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2023
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07
各型軋機(jī)軋制技術(shù)及軋制要點(diǎn)
軋制產(chǎn)品尺寸精度的提高會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。板帶材主要用于沖制各種零部件，因此要求厚度精度高，板形平直，以利于提高沖模壽命和沖壓件的精度。板帶材除對(duì)厚度和板形精度要求高外，由于板帶要進(jìn)行涂鍍深加工，因而對(duì)鋼板表面粗糙度也有特殊的要求。高精度棒、線、型材和管材可以減少加工件切削量。因此，軋制產(chǎn)品的高精度比是軋制技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。
來(lái)源：
軋制產(chǎn)品尺寸精度的提高會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。板帶材主要用于沖制各種零部件，因此要求厚度精度高，板形平直，以利于提高沖模壽命和沖壓件的精度。板帶材除對(duì)厚度和板形精度要求高外，由于板帶要進(jìn)行涂鍍深加工，因而對(duì)鋼板表面粗糙度也有特殊的要求。高精度棒、線、型材和管材可以減少加工件切削量。因此，軋制產(chǎn)品的高精度比是軋制技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。
我國(guó)在高精度軋制技術(shù)方面做了大量的研究開發(fā)工作，一方面對(duì)引進(jìn)的高精度軋制技術(shù)進(jìn)行消化、學(xué)習(xí)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，自行開發(fā)出一些有關(guān)提高產(chǎn)品精度的基礎(chǔ)理論和實(shí)用的先進(jìn)工藝及裝備，其中有些技術(shù)已達(dá)到或超過(guò)國(guó)外的先進(jìn)水平。但總體來(lái)說(shuō)，由于我國(guó)鋼鐵企業(yè)的工藝設(shè)備水平落后，高精度軋制技術(shù)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距還是較大的，我國(guó)現(xiàn)有軋機(jī)90%以上尚達(dá)不到國(guó)外先進(jìn)水平。因此，提高我國(guó)產(chǎn)品的高精度比是我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。高精度軋制最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約鋼材，可提高鋼材利用率1~5%。
第一節(jié)
熱軋板帶技術(shù)
傳統(tǒng)熱帶軋機(jī)以其品種規(guī)格全、質(zhì)量高的優(yōu)勢(shì)，仍占據(jù)汽車、家電、涂鍍層、優(yōu)質(zhì)焊管等質(zhì)量要求高的薄板市場(chǎng)，其新技術(shù)主要有：
?。?）連鑄坯的直接熱裝（DHCR）和直接軋制（HDR），實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)工序間的連續(xù)化，具有節(jié)能、省投資、縮短交貨期等一系列優(yōu)點(diǎn)，效果顯著；
（2）在線調(diào)寬，采用重型立輥、定寬壓力機(jī)實(shí)現(xiàn)大側(cè)壓，重型立輥每道次寬度壓下量一般為150mm，定寬壓力機(jī)每道次寬度壓下量可達(dá)350mm以上；
（3）寬度自動(dòng)控制（AWC），寬度精度可達(dá)5mm以下；
（4）液壓厚度自動(dòng)控制（AGC），帶鋼全長(zhǎng)上的厚度精度已達(dá)到±30μm；
（5）板形控制，研制開發(fā)了HC、CVC、PC等許多機(jī)型和板形儀，可實(shí)現(xiàn)板形的閉環(huán)控制；
?。?）控制軋制和控制冷卻，使鋼材具有所要求的金相組織和更好的力學(xué)性能；
（7）卷板箱和保溫罩，以減少溫降，縮小帶鋼頭尾溫度差；
