济钢4300mm宽厚板生产线工艺及设备特点

－３２　第１６卷第２期　２０１０年４月　宽厚板　ＷＩＤＥ　ＡＮＤ　ＨＥＡＶＹ　ＰＩ　ＡＴＥ　Ｖｏ１．１６．Ｎｏ．２　Ａｐｒｉｌ　２０１０　・冶金设备・　济钢４　３００　ｍｍ宽厚板生产线工艺及设备特点　赵树俭刘福义　（济钢股份有限公司）　摘要介绍了济钢４　３００　ｍｍ双机架宽厚板生产线的产品结构、生产工艺及主要设备的性能和特点，并　生产工艺设备性能产品结构　对所采用的一些新技术进行了论述。　关键词　宽厚板Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ＪＩＳＣ　４　３００　ｍｍ　Ｈｅａｖｙ　Ｐｌａｔｅ　Ｍｉｌｌ　Ｚｈａｏ　Ｓｈｕｊｉａｎ　ａｎｄ　Ｌｉｕ　Ｆｕｙｉ　（Ｊｉｎａｎ　Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．Ｌｔｄ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｍｉｘ，ｐｒｄｕｃｔｏｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｍａｊｏｒ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ／ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　４　３００　ｍｍ　ｔｗｏ　ｓｔａｎｄ　ｈｅａ￣ｗ　ｐｌａｔｅ　ｍｉｌｌ　ｏｆ　ＪＩＳＣ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｓｏｍｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｌｉｎｅ　ａｒｅ　ｄｅ・　ｓｃｒｉｂｅｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｈｅａｖｙｐｌａｔｅ，Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，Ｐｒｏｄｕｃｔ　ｍｉｘ　，０前言　副跨、中转跨、剪切跨、冷床跨、成品库等组成，精　整区预留一条剪切线，热处理区配备二条热处理　济钢４　３００　ｍｍ宽厚板生产线项目总投资４０　多亿元，设计年产量１８０万ｔ，该项目于２００８年４　月开工建设，计划于２０１０年一季度投产。主要品　生产线。全线采用三级自动化控制系统，即基础　自动化级（Ｌ　）、过程控制级（Ｌ　）、生产管理级　（ｋ），生产制造执行系统ＭＥＳ具备质量管理、工　序计划、生产管理、进程管理、库存管理等功能。　主体机械设备立足于国内生产制造，整条生产线　布局合理，具有国际一流的技术和设备装备水平。　１．２工艺布置及流程　种有低合金高强度结构钢板、管线钢板、油罐钢　板、高强度船板、高等级锅炉压力容器钢板、桥梁　钢板、耐候钢板、海洋平台用钢板、高层建筑结构　用钢板及高表面质量要求钢板，产品的规格为　（６～３００）ｍｍ×（１　５００～４　１００）１１１１１３×（１８　０００～　５２　Ｏ０ｏ）Ｉ－Ｄ＿ｍ。　济钢４　３００　ｍｌＴｌ宽厚板生产线工艺布置见图　１，工艺流程见图２。　１生产工艺流程　加热后的板坯经高压水除鳞后输送至粗、精　轧机处进行轧制，需要控轧的中间坯在旁通辊道　上进行控温冷却，精轧后的钢板根据要求经预矫　机矫直后进入ＭＵＬＰＩＣ装置进行控制冷却，再经　１．