專利名稱:中薄板坯連鑄連軋板卷的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種中薄板坯連鑄連軋板卷的生產(chǎn)方法。特別是涉及碳素鋼、低合金鋼的中薄板坯連鑄連軋板卷帶鋼的生產(chǎn)工藝,屬于冶金金屬壓力加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前,連續(xù)式熱軋帶鋼,傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝具有品種全、產(chǎn)量高、生產(chǎn)靈活、產(chǎn)品壓縮比大的優(yōu)點,經(jīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼、連鑄200mm~250mm厚板坯、火焰切割、步進式加熱爐加熱、除鱗、粗軋機組軋制、剪切、除鱗、精軋機組軋制、層流冷卻、卷取出卷,其主要不足是鑄機設(shè)備重量大、軋制線長、廠房建筑高、占地大、連鑄與軋制線之間要求有較大的中間板坯庫做緩沖,設(shè)備投資大、能耗高,連鑄坯熱裝率最高僅能達到60%~65%,平均入爐溫度只有500~550℃;板坯在粗軋區(qū)軋制時間長、板坯熱損失高,需要有較高的板坯出爐溫度;為補償中間坯頭尾溫差,精軋機組必須采用升速軋制,這樣就要增加精軋主電機容量,并且產(chǎn)品板形難于控制。對此,人們在研究改進連鑄連軋板卷生產(chǎn)工藝,例如《軋鋼》2000年2月第17卷第1期公開了一種CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線,具有年產(chǎn)96萬t、厚度1.2mm~12.7mm、寬1000mm~1350mm、卷重24.3t、材質(zhì)為碳素結(jié)構(gòu)鋼及低合金鋼的熱軋帶鋼,由立彎式連鑄機鑄出厚50mm~70mm的板坯,剪切后在隧道式加熱爐加熱,經(jīng)除鱗、6架精軋機軋制、層流冷卻、最后卷取成卷,這種生產(chǎn)工藝具有投資小、生產(chǎn)成本低、隧道式加熱爐鑄坯入爐溫度高、簡化粗軋工序、強化精軋機組的優(yōu)點,可適于薄規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn),但在生產(chǎn)品種、設(shè)備維修和組織生產(chǎn)方面存在以下不足由于CSP連鑄坯厚度薄,只有50mm~70mm,拉坯速度高,為3~6m/s,生產(chǎn)中的漏鋼率高,事故率高達50%;受包晶鋼和連鑄裂紋敏感性大的限制,很多鋼種不能生產(chǎn);鑄坯定尺一般在30m~50m,后部必須配置長度約200m的輥底式加熱爐,軋機一旦故障,連鑄機只能停產(chǎn),且隧道式加熱爐占地面積大,設(shè)備復(fù)雜,操作和維護難度大及投資造價高;在工藝布局上,連鑄機與加熱爐之間緩沖余地小,連續(xù)作業(yè)時事故處理損失大;這種工藝布局沒有粗軋機,一種板坯厚度經(jīng)過精軋機組軋出不同規(guī)格的成品,對精軋機組配置要求高。
本發(fā)明的目的,是克服現(xiàn)有不足之處,提供一種中薄板坯連鑄連軋板卷生產(chǎn)方法,以提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗、減小投資、降低成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采取的措施方案是1.連鑄機優(yōu)選鑄坯拉速低和事故率低的合理坯料斷面。
2.采取鑄機與加熱爐緊湊配置形式,快速裝料,提高入爐坯料溫度,步進式加熱爐配置長行程裝鋼機。
3.加熱爐采取雙爐熱裝、冷裝.分別使用,具有熱坯直裝、冷坯隨調(diào)隨用的靈活措施,采用的是雙爐小交叉裝出鋼的工藝。
4.采取熱卷取工藝,減少中間坯頭尾溫差,與高壓水聯(lián)合除鱗,提高帶鋼表面質(zhì)量。
