6mmin,鑄壞最長可達300m,這相當于粗軋壞焊接方式下精軋前的長尺坯;如果采用間歇式軋制,用隧道爐前的擺式剪,將鑄坯切成合適的長度;一隧道爐全長310m,能均勻加熱、保溫最長300m的板坯;一粗軋機和精軋機都是4輥軋機,特別是R2、F1-F5均采用了具有高凸度控制能力的動態PC(成對交叉輥)軋機,這是為適應長尺板坯軋制時熱凸度控制以及極薄材軋制時的行走板厚度變更。這是本工藝實現的關鍵;一中間冷卻裝置:為使精軋機入口側的鋼板溫度達到規定溫度,在必要的場合下其用于冷卻精軋后的坯。另外,急速冷卻裝置設置在輸出輥道上,將鋼板冷卻到所需要的卷取溫度,但該設備與傳統設備比距離縮短;一高速Carrousel卷取機用于連續卷取由高速帶鋼剪切機剪斷的帶卷。如用地下卷取機卷取時需2臺,本工藝用Carrousel卷取機只需1臺,從而使成本降低。另外,該卷取機設備緊湊,卷取溫度不變,可生產均勻的帶卷。
        對于傳統熱帶軋機,通過焊接精軋前的粗軋坯,實現穩定軋制超薄熱帶鋼的無頭軋制技術傳統熱帶軋機所能生產的產品最小厚度為1.2mm,其中原因是多方面的,包括超薄規格中間坯傳輸過程中溫降過大,帶鋼頭尾通過精軋機時的穿料問題等。為從根本上解決端頭、端尾的喂入問題,川崎鋼鐵公司首次開發出無頭軋制技術即薄板坯在精軋機入口端進行焊接,然后連續送入精軋機軋制。這種無頭軋制技術已在其千葉廠3號熱帶軋機上實現,帶鋼最小厚度從12mm擴展到08mm,超薄熱帶的厚度精度可達±30цm。力學性能與傳統熱軋帶鋼相當,該廠主要采用以下先進技術:厚度控制技術:千葉廠3號熱帶軋機后幾個機架上都安裝了測厚儀表,在沒有安裝測厚儀表的前幾個機架上配備了厚度自動控制系統,該系統可實現厚度的精確控制,而且使厚度公差控制不再集中于特定機架上。
        無頭軋制使整個帶卷保持恒定張力,實現穩定軋制。但恒定張力并不適用于第一條帶的頭部和最后一條帶的尾部,因此其仍有與傳統軋制一樣的穿料問題。正由于此,鋼帶的頭尾部分僅軋制到傳統熱帶軋機的最小厚度12mm。
        軋制時帶鋼厚度由12mm降至09mm,厚度變化為25%。在超薄熱帶生產過程中快速改變厚度時,必須對軋制表做大的改動,且軋制表的改動不集中在某個機架上,但快速厚度調節系統的問世以及在所有機架上安裝快速響應液壓下裝置和交流電機,實現了軋制表的恰當設定以及輥縫的快速調整和軋輥速度的控制。
        板形控制技術:超薄熱帶生產中很容易使帶鋼平直度下降,而且無頭軋制時,數個帶卷連續通過軋機,軋輥過度熱膨脹也導致帶鋼平直度下降。為防止帶鋼平直下降,工作輥和支撐輥的交叉角和彎輥力的設置依據輥形而定,而且其利用形狀返饋技術或獲得良好的平直度。
        高速穿帶技術:超薄帶鋼生產過程中溫度下降很快,因此進行高速穿料。無頭軋制解決了精軋機和熱軋輸出輥道上的高速穿料問題。高速穿料設備安裝在輸出輥道上方,裝配有氣室。利用來自空氣室的空氣射流減少噴嘴與鋼帶間的壓力將鋼帶向上拉,使其懸福這種牽拉與懸浮作用降低了穿料阻力,帶鋼中心線向上拱起,提高了鋼帶的剛性,從而實現穩定穿料。
        Pony Mill軋機實現傳統熱帶的鐵素體軋制,從而使傳統熱帶軋機生產超薄帶鋼成為可能在鐵素體相軋制生產熱軋超薄帶鋼的技術在最近幾年得到深入研究。目前由奧地利奧鋼聯工程技術公司開發的Pony MillTM技術可在不降低生產率和產能的條件下實現熱帶的鐵素體軋制。Pony Mill軋機配置于傳統熱帶軋制生產線外且距軋機很近。其所用原料為連鑄坯經7架機熱帶軋機軋制而成的1.5mm厚熱軋帶卷,經其一道次鐵素體軋制將其厚度降至成品帶鋼厚度0.8mm。Pony Mill軋機為單機架4輥軋機,并在入口區配備開卷機和夾送輥以及在出口區配有卷取機。該設備所需要的投資費用為3500萬美元,投資回報期預計少于2.5年。目前該技術正處于試驗階段。
