柳钢2032热轧带钢生产线设计简介.doc

柳钢2032mm热轧板带生产线工艺设计简介 4
柳钢2032mm热轧板带生产线工艺设计简介
叶何文 罗 军 张卫权

摘 要 介绍柳钢2032mm热轧板带生产线工艺设计、设备特点，以及技术措施。
关键词 热轧板带 工艺设计 设备特点
Brief Introduction to technological Design on 2032mm Hot Rolling Plate & Strip
Product Line in Liugang
Abstract The technological design, equipment characteristics and technological measures to 2032mm hot rolling plate and strip product line in Liugang have been introduced.
Key Words Hot Rolling Plate & Strip Technological Design Equipment characteristic

0 前言
柳钢热轧板带生产线是广西柳州钢铁（集团）公司“十五”规划期间重点技改工程之一，工程于2004年9月12日破土动工，计划于2005年9月15日热负荷试车。这是柳钢优化和调整产品结构，满足用户需要，致力于提升市场竞争力，带动区域经济和推进企业可持续发展，做优做强钢铁主业的重要举措。
轧线主要设备由原英国DAVY公司设计制造，属于第二代半连续热连轧机。柳钢从CORUS公司引进设备后，对其实施全面的现代化技术改造。一期投资10亿元，新轧线增加了液压AGC（预留弯辊装置）、快速换辊等装置，配套全新的自动化控制、液压、润滑、高压水除鳞、水处理等系统，建设一条2032mm热连轧宽带钢卷生产线。
1 生产规模及产品方案
该热轧板带工程技设计年产量360万吨，分两期建设：一期150万t/a热轧带钢卷；二期360万t/a热轧带钢卷。成品最大卷重23860 kg（预留30000kg）；最大钢卷外径1810mm（max.）；钢卷内径Φ762mm；最大单位卷重～12.96 kg/mm（预留16.3kg/mm）。
原料为连铸板坯，坯料规格为：厚度180、220、（预留250）mm；宽度650～1850mm；长度7500～9500mm，最短尺6000mm（数量少于5%）。
最大板坯重量30158 kg；一期建设年需板坯量153.06×104t。
产品方案见表1。
表1 按钢种产品方案表
产品名称
代表钢种
产品规格,mm
计划年产量,(t/a)
比例,（%）
碳素结构钢
Q215、Q235、Q255
2.0～25×600～1840
600,000
40
优质碳素结构钢
08Al、20
2.0～25×600～1840
675,000
45
低合金结构钢
Q345
2.0～25×600～1840
150,000
10
管线钢
X60
2.0～12×600～1840
75,000
5
合 计