5.粗軋區(qū)采取合理分布軋制道次與軋制負荷,以提高軋制效率和節(jié)能。
6.精軋機設(shè)有彎輥、工作輥軸向橫移及控冷裝置,實現(xiàn)帶鋼自由程序軋制。
實現(xiàn)這些措施,依次包括以下工藝步驟(1)連鑄鑄坯保溫鋼水罐100t,6分鐘運抵鑄機,R5立彎連續(xù)彎曲連續(xù)矯直,最高鑄速3.5m/min,鑄坯斷面尺寸100mm~135mm×900~1550mm,定尺12.9m~15.6m,火焰切割。采用結(jié)晶器液壓振動技術(shù),提高了鑄坯的質(zhì)量,保證了鑄坯表面無清理率大于95%。
采用一級及二級計算機自動化控制。
(2)鑄坯加熱兩座步進梁式加熱爐采取汽化冷卻,配有長行程裝鋼機,鑄機與加熱爐之間為短行程緊湊配置,鑄機出坯輥道是加熱爐的上料輥道,鑄坯裝入爐溫度高,熱裝率95%以上,平均熱裝溫度達到900℃,板坯出爐溫度1150~1250℃±30℃,兩爐分別為4段及8段控制,連鑄板坯裝、出加熱爐采用雙爐小交叉工藝。
(3)坯料除鱗坯料出爐后,以壓力18MPa的雙排高壓水除鱗裝置進行除鱗,其噴射角擺動8~15°,噴嘴至板坯之間的距離可隨板坯厚度進行調(diào)整,以滿足除鱗需要。
(4)粗軋工藝大立輥軋機對板坯進行側(cè)壓,板坯最大減寬量30mm,最大軋制力3000kN,主電動機功率882kW。
二輥可逆粗軋機1架,采用油膜軸承,最大軋制速度3.5m/s,最大軋制力25000kN,主電動機功率AC5000kW×2;帶附著立輥軋機的四輥可逆粗軋機1架,最大軋制速度5.0m/s,最大軋制力20000kN,主電動機功率DC 5515kW,附著式立輥軋機的最大軋制力1600kN,主電機功率400kW×2。
軋制方式大立輥軋機控制帶鋼的寬度和有效除鱗,附著立輥用以提高帶鋼寬度精度。二輥可逆軋機每道次壓下率均大于35%,經(jīng)三道次軋制,使板坯減薄到原尺寸的30%左右,再在四輥可逆軋機軋制一道,軋成厚22~38mm坯料,通過兩架粗軋機總軋制時間減少30秒,減少中間坯料溫度損失30~50℃,使精軋機入口溫度保持在1000~1100℃之間。
(5)熱卷箱工藝坯料通過粗軋機組軋制后,在精軋機組前有中間坯熱卷取設(shè)施,穿帶速度2~2.5m/s,卷取速度<5m/s,開卷速度<2m/s,卷取坯料厚20~40mm,寬900~1550mm,最大卷重21t,對中間坯料保溫、頭尾溫度均勻、在粗軋與精軋機間緩沖、清除氧化鐵皮具有積極效果。
(6)精軋工藝坯料經(jīng)具有園弧剪刃的切頭飛剪切頭后再進入由6架四輥軋機組成的精軋機組,其中,1~6架軋機支持輥為油膜軸承,4架與5架有液壓AGC裝置,3~6架設(shè)有彎輥和串輥裝置,1~2、2~3、3~4機架之間有帶鋼冷卻裝置,最大軋制力25000kN,最大軋制速度10.2m/s,工作輥最大彎輥力1200kN,串輥行程±150mm。飛剪切尾成反圓弧狀,以減少軋后尾部的魚尾形,便于卷取外形整齊。
(7)帶鋼層流冷卻工藝層流冷卻裝置全長72m,有20組冷卻集管,通過計算機控制層流開閉,使帶鋼有良好的機械性能。通過5組高壓水箱,穩(wěn)定各組冷卻集管壓力,流量穩(wěn)定,層流冷卻水總量6400m3/h壓力為0.03MPa~0.05MPa,側(cè)噴水壓力1.0MPa。
(8)帶鋼卷取采用液壓3助卷輥地下卷取機,卷取速度最大16m/s,卷取厚度1.5~13.0mm,卷取寬度900~1550mm,鋼卷內(nèi)徑762mm、外徑1150~2100mm,最大卷重24t。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下積極效果1.中薄板坯厚度選擇優(yōu)選為100~135mm。拉速降低,事故率低,優(yōu)選拉速小于3.5m/min,不受包晶鋼限制,品種多,成品壓縮比高,質(zhì)量好。
2.鑄機與具有長行程裝鋼機的加熱爐緊湊布置,鑄機出坯輥道與加熱爐上料輥道為同組兩用,板坯入爐溫度達900℃以上,節(jié)省能源。
