可逆式宽带钢轧机的现状和发展

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势,首次采用了紧凑式双机架可逆式冷轧机(CCM),第一套CCM已于1997年12月轧出第一批钢 卷,产量很快突破原设计年产80万t目标,目前年产己达100万t。
与传统的冷轧机相比较,紧凑式双机架可逆式冷轧机(CCM)具有投资低和生产成本也低的优点。 CCM轧机与单机架可逆式轧机基本相同,仅轧机为二机架连轧,入口侧与出口侧均可卸卷,这 样可实现三种方案轧钢,即(a)一个轧程单向一次*LN经二机架轧二道次;(b)可逆*LN-次,轧 四个道次;(C)可逆轧制三次,轧六个道次;与单机架可逆式轧机相比较,CCM轧机的优点在于增 加产量,减少停机时间和一次完成二个道次:与冷连轧机相比较,在于轧制道次上的灵活性,例如 4机架连轧机就不可能实现二个或六个道次的轧制。CCM轧机可实现产品规格的多样性。 Dynamics钢公司投产的CCM轧机是由德国SMS开发和制造的,其主要性能参数列于表5。 轧机配置有液压压下流量AGC系统,CVC轴向移辊和分段冷却,出口侧装有张力板形仪组成
2可逆式宽带钢冷轧机主要应用机型概况
可逆式宽带钢冷轧机一直认为是非标准设备,但其常用的主要有三种类型:四辊轧机、六辊轧 机和多辊轧机。第一类是四辊轧机,普通四辊轧机曾经是典型的可逆式宽带钢冷轧机机型,后来由 于板型控制的需要,发展了以四辊轧机为基础的CVC、PC、VC、NIPCO和HKW等轧机,但至今 应用得最多的是传统的四辊轧机和CVC四辊轧机,Pc轧机至今在冷轧上刚开始试用。HKW轧机板 型控制效果并不显著,其性能几乎与普通四辊轧机相差不多,而VC和NIPCO轧机都是采用液压内 芯的支撑辊,调整支撑辊形来控制板形,主要用于轧制铝或塑料方面效果很好,而在宽带钢冷轧机 上则因应用成本高而未广泛应用。第二类是六辊轧机,现它已大量替代四辊轧机,其具体机型有HC
套冷轧宽带钢生产线均采用单(双)可逆式宽带钢冷轧机,尚未发现配套酸洗一冷连轧机生产线的。
此外在欧洲、日本和北美一些发达国家冷轧宽带钢生产己基本饱和,但仍在建设单(双)可逆式冷 轧机,特别是一些轧制特殊钢种和规格的可逆式轧机,如CVC-6-HS六辊可逆式轧机、HC(UC)六 辊轧机、二卜辊轧机、十二辊轧机和z型(十八辊)轧机等,鲜明地表现出这种趋势。但是,在我 国这种趋势并不明显,这是由于我国一直是冷轧宽钢带极其紧缺,至今仍大量进口宽带钢冷连轧机,
冷轧机技术进步很快,已成熟发展了酸洗一冷连轧联合生产线,使冷轧宽带钢生产的产量、质量、
成材率和劳动生产率大幅提高,生产周期和成本降低,但由于对冷轧宽带钢生产的小批量、多品种、 短周期的要求日益增多,为满足用户对产、质量和规格的个性化要求,传统的大批量和少品种的生 产模式开始受到挑战。
分析■十世纪九r年代全世界新建的宽带钢冷轧机的数据表明,单(双)机架可逆式宽带钢冷 轧机的新建台套数首次大大超过新建的连续式宽带钢冷连机的台套数,前者的台套数约为100(其 中l/2是多辊轧机),后者则为24,新建的轧机台套数二者比例是4:1,而产量比大致为1:2,由此看 出单(双)可逆式宽带钢冷轧机在二十一世纪将会有进一步发展的趋势。尽管目前单(双)可逆式
(平整时用),轧机单位宽度总装机容量达8.8kW/rlLrn。 由此可见,单机架可逆式轧机的现代化改造或新建,不单是一些新技术(AGC,AFC等)的应
用,而是从改变¥LN工艺入手,为满足工艺要求而进行装备更新,才能达到超水平的高产量,并达 到低成本、高质量的板带冷轧生产。
工厂名 投产日期 年生产能力,万t
(0 38~1 9)X(915~1625) (1 27~4 0)×(9l 5~1625)
(04~1 56)×(1250~1350) r2.8~4.5)×(1250~1350)
最大卷重,t
36 2
29 0
工作辊直径,mm
295~360
432~483
380~450
支撑辊直径,mm
1320~1435
1280~1425
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图1轧制带钢规格与轧机类型选择的关系
3.2高产量单机架可逆式冷轧宽带钢轧机的发展 近年来世界上新建单机架可逆式轧机有较大的发展,且单机产量日益提高,从传统的20~30万
t/a,发展到40万“a以上,最大己达80万妇以上。除不锈钢和硅钢等特殊钢大多采用单机架多辊 可逆式轧机外,轧制普碳钢和低合金钢的单机架可逆式轧机也在增多,这是由于(1)冷轧技术的发展 fAGC、AFC、大卷重和高速度)。使单机架可逆式轧机的产品质量和产量都有很大提高。近年来美 国新建的轧机产量已达80万t以上。(2)市场发展需要多品种、小批量和交货周期短,单机架可逆 式轧机可较好地满足这种需求,特别是薄板坯连铸连轧带钢厂的出现和发展,带动了年产50~80力 t规格单机架可逆式轧机的建设。(3)投资低,产品灵活,可降低成本并取得较好的经济效益。
表3 CVC与HC特点简要比较 CVC连续可变凸度
HC、UC高凸度
轧辊轴移量小f100~150mm) 轧辊轴移量大s=l/2(L-B)



