第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年，我國熱軋卷板技術(shù)水平不斷提高，安鋼和太鋼都相繼線成功軋制X80管線鋼熱軋卷板。

隨著國內(nèi)一大批重點油氣管道項目的上馬或加速建設(shè)，如西氣東輸二線工程、川東大型天然氣東輸工程、東海、南海的石油天然氣開發(fā)，以及俄羅斯等國外輸華油氣管道的建設(shè)，都需要大量高質(zhì)量、高規(guī)格的管線鋼，而目前國內(nèi)只有寶鋼、鞍鋼、武鋼等極少大型企業(yè)能生產(chǎn)，安鋼面對這一難得的商機，在I780mm生產(chǎn)線及時開發(fā)成功高等級的X80熱軋管線鋼板卷，為搶占國內(nèi)管線鋼市場打下了扎實基礎(chǔ)，同時也標志著安鋼1780mm熱連軋生產(chǎn)線在高強度、高韌性管線鋼軋制技術(shù)方面登上了新臺階。

安鋼開發(fā)的厚14．6mm、寬1550mm的X80管線鋼，其表面質(zhì)量、各項力學(xué)性能指標、規(guī)格尺寸等均符合國家標準要求。

X80級管線鋼要求具有更高的純凈度，更低的C含量以及一定的Mo含量，低C有利于降低Pcm，減少珠光體的體積分數(shù)，保證管線鋼在低溫時的沖擊韌性；Mo對高鋼級管線鋼有十分重要的作用，添加一定量的Mo可以抑制先共析鐵素體的析出，推遲珠光體轉(zhuǎn)變，促進針狀鐵素體組織的形成。

太鋼的X80級管線鋼采用純凈鋼冶煉工藝，經(jīng)鐵水預(yù)處理后的W(P)、W(S)降至0．025％以下；轉(zhuǎn)爐出鋼的W(c)為0．03％，出鋼過程中可將未被氧化的Cu、Ni加入，嚴格控制轉(zhuǎn)爐下渣；LF爐內(nèi)進行成分微調(diào)、溫度微調(diào)，并保證LF底吹A(chǔ)r流量；在LF爐內(nèi)將成分和溫度均勻化后鋼水進入RH處理，RH只進行脫氣、去夾雜，不做成分微調(diào)，且在高真空度的情況下至少保證RH處理時間不小于25min，之后將鋼水澆鑄成230～250mm厚度的連鑄坯。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點

熱軋卷板生產(chǎn)工藝包括三種：常規(guī)熱連軋、薄板坯連鑄連軋和爐卷軋機。

常規(guī)熱連軋優(yōu)點：工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、板坯厚、產(chǎn)品質(zhì)量高，主要定位高質(zhì)量和較全的品種，如超深沖鋼、高強度鋼、高鋼級管線鋼、汽車板等；

薄板坯連鑄連軋優(yōu)點：投資少、占地省、能耗低、成本低、可生產(chǎn)薄規(guī)格產(chǎn)品等特點，主要定位中低檔、薄規(guī)格產(chǎn)品。

第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析

近年來我國新建熱連軋機組除個別采用二手設(shè)備外有兩種情況，一是引進國外技術(shù)裝備的、具有當代世界最先進水平的軋機，二是由我國自主集式或國產(chǎn)的具有先進水平的軋機；熱軋寬帶鋼連軋機組在工藝設(shè)備技術(shù)上的新發(fā)展，包括如下的新技術(shù)：板坯定寬壓力機、帶坯邊部加熱器、熱卷箱及帶鋼無頭軋制、精軋機組前設(shè)置立輥（FE）軋機、精軋機板型控制（凸度和平直度控制）、精軋機架數(shù)選擇、全液壓卷取機等?，F(xiàn)就其中關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)做一下介紹：

1、連鑄坯熱送熱裝技術(shù)

連鑄坯熱送熱裝是指連鑄坯在600℃以上高溫時直接裝爐或先放入保溫裝置，以協(xié)調(diào)連鑄與軋鋼生產(chǎn)節(jié)奏，待機裝入加熱爐加熱，然后再把經(jīng)過加熱1050℃以上的高溫連鑄坯直接送往軋機軋制。