3.對兩座加熱爐所裝的不同規(guī)格坯料,采用小交叉均衡裝出鋼工藝,使兩座加熱爐坯料出鋼節(jié)奏合理,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
4.連鑄機與連軋生產(chǎn)線應(yīng)急事故緩沖時間可達30分鐘以上,鑄機與加熱爐之間的鑄坯還可以下線存儲待軋,對外來坯適應(yīng)范圍也大,使生產(chǎn)組織靈活,減少停產(chǎn),提高作業(yè)率。
5.產(chǎn)量高,可以進行雙機四流生產(chǎn),實現(xiàn)年產(chǎn)200萬t以上能力,潛力大,有充足的生產(chǎn)能力。
6.粗軋機兩架軋機之間采用3+1調(diào)配軋制,在前機架采用大壓下量三道次與后機架一道次匹配,兩架軋機軋制負荷承載能力利用率達88%,通過兩架軋機總軋制時間減少達30秒,減小中間坯溫降30~50℃,為節(jié)能、提高產(chǎn)品質(zhì)量與薄品種軋制提供保障條件。
7.進精軋機前的中間坯經(jīng)熱卷取箱的熱卷取,對中間坯進行保溫,使頭尾溫度均勻,實現(xiàn)精軋機恒速軋制,保證軋制過程的穩(wěn)定性,降低薄材軋制時對精軋機主電機功率的要求,節(jié)省設(shè)備投資;同時,中間坯經(jīng)熱卷箱卷取與開卷,可使外卷鐵皮受拉、內(nèi)卷鐵皮受擠壓而松動,除鱗效果非常理想,解決了中薄板連鑄坯鐵皮難除的問題。
具體實施例方式
本發(fā)明具體實施在1700中薄板連鑄連軋生產(chǎn)線(ASP),采用100~135mm厚中薄板坯R5m鑄機,兩座具有長行程裝鋼機的步進梁式加熱爐,二輥及四輥可逆粗軋機各一架,在精軋機前設(shè)有中間坯熱卷取設(shè)備、具有彎輥串輥裝置的控軋控冷精軋機6架,層流冷卻及2座地下卷取機,其包括以下工藝步驟1.連鑄鑄坯90t轉(zhuǎn)爐煉鋼鋼水以100t保溫罐6分鐘運抵鑄機,R5m鑄速3.5m/s鑄坯100~135mm×900~1550mm×12.9mm~15.6m,鑄機1機1流,鑄機本體重345.8t,廠房高度低,吊車軌道梁高24.5m。
2.鑄坯加熱兩座步進梁式加熱爐采取汽化冷卻,配有長行程裝鋼機,鑄機與加熱爐之間為短行程緊湊配置,鑄機出坯輥道是加熱爐的上料輥道,鑄坯熱裝溫度900℃以上,出爐溫度1150℃~1250℃±30℃。對兩座加熱爐所裝的不同規(guī)格坯料,采用小交叉均衡裝出鋼工藝,使兩座加熱爐坯料出鋼節(jié)奏合理,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
3.除鱗鑄坯加熱出爐后,以壓力18MPa的雙排高壓水除鱗裝置進行除鱗,坯料進在二輥可逆粗軋機前進四輥可逆粗軋機軋前、及進精軋機組前還要進行高壓水除鱗。
4.粗軋工藝大立輥軋機控制帶鋼的寬度和有效除鱗,附著立輥用以提高帶鋼寬度精度。二輥及四輥可逆軋機各一架,分別以最大軋制力25000kN及20000kN軋制。軋制方式采用二輥可逆軋機每道次壓下率均大于35%,經(jīng)三道次軋制,使板坯減薄到原尺寸的30%左右,再在四輥可逆軋機軋制一道,軋成厚22~38mm坯料,通過兩架粗軋機總軋時間減少30秒,減少中間坯料溫度損失30~50℃,使精軋機入口溫度保持在1000~1100℃之間。
5.熱卷箱工藝粗軋機組之后與精軋機組之間有中間坯熱卷取箱工藝設(shè)施,可自動識別坯料長短,自動卷取,穿帶速度2m/s~2.5m/s,最大卷取速度5m/s,最大開卷速度2m/s,卷取坯料厚20mm~40mm,寬900mm~1550mm,最大卷重21t,對中間坯保溫,使頭尾溫度均勻,清除氧化鐵皮。
6.精軋機組工藝坯料經(jīng)具有園弧剪刃的切頭飛剪切頭后再進入由6架四輥軋機組成的精軋機組,其中,1~6架支持輥為油膜軸承,4架與5架有液壓自動控制板厚(AGC)裝置,3~6機架設(shè)有彎輥和串輥裝置,1~2、2~3、3~4機架之間有帶鋼冷卻裝置,最大軋制力25000kN,最大軋制速度10.2m/s,工作輥最大彎輥力1200kN,串輥行程±150mm,坯料進精軋機組1000~1100℃,終軋溫度800~900℃。飛剪切尾成反圓弧狀,以減少軋后尾部的魚尾形,便于卷取外形整齊。
