摘要:现代的钢铁联合企业是由炼铁、炼钢和轧钢三个主要的生产系统组成的,轧钢生产是钢铁工业生产的最终环节。 轧钢车间担负着生产钢材的任务。因此,钢铁轧制在国家工业体系中占有举足轻重的基础地位。
关键词:轧钢生产 轧钢机械 发展方向
一、轧钢生产
20世纪90年代以前,中国轧钢生产的平均水平与世界主要产钢国比较,还比较落后。轧钢生产以型钢为主,生产线大、中、小型并存。不同企业的技术装备水平参差不齐,能耗、成本较高。很多企业还使用着20世纪50~60年代较为陈旧的设备和工艺。这是钢材质量、品种和效益较差的主要原因。
20世纪90年代后期,国内经济有了高速的发展。加入WTO后,为适应参与国际钢材市场竞争的需要,国内各大企业采用当今世界先进技术和装备,进行了大规模的技术改造。广泛引进新技术、新设备、新工艺,使中国轧钢生产的水平有了长足的进步,发展了一批高技术、高附加值的品种,如汽车、家电用薄钢板,H型钢,高档次石油钻套管,UOE大口径天然气输送管道钢管等。95%以上的钢材品种,从数量到质量均可以满足国民经济各部门的需要。对于一批高难度的品种也在组织技术攻关和引进国外先进技术,如高档次汽车用冷轧薄板、不锈钢冷轧薄板等。建成了以宝钢、天津大无缝为代表的现代化企业和以邯钢、珠钢、包钢薄板坯连铸连轧为代表的现代化生产线。9:1重I 2002年产钢100万吨以上钢铁企业(集团)已有50家,年产钢量1.54亿吨,已占全国钢产量的85Z。其中宝钢集团年产钢规模达2 000万吨;鞍钢达1 000万吨;中国钢铁工业已进入技术创新全面繁荣的新时期。轧钢生产技术创新发展方向为:通用工艺技术、综合节能与环保技术、新品种开发与钢材性能优化技术、信息技术和装备机电控制一体化技术。
二、轧钢的产品
1、板带材
薄板: 薄板(0.2~4mm);极薄板(0.0015~0.2mm);
中、厚板:中板(4~20mm);厚板(20~60mm);特厚板(60~160mm);
其它: 装甲板;宽带钢;箔材等。
2、型钢
简单断面:方、圆、扁钢等。
成型断面:角钢、槽钢、工字钢、钢轨等。
特殊断面:板桩、涡轮叶片、拖拉机履带板、道岔等。
3、管材
它的断面形状一般是圆的,但也有扁的、方的以及其他异型断面钢管。如按用途可分为输送管道用钢管、锅炉管、地质钻探管、轴承钢管、注射针管等。
按生产方式可分为无缝钢管、焊接钢管。
3、特殊类型钢材
它包括周期断面钢材、车轮与轮箍以及用轧制方式生产的齿轮、钢球、螺丝和丝杆等产品。
三、轧钢工艺流程
1、热轧板带
连铸坯 清理(补偿)加热轧制冷却精整检查验收入库
轧制分粗轧和精轧,冷却为层流冷却,精整主要包括矫直、横切、纵切。
2、冷轧板带
热轧卷柱矫酸洗切边轧制卷取退火(退火分光亮退火和黑退火)平整精整(矫直、纵切分条横切)检查包装入库
3、热轧型钢
方坯(型坯)清理(补偿)加热轧制剪锯切冷却矫直
4、线材
方坯 加热 轧制(粗中、预精、精轧)冷却(水冷、风冷)集卷打捆检查入库
四、 轧钢设备的发展动向
轧钢设备发展动向是大型化、连续化、高速化和自动化。
1、大型化方面
1)、增大纲锭(钢坯)或带卷重量。过去初轧机钢锭一般为10~20吨,现在已加大到40~50吨(目前已经向全连铸发展,从而取消初轧),热连轧的最大带卷重量已有15吨增大到45吨,冷轧卷重达60吨,线材盘重已达2~4吨。