1,500,000
100

2 生产工艺
2.1 生产工艺流程
合格连铸板坯→板坯库→备料区→步进式加热炉加热→粗除鳞箱除鳞→两机架连轧可逆四辊粗轧机（前后带立辊装置）开坯（一期上一架→保温装置→转鼓式切头飞剪→精轧除鳞箱→四辊精轧机6连轧轧→层流冷却→卷取机→打捆→翻卷→链式运输机→称量、喷印→钢卷库（立放）→翻卷→钢卷库（卧放）→成品卷发货。
2.2 生产工艺简述
合格无缺陷的连铸板坯由火车运入该厂装料跨，由板坯夹钳吊车进行卸料、对中堆放。根据生产计划要求，装料吊车从备料区将板坯逐块吊到上料辊道，运至称量辊道上进行称量并核对板坯号，至入炉辊道自动定位，然后由装钢机装入加热炉炉内加热。加热炉为混合煤气步进梁式炉，进出钢方式为端进、端出。
加热好的坯料，由出钢机托出放到出炉辊道上，经粗除鳞箱除去一次氧化铁皮后，由辊道送往E1、R1、E2组成的可逆四辊粗轧机组。板坯在可逆轧制机组轧制5、7、9道次，轧成要求的中间坯。为保证中间坯的精轧开轧温度和顺利咬入，设置有保温辊道和切头飞剪。精轧机组由F1～F6四辊轧机组成，轧件依次进入6架轧机连续轧制，轧制2～6道次，轧成2.0～25.0mm带钢。精轧机架间设有H1～H5电动活套装置，机组实行微张、活套轧制，且在粗轧机前后、精轧机之前均设有高压水除鳞装置，用于清除二次氧化铁皮。
带钢头部从精轧出来，进入带钢层流冷却装置。冷却装置根据带钢钢种、厚度、终轧温度及轧制速度，自动调节层流集管组数和数量，分别对带钢上表面层流、下表面喷水冷却，将带钢由终轧温度冷却至规定的卷取温度，送往三辊式液压助卷辊卷取机卷取。
卷取完后，由卸卷小车将钢卷托起并取出，经卧式自动打捆机打捆后，再由翻卷机把钢卷翻成立卷放在链式运输机上进行钢卷运输。钢卷经称重、喷印，由链式运输机将钢卷运至钢卷库，经专用吊具吊离运输链落地堆放冷却，待冷却后经翻卷机翻卷过跨送入另一钢卷库卧式堆放、待发运。
3 工艺布置特点和设备技术性能
3.1 机组配置
机组采用半连续式布置，即1架四辊可逆粗轧机（含E1、E2立辊装置，预留一台粗轧机）+6架精轧连轧机组（预留一台精轧机）。
3.2 步进梁式加热炉
一期建设的1＃加热炉是一座自动化程度高、适应性强、节能、指标先进的宽厚板步进梁式加热炉（二期建设2＃加热炉）。加热炉分为8个炉温自动控制段对板坯实行有效灵活的加热，以适应板坯装炉温度的变化和产量的变化。炉底纵水梁采用错开布置形式以减少和消除板坯的黑印，获得好的板坯表面加热质量。炉底水梁和立柱采用汽化冷却方式和双重绝热包扎技术，以减少热损失，降低能耗。1＃和2＃炉子基础在一期同时施工,便于二期建设时2＃炉安装设备即可，不至于影响生产的正常运行,另外还考虑了增设3＃炉的可能。炉子主要技术性能见表2。
表2 步进梁式加热炉主要技术性能
项 目
技术参数
规 格
10200mm ×48700mm
产 量
碳钢、冷装，300t/h
板坯出炉温度
1150～1250℃
3.3 粗轧机
粗轧机是一台大压下、高速轧制的四辊可逆轧机（主要技术性能见表3），前后配有立辊装置（E1、E2，主要技术性能见表4），用于破鳞、辅助平辊咬入和进行轧边以及适当调节板宽。改造后增设快速换辊装置。二期工程增加一台粗轧机，实现粗轧可逆连轧，将大幅提高轧机生产效率。
表3 粗轧机主要技术性能
项 目
技术参数
工作辊尺寸
Φ997.0/946.2mm×2032mm
支撑辊尺寸
Φ1447.8/1320.8mm×2032mm
最大轧制力
40000kN
直流主电机
3729kW×2,n=40/100r/min
除鳞水压力
18MPa
表4 E1、E2主要技术性能
项 目
技术参数
型 式
附在主机架上，立式电机上传动
立辊尺寸
Φ743.0/692.9mm×736.6mm
开口度
550～2032mm
电机功率
373kW×2,DC
3.4 中间辊道
中间辊道设置保温罩，以减少中间板坯的热量损失，减少头尾温差和保证轧件进入精轧机时的温度，以获得较高精度的成品尺寸和均匀的机械性能。
