热轧带钢生产工艺

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矿用钢
液压支架、矿用工程机械、刮板运输机、结构件等
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热轧带钢生产工艺
热轧带钢生产能力和工艺技术水平自诞生日起就发展的十分迅速，这 有赖于其产品的广泛应用，也借助于科学技术水平的发展，特别是大型可
控硅控制技术、液电技术、高精度检测技术、连铸技术和计算机技术的进
步与发展，使得连轧带钢的发展更加迅速。这在上世纪的60～70年代得到 了充分的验证，使得这一时期成为热轧带钢发展的最重要时期。 第二代、第三代热轧带钢轧机的主要生产技术指标
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⑷ 辅助设备水平不断提升
热轧带钢生产水平的不断发展与其辅助设备水平的提高及设备的不断
增加有着紧密的联系。 快速换辊设备－减少了非生产时间；
液压压下、活套支撑装置－提高了钢板的厚度和板形控制质量水平；
卷取设备－可卷取厚度和重量不断增加； 控制冷却设备－可提升带钢的性能； 边部加热设备－可增加带钢的品种；
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⑹ 采用计算机综合控制技术
计算机技术在热连轧带钢生产的使用，对提高带钢的产量、质量和性 能都起到了关键的作用。如：AGC技术的应用提高了带钢厚度尺寸的精度，
利用升速轧制和层流冷却技术可以控制钢板的温度与组织性能等。
20世纪60年代起，大量地在新建热轧带钢轧机、层流冷却技术、轧制 过程的控制上全面采用了计算机控制技术。甚至在老的热轧带钢轧机的改
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中间辊道
粗轧机组与精轧机组之间的辊道称为中间辊道，其作用比较重要，它
不只是起到输送作用，还有处理废带坯的作用，冷却作用，保温作用和带
坯测量作用等。 热卷取箱是一种替代中间辊道的中间输送装置。
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3、精轧 精轧的任务：将带坯轧成符合标准的带钢。 质量要求：厚度及精度符合标准，板形良好，表面清洁无缺陷，终轧 温度符合要求。
一般带宽在 600 mm以下称为窄带钢，在 600 mm以上的称为宽带钢。
带卷的重量： 5 ～ 45 吨 单位宽度质量：最大 23kg / mm
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表一 序号 1 名 称
普通碳素结构钢
热轧带钢的种类和用途
主 要 用 途
建筑结构件、工程、农用机械、铁路车辆、及各种一般 性结构件
出炉 入炉
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需要装炉的板坯，通过上料辊道的测长装置进行板坯长度测量，送至炉 前辊道定位，在接到装钢信号后，自动开启装料炉门，由长行程装钢机装入 炉内放置在固定梁上，并由此开始进行炉内板坯的物流跟踪，板坯通过加热 炉步进梁自装料端一步步地移送到加热炉的出料端，并在此过程中完成板坯 的加热，达到轧制所要求的温度。
扩大产品的规格范围
热轧带钢生产的发展趋势
辅助设备水平不断提升 新工艺的采用
采用计算机综合控制技术
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⑴ 轧制速度不断提高 成品架次的出口速度已从开始的低于 10 m / s达到现在的 30 m/s以上，常用速度一般为 20 ～ 30 m/s； 速度快就意味着在单位时间内能生产更多的产品。
大一些。当拥有板坯宽度控制设备时，应尽量减少板坯的宽度数量。
板坯的长度多在 12m 以下，具体长度的确定主要视相关辅助设备情况 而定，如：加热炉的宽度。
选择板坯尺寸的基本原则是：板坯的尺寸规格尽可能地少。
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坯料的验收和检查清理
由于带钢成品质量的好坏与原料的质量有较大的关联，因 此，要做好相关的验收工作，验收的项目量及严格程度视原料 的质量情况。 板坯在加热前，根据板坯的具体情况和产品的质量要求，
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2、粗轧 粗轧的任务：将板坯轧成精轧机组所要求的带坯。 带坯质量要求：表面清洁，侧边整齐，宽度、厚度符合尺寸要求。 粗轧的工作内容包括：除磷、定宽、板坯轧制。
粗轧
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除磷 出炉的板坯由输送辊道送至粗除磷机，经高压水（16～20MPa)喷吹去 除板坯表面的氧化铁皮。 型式： 高压水除鳞机（带预充水） 除鳞机上下集管固定