特强
较大
较小


一般
增强
没有

较均匀
不均匀
正常
较多
较大

(共200余台)较多
(共430余台)很多
相当
相当
G9
。6
。4
0&23

∥ p
。。6
n。唪

。。l 600
厚度精度为板厚的0.5%,绝对精度已达土1~2 m水平。流量AGC的应用一激光测速与机架前、
后测厚仪组合。 f2)板形控制方式逐渐成熟
各种板形控制装置均不排斥液压弯辊和冷却液分段冷却作为控制板形的共同手段。表3为CVC与 HC特点比较。
(3)轧机工作辊尺寸有减小趋势,不再追求提高轧制速度,而是提高主电机功率,增大压下量。 工作辊直径由500~650mm降至300~450mm。 H)洁净轧制技术
.9-
我们从美国的薄板坯连铸连轧带钢厂近年投产和改造的三台年产70~90万t的单机架四辊可逆 式轧机的情况来分析其装备和工艺特点(见表4)。
由上可以看出,轧机的主要机械部分改变不大,如Indiana采用一台旧轧机经改造后产能也可达 70万“a,主要更新的是控制和传动系统,其SLN速度和卷重也不是最高和最重,自动化程度配置与 现代连轧机基本相同,但其年产量却是很大的很高,究其原因关键在于适合薄板坯连铸连轧带钢厂 的生产特点而采取的工艺和装备措施。即:
可逆式宽带钢轧机的现状和发展
韩旭中梅富强
张树堂
(安泰科技股份有限公司)(钢铁研究总院)
l可逆式宽带钢冷轧机的应用
冷轧宽带钢生产从数量上来看,一直是以连续式宽带钢冷轧机为主生产的,可逆式宽带钢冷轧 机则作为调节生产规格和品种而被应用,例如生产薄规格或不锈钢、硅钢等特殊品种。其建设的数 量大致与连续式宽带钢冷轧机保持同步,长期以来大致为1:1的关系。近十余年来,连续式宽带钢
机型 四辊
六辊
二十辊 十二辊
表2近十余年引进应用的可逆式宽带钢轧机概况
供应商
应用例
美国I:S
武钢海口冷轧薄板厂 1422四辊可逆式
奥地利奥钢联
唐钢
1700 CVC四辊可逆式
美国铁本
昆钢
1745四辊可逆式
德国德马克
武钢
1250 HC六辊可逆式
意大利达涅利
首钢
1700 3S六辊可逆式
日本日立
武钢
1350二十辊可逆式ZR22B.54
法国SDM
太钢
1350二十辊可逆式ZR22B-54
日本三菱
宁波宝新
1350-十二辊可逆式CR-12H
叫本日立
宁波宝新
1350.二十辊可逆式
美国12S
张家港浦项不锈钢厂 1350.二十辊可逆式ZR22B.54
3可逆式宽带钢冷轧机的新发展
3.1可逆式宽带钢冷轧机主要技术进步 (1)厚度自动控制系统(AGC)完善化
.10-
平直度控制系统。卷取机是新型的由电机直接传动四棱锥胀缩卷筒,支除了减速齿轮,可降低相应 的转动惯量,消除齿轮的冲击,有利于动态张力控制,卷筒胀缩是靠电机与卷筒之间的一个旋转供
油装置来实现,该装置是SMS公司开发的专利产品。带材出口还设有带材干燥(DS)系统和带边 油雾抽吸装置,确保高速下带材的干燥,随后退火时无需额外的干燥和清洗处理。该系统是非接触 式的,DS系统的带钢边部油雾抽排系统是与密闭的轧机总油雾抽排系统连在一起的。
新建的薄板坯连铸连轧生产线共8条均配置酸洗—冷连轧机联合机组,仅济钢采用双机架可逆式宽 带钢冷轧机。新建的传统热连轧机更无一例外的配置酸洗一冷连轧联合机组。这种趋势明显具有中
国特色,在这一轮新的钢铁建设高潮中,新建单(双)机架可逆式冷轧机的大多为一些规模较小的 民营企业或轧制不锈钢、硅钢的企业。但是,可以预测,我国在2005年以后,当冷轧宽带钢生产在 数量上已基本满足国内需求后,那时将更加注意冷轧板带的品种、质量,轧机的新建趋势将会与国 际一致。现有我国单(双)可逆式宽带钢冷轧机的数量与连续式宽带钢冷轧机数量比例约为l:1,与 国外二十世纪八十年代前的比值相当。