１生产线概述　济钢４　３００　ｍｉｌｌ宽厚板生产线由济钢设计院　负责工厂设计，西门子奥钢联（ＳＶＡＩ）负责主体设　备（粗轧机、精轧机、控制冷却装置、矫直机、剪板　机）的设计。全线总长１　０２６．５　Ｉｌｌ，主厂房建筑面　积约１４０　０００　ＩＴＩ　，由磨辊间、加热炉跨、复合坯加　热跨、主轧跨、热处理主跨、特厚板处理跨、热处理　矫直机矫直后进入精整区。厚度≤５０　Ｆｆ／／Ｔ／的钢板　经冷床冷却、分段、切头、切尾、定尺、冷矫、探伤、　标识后入库。厚度＞５０　ｍｍ的钢板从特厚板冷床　输送至特厚板精整区，经翻板、压力矫直、火焰切　第２期　赵树俭等：济钢４　３００　ｍｍ宽厚板生产线工艺及设备特点　。３３・　１一步进式加热炉；２一台车式加热炉；３一高压水除鳞系统；４－四辊粗轧机；５－旁通辊道装置；６－１￣精轧机；　７一预矫机；８一轧后控制冷却装置；９一热矫直机；１Ｏ一步进式冷床；ｌ１一切头剪；１２一双边剪；１３一超声波探伤装置　１４一定尺剪；ｌ５一冷矫机；１６一压平机；１７一自动火焰切割机；１８一厚板缓冷坑；１９一分段剪２Ｏ一抛刃机；　２１一辊底热处理炉；２２一自动火焰切割机；２３一淬火机；２４一矫直机；２５一冷床；２６一取样剪；２７一板库　～一一一髓一一一一一一一图１　济钢４　３００　ｍｍ宽厚板生产线平面工艺布置简图　坯料采用连铸坯和复合板坯。连铸板坯主要　由济钢同期配套建设的连铸机通过辊道直送至加　热炉，连铸坯规格为（１５０～３００）ｍｍ×（１　４００　～２　３００）ｍｍ　Ｘ（２　５００～４　１００）ｍｍ，最大单重　２２　０００　ｋｇ，热装温度约６００～８００℃，热送比４０％　左右，经加热炉加热后可以轧制（６～１２０）ｍｍ×　（１　５００～４　１００）ｍｍ　Ｘ（２５　０００～５２　０００）ｍｍ毛　板。为了扩大板材产品的规格范围，采用复合制　坯工艺生产复合板坯，复合坯规格为（４００～６００）　ｍｍ×（１　４００～２　３００）ｍｍ×（２　５００～４　１００）ｍｍ，　最大单重达到４４　０００　ｋｇ。通过台车式加热炉加　冷床冷却　板检查及翻板　厚板下线　热后生产（１２０～３００）ｍｍ×（１　５００～４　１００）ｍｍ　Ｘ　（８　０００～１８　ｏｏｏ）ｍｍ特厚板，复合制坯工艺在国　内外宽厚板行业中处于前沿地位。　切头及取样　压力矫直　火焰切割　切定尺　成品标识　成品检查　成品标识　切边　２．１．２步进式加热炉　宽厚板轧机生产的产品批量小、板坯目标加　热温度差异大、板坯厚度规格变化频繁，使得炉温　变化频繁、变化范围大，温度控制难度较大，对炉　体设备要求较高。控温轧制工艺要求严格控制板　坯加热温度，因此该生产线采用双蓄热三段步进　梁式板坯加热炉，燃料为高炉、焦炉、转炉混合煤　气，步进机构采用双轮斜轨、液压传动型式。加热　收集入库　炉有效长度为３６．８　ｍ，有效内宽为９．３　ｍ，加热能　力为１８０　ｔ／ｈ（热送坯为２４０　ｔ／ｈ）。　图２济钢４　３００　１＂Ｉ１ｎ＇ｌ宽厚板生产线工艺流程简图　另外，设有两座台车蓄热式加热炉对复合板　割、标识后入库。需要热处理的钢板经抛丸、热处　坯进行加热，每次可加热复合板坯三块，布置在新　厚板生产线的台车式加热炉跨内。　２．２轧钢区　２．２．１高压水除磷　理、矫直、冷却、取样、标识后入库。　２生产工艺及装备特点　２．１板坯储存和加热炉区　２．１．１　坯料情况　钢坯在加热和轧制过程中会产生氧化铁皮，　・３４・　宽厚板　第１６卷　表１宽厚板厂高压水压力／ｂａｒ　如不去除，会被压人钢板表面产生表面缺陷，影响　钢板质量。