九江钢铁3500mm中厚板生产线工艺分析

九江钢铁3500mm中厚板生产线工艺分析
周李泉
【摘要】介绍了中冶京诚工程技术有限公司总承包项目江西九江钢铁有限公司3 500 mm双机架中厚板生产线产品结构、生产工艺、主要设备性能特点.
【期刊名称】《现代冶金》
【年(卷),期】2012(040)003
【总页数】3页(P43-45)
【关键词】中厚板;装机水平;生产工艺;产品结构
【作者】周李泉
【作者单位】中冶京诚工程技术有限公司,北京100176
【正文语种】中文
【中图分类】TG335.5+2
引言
江西九江钢铁有限公司(以下简称“九江钢铁”)3 500 mm中厚板生产线是中冶京诚工程技术有限公司(以下简称“中冶京诚”)具有自主知识产权的EPC总承包项目。

该生产线采用3 500 mm双机架四辊轧机的布置形式,热轧生产作业线包括板坯横移装置、板坯称重装置、步进式加热炉、推钢式加热炉、高压水除鳞、3 500 mm 粗轧机、 3 500 mm精轧机、 ACC层流冷却装置、热矫直机、热钢板标记装置、冷床、切头剪、双边剪、定尺剪、成品钢板标记装置、成品检查及横移台架、成品
收集台架等设备。

车间总长453 m、宽261 m。

工程一期建设规模为130×104 t/a,预留第二条剪切线与热处理区域设备,主厂房建筑物轴线总面积约92 000 m2。

1 生产工艺
1. 1 连铸坯规格
连铸坯规格：厚度170,210,250 mm,宽度1 300～ 2 100 mm(200 mm进级),长度1 500～ 3 300 mm(入炉定尺长),单重2. 58～ 13. 51 t(入炉定尺坯)。

1. 2 产品品种
产品主要为碳素结构钢板、低合金结构钢板、造船用钢板、管线钢板、锅炉用钢板、桥梁及耐候钢板、压力容器用钢板、工程机械用钢板、高层建筑结构用钢板等。

1. 3 产品规格
产品规格：厚度5～ 80 mm,宽度900～ 3 200 mm,长度3 000～ 18 000 m,单
重最大12. 2 t。

1. 4 工艺流程
车间原料全部采用连铸板坯。

连铸车间的出坯辊道与轧钢车间的上料辊道相衔接,约50%～ 60%板坯直接通过辊道热送至轧钢车间的加热炉,热装温度约600～800°C；有约40%～ 50%为常温板坯(冷坯),根据不同钢种的加热制度与工艺要求
制定相应加热制度。

加热炉加热的板坯达到出炉温度后由出钢机出炉,通过除鳞箱由压力约18 M Pa的高压水喷除上下表面的氧化铁皮,然后经运输辊道输送至四辊粗轧机处进行轧制。

粗、精轧机各1台。

轧制策略可以采用“横轧+ 纵轧”、
“纵轧+ 横轧+ 纵轧”、“完全横轧”和“完全纵轧”。

采用TM C P工艺时,中间板坯在粗、精轧机闻的待温辊道上,进行前后缓慢摆动待温。

中间坯温度达到工
艺要求后,继续进行最后阶段的轧制,并控制终轧温度。

轧件在轧制过程中,对表面
的再生氧化铁皮,使用轧机除鳞系统,其压力为18 M Pa。

四辊精轧机和热矫直机之
间布置有一套钢板加速冷却系统(ACC),完成钢板的加速冷却工艺,然后钢板经过热
矫直机矫直。

热矫后的钢板进入冷床冷却,厚度大于50 mm的钢板直接在厚板处
理跨吊车下线切割修磨定尺；厚度小于50 mm钢板温度到达工艺要求后离开冷床,进入剪切线进行定宽、定尺剪切。

钢板表面检查站设在定尺剪后,需要修磨的钢板
在检查修磨台架处修磨,翻板机配合检查修磨台架实现对钢板正反两面的检查修磨。

最后合格的成品板经由收集台架进入至成品库,然后由汽车运出厂外。

2 装备水平及工艺特点
2. 1 使用连铸坯热装工艺及步进式加热炉
连铸车间和热轧车间毗邻布置,实现了工序间工艺流程的直接连接,有利于组织一贯
制管理的连续化生产。

连铸车间的输送辊道与轧钢车间的上料线相重合,保证了无
缺陷坯从连铸车间顺利送至加热炉前,500～600°C板坯热装率达到60%。

板坯加热采用新型节能分段步进梁式加热炉,具有高产、优质、低耗等特点,且生产
操作自动化程度较高。

加热板坯质量好、温度均匀为轧机的产量和产品质量提供保证。

加热炉装备了汽化冷却系统,提高对能源的回收利用率。

2. 2 使用高精确、高速的轧辊HAGC定位系统
在3 500 mm精轧机上采用了液压AGC系统,其响应速度快、控制精度高、惯性小,能够在过钢时精确调节辊缝；过载保护简单、可靠；根据需要可改变轧机的当
量刚度,实现对轧机从恒辊缝到恒压力的控制,以适应各种轧制工艺要求,较机械压下的传动效率高；实现平面形状(M AS)轧制,通过改变边部断面形状并配合转钢轧制
生产出的矩形钢板使切边量减少；实现了纠偏及镰刀弯控制,保证了正常轧制；进
行支承辊及油膜轴承偏心补偿,提高了钢板厚度精度。