該項技術(shù)具有節(jié)能、縮短生產(chǎn)周期、減少板坯存放倉庫面積等效果，集成了幾工序間的系統(tǒng)工程技術(shù)，需要多項技術(shù)的支撐，包括煉鋼、連鑄和熱軋三者統(tǒng)一的生產(chǎn)計劃管理，計算機進行實時控制；生產(chǎn)線設(shè)備具有較高的作業(yè)率；無缺陷高溫連鑄坯的生產(chǎn)；連鑄和熱軋均具有在線調(diào)寬的手段；熱軋實施“自由軋制計劃”；連鑄和熱軋廠布置緊湊或采取保溫快速運輸；加熱爐采用多段快速步進梁，長行程裝入機及熱惰性小的陶瓷纖維耐火爐襯等，以適應(yīng)熱裝的需要；在線補熱和保溫措施，如連鑄和粗軋機間以及精軋機前設(shè)邊部加熱器，中間輥道設(shè)保溫罩等。

熱裝軋制工藝在熱軋帶鋼軋機中已經(jīng)普遍采用，日本、韓國的熱軋帶鋼軋機熱裝比達到60%以上，最多可達80%，熱裝溫度達到600℃以上，我國近年來建設(shè)的1580、1750、1780、2250機組在設(shè)計大綱中都對熱裝軋制比例作出了要求。

為加熱直接熱裝板坯，國外熱帶鋼軋機專門用一座加熱爐進行加熱。例如日本JFE千葉廠3號加熱爐、福山廠3號加熱爐、鹿島廠4號加熱爐都專門用于直接熱裝爐加熱。

2、直接軋制技術(shù)

直接軋制是把1050℃以上的高溫連鑄坯，經(jīng)邊部加熱后直接送往軋機軋制。該技術(shù)要求煉鋼、連鑄能穩(wěn)定生產(chǎn)無缺陷板坯，連鑄機出料輥道和軋鋼加熱爐后裝料輥道以輥道直接相連，輸送輥道上加設(shè)保溫罩等保溫?zé)崤髟O(shè)施，加熱爐設(shè)有長行程裝料機，以便于冷、熱坯交叉裝料時可將高溫坯裝入爐內(nèi)深入。

為實現(xiàn)直接軋制工藝，無缺陷高溫板坯、熱送坯的保溫設(shè)備，板坯邊角加熱爐，生產(chǎn)管理計算機以及區(qū)域管理計算機等硬件條件是必不可少的，且高水平的連鑄和熱軋操作、生產(chǎn)計劃和各工序的協(xié)調(diào)是關(guān)鍵。根據(jù)日本、韓國一些廠家的經(jīng)驗，如解決好這些問題可以不影響軋機小時生產(chǎn)能力。至于直接軋制所受鋼種的限制，根據(jù)日本生產(chǎn)廠的經(jīng)驗，除取向硅鋼、高牌號非取向硅鋼、不銹鋼以及高牌號鍍錫板之外，其余鋼種都能直接軋制。直接熱裝和直接軋制是當代熱軋帶鋼軋機的發(fā)展方向。熱裝的高水平即是直接熱裝。

正是因為直接軋制對軟、硬件要求很高，投產(chǎn)后的一段時間難于實現(xiàn)直接軋制，國外新建熱軋帶鋼軋機一般優(yōu)先考慮熱裝爐工藝和直接熱裝爐工藝的實現(xiàn)，預(yù)留采用直接軋制工藝余地。

直接軋制作為熱軋帶鋼軋機的發(fā)展方向是不容置疑的。熱裝爐軋制工藝已有多年的生產(chǎn)經(jīng)驗，可以取得良好的節(jié)能效果；直接熱裝爐軋制工藝進一步提高節(jié)能效果，縮短生產(chǎn)周期，使連鑄機和熱軋機更緊密地聯(lián)系在一起，同時，為實現(xiàn)直接軋制工藝，所采用的技術(shù)措施同樣對實現(xiàn)直接軋制是必需的。