?。?）全液壓卷取機(jī)，助卷輥、液壓伸縮采用踏步控制，卷筒多級(jí)漲縮；
?。?）無(wú)頭軋制，將粗軋后的帶坯在中間輥道上焊接起來(lái)，在精軋機(jī)組實(shí)現(xiàn)全無(wú)頭連續(xù)軋制。
第二節(jié)
冷軋板帶及涂鍍層技術(shù)
冷軋板帶及其涂鍍層產(chǎn)品廣泛用于建筑、汽車、家電、交通等行業(yè)，特別是涂鍍層板仍保持很旺的增長(zhǎng)勢(shì)頭。其技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)在：
?。?）酸洗一冷軋聯(lián)合，可提高成材率1~3%，提高機(jī)時(shí)產(chǎn)量30~50%，減少中間倉(cāng)庫(kù)5000~10000m2，降低軋輥消耗40~50%，降低了生產(chǎn)成本和建設(shè)投資；
?。?）連續(xù)退火，其產(chǎn)品質(zhì)量高、板形好、表面光潔、性能均勻，可提高成材率1~3%，鋼種多樣化，節(jié)能20%以上，生產(chǎn)周期由10天縮短到1天以內(nèi)，設(shè)備占地面積?。?br />
?。?）全氫罩式退火，比傳統(tǒng)罩式爐效率高"倍，產(chǎn)品深沖性好，表面光潔，特別適合于生產(chǎn)批量小、品種多的冷軋帶卷；
（4）板形控制技術(shù)有很大發(fā)展，普遍采用了液壓彎輥、工藝潤(rùn)滑與冷卻、閉環(huán)控制，研制了一批能有效控制板形的新型軋機(jī)；
?。?）熱鍍鋅、熱鍍鋅鋁及鋅鐵合金、電鍍鋅、電鍍鋅鎳、耐指紋板、有機(jī)涂層板、減震板、電鍍錫、低鎳鍍錫、電鍍鉻、熱鍍鉛、熱鍍鉛錫等涂鍍層生產(chǎn)技術(shù)有很大發(fā)展。
第三節(jié)
型鋼軋機(jī)技術(shù)
20世紀(jì)80年代以來(lái)，型鋼生產(chǎn)裝備相對(duì)板帶軋機(jī)而言，發(fā)展較為緩慢。軋機(jī)結(jié)構(gòu)雖有較大改進(jìn)，如開發(fā)了懸臂式CL軋機(jī)、短應(yīng)力線高剛度HS軋機(jī)、短應(yīng)力線萬(wàn)能軋機(jī)等，但無(wú)完全新型的型鋼軋機(jī)，軋速提高也不大。型鋼生產(chǎn)裝備的新發(fā)展主要在于：
?。?）連鑄坯直接熱裝；
?。?）近終形連鑄坯的應(yīng)用；
?。?）柔性軋制設(shè)備的發(fā)展，目前已投產(chǎn)多種具有柔性軋制能力的新型型鋼軋機(jī)機(jī)組，開發(fā)了H型鋼自由尺寸軋制、延伸道次無(wú)孔型軋制、多輥萬(wàn)能孔型軋制等柔性軋制新技術(shù)；
（4）切分軋制技術(shù)的推廣應(yīng)用，廣泛采用切分輥和切分輪設(shè)備，具有提高產(chǎn)量、減少道次、降低能耗和軋輥消耗等優(yōu)點(diǎn)；
?。?）緊公差精密軋制設(shè)備，其產(chǎn)品公差范圍可控制在國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)的1/4~1/10，采用小輥徑、短輥身和單孔型軋輥，高剛度、緊湊式軋機(jī)，平立交替布置2~3個(gè)孔型，小壓下量，這是精密軋制設(shè)備的基本特點(diǎn)；
（6）低溫軋制、溫控軋制及在線熱處理的應(yīng)用，綜合節(jié)能可達(dá)20%，并大大提高鋼材性能；
（7）現(xiàn)代化精整設(shè)備，精整設(shè)備實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化，如步進(jìn)式齒條冷床、連續(xù)定尺剪切（CCL）機(jī)組、懸臂結(jié)構(gòu)的單根矯直設(shè)備等；
?。?）設(shè)備狀態(tài)診斷技術(shù)，監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀況，進(jìn)行適時(shí)維護(hù)。
第四節(jié)
線材軋機(jī)技術(shù)
20世紀(jì)60年代中期摩根450無(wú)扭精軋機(jī)與散卷控制冷卻裝置的開發(fā)和應(yīng)用，使線材軋機(jī)的軋制速度突破了40m/s，目前最高設(shè)計(jì)速度達(dá)140m/s，保證值為115m/s，產(chǎn)品尺寸精度可達(dá)±0.1mm。其中新技術(shù)裝備主要有：