氧化铁皮的去除是通过机械冲击和利　用钢坯基体与氧化铁皮之间过热水的爆炸来实现　的，因此需要足够的冲击能量使氧化层与基体　２．２．２轧机装备及轧制技术　“分离”，并有足够的水量进人裂纹界面，然后分　离氧化层。对于含有Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ等合金元素的合　金钢，其板坯表面氧化铁皮不易清除，需要高压力　的除鳞水。国外宽厚板厂的除磷水压力也在不断　提高，如米尔海姆厚板厂的除磷水压力达到２５０　为了采用低温控轧技术生产高档次产品，国　外宽厚板轧机均具备高刚性（重型牌坊、大支撑　辊辊径）、高轧制压力、大轧制力矩（大容量主电　机）的性能，济钢４　３００　ｍｍ宽厚板生产线粗、精轧　机也具备以上性能（见表２），且采用先进电气控　制技术生产高尺寸精度产品，为了能轧制特厚板，　粗轧机轧辊最大开口度设计为７００　ｍｍ。　ｂａｒ，见表１。为了提高钢板表面质量，济钢４　３００　ｍｍ宽厚板生产线除磷水压力设计为２５０　ｂａｒ，粗　除鳞箱设有４组喷头（上、下部各２组），粗、精轧　机机架出、人口都设有二次除鳞设备。　表２济钢宽厚板厂轧机性能参数表　２．２．２．１控制轧制技术　为了提高轧机的工作效率，减少轧机待机时　状。相对于带有弯辊装置的常规机架，精确凸发　控制技术的优势在于减少轧制道次，提高产量。　尤其在轧制较薄和较高强度的钢板时，精确凸度　问，粗、精轧机之问设有旁通辊道，长度为５０．４　ｒｎ，满足３～４块中问坯的控温冷却要求，轧制节　奏由过程计算机自动控制。　２．２．２．２厚度控制技术　钢板厚度精度取决于轧机设定模型精度及　控制技术在使用更高轧制力的情况下仍可获得良　好的板型，达到精确的目标平直度。　２．２．３预矫机　为了初步矫平钢板（尤其是头尾）的变形，提　高钢板控制冷却的均匀性，也有利于预矫后的钢　ＡＧＣ控制水平，该生产线采用高精度轧机道次设　定模型及高响应液压ＡＧＣ技术，同时在机架出口　侧近距离布置　射线测厚仪，减小ＡＧＣ监控盲　区，提高钢板头尾部厚度精度。　２．２．２．３板型控制技术　板顺利咬入后续的热矫直机，在精轧机后、　ＭＵＬＰＩＣ冷却系统前布置一台二重五辊预矫直　机，最大矫直力为７　０００　ｋＮ。　２．２．４控制冷却装置　采用带有ＰⅥｔ轧制工艺的ＨＡＧＣ系统控制　钢板的平面形状，提高钢板的矩形度。ＰＶＲ工艺　是在最后一道展宽道次和成型道次改变中间坯长　精轧机后布置有ＭＵＬＰＩＣ控制冷却系统，冷　却区长度为２４　ｍ（前６　ＩＩｌ具备ＤＱ和ＡＣＣ功能，　后１８　Ｉｌｌ具备ＡＣＣ功能），能够使开冷温度为８００　～度方向上的厚度，使其在旋转后展宽或精轧阶段　第一个道次采取不同的轧制压下率，从而产生不　均匀延伸，以补偿板坯头尾部的不均匀变形，使钢　板平面形状呈矩形，减少切边量。　９００℃的钢板冷却至１００～２００　ｃ℃。该系统采　用高密度喷嘴和“水凸度”控制技术，把最大和最　小供水流量的比例提高到２０：１，并按要求调节钢　板宽度方向的水量分布。　精轧机采用＿＿ｒ作辊弯辊技术和精确凸度控制　技术，通过调整辊身的移动量形成需要的辊缝形　为了保证钢板长度方向的冷却均匀性．该系　统采用了以下技术：恒定冷却速率；头部和尾部遮　第２期　赵树俭等：济钢４　３００　ｍｍ宽厚板生产线工艺及设备特点　。３５・　蔽技术；恒定终冷温度；钢板游动技术。　２．２．５热矫直机　随着控冷技术的发展，钢板强度迅速提高，矫　直温度显著降低，另一方面，用户要求钢板具有更　高的平直度、极小的内应力。