国产3000中厚板轧机概述及技术展望

2006-10-09 00:00　来源： 我的钢铁
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    我国已有中厚板轧机31套，正在建设或计划建设中厚板轧机约24套，中厚板轧机合计约55套(未含台湾)，其技术状况见表1，中厚板年生产能力约4900多万吨。由表1可见，我国中厚板轧机有约一半是引进国外设备和技术，部分设备由国内合作制造。中厚板轧机成套设备技术有：带弯辊和AGC的强力四辊轧机、强力四重式11辊或9辊矫直机、滚切式双边剪或圆盘剪、滚切式定尺剪、控制轧制和控制冷却、计算机自动控制等。近几年我国自主设计制造中厚板轧机的数量在逐步增加，表明我国已经具有了自主建设和自主集成中厚板轧机的能力，技术水平与引进国外技术相当。

    表1　我国中厚板轧机技术状况

序号 厂名 轧机规格（宽度×辊数） 热矫直机型式 切边剪型式 定尺剪型式 万吨/年 投产/改造 说明
1 宝钢厚板厂 5100×4（立辊四辊） 四重式9辊 滚切式 滚切式 140 -2005.5 引进德国SMS技术，设备国内合作制造，引进技术交流
2 鞍钢厚板厂 4300×4 四重式9辊 滚切式 滚切式 100 1993/－2003 引进旧设备，引进技术交流
3 舞钢厚板厂 4200×4 四重式11辊 滚切式 滚切式 60 1979 国产，1998年引进双边剪技术投产，待改造
4 浦钢厚板厂 4200×4＋3500×4 四重式11辊 滚切式 滚切式 75 1991/ 轧机、矫直机国产，2001年引进双边剪技术，待搬迁改造
5 秦皇岛中板厂 3500×4（立辊四辊炉卷） 二重11辊 圆盘剪 斜刃剪 60 1993/ 主机部分引进西班牙旧设备，剪切线国产，待改造
6 济钢厚板厂 3200×4＋3500×4 四重式9辊 滚切式 摆动剪 80 1998/－2001 引进荷兰旧设备，1998年投产，3500轧机和双边剪国产，2001年投产，粗轧机待改造
7 首钢中板厂 3500×4 四重式9辊 圆盘剪 斜刃剪 80 1989/－2003 引进美国旧设备，3500轧机改造国产，剪切线待改造
8 邯钢中板厂 3000×4 四重式11辊 圆盘剪 滚切式 70 1974/1993 引进旧设备，待改造
9 柳钢中板厂 2800×4 四重式11辊 双边斜刃剪 摆动剪 70 1974/1998/ 轧机、矫直机国产，剪切线引进旧设备，待改造
10 武钢中板厂 2800×2＋2800×4 四重式11辊 圆盘剪 斜刃剪 68 1966/1999 轧机、矫直机国产，剪切线待改造
11 酒钢中板厂 2800×4 四重式11辊 滚切式 滚切式 72 1998/ 轧机、矫直机等主要设备国产，快速冷却装置和其他电气引进
12 济钢中板厂 2500×4＋2500×4 二重式11辊 圆盘剪 斜刃剪 80 1989/2005.3 　
13 天钢中板厂 2300×3＋2500×4 二重式11辊 双边斜刃剪 斜刃剪 60 　 剪切线待改造
14 韶钢中板厂 2500×4 四重式11辊 滚切式 滚切式 60 　 改造全部国产，2003年达到82万吨
15 新余中板厂 2300×3＋2500×4 四重式11辊 分开布置斜刃剪 斜刃剪 85 1978/1994 轧机、矫直机改造国产，剪切线待改造
16 营口中板厂 2800×2＋2800×4 四重式11辊 同上 斜刃剪 80 　 全部国产
17 马钢中板厂 2300×2＋2300×4 四重式11辊 同上 斜刃剪 70 /1997 全部国产，剪切线待改造
18 鞍钢中板厂 2700×2＋2700×4 二重式11辊 圆盘剪 滚切式 60 1938/1993/2003 全部国产
19 重钢中板厂 2350×2＋2450×4 四重式11辊 圆盘剪 斜刃剪 63 1965/1983/2001/2004 引进双边剪技术
20 太钢中板厂 2300×2＋2300×4＋（1700炉卷 四重式11辊 圆盘剪 斜刃剪 22 1966/ 钢卷产量27万吨/年，钢板产量22万吨/年
21 南钢中板厂 2300×3＋2500×4 四重式11辊 分开布置斜刃剪/圆盘剪 斜刃剪 80 1975/1986/1995/2002 轧机、矫直机改造国产，1995年投产，2002年增加一条圆盘剪切线
22 安阳中板厂 2800×4 四重式11辊 圆盘剪 斜刃剪 70 1975/1996 轧机、矫直机改造国产，1996年投产
23 浦钢中板厂 2300×2＋2300×4 二重式11辊 分开布置斜刃剪 斜刃剪 60 待搬迁改造 　