3.5 高压水除鳞装置
高压喷嘴处水压：≮18Mpa；
对板坯、中间坯上下面同时喷高压水。
3.6 切头飞剪
转鼓式飞剪，可高速切断40mm以下中间板坯，保证轧件头部质量并利于精轧机组咬入。切头飞剪主要技术性能见表5。
表5 切头飞剪主要技术性能
项 目
技术参数
剪切带坯厚度
26～40mm
剪切带坯宽度
600～1840mm
剪切温度
≥900℃
3.7 精轧机组
采用6机架连轧的型式。机组全部是四辊轧机，原配置有电动APC控制系统，改造后在F2、F4～F6新增加液压AGC板厚控制系统，预留弯辊装置。为了提高生产效率和改善员工操作环境，F1～F6增设快速换辊装置。
二期建设时增加一台F7精轧机，以提高产品质量、生产效率和拓展产品品种，使机组压下制度更合理。
精轧机主要技术性能见表6。
表6 精轧机主要技术性能
项 目
技术参数
工作辊尺寸
Φ746.1/673.1mm×2032mm
支撑辊尺寸
Φ1524/1371.6mm×2032mm
最大轧制力
36000kN
精轧机组直流主电机参数见表7。
表7 精轧机主电机参数表
机架
单机容量,KW
转速,rpm
数量
F1
4480.0
30/75
1
F2
4474.2
48/120
1
F3
4474.2
76/190
1
F4
4474.2
110/275
1
F5
2237.1
135/338
2
F6
4470.0
148/370
1
3.8 带钢层流冷却装置
原有的层流冷却系统经过现代化改造具有自适应冷却功能和易控制操作的特点，系统具有水压低、流量大、水压稳定、水流为层流的特性。根据带钢钢种、规格、温度及轧制速度等工艺参数，自动控制冷却集管的开闭，调节水流量、喷头组数，实现带钢冷却温度的精确控制，将带钢由终轧温度快速冷却至卷取温度，获得所需要的金相组织和力学性能。层流冷却主要技术性能见表8。
表8 层流冷却主要技术性能
项 目
技术参数
型 式
无惯性管式层流冷却
上集管数
56个
下集管数
120个
层流冷却水量
～12600m3/h
带钢输入温度
850～950℃
带钢输出温度
550～650℃
3.9 卷取机
一期投产的1＃卷取机为原有的三助卷辊液压驱动型式的卷取机，具有踏步功能。侧导板为电动控制，动态响应。卷取机主要技术性能见表9。
二期建设增加一台，解决产能提高问题。
表9 粗轧机主要技术性能
项 目
技术参数
卷筒直径
Ф762mm
卷筒电机
900kW,n=0/300/900r/min
卷取速度
150～841m/min
卷取能力
25×1840mm
卷取重量
30t（max）
3.10 轧线自动化控制系统
轧线自动化控制系统包括从上料辊道到成品（带钢卷）的收集、堆放的整个生产线的控制。由过程控制级（L2）和基础自动化级（L1）组成二级计算机控制系统。自动化系统采用SIEMENS S7-400 PLC＋SIMATIC TDC。系统采用光纤环形以太网通讯，TDC之间采用GDM网络实现数据同步和共享。生产报表自动生成，配备仪表、传感器、良好人机交互控制画面（HMI）、工业电视、消防报警等检测和监视系统。
主电机均为英国著名AEI、GEC公司直流电机，一期建设全部修配改利旧使用，以节省工程投资。
4 存在的问题
粗轧机立辊轧制能力小，控宽能力不强；粗轧前后辊道因使用年限较长，磨损较严重，需在日后逐步更新；粗轧机、精轧机主电机均为直流电机，与国内其他类似热轧厂电机功率比较偏小，需要在后期改造中逐步更换为大功率交流主电机。
5 结语
引进二手设备用于新线建设，可以缩短建设周期并节约投资，采用成熟先进的技术对轧机进行改造，可使旧设备系统改造成为一条技术装备精良、节能、降耗和环保的现代化生产线。热轧厂投产后，柳钢公司的产品结构将更合理，产品一部分可直接作为成品供应市场，一部分作为在筹建的冷轧生产线的原料。柳钢又将形成新的拳头产品和经济增长点，体现柳钢“求变、求进、求强”的发展理念。