在新建熱軋機時，直接軋制工藝要在平面布置上盡量考慮兩車間緊湊布置，連鑄機板坯輸出輥道直接和熱軋機加熱爐出爐輥道相連，但設(shè)計上不應(yīng)追求以高百分比直接軋制為目的，而是根據(jù)品種、規(guī)格及生產(chǎn)能力的要求考慮采用直接軋制的百分比，讓生產(chǎn)廠根據(jù)今后實際操作水平來決定組織直接軋制，以期達到最佳的綜合經(jīng)濟效益。

3、無頭軋制和半無頭軋制技術(shù)

無頭軋制和半無頭軋制技術(shù)是近年來出現(xiàn)的新技術(shù)。無頭軋制主要應(yīng)用在熱軋帶鋼和棒線材生產(chǎn)中，采用傳統(tǒng)分塊軋制方式的軋機要頻繁的咬鋼、拋鋼和變換軋制速度，造成鋼材頭、尾部的質(zhì)量難以保證，軋機作業(yè)率較低，對產(chǎn)品尺寸精度的控制也較為困難。對此，有關(guān)科技工作者通過在傳統(tǒng)的熱軋生產(chǎn)線上設(shè)置采用鋼坯對焊機及精軋后連續(xù)軋制。該方法與傳統(tǒng)軋制方法相比，成材率可提高0.5％至1.0％；生產(chǎn)率可提高10％至15％；產(chǎn)品質(zhì)量、精度也有較大的提高。此外，用傳統(tǒng)的軋制方法軋薄板時容易出現(xiàn)跑偏、甩尾、浪形等問題；而無頭軋制則無此現(xiàn)象，可提高鋼帶行走的穩(wěn)定性，可以生產(chǎn)0.8毫米至1.0毫米帶材。此技術(shù)由于避免了頻繁的咬鋼，設(shè)備的磨損和廢品率也有所下降，可降低2.5％至3％的生產(chǎn)成本。

半無頭軋制主要用于薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，主要是為生產(chǎn)薄規(guī)格熱軋帶鋼設(shè)計的，雖然其設(shè)備配置與傳統(tǒng)的薄板坯連鑄連軋大體相同，但是技術(shù)有很大變化。比如，采用半無頭軋制的CSP生產(chǎn)線，薄板坯出結(jié)晶器時的厚度為63毫米，經(jīng)過液芯壓下后離開連鑄機時連鑄坯厚度為48毫米。此時，連鑄坯不剪斷進入隧道式加熱爐（傳統(tǒng)CSP生產(chǎn)線連鑄坯剪斷為40余米），加熱爐可達300余米（傳統(tǒng)CSP生產(chǎn)線為200米）；連鑄坯經(jīng)均熱以后進入7機架連軋機組軋制成材。該生產(chǎn)線的輸出冷卻輥道分為兩段，第一段較短，為30米左右，其中快速冷卻水集管為10米左右，冷卻段后是超薄帶卷取機（旋轉(zhuǎn)卷取機）；第二段為傳統(tǒng)的層流冷卻和傳統(tǒng)的卷取機，主要生產(chǎn)一般規(guī)格的熱帶。為對生產(chǎn)的成品帶鋼進行分卷，在每個卷取機前均設(shè)有高速飛剪。該生產(chǎn)線的產(chǎn)品以超薄規(guī)格熱帶為主，其中0.8毫米至3毫米的帶鋼占60％以上；高強度鋼的最小厚度為1.2毫米，低碳鋼的最小厚度可以達到0.8毫米。寬度為900毫米至1600毫米的產(chǎn)品如果采用半無頭軋制技術(shù)，雙流連鑄的最大產(chǎn)量可達240萬噸。企業(yè)采用半無頭軋制技術(shù)可利用連鑄坯可以較長的特點，減少穿帶過程產(chǎn)生的帶鋼溫度降低、厚度不易控制和生產(chǎn)不穩(wěn)定等問題，非常有利于薄規(guī)格產(chǎn)品的軋制。