7.帶鋼層流冷卻工藝層流冷卻裝置全長72m,有20組冷卻集管,通過計算機控制層流開閉,使帶鋼有良好的機械性能??刂茰囟?00℃~800℃。通過5組在線高壓水箱,穩(wěn)定各組冷卻集管的壓力,流量穩(wěn)定,層流冷卻水總量6400m3/h,壓力為0.03MPa~0.05MPa,側(cè)噴水壓力1.0MPa。
8.帶鋼卷取采用液壓3助卷輥地下卷取機,卷取厚度1.5~13.0mm,卷取寬度900~1550mm,鋼卷內(nèi)徑762mm、外徑1150~2100mm,最大卷重24t。主電機容量DC700kW。助卷輥直徑Φ380mm三輥式。電機容量50kW。
本發(fā)明根據(jù)中薄板坯生產(chǎn)特點,采用鑄機與加熱爐之間短行程緊湊配置,鑄機出坯輥道是加熱爐的上料輥道,鑄坯入爐溫度大于900℃;在鑄機與連軋線生產(chǎn)節(jié)奏不匹配時,鑄坯緩沖時間可達30min,在加熱爐或軋制線故障的情況下,鑄坯可以下線儲存緩沖,存放緩沖板坯所需的板坯庫遠遠小于常規(guī)帶鋼生產(chǎn)線的板坯庫,只需容納2000t板坯的空間即可完全滿足正常生產(chǎn)要求,待加熱爐或軋制線恢復(fù)正常后,下線緩沖的板坯仍可上線繼續(xù)軋制,同時還能適應(yīng)外來板坯,在生產(chǎn)組織上具有很高的靈活性。
權(quán)利要求
1一種涉及冶金工業(yè)中薄板坯連鑄連軋板卷的生產(chǎn)方法,本發(fā)明特征在于依次包括下列工藝步驟連鑄鑄坯——鑄坯加熱——坯料除鱗——粗軋工藝——熱卷箱工藝——精軋工藝——帶鋼層流冷卻工藝,(1)連鑄鑄坯煉鋼鋼水通過保溫鋼水罐、鋼包或中間罐運抵曲率半徑5m連鑄機,鑄速<3.5m/min,鑄成斷面100~150mm×900~1550mm,火焰切割,定尺12.9m~15.6m,1機1流,鑄機本體重345.8t,采用一級及二級計算機自動化控制,(2)鑄坯加熱兩座步進梁式加熱爐,采取汽化冷卻,鑄坯熱裝爐溫度900℃以上,鑄坯斷面100~150mm×900~1550mm,定尺12.9m~15.6m,熱裝加熱能力260t/h,冷裝加熱能力180t/h,長行程裝鋼機最大行程10500mm,加熱溫度1150℃~1250℃±30℃,(3)坯料除鱗坯料加熱出爐后,以壓力18MPa的雙排高壓水除鱗裝置進行除鱗,其噴射角擺動8~15°,噴咀至板坯之間的距離可隨板坯厚度進行調(diào)整,(4)粗軋工藝大立輥軋機對板坯進行側(cè)壓,板坯減寬量<30mm,最大軋制力3000kN,主電動機功率882kW,二輥可逆式粗軋機,軋輥尺寸Φ1270/1170mm×1700mm,最大軋制速度3.5m/s,最大軋制力25000kN,主電動機功率AC5000kW×2,軋后除鱗,四輥可逆式粗軋機,工作輥尺寸Φ800/750mm×1700mm,支承輥尺寸Φ1400/130mm×1700mm,最大軋制速度5.0m/s,最大軋制力20000kN,主電動機功率DC5515kW,軋后除鱗,四輥可逆式粗軋機附著式立輥,軋輥尺寸Φ880/830mm×450mm,最大軋制力1600kN,立輥電機功率400kW×2,軋制方式以大立輥軋機控制帶鋼的寬度和有效除鱗,附著立輥用以提高帶鋼寬度精度,二輥可逆軋機每道次壓下率均大于35%,經(jīng)三道次軋制,使板坯減薄到原尺寸的30%左右,再在四輥可逆軋機軋制一道,軋成厚22~38mm坯料,通過兩架粗軋機總軋制時間減少30秒,減少坯料溫度損失30~50℃,使精軋機入口溫度保持在1000~1100℃之間,(5)熱卷箱工藝坯料通過粗軋機組軋制后,在進入精軋機組前有熱卷箱工藝設(shè)施,可自動識別,自動卷取,穿帶速度2~2.5m/s,卷取速度<5m/s,開卷速度<2m/s,卷取坯料厚20~40mm,寬900~1550mm,最大卷重21t,卷取箱工藝能應(yīng)急軋制線事故、減少坯料頭尾溫差、清除帶鋼表面鐵皮、提高精軋機組軋制穩(wěn)定性,(6)精軋工藝坯料經(jīng)雙圓弧剪刃的切頭飛剪切頭成圓弧型后進入由6架四輥軋機組成的精軋機組,第1~6架軋機支承輥采用油膜軸承, 