为了适应及满足上　述两方面的要求，该生产线采用高刚度全液压四　重九辊热矫直机。　其主要特点为：采用重型机型，矫直力达到　３６　０００　ｋＮ；采用预应力立柱及高刚性框架；矫直　辊上辊系采用高响应伺服阀液压压下装置；上辊　系辊缝具有动态控制功能，同时满足矫直变厚度　钢板的要求；上辊系具有整体前后倾动、左右倾　动、预设定正、负弯辊功能，以消除各类浪形；采　用分组传动方式；采用计算机全自动控制，数学　模型根据钢板规格、平直度实测值进行辊缝等参　数的自动设定。　２．３精整区　为了避免钢板下表的划伤，提高钢板的冷却　均匀性，采用三座步进式冷床。厚度≤５０　Ｉｎｒｎ的　钢板经１＃、２＃冷床（台面尺寸为４４　ｍ×６９．２　ｍ）　及母板检查台后进人剪切区进行剪切，该区域预　留了第二条剪切线的位置；厚度＞５０　ｍｌｎ的钢板　从特厚板冷床（台面尺寸为３２　ｒｎ×３２　ｍ）运送至　特厚板精整区进行处理。　２．３．１厚度≤５Ｏ　ｍＩｎ的钢板精整区　该区域配备了二轴二偏心滚切式切头剪、定　尺剪（最大剪切力１６　０００　ｋＮ）各一台、三轴三偏　心滚切式双边剪（单边最大剪切力为７　５００　ｋＮ）　一台及试样剪（最大剪切力为１１　０００　ｋＮ）一台。　当钢板叮　￣＜８００　ＭＰａ时，钢板剪切厚度≤５０　ｍｍ；　当钢板　≤１　２００　ＭＰａ时，钢板剪切厚度≤４０　ｍｌＴｌ。　２．３．２厚度＞５０　ｍｍ的特厚钢板精整区　该区域配备了翻板机、厚板缓冷坑、自动火焰　切割机、压平机等设备，对＞５０　ｍｍ的特厚钢板进　行翻板检查、缓冷处理、火焰切边及压力矫平。　２．３．３探伤及冷矫区　该区域配备了离线自动超声波探伤仪一台和　冷矫直机一台。　超声波探伤仪可以根据需要对钢板进行探　伤，便于企业内部进行质量改善、攻关或新钢种开　发，避免不合格产品进入下道（热处理）工序。探　伤钢板的温度不超过１００℃，厚度超过６０　ｍｍ的　特厚板另设人工探伤场地。　如果用户对钢板的平直度要求特别严格，或　者钢板需进一步矫直时，用冷矫直机进行矫直。　该冷矫机为了优化矫直力，采用矫直辊单独驱动　方式，具备全自动矫直控制、液压辊缝调整和过载　保护功能。为了扩大矫直的规格，该冷矫机配备　十一辊和五辊两种辊系。　精整处理的钢板经自动喷印打字机标识后收　集入库。　２．４热处理区　热处理是通过加热、保温和冷却的方式来改　变钢板内部组织结构，从而改善钢板性能的一种　工艺。该区域配备抛丸机一台，年处理能力８０万　ｔ；氮气保护无氧化辊底式热处理炉两座，其中一　座带淬火机，分别用作淬火、正火、回火工艺，年热　处理能力４０万ｔ左右；冷床二座，四重十一辊矫　直机一台，最大矫直力３４　０００　ｋＮ；取样剪一台，自　动喷印打字机一台。　３结语　济钢４　３００　ｍｍ宽厚板生产线充分吸取了济　钢２　５００　１ＴｌＩｎ及３　５００　ｌｎｌｎ两条中（厚）板生产线的　经验与不足、结合近年来迅速发展的宽厚板生产　技术、借鉴国外宽厚板厂的先进经验并有所创新，　主要生产高级别、高性能、高质量、高附加值钢板。　该生产线的投用将会进一步优化济钢板材的产品　结构，提高产品的市场竞争力。　参考文献　１陈瑛．中厚板发展与技术装备进步的分析［Ｊ］．冶金管理．　２００５，２６（８）：４６—５０．　２王国栋，刘相华，王君，等．我国中厚板生产技术进步２Ｏ年　［Ｊ］．东北大学学报，２００７，２１（０１）：５—９．　赵树俭，男，１９８６年毕业于北京科技大学轧钢专业，高级　工程师。　收稿日期：２００９—１１—１５