并且AGC系统为下置式,还
能对轧线标高进行调整,对下辊系修磨量进行补偿液压。

2. 3 采用先进的液压弯辊技术
在3 500 mm精轧机上采用了工作辊液压弯辊控制,可以更好地控制板形。

中厚板
轧机一般采用正弯辊方式,其作用力的作用点和方向与工作辊平衡力一致,只是作用
力的大小不同,所以工作辊弯辊与工作辊平衡采用同一套装置,弯辊装置即平衡装置。

用于平衡时使用较低压力,用于弯辊时使用较高的可变压力。

2. 4 采用完善的钢板冷却工艺
中厚板生产线冷却工艺采用了ACC技术,通过细化晶粒来减少钢中合金元素的用量,从而降低了生产成本。

产品合金含量减少还降低了碳当量,提高了焊接性,与铁素体
加珠光体钢相比,具有更高的强度和低温韧性及良好的现场焊接性能。

在不增加合金含量的情况下,采用ACC技术还可提高产品的强度和韧性,拓展现有轧机条件下
的产品品种范围。

目前, ACC技术能生产造船钢板、结构用板、管线钢、高强度钢板。

此外,生产线预留了直接淬火(DQ)功能,以便灵活地适应市场需求。

2. 5 使用高强能力的热矫直机
高强能力的热矫直机具有承载能力强,矫直质量高,可矫直钢板厚度范围大等特点。

上矫直辊可横向倾动并能改变矫直辊的挠曲；采用数字控制系统精确调整上矫直辊位置,上辊系位置及辊形控制精度高,可准确灵活地实现辊缝控制,有效消除钢板的单侧或双侧浪形缺陷；采用预应力机架,设备精度高、布置紧凑、便于运输和安装；
矫直辊采用内冷以降低矫直辊温度,保护了矫直辊,改善了矫直效果。

2. 6 使用滚切式双边剪
滚切式双边剪具有剪切质量好、剪切效率高等特点,剪切钢板厚度可达50 mm,钢
板定尺系统精度高,使用维护方便。

2. 7 使用滚切式定尺剪机组
定尺剪机组位于滚切式双边剪之后,用于成品板的切头、切尾、切试样、切定尺长
度等。

滚切式定尺剪机组包括剪前靠边装置、剪前送料辊、滚切式定尺剪、定尺剪摆动辊道、定尺机5台单体设备。

其中主要设备——滚切式定尺剪切机构为六连
杆机构,带自动测长、自动剪刃间隙调整、自动换刀装置,水平切尾推出装置；夹送
辊为分体横移结构,摆动辊道为过平衡移动式。

与老式的斜刃剪相比,具有剪切质量好、剪切次数高、剪切力矩小、定尺精度高、定尺范围广、自动化程度高、产品可靠性高等特点。

2. 8 采用控制轧制与控制冷却工艺
新控制轧制或控制冷却的处理工艺称之为热机轧制工艺(TM R)。

本车间内热机轧
制工艺与控制轧制工艺产品达35%。

采用热机轧制工艺可生产具有高强度、高韧
性和好的焊接性能的管线板、造船板、锅炉板、容器板、各类高强结构板及部分海洋石油平台板等,屈服强度级别在600 M Pa以下的均可生产。

2. 9 基础自动化系统
以往中厚板引进工程的基础自动化系统、过程自动化系统多为外方负责。

在本项目中,中冶京诚首次自主成功研发了中厚板轧机基础自动化系统。

同板差作为保证产
品最终工艺性能的一个重要指标,是评价基础自动化系统功能的最具代表性的一个
指标。

中冶京诚通过优化AGC控制算法,优化设备动作和生产节奏,最终保证了成
品的同板差达到较高的水平。

从测厚仪测得数据分析, 20 mm以下的钢板同板差
基本都在70μm(2σ或95. 4% )以内,轧制条件稳定时一般在60μm左右； 40 mm 以下钢板可以达到100μm。

2. 10 全流程过程控制系统
国内轧钢厂的过程控制系统一直被国外公司垄断。

国内同类产品很少且仅限于单台设备的控制,全流程过程控制系统尚无国产化先例。

本生产线首次应用了中冶京诚自主研发的过程控制系统,该系统的控制范围从板坯
上料开始到钢板热矫结束,包括加热、粗轧、精轧、快速冷却(ACC)和钢板矫直等工序。

该系统在功能设计上以模型计算为中心,围绕动态规程计算的各种需求设计控
制功能,并充分考虑生产操作和系统维护的需要,完善辅助功能。

如系统诊断与监控、
系统维护工具等。

整个过程控制系统主要由系统平台、数据通讯与跟踪、轧制模型、快速冷却模型、矫直模型、系统诊断与监控、系统维护工具等7个部分组成。

3 应用效果
九钢3 500 mm中厚板生产线生产线经过几个月的系统调试和试生产,运行状况良好。

投产第1个月产量达到4. 8万t,第2个月生产7万t,并成功轧制出6. 0
mm×2 200 mm的设计极限规格产品,各项质量指标均达到了设计要求。

4 结束语
九江钢铁3 500 mm中厚板生产线项目工艺设计合理,装备水平高,该生产线建成后有效改善了产品结构,提升了产品质量水平。