综上所述,三类轧机中按数量近十余年应用最多的是CVC四辊、HC六辊和二-十辊轧机,现将 这些轧机的辊系参数和可轧制板厚和板宽列表1和图1。
我国近十余年引进应用的可逆式宽带钢轧机概况见表2。
轧机
表1轧机类型与工作辊直径D(mm)关系 辊身长度,mm
700
1100
1400
1700
四辊/六辊,工作辊传动
240
(1)所有产品厚度均采用三道次轧制(一个轧程,均不中间退火),根据产品厚度,钢种匹配相 应厚度的带坯。
(2)从第一道次开始就以最大速度轧制,以增加产量,采用较快的升速轧制,并保持在高速下运 行。这就要求轧机功率比常规轧机几乎增加一倍,例如Hickman厂的1875四辊冷轧机主传动功率达 7457kW,轧机总功率达16443kW,其中卷取机为2×3356kW,开卷机为1491kW,张力辊为783kW
(UC),CVC和3s轧机,其中HC六辊系列小类别最多,有HCMW(亦称VCMW)等,其UCI,
.7-
UC2和UC3系六辊辊系加不同的侧支撑,已属于多辊轧机范畴。CVC六辊轧机是四辊CVC的发展 机型,轧制规格更薄,CVC六辊还有为轧制特殊金属材料的CVC.6.HS六辊轧机等。3s六辊轧机是 意大利达涅利新开发的,工作辊可以轴移和交叉,现第一台工业应用的轧机即将投入使用。第三类 是多辊轧机,现常用的有二十辊、十二辊和z型(十八辊)轧机,此外尚有MKW和UCl~3等, 但应用最多的仍是■十辊和z型轧机,主要轧制品种为不锈钢、硅钢等。
真空吸乳液干燥技术应用,真空过滤、磁过滤和静过滤器组合的多级乳液过滤,增建带坯清洗
或成品带钢清洗、烘干装置。
项目特点 轧辊轴向移动量 对板凸度控制能力 对板形控制能力 轧辊磨损对板形控制影响 对板边部降落改善能力 工作辊弯辊作用 具有小工作辊直径的优点 辊间受力 辊耗 轧制压力波动对板形影响 应用台数(包括冷连轧机) 价格
350
480
500
四辊440
四辊/六辊,工作辊有水平支撑
126
180
240
275
六辊工作辊带两面支撑
71
112
142
163
=r辊具有400mm支撑辊
70
70
70
70
一}‘辊具有220mm支撑辊
35
35
辊径/辊身长D/L
1:3 l:4 1:6 1 10
l:25以上 1:30以上
宽带钢轧机的产量、成材率和劳动生产率都低于酸洗—冷连轧机联合机组,但其具有的生产规模小、
投资少、品种规格变换快而批量小和生产灵活性大的特点,使它在服务个性化用户的需求上,特别 是一些高附加值产品上,优越性是明显的,是具有产品竞争力的。这促使单(双)机架可逆式宽带 钢冷轧机新建势头加快,例如美国在新一轮钢铁生产更新中,全部7条短流程连铸连轧生产线的配
1250~1350
轧辊型式
CVC
长行程工作辊移动,±200mm
CVC
轧制最大速度m/min
800
1220
700
轧机主马达功率kW
7457
轧机总功率,kW
16443
装备特点
AGC.AFC
AGC.AFC
AGC,AFC 1956年的旧轧机改 咎100n篮拼坶寓100‘缸扶声
3.3紧凑式双机架可逆式轧机的发展 美国Dynamic钢公司利用薄板坯连铸连轧生产线可灵活生产薄规格热轧宽带钢和低成本的优
表4美国近年投产的三台单机架可逆式冷轧机
Berkeley厂
Hickman厂
1997.8
199812
80 0
93 6(其中平整13 6)
Indiana厂 1996(1990)
700
成品规格,mm 原料规格,mm
(0 25~1.93)X(1168~1676) (1.16~3 81)×(1168~1676)
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