4、板坯定寬壓力機(SSP)：

板坯寬度大側(cè)壓經(jīng)歷大立輥（VSB）側(cè)壓、大立輥與R1二輥軋機構(gòu)成組合式軋機K1R1側(cè)壓，發(fā)展到了全新概念的板坯定寬壓力機（FLYINGS1ZINGPRESS）。我國新建武鋼、馬鋼、首鋼、邯鋼2250MM軋機、寶鋼1880MM軋機、鞍鋼1780MM軋機等都設(shè)有連續(xù)/間斷式定寬壓力機SSP。板坯定寬側(cè)壓機（SP）的軋制原理是靠模塊步進式動作，在板坯側(cè)面施加壓力，以達到板坯的減寬目的。為實現(xiàn)上述要求、模塊有動作和傳動系統(tǒng)，即模塊的開口調(diào)整、模塊的開閉動作、模塊與板坯的同步動作。定寬壓力機的主要技術(shù)特點是：

寬度調(diào)整能力大。一道次最大側(cè)壓量可達350毫米，平均側(cè)壓量為200毫米，減少了連鑄板坯的寬度規(guī)格，連鑄板坯寬度規(guī)格與沒有采用定寬壓力機前相比可以減少50%以上，對于2250MM軋機僅需6種寬度的板坯，因而可提高連鑄機產(chǎn)量25%,結(jié)晶器寬度變化少，鑄速恒定，連鑄坯表面質(zhì)量良好,可提高熱裝比率，節(jié)省加熱爐能源達29%。

板坯側(cè)壓速度快。由于連續(xù)、快速側(cè)壓（40-50行程/分，400毫米/行程），一塊10米長板坯只需約30秒可完成側(cè)壓提高了生產(chǎn)力，而且能控制板坯表面溫度下降。

側(cè)壓后的板坯形狀非常規(guī)整，切損少，比采用大立輥切損約減少一半，側(cè)壓板坯邊部凸起量較立輥軋制小得多,有效減少了水平軋制后的魚尾切損,成材率提高。

定寬壓力機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但維修時間并未比過去增加。定寬壓力機設(shè)有兩對上、下布置壓下模塊，可交換使用，更換時間每對只需30分鐘。

對大批量熱裝和直接軋制生產(chǎn)十分有利，可縮短熱坯的在庫時間。直接熱裝比因此可提高1倍。

5、中間坯短行程控制和寬度自動控制

立輥軋機的輥縫在軋制過程中不斷變化，使頭尾部失寬量減少，短行程法可減少切頭損失率，并顯著提高頭尾部的寬度精度。西馬克-德馬格公司新開發(fā)的無鐮刀彎軋制CFR(CAMBERFREEROLLING)技術(shù),通過粗軋機前的強力側(cè)導(dǎo)機構(gòu),增強的粗軋能力和液壓壓下以及自動化控制系統(tǒng)有效地防止了中間坯強力軋制后鐮刀彎的產(chǎn)生；全液壓的立輥機架具有良好的自動調(diào)寬AWC和短行程控制SSC功能,提高了中間坯寬度控制精度,改善了板坯的頭尾形狀,減少了頭尾切損。

加大軋機主馬達功率和機架剛度，減少粗軋機架數(shù)，粗軋機1～2架即可與精軋機能力相適應(yīng)，過去武鋼1700MM軋機、寶鋼2050MM軋機均設(shè)有4架粗軋機；新建武鋼、馬鋼、邯鋼2250MM軋機均僅設(shè)有2架粗軋機，R1和R2均為四輥軋機,采用電動機械壓下和液壓壓下，R1的軋制力由30000～40000KN提高到45000KN,R2的軋制力達到50000KN,有利于增大壓下量,軋制較薄、厚度均勻的中間坯，且利于增加軋制工藝與精軋機組能力匹配的靈活性；首鋼、太鋼2250MM軋機、寶鋼集團一鋼公司1780MM軋機等僅設(shè)有1架粗軋機；粗軋機架數(shù)的減少可節(jié)約投資，減少設(shè)備維修量及勞動定員，效益明顯。

6、中間坯保溫技術(shù)和邊部感應(yīng)加熱技術(shù)