第4與第5架軋機具有液壓AGC功能,第3~6架設(shè)有彎輥和串輥裝置,1~2、2~3、3~4機架間有帶鋼冷卻裝置,工作輥直徑1~2架,700~640mm,3~6架,665~615mm支承輥直徑1550~1400mm,最大軋制力25000kN,主電動機功率DC3500kW×6最大軋制速度10.2m/s,工作輥彎輥彎輥力<1200kN,工作輥串輥行程±150mm,AGC液壓系統(tǒng)行程30mm,精軋入口溫度1000~1100℃,精軋出口溫度800~900℃,飛剪切尾成反圓弧狀尾部,減少精軋機后產(chǎn)生魚尾形,便于整齊卷取,提高帶卷成型外觀,(7)帶鋼層流冷卻工藝裝置全長72m,設(shè)20組冷卻集管,通過計算機控制層流開閉,使帶鋼軋后獲得良好的機械性能,帶鋼卷取控制溫度500~800℃±20℃,通過5組高壓水箱,穩(wěn)定各組冷卻集管壓力流量穩(wěn)定,層流冷卻水量6400m3/h,壓力為0.03MPa~0.05MPa,側(cè)噴水壓力1.0MPa。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中薄板坯連鑄連軋板卷的生產(chǎn)方法,其特征在于中薄板坯連鑄機與步進式加熱爐采取緊湊式布置,連鑄的出坯輥道就是加熱爐的上料輥道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中薄板坯連鑄連軋板卷的生產(chǎn)方法,其特征在于采用兩座加熱爐交替出鋼的小交叉工藝方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中薄板坯連鑄連軋板卷的生產(chǎn)方法,其特征在于帶鋼層流冷卻工藝采用液壓3助卷輥地下卷取機,卷取厚度1.5~13.0mm,卷取寬度900~1550mm,最大卷重24t,鋼卷內(nèi)徑762mm,鋼卷外徑1150~2100mm,卷取速度最大16m/s,卷筒直徑Φ762mm,主電機容量DC700kW,助卷輥直徑Φ380mm三輥式,電機容量50kW,夾送輥直徑上輥Φ900mm,下輥Φ400mm,電動機容量上輥300kW下輥300kW。
全文摘要
本發(fā)明公開一種中薄板坯連鑄連軋板卷的生產(chǎn)方法,采用的技術(shù)方案以連鑄機鑄坯拉速低和合理坯料斷面,連鑄與加熱爐布局緊湊、鑄坯輸出輥道與加熱爐入爐輥道一機雙用,使鑄坯入爐溫度達到900℃以上,采用雙爐加熱小交叉裝、出鋼方法,鑄機與步進式加熱爐間的緩沖余地大,二輥可逆粗軋機3道次、四輥可逆軋機1道次,粗軋區(qū)總軋制時間減少30秒,減小中間坯溫降50℃,采用中間坯熱卷取箱工藝,減少頭尾溫差,提高中間坯除鱗效果,精軋機組采用彎輥、串輥、控冷、自動控制板厚等措施,提高板卷質(zhì)量,實現(xiàn)節(jié)能、降低成本、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量,本發(fā)明適于碳素鋼、低合金鋼的中薄板坯連鑄連軋板卷帶鋼的生產(chǎn),特別適合于薄板的生產(chǎn)。
文檔編號B21B1/46GK1483521SQ02132970
公開日2004年3月24日 申請日期2002年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月19日
發(fā)明者劉玠, 孫一康, 張恒祿, 李龍珍, 吳崢, 黃維學(xué), 王明仁, 童朝南, 劉文仲, 馬長仁, 高海, 王德坤, 黃浩東, 那杰夫, 金福興, 劉 申請人:鞍鋼集團新鋼鐵有限責(zé)任公司