2)、增大轧辊直径
初轧机轧辊直径已达1300~1500mm,带钢热轧工作辊已达760~850mm,精轧机组的支承辊直径已增加到1700mm。
3)、增大主电机功率
2、高速化方面
宽带钢热连轧速度达28.6m/s,冷连轧已达41.5m/s,线材轧机已达60~75m/s。
3、连续化方面
原有冷、热连轧、线材轧机外,尚发展了宽边工字钢连轧机、无缝钢管连轧机、连续焊管轧机及圆、方坯连轧机等。
4、自动化方面
目前宽带钢轧机的计算机自动控制水平在各类轧机中是最高的,从板坯上料到卷取全部采用计算机控制。
冷连轧机上亦采用了钢板厚度自动控制(AGC)。
平整机上延伸率自动控制(AEC)和其它自动化措施等。
我国钢铁企业和重型机械制造业现在有了很大的发展,如攀钢发展也比较快,其中冷轧厂,轨梁厂的万能轧机的自动化水平都比较高。
五、轧钢机械
1、分类
由前面可知,钢材生产要经过轧制、运输、剪切、矫直等工序来完成。所需的机械设备很多,根据用途可分为主要设备和辅助设备。
(1)、主要设备(也称主机、主机列)
轧制钢材的机械设备称为轧钢机(或直接使轧件产生塑性变形的机械设备称为轧钢机),它使轧件在转动的轧辊间产生塑性变形,轧出所需断面形状的钢材。
(2)、辅助设备
除轧钢机以外的各种设备,统称轧钢车间辅助设备。辅助设备数量大、种类多。包括运输、翻钢、剪切、矫直、卷取、清理、包装等设备。
2、轧钢机主机列
它包括:工作机座、传动装置(接轴、齿轮座、减速机、联轴器)及主电机组成。 在某些大轧机上,如二辊可逆式初轧机、四辊可逆式钢板轧机,主传动中设有减速机和齿轮座,每一个工作辊都用一个单独电动机驱动。这不仅大大简化了设备,而且更重要的是解决了制造特大功率电动机带来的许多困难。
六、轧钢机的分类
轧钢机通常可以按用途、构造和布置分类。
1、按用途分类
轧钢机按用途可分为开坯轧机、型钢轧机、板带轧机、钢管轧机和特殊轧机。如横轧机、轮箍轧机等。
这种分类可以反映轧机的主要性能参数及其轧制的产品规格。
2、按构造分类(按轧辊在机座中的布置分类)
根据轧辊在机座中的布置形式不同,轧钢机可分为下列五种形式。
(1)、具有水平轧辊的轧机;
二辊式,三辊式,三辊劳特式,复二辊式,四辊式,多辊式(十二辊式,二十辊式,偏八辊式),行星式。
(2)、具有立式轧辊的轧机;
(3)、具有水平轧辊和立式轧辊的轧机(万能轧机);
二辊式万能轧机。H型钢轧机(生产大型工字钢)。
(4)、具有倾斜布置轧辊的轧机
用于无缝钢管穿孔机,均整机。450无扭转线材轧机。
(5)、其它特殊轧机
钢球轧机、轮箍轧机、车轮轧机。
轧钢是一个博大精深的冶金生产,尤其在高速与高精度轧制时,更需要计算机高速准确地控制生产过程。但所有轧制控制都是人们精心安排和设计的。轧制控制就包括描述轧制过程的数学模型、机械动态特性模型及其组合方式。同时需要高精度的检测器、高速度的模拟或数字控制单元与系统以及稳定可靠的执行单元。需要我们不断来完善。
参考文献:
1、张 辉.轧制过程控制[M].沈阳:东北工学院, 1999·
2、刘 宁,袁国明.安钢2800中板轧机装备技术设计[Z].大连:一重设计院, 1999.
3、杨自厚·轧制设备[M]·北京:冶金工业出版社, 1990