粗軋機出口處帶坯較長，為減少頭尾溫差，在延伸輥道增加保溫罩,改善了中間坯溫度的均勻性,減少了頭尾溫差，寶鋼2050MM、1580MM和鞍鋼1780MM軋機、邯鋼2250MM等均采用了保溫罩。而采用電感應(yīng)加熱器提高帶坯邊部溫度，是近十年來發(fā)展的新工藝，主要目的是改善鋼坯斷面溫度分布和金相組織，防止薄帶鋼和硅鋼、不銹鋼、高碳鋼等特殊品種的邊部裂紋，減少軋輥發(fā)生不均勻磨損的幾率。1套2×2000KW感應(yīng)加熱器對于坯溫為1000℃，厚度為40MM的帶坯，距邊部25MM處坯溫可升高45℃/分鐘。

7、熱卷箱

熱卷箱技術(shù)過去使用的目的主要是為了減少帶坯頭尾溫差，縮短軋線長度，提高鋼卷單位寬度卷重。使用的類型主要是具有兩個卷取位置的熱卷箱。新型熱卷箱用于滿足帶鋼無頭軋制的需要，采用三卷取位置，熱卷箱出口使用強力矯直機。熱卷箱除了具有使帶坯保溫。減少帶坯頭尾溫差作用外，還起著活套的作用。由于采用熱卷箱及帶鋼無頭軋制技術(shù)增加設(shè)備投資和操作難度，對于500萬噸以上規(guī)模的熱帶鋼軋機采用較為合適，如日本JFE千葉廠三號熱軋機設(shè)計產(chǎn)量45萬噸/月，新日鐵大分廠產(chǎn)量600萬噸/年。由此看來，采用熱卷箱及帶鋼無頭軋制技術(shù)因其技術(shù)設(shè)備復(fù)雜、操作難度大、投資費用高，比較適用于產(chǎn)量高（約500萬噸/年）的熱帶鋼軋機。

8、液壓下厚度控制（HAGC）和連續(xù)可變凸度CVC技術(shù)

近幾年用西馬克－德馬格技術(shù)建設(shè)的熱連軋機都采用了液壓下厚度控制（HAGC）和連續(xù)可變凸度CVC技術(shù)，用三菱、日立技術(shù)建設(shè)的熱連軋機除采用HAGC厚度控制技術(shù)外，采用PC軋機（交叉角為0～1.5°）控制凸度，寶鋼1880MM軋機采用經(jīng)過改進的第三代PC軋機，其機構(gòu)維修方便，通過液壓缸平衡軸承座與機架窗口間的間隙使之有更好的動態(tài)穩(wěn)定性。這些措施可以使軋機得到厚度精確、凸度和平直度良好的帶鋼產(chǎn)品。

9、在線磨輥（ORG）裝置

ORG技術(shù)為在線磨輥技術(shù)，ORG的各砂輪是通過接觸旋轉(zhuǎn)中的工作輥來帶動旋轉(zhuǎn)，屬于非驅(qū)動型研磨。在線磨輥機里安裝有在線輪廓儀（OPM），可以準確測定工作輥的表面形狀。ORG技術(shù)與PC軋機結(jié)合起來，將發(fā)揮更大的效果。ORG具有控制板形、板凸度、減少邊部減薄與局部高點，提高表面質(zhì)量，消除工作輥的磨損差異，實現(xiàn)自由軋制，推遲換輥時間，增加軋制量的優(yōu)點；其缺點是一旦操作維護不當時，ORG設(shè)備出現(xiàn)的故障增多。可消除帶鋼在寬度變化上的限制，延長軋輥換輥周期，提高鋼帶表面質(zhì)量。

采用熱軋油潤滑工藝可降低軋制力和軋制功率消耗，提高帶鋼表面質(zhì)量，改善軋輥表面狀況，延長軋輥使用壽命，減少輥耗。

10、熱連軋機層流冷卻裝置

新建的熱連軋機層流冷卻線一般分為主冷區(qū)和精冷區(qū)，根據(jù)工藝模型可精確地控制帶鋼的冷卻強度和速率、冷卻的均勻性和卷取溫度，有的在主冷區(qū)前還設(shè)有強冷區(qū)，以增大冷卻速率。西馬克－德馬格公司還開發(fā)了邊部遮擋技術(shù)，在生產(chǎn)薄帶鋼（厚度小于1.8MM）時，在層流冷卻區(qū)內(nèi)有可控的帶鋼邊部遮擋裝置使之保溫，以降低帶鋼冷卻后的熱應(yīng)力，有效防止邊浪的發(fā)生。