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当板坯接近出钢口时，由装在出料端的激光检测器检测到板坯边缘并
在步进梁完成此时的步距运行后， PLC 同时计算出等待出炉板坯的位置。
当加热炉接到轧线要钢信号后，自动开启出料炉门，由板坯出钢机 （短行程）托出热板坯
放置在炉外出料辊道上，
再经出料辊道输送至轧 线进行轧制。
板坯出钢机
均匀化学成分十分有利；但坯料厚度过厚则使得轧制道次增加许多，影响生 产效率。 相比之下，连铸坯更适合于使用较大的压缩比。一般板坯的厚度为 150 ～ 350mm，以200 ～ 250 mm者比较常见。 ⑵ 单架轧机的压下能力。
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坯料宽度和长度的选择 由于热轧带钢生产采用全纵轧方式，因此板坯的宽度比成品的宽度要
铸坯的使用量已达 100%。
热轧带钢的坯料选择内容包括：坯料的厚度、宽度和长度的选择三个 方面。
厚度 宽度
长度
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坯料厚度的选择
带钢的坯料厚度的选择一般考虑两点：
⑴ 最低压缩比（坯料厚度与成品带钢厚度之比或坯料原始断面积与成 品断面积之比）；
压缩比大将使得坯料组织中的晶粒充分破碎，对细化晶粒、均匀组织、
板坯
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板坯宽度调节 粗轧机组的第一架水平轧辊前，一般均设有一对大立辊轧机或侧压
定宽机，可起到调节、控制板宽和清除氧化铁皮的作用，同时在水平轧
机前后可以设有小侧压量的立辊轧机和高压水除鳞装置，起到齐边、小 范围控制板坯宽度和去除二次氧化铁皮的作用。
大立辊轧机
小立辊轧机和高压水除鳞装置
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热轧带钢生产工艺 精轧机组的速度制度 热轧带钢精轧机组的轧制速度是：轧辊转向固定的可调 轧制速度，其速度制度主要有升速轧制和恒速轧制两种。 ⑴ 恒速轧制 咬入、轧制和抛钢速度一样，用于低速轧制； ⑵ 升速轧制 机组以较低的（≤10 m / s）速度完成穿带，之后升速到 某一个较高的速度进行轧制，然后减速抛钢。
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热轧带钢生产工艺 热轧带钢的种类和用途
名 称
集装箱用钢 管线用钢钢 焊接气瓶机压力容器用钢 造船用钢
续表一
序号 7 8 9 10
主 要 用 途
集装箱各结构件和包围板 石油天然气输送管道、焊管等 液化钢瓶、较高温度的压力容器、锅炉等 内河船体及上层建筑、远洋海船的上层建筑、船体内 部结构等
两机架间保持微张力关系对减小轧制压力、调节板形、保证轧制过
程稳定十分重要；微张力的产生靠张力调节系统进行调节，活套支撑器 是其重要的部件之一。
张力的设定一般不超过带钢的屈服强度 0．1 倍。
电动活套支撑器
气动活套支撑器
液压活套支撑器
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4、冷却与卷取 冷却的任务：将高温带钢冷却到卷取温度并卷取。 质量要求：内部组织符合要求，以确保性能；表面无冷却缺陷。 卷取的任务：对带钢进行卷取。 质量要求：钢卷整齐， 无卷取缺陷。 带钢冷却装置位于精 轧机组后的输出辊道上， 卷取机位于输出辊道的末
精轧的工作内容包括：切头尾、除磷、带坯轧制。
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切头、尾 精轧机组前的飞剪为曲柄式或滚筒式切头、切尾飞剪，用以切去带坯的 头尾，避免发生卡钢事故。有的切头飞剪有两对剪刃，一对弧形的用于切头， 另一对直形的用于切尾；在实际应用中，也有不切尾的。 剪切带坯头部时，剪切速度要大于带坯前进速度；剪切尾部时，剪切速 度要小于带坯前进速度。
2
3 4 5 6
优质碳素结构钢
低合金高强度钢 耐大气腐蚀和高耐候钢 耐海水腐蚀结构钢 汽车制造用钢
各种要求焊接和冲压性能的结构件 用于强度、成形性和性能更高更稳定的结构件、如：大 型厂房、车辆、化工设备等结构件
铁路车辆、汽车、船舶、石油井架、工程机械等 海洋石油井架、海港建筑、船舶、采油平台、石油化工 等 广泛应用于不同的汽车零部件制造
造上也引入了计算机控制。
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二、热轧带钢生产工艺流程
加热炉 粗轧机组
精轧机组
卷取机
原料准备 → 加热 → 除磷 → 粗轧 → 精轧 → 冷却 → 卷取 → 精整
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1、原料选择与加热
热连轧带钢生产使用的坯料为初轧坯和连铸坯，相比于初轧坯而言连铸 坯具有较多的优点，使得连铸坯的使用量所占比重越来越大，有的生产厂连