        意大利達涅利設備公司開發出超薄熱軋帶鋼生產新設備f2CR以無頭或半無頭形式生產超薄熱軋帶鋼時由于軋制時間長,加到工作輥上的熱應力和機械應力大,所以對帶鋼凸度和平直度控制標準提出了更嚴格的要求。為此,意大利達涅利設備公司經過多年研究,成功開發出一種軋機機架的新概念,即靈活凸度和自由軋制機架(f2CR)。這種機架使軋輥在軋制操作過程中能夠交叉移動,以便在極寬的范圍內連續調整帶鋼凸度和獨立控制工作輥的磨損。
        該生產線由電爐、薄板坯連鑄機、單機架粗思機、帶有f2CRTM輥的6輥單機架精軋機、輸出輥道上的強制冷卻系統以及帶有卷取機的高速剪切機組成。f2CR精軋機配有如下先進技術對板型和平直度進行控制:工作輥和支撐輥成一定角度交叉,并能動態控制交叉角;工作輥正、負彎曲和工作輥移動系統;交叉和移動是獨立進行的,即軋輥交叉用于帶鋼凸度控制,工作輥移動用于工作輥磨損控制。
        EUROSTRIPR帶鋼連鑄直軋生產線
        80年代后期以來,歐洲有多家公司產項對帶鋼連鑄技術進行開發研究。其中包括于齊諾爾和蒂森領導下的MYOSOTIS工程項目以及特爾尼特殊鋼公司(AST)和意大利鋼鐵研究院(CSM)領導下的Terni工程項目。1995年,奧地利設備制造商奧鋼聯工程技術公司加入Terni工程項目。為了推動帶鋼連鑄技術加速走向市場,19999月上述5家公司決定將各自的技術、財力和人力資源集中在一起,于是合并成立了名為EUROSRIP的合資企業,共同地帶鋼連鑄技術進行開發。該合資企業的帶鋼連鑄設備分別位于德國克虜伯蒂森尼洛斯塔不銹鋼公司(KTN)克虜雷菲爾德廠和意大利特尼爾特殊鋼公司特尼爾尼廠。
        克雷菲爾德廠:1999年底,該廠新型帶鋼連鑄機順利對AISI304不銹帶鋼(1130mm寬)進行試生產。之后90t鋼包實現連續澆鑄并在后序加工廠中獲得滿意結果,特別是帶鋼幾何尺寸公差、邊緣外觀、清潔度、各向同性以及耐磨蝕性能等同于或更優于傳統工藝生產的帶鋼。為進一步改善帶鋼質量,20015月,該廠在帶鋼連鑄機后安裝了在線軋制機架。從2001年初,該廠所能生產的不銹鋼帶鋼寬度已增至1430mm寬,這是目前世界上采用該技術所能生產的最寬帶鋼
        特爾尼廠:特爾尼實驗廠由于其靈活性一直被作為研究與開發工作的先行者。自1999年以來,該廠的研發已轉向生產不同種類的炭鋼和電工鋼,而且在其帶鋼連鑄設備后也安裝了在線軋制機架,該機架允許對EUROSTIP技術的各種工藝參數和潛力進行調查研究。在線軋制機架的壓下量可高達46%,從而證明EUROSTRIP技術有能力生產小于1mm厚的超薄熱帶鋼,以替代冷軋產品。今后,該廠帶鋼連鑄將對不同合金含量的碳鋼進行開發。
        EUROSTRIP設備同其它熱帶生產線相比,具有如下優勢:單位投資成本可降低50%,這就意味著40-50t/a的生產規模就可能贏利;設備的場地要求也減少了一半;從鋼水到熱軋卷的時間可縮短到15min以內,這就是說可實現即時交貨,從而可對短期訂單迅速作出反應。簡而言之,該生產線大大提高了生產靈活性以應對地方市場的需求。


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