?。?）大壓下定徑機(jī)（IRSM）作預(yù)精軋機(jī)，由3個(gè)機(jī)架組成，其壓下率范圍為6~25%；
?。?）雙模塊高速精軋機(jī)（TMB），機(jī)架總數(shù)12架，這種可橫移的雙模塊精軋機(jī)可大大節(jié)省換機(jī)架時(shí)間，其利用系數(shù)可達(dá)90%以上，而且產(chǎn)品精度高，表面質(zhì)量好；
?。?）V字形微型軋機(jī)，采用摩根第六代V字形精軋軋輥箱結(jié)構(gòu)組成微型模塊式軋機(jī)，可擴(kuò)大產(chǎn)品規(guī)格范圍，提高能力，其結(jié)構(gòu)緊湊、換輥方便、利用率高；
?。?）減徑定徑機(jī)（RSM），可單獨(dú)從軋線移出和移進(jìn)，布置在無(wú)扭精軋機(jī)組后，增大終軋速度，提高生產(chǎn)率15%以上，提高軋機(jī)利用率5~10%，產(chǎn)品精度高，公差達(dá)±0.1mm，橢圓度0.1，可實(shí)現(xiàn)自由尺寸軋制，自由定徑范圍±0.3mm，還可通過(guò)機(jī)前水冷提高冶金性能；
?。?）軋件外形測(cè)量?jī)x和熱態(tài)在線測(cè)徑及渦流探傷；
?。?）回轉(zhuǎn)式高速切頭（尾）飛剪；
?。?）傾斜式吐絲機(jī)和裝有線圈分配器的集卷系統(tǒng)；
?。?）控制軋制和控制冷卻裝置日臻完善。
第五節(jié)
無(wú)縫管軋制技術(shù)
無(wú)縫鋼管在向高合金化、高精度、高質(zhì)量方向發(fā)展，其生產(chǎn)裝備技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在：（1）連鑄管坯的推廣應(yīng)用，其直徑范圍在Φ80~560mm，內(nèi)部質(zhì)量和尺寸公差都優(yōu)于軋制管坯，基本可不經(jīng)修磨，直接進(jìn)行軋制，金屬收得率可提高10~15%，節(jié)能40~50%，管坯成本降低20~25%；
?。?）錐形輥穿孔機(jī)，采用大喂人角和輾軋角穿孔，提高了穿孔效率，擴(kuò)管比可達(dá)1.4~2；
（3）限動(dòng)（半限動(dòng)）芯棒軋管機(jī)成為無(wú)縫管生產(chǎn)設(shè)備主流，適用于產(chǎn)量高、批量大的要求，其產(chǎn)品直徑最大達(dá)Φ426mm，長(zhǎng)50m，單機(jī)產(chǎn)量最大達(dá)80~100萬(wàn)t/a，外徑公差達(dá)0.2~0.4%，壁厚偏差在3.0~6.5%，內(nèi)壁光滑，工具消耗低，鋼管降溫少，可取消定徑前的再加熱爐，最新開發(fā)的三輥可調(diào)限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)（PQF）可軋制高強(qiáng)度和壁厚更薄的鋼管，對(duì)頭尾可進(jìn)行預(yù)壓下，以減少管端增厚；
?。?）減徑機(jī)采用在線壁厚檢測(cè)儀，自動(dòng)控制鋼管長(zhǎng)度方向的壁厚分布；
（5）在線熱處理（淬火和常化）已在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用；
（6）在線檢測(cè)手段和精整設(shè)備不斷完善。
第六節(jié)
熱軋機(jī)運(yùn)行要點(diǎn)
熱軋機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，啟動(dòng)的速度一定要控制好，因?yàn)樗鼘?duì)整個(gè)軋機(jī)的高效功效有著很重要的影響。不愿意見到的就是熱軋機(jī)在準(zhǔn)確運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)速度就較慢，不僅影響了工作效率，還會(huì)導(dǎo)致坯料或軋件與軋輥之間的作用力無(wú)法達(dá)到良好的狀態(tài)。
而熱軋機(jī)啟動(dòng)速度較慢，說(shuō)明它在性能方面存在明顯的不足，若是機(jī)器開機(jī)時(shí)的速度就得不到有效提高的話，那么那么坯料或軋件的生產(chǎn)效率就會(huì)越來(lái)越低。如果無(wú)法快速過(guò)載啟動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生較大的坯料軋制速度過(guò)慢。
