热轧工艺装备技术现状及发展趋势

热轧工艺装备技术现状及发展趋势

1.引言[1]

随着我国国民经济的快速发展，城市化步伐的加快以及汽车产业的推动，钢材需求日益增长。在工业发达国家中，热连轧带钢已占板带钢总产量的80%左右，占钢材总产量的50%以上，因而在现代轧钢生产中占着统治地位。在这种形势下，由于热轧带钢产品用途广泛，国内已相继建设了上百条热轧带钢生产线以适应市场需求。随着企业的发展，对钢铁产品生产集约化、节能减排和调整产品结构的需求日益增加，有必要对以往传统的生产工艺进行优化，这既是热轧带钢产品继续不断发展、提高生命力的需要，又能够满足市场对高品质、高附加值、低成本、低能耗热轧带钢产品的需求。

2.热轧工艺装备技术现状

在国家调整振兴装备制造业政策的指引下，我国冶金机械及其自动化领域的发展迅速，冶金设备及自动控制系统总体上实现了由仿制向创新的转变，冶金装备自主集成和冶金装备的科学技术研究都取得重要进展。突出表现在大型宽厚板轧机基本实现了国产化，板带钢热、冷连轧机组的自主研制也开创了新局面，常规的大型热、冷连轧机组成套设备基本实现自主化。

近年来，我国钢铁行业大型冶金成套装备工程建设成绩突出。其中，典型的大型热连轧成套设备有：鞍钢1780mm、武钢1580mm、邯钢2250mm、天铁1750mm、北台钢铁1780mm、建龙钢铁1780mm、鞍钢2150mm、迁安钢铁1250mm、莱钢1500mm 等薄板热连轧成套设备。而且还出口1800mm、2250mm薄板热连轧成套设备到印度波兰等国。[2]

热轧中宽带钢生产线也实现国产化。目前全国已有十几条中宽带生产线投产，以北台钢铁公司的850mm中宽带钢生产线和川威钢铁公司的950中宽带钢生产线为主要代表。[3]

传统的热连轧新技术，包括无头轧制技术、连铸板坯热送热装和直接轧制技术、铁素体轧制技术、热轧工艺润滑技术、自动化控制技术等得到了广泛应用和更深入研究。传统热连轧机分为粗轧和精轧两部分，使用的板坯厚度一般大于

180mm，最小产品厚度为1.2mm。近年来传统热连轧新技术、新装备的出现推动了炼钢一连铸一轧钢生产的一体化，加速了钢铁生产向连续化、低成本和高质量方向发展，扩大了传统热带轧机的轧制范围，可批量生产0.8mm的超薄带钢。先进的传统热连轧生产技术，是传统热连轧机组改造和发展关键.[4]此外，对板带组织结构以及轧制过程中温度的预测和控制等因素进行分析，对于控制板形、精度和质量都有积极作用。对某些影响因素进行合理建模是研究分析的重要方法。

3.热轧工艺装备技术发展目标

在2006年中央发布了《国务院关于加快振兴装备制造业若干意见》，确定了包括以“大型薄板冷热连轧及涂镀层成套设备”为代表的大型冶金装备等16个重大领域作为装备制造业自主创新的目标后，为推动大型冶金装备自主化的进程，国家发改委随后召开了全国冶金装备国产化工作会议并陆续出台系列政策。

[2]

2007年底，政府主导的大型冶金装备自主化实施方案出台。在该方案中，确定了“十一五”期间冶金装备的自主化目标，其中包含大型薄板冷热连轧成套设备。

我国热轧带钢生产应做到以下几点：[5]

1)合理布局与淘汰落后产能，避免低水平产能重复建设。

2)注重研发，调整优化品种结构，提高产品附加值。

3)大力发展并开拓冷轧、涂镀等板带市场。

4)限制技术含量低、产品附加值较低的热轧宽带钢生产发展，避免低水平重复

建设。

5)加强与下游产业用户合作和自身产业链延伸建设，替代窄带钢和中宽带钢。

轧钢设备发展动向是大型化、连续化、高速化和自动化。热轧工艺装备的发展趋势及特点可以总结为以下几点。

1)为了提高产量而不断提高速度，加大卷重和主电机容量、增加轧机架数和轧

辊尺寸、采用快速换辊及换剪刃装置等，使轧制速度普遍超过15~20m/s，甚至高达30m/s以上，卷重达45t以上，产品厚度扩大到0.8~25mm，年产可达300~600万t.

但到最近，大厂追求产量的势头已见停滞，而转向节约消耗，提高质量方向发展。

2)当前降低成本，提高经济效益，节约能耗和提高成材率成为关键问题，为此

而迅速开发了一系列新工艺新技术突出的是普遍采用连铸坯及热装和直接轧制工艺、无头轧制工艺、低温加热轧制、热卷取箱和热轧工艺润滑及车间布置革新等。

3)为了提高质量而采用高度自动化和全面计算机控制，采用各种AGC系统和液

压控制技术，开发各种控制板形的新技术和新轧机，利用升速轧制和层流冷却以控制钢板温度与性能。

4)在传统技术的基础上，为适应新的要求，更多新的技术方法被提出。例如，

为提高热连轧生产组织灵活性和追求最大生产效率，实现自由规程轧制是其中的主要途径，作为其核心的板形控制技术得到深入研究。.

4.热轧工艺装备关键技术

1)无头轧制(EndlessWelding Rolling)。无头轧制技术是随着日益剧烈的市场竞争和高质量

的产品要求而产生的，所谓无头轧制就是将加热到开轧温度的钢坯，在加热炉及粗轧机之间用移动式焊机将钢坯头尾焊接起来，实现钢坯在轧机中的连续轧制。无头轧制的采用是为了满足生产各种热轧薄板的需要。与常规的分批次轧制工艺相比，无头轧制是一种具有成本效益的工艺。无头轧制具有以下有点：

1钢材全长以恒定速度进行轧制，生产率有较大提高；

2因对钢材全长施加恒定张力，使钢材断面形状波动减少，钢材质量改善，这点对热轧扁平材生产特别重要；

3由于成品长度不受限制，根据交货状态要求剪切，成品率显著提高；

4由于轧材运行稳定性提高，对热轧带钢来说，有利于生产薄规格带钢；

5和单块轧制不同，钢品啮入次数减少，减小对轧辊冲击，有利于提高轧辊寿命。

2)ASR技术。无取向硅钢热轧板形控制的ASR技术可用来满足冷轧硅钢片日趋

严苛的板形质量要求，ASR非对称自补偿工作辊偏摆控制功能开发与窜辊策略的实现是大型工业生产应用ASR技术的重要条件。在分析提出ASR板形控制技术应用要求基础上，在1700热连轧机过程控制系统MAC机新增了一系列寄存器和编制、修改梯形图程序，开发了记忆功能，实现了ASR偏摆控