11、全液壓卷取機

卷取采用全液壓三助卷輥地下卷取機，具有良好的偏導(dǎo)對中和自動踏步控制（AJC）功能，以確保較厚軋件頭幾圈卷取時不產(chǎn)生壓痕。卷取機助卷輥采用液壓缸驅(qū)動和高應(yīng)答性能的自動跳越控制系統(tǒng)，避免在卷取開始幾圈及卷取結(jié)束時助卷輥對帶鋼頭部造成沖擊，引起帶鋼表面缺陷。西方最新的卷取機，特別是SMS卷取機，夾送輥的平衡和輥縫調(diào)節(jié)，入口側(cè)導(dǎo)板開口度和短行程均用液壓缸驅(qū)動，提高了機械動作的快速性和穩(wěn)定性。采用這種新型全液壓卷取機，鋼卷塔形可控制在40毫米以內(nèi)。目前，卷取機的卷筒潤滑也有了改進，采用經(jīng)卷筒外支承軸承自動供干油潤滑。日本、德國制造的新型卷取機，卷筒更換周期均可達到卷取100萬噸后才予以更換。目前，新型的熱軋卷取機一般主要由卷取機前的對中導(dǎo)板、張力輥、助卷輥、卷筒、卷取機機架及相關(guān)的附件組成，能夠代表當前熱軋卷取機發(fā)展趨勢的是德國SMS和日本IHI所采用的新技術(shù)。

12、交流傳動技術(shù)和計算機控制技術(shù)

交流傳動技術(shù)，取代了以往的可控硅整流器供電的直流主傳動電動機。

三級或四級計算機控制。熱連軋帶鋼機生產(chǎn)由基礎(chǔ)自動化級（L1）、過程控制（L2）、生產(chǎn)控制級（L3）、生產(chǎn)管理級（L4）構(gòu)成多級控制系統(tǒng)。前兩級控制系統(tǒng)得到普遍采用，部分熱連軋機采用了前三級控制系統(tǒng)，少數(shù)熱連軋機采用了四級控制和管理系統(tǒng)。

13、自由軋制技術(shù)

為滿足熱送熱裝、直接熱裝以及直接軋制工藝要求，減少連鑄板坯規(guī)格并提高連鑄機產(chǎn)量，需要打破以往精軋機按軋制單元安排軋制計劃的限制。這就要求精軋機可以由寬到窄，也可以由窄到寬逆轉(zhuǎn)軋制和不同寬窄地軋制，同時要求同一寬度軋制批量增大，軋制的厚度也可以一定程度上跳越。

自由程度軋制是一個換輥單元內(nèi)，鋼質(zhì)、厚度、寬度幾乎可以不受限制地自由過渡的軋制技術(shù)，寬度可以逆轉(zhuǎn)而不受寬度過渡的制約。

為保證帶鋼厚度精度、板形平直度、凸度及減少邊部減薄，解決因軋輥熱膨脹引起的軋制不穩(wěn)、軋輥表面粗糙和鐵皮缺陷等問題，自由程序軋制必須配合以下技術(shù)：液壓AGC和高精度設(shè)定模型及AGC系統(tǒng)；PC軋機和板凸度、板形控制系統(tǒng)，工作輥橫移（WRS）高速鋼軋輥和在線磨輥（ORG），并增設(shè)第7機架。除此以外，還應(yīng)采取潤滑軋制技術(shù)，采用潤滑軋輥和高速鋼軋輥，以及ORG、WRS組合使用，減小軋輥磨損，并使磨損分布均勻，為自由程序軋制創(chuàng)造有利條件。隨著PC軋機、CVC軋機的進一步發(fā)展，熱軋帶鋼軋機自由軋制的自由度不斷擴大。采用這一技術(shù)可獲較高的直送率，取得實際節(jié)能的效果；同時也可減少連鑄坯的規(guī)格，提高連鑄機產(chǎn)量，實現(xiàn)穩(wěn)定操作。

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