為了減少類似現(xiàn)象的出現(xiàn)，熱軋機(jī)開機(jī)運(yùn)行前，應(yīng)該先對(duì)其電機(jī)功率、軋制速度、產(chǎn)品規(guī)格、孔型工藝等進(jìn)行檢查，確保坯料轉(zhuǎn)載量不會(huì)超過(guò)設(shè)備的承受力，否則就會(huì)引起設(shè)備啟動(dòng)速度變慢的情況。
其次，還要對(duì)熱軋機(jī)的軸承進(jìn)行檢查，觀察其潤(rùn)滑是否良好，若是潤(rùn)滑不夠的話，熱軋機(jī)的氣動(dòng)速度也會(huì)變慢，引發(fā)一系列不良后果。若是這兩方面沒(méi)有什么問(wèn)題的話，熱軋機(jī)基本就能正常啟動(dòng)。
除了熱軋機(jī)啟動(dòng)速度慢的問(wèn)題外，它產(chǎn)出的成品有時(shí)候會(huì)存在偏差，造成這一后果的原因有很多，即便是同一套熱軋機(jī)軋制的產(chǎn)品尺寸也會(huì)參差不齊。但由此也說(shuō)明，要么軋輥間隙不合理，要么孔型工藝不正確。
為了減小熱軋機(jī)產(chǎn)品尺寸的偏差，則必須嚴(yán)格遵守產(chǎn)品軋制工藝，尤其是對(duì)棒材在線調(diào)整工要求依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，負(fù)偏差軋制的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
第七節(jié)
軋機(jī)的轉(zhuǎn)速、過(guò)鋼率、軋輥直徑等參數(shù)設(shè)置
不管是對(duì)于冷軋機(jī)還是熱軋機(jī)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)速和過(guò)鋼率都是設(shè)備的重要技術(shù)指標(biāo)，嚴(yán)重影響著軋機(jī)產(chǎn)品軋制道次和消耗指標(biāo)等。但是當(dāng)這兩個(gè)參數(shù)保持一定的情況下，軋機(jī)軋輥的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也就是保持穩(wěn)定的，那么上述所提的軋制道次和消耗都要取決于坯料的尺寸。
目前，軋機(jī)的軋制速度多是將一種或兩種小規(guī)格線材的終軋速度選定在保證軋制速度以下，主要有軋機(jī)的生產(chǎn)效率和軋機(jī)產(chǎn)品的精度等，這兩方面又與哪些因素有關(guān)呢？
如果軋機(jī)配置的軋輥直徑過(guò)大，那就會(huì)造成沖擊次數(shù)多和軋輥工作面大而使生產(chǎn)率下降。但是軋輥直徑過(guò)小時(shí)，會(huì)有同樣的后果，因?yàn)橐驔_擊力過(guò)大而使磨損嚴(yán)重影響生產(chǎn)率。
軋機(jī)允許的軋制速度范圍包括了電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速、軋輥為最小輥徑時(shí)和電機(jī)為基本轉(zhuǎn)速、軋輥為最大輥徑時(shí)的轉(zhuǎn)速，這些速度都要控制在合理的范圍內(nèi)，減少對(duì)軋機(jī)的負(fù)面影響。
因?yàn)檫^(guò)快的軋制速度，會(huì)因?yàn)槭軟_擊次數(shù)多而造成軋件易變形，要想保證保證軋制速度，就要在當(dāng)輥徑最小時(shí)，留有活套調(diào)整余量的軋制速度。軋機(jī)的軋輥直徑則需要根據(jù)軋件、軋制速度、產(chǎn)品規(guī)格進(jìn)行調(diào)整，在此基礎(chǔ)上得到的產(chǎn)品精度才會(huì)更均勻。
這就是有關(guān)于軋機(jī)的速度、過(guò)鋼率及軋輥直徑配置時(shí)需要考慮的因素，但最終目的是為了是軋機(jī)能夠正常穩(wěn)定的軋制優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
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