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热轧带钢生产工艺 ⑵ 采用连铸坯进一步加大卷重 初轧坯－受钢锭重量限制，带钢单卷重 5 ～ 10 吨 连铸坯－随连铸技术的进步，带钢单卷重可达 45 吨 重量的提升对提高生产率和产品质量十分有好处。
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⑶ 扩大产品的规格范围 随着带钢应用范围的不断扩大和板带钢产品深加工技术 的开发，热连轧带钢的产品规格范围一方面向着更宽、更厚 发展（已进入厚板尺寸范围）；另一方面向着更薄、质量水 准更高以及高性能发展。以适应市场不断提出的更多的、更 高的要求。
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⑸ 新工艺的采用 板坯侧边控制轧制工艺－控制钢板宽度； 恒微张力控制工艺－可以起到稳定精轧成品宽度的作用； 层流冷却工艺－对钢板的冷却过程可以精确控制； 无头连续轧制工艺－可以稳定地轧制厚0．8～1．2mm的宽带钢； 薄板坯连铸连轧工艺－可以大量地节约场地、设备建设费用，节约能源； 采用连铸坯热送热装和直接轧制工艺、热卷箱、低温轧制等新工艺，节约 了能源。
侧压定宽机
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板坯轧制
粗轧机组的作用是将板坯轧制成具有一定厚度、宽度的表面清洁的
带坯，供精轧机组继续轧制。按粗轧机不同的布置形式，其轧制方式有 所不同，可以是可逆式轧制，也可以是不可逆式轧制；轧制道次及每道
次压下量按设计好的轧制规程执行。
在粗轧机组最后一架的后面 ，一般设有带坯测厚仪、测宽仪、测温 仪及带坯头尾形状检测系统，为计算机系统提供相关参数，做为计算机 控制的依据。
双曲柄式飞剪 双剪刃滚筒式飞剪
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除磷（去除二次氧化铁皮） 在精轧机组入口处，也设有一台除鳞机，用设计压力约为 15MPa 左右 的高压水对带坯表面进行喷吹，去除其上的二次氧化铁皮。同时，精轧机 组前几架轧机的机架上多设有高压水喷嘴，用以吹除带钢表面生成的氧化 铁皮，对提高带钢表面质量提供支撑。
除鳞机
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轧制 热轧带钢精轧机组பைடு நூலகம்轧制为多机架连续不可逆张力轧制，通过轧机压下 装置、机架间活套支撑器、弯辊装置、轧辊轴向窜动装置、在线磨辊装置以 及板形控制轧机等设备和各种计算机在线控制系统保证了轧制出符合标准的 带钢。 在精轧机组的入口和出口处，均设有宽度、厚度、温度及头尾形状测量 仪器，利用较好的测量环境，得出必要的精确数据，用于向各种控制系统提 供控制依据和信号。
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一、概述
热轧带钢生产诞生于二十世纪二十年代，自诞生起很快就被世人所接
受，应用范围日趋广泛，涉及机械制造、汽车和拖拉机制造、船舶制造、 桥梁制造、锅炉制造、焊管生产、冷弯型钢及冷轧钢板的原料。 热轧带钢常见的规格为： 基本尺寸 1．2 ～ 25 × 50 ～ 2500 mm
可以进行必要的表面清理，清理的标准以相关产品质量标准为
准。
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加热
板坯的加热使用连续式加热炉，有推钢式和步进式两种，以步进式为 多；一个车间配备3 ～ 5座，炉内宽度较宽，沿纵向采用多段式供热方式， 以利快速加热，提高加热炉小时产量。 上料方式二者均采用端进端出，板坯入炉方式有：主要有推入式和步 进式两种。采用推钢入炉时，步进式加热炉的推入设备重量要大大地小于推 钢式加热炉的推入设备。
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某热轧带钢精轧机组速度制度示意图
速度
vmax
3 2
4 5
a3
6
vch
0 F 1
1
a1
F7 F7+50m
2－第一加速段
a2
F1
4－匀速轧制
a4
7
卷取机
3－第二加速段
时间
6－第二减速段 7－
1－穿带速度 穿带速度
5－第一减速段
F7+50m
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张力制度
指标 分类
单位宽度卷重 kg/mm 16~22
精轧机最高速度 m/s 15~21
最大钢卷质量 吨 35
轧机生产能力 万吨/年 200~350
时间段
第二代热轧机
1960~1969年
第三代热轧机
19~28.5
20~27
45
240~450
1969~1974年
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轧制速度不断提高
采用连铸坯进一步提高卷重