24 昆钢中板厂 2300×3 二重式11辊 同上 斜刃剪 15 　 待改造
25 临钢中板厂 2300×3 二重式11辊 同上 斜刃剪 26 1974/ 待改造
26 无锡中板厂 2300×3 二重式11辊 同上 斜刃剪 36 　 待改造
27 新余厚板厂 3800×4 四重式11辊 圆盘剪 滚切式 100 -2005 轧机、矫直机引进德国SMS技术，滚切式定尺剪国产
28 南钢炉卷轧机 3500×4（立辊＋四混 四重式11辊 滚切式 滚切式 100 -2004 引进奥钢联技术，钢卷产量25万吨/年，钢板产量75万吨/年
29 韶钢厚板厂 3500×4（立辊＋四辊 四重式12辊 圆盘剪 滚切式 100 -2005 引进意大利DANIELI，钢卷产量20万吨/年，钢板产量80万吨/年，炉卷设备预留
30 安阳炉卷轧机 3500×5（立辊＋四辊 四重式13辊 滚切式 滚切式 110 -2005 引进意大利DANIELI技术
31 临钢厚板厂 3000×4＋（3000×4 四重式11辊矫直机 滚切式 滚切式 70 -2005 全部国产，矫直机太重，双边剪沈重，轧机和定尺剪二重，AGC北京理工大学，二期120万t/年
32 安阳永兴厚板厂 3500×4 四重式10 　 滚切式 80 -2005 全部国产，暂停！
33 沙钢厚板厂 5100×4 四重式9辊矫直机 滚切式双边剪＋滚切式掊分剪 滚切式 140 -2005 引进奥钢联技术，工厂设计重钢院
34 湘潭钢铁公司 3800×4（四辊＋立辊）＋3800×4（四辊 四重式9辊矫直机 滚切式 滚切式 120 -2005 引进德国SMS技术，工场设计重钢院
35 本溪北台厚板厂 3500×4＋3500×4 四重式11辊矫直机 滚切式＋圆盘剪（二线 滚切式 130 -2006 全部国产，设备设计制造一重，工厂设计北钢院
36 天津厚板厂 3500×4＋3500×4 四重式11辊矫直机 滚切式＋盘剪（二线 130 -2006 　 全部国产，设备设计制造一种，工场设计北钢院
37 唐山中厚板公司 3500×4＋3500×4 四重式11辊矫直机 滚切式 滚切式 130 -2006 全部国产，双边剪和定尺剪沈重设计制造；轧机、矫直机等其它设备二重设计制造，工场设计北钢院
38 秦皇岛厚板厂 4300×4 　 滚切式 滚切式 120 -2006 引进技术
39 舞钢厚板厂 （3800×4）＋3800×4＋立辊（二期移到粗轧机） 四重式11辊矫直机 滚切式 滚切式 100 -2006 引进奥钢联技术，双边剪和定尺剪沈重制造；矫直机太重制造，轧机等其它设备一重设计制造，工厂设计北钢院
40 福建三明中厚板厂 3000×4＋（3000×4） 四重式11辊矫直机 圆盘剪 滚切式 80 -2006 全部国产，设备二重设计制造，工场设计北钢院，二期120万吨/年
41 河北敬业中板厂 3000×4 四重式11辊矫直机 圆盘剪 滚切式 100 -2006 全部国产，双边剪和定尺剪沈重制造；矫直机太重制造；轧机区设备二重设计制造，工厂设计包头钢院
42 河北邯郸文丰 3000×2＋3000×4 　 　 　 120 2004.5 首钢旧设备改造
43 浦钢罗泾厚板厂 4200×4（R＋E）＋（F）4200×4 四重式11辊矫直机 滚切式（利旧） 滚切式 160 2008.4 引进德国SMS技术，工厂设计北钢院，轧机设备二重制造；矫直机、定尺剪常冶制造
44 鞍钢（营口）厚板厂 5000×4 　 滚切式 滚切式 150 2006.8 引进德国SMS技术
45 宁波建龙 3500×4＋3500×4 　 　 　 120 　 　
46 江阴中板厂 2800×4 　 　 　 70 　 　
47 河北邯郸普阳 3500×4 　 　 　 80 　 设备设计制造一重，工厂设计北钢院
48 营口厚板厂 5500×4 　 滚切式 滚切式 150 　 引进技术
49 包钢中厚板厂 3800×4（四辊＋立辊）＋3800×4（四辊） 四重式9辊矫直机 滚切式 滚切式 120 -2008 引进技术
50 莱芜厚板厂 4300×4 　 　 　 180 　 引进
51 江苏飞达中厚板厂 　 2500×4＋（2500×4） 　 　 50 　 旧设备
52 福建福鼎 2800×2＋2350×4 　 　 　 80 　 　
53 河北霸洲新利 2500×4＋2500×4 　 　 　 65 　 　
54 山东淄博 3400×4 　 　 　 100 　 　
55 河北武支 3000×4＋2800×4 　 　 　 120 　 旧设备
　 合计 　 　 　 　 4964 　 　


    3000轧机生产规模及产品大纲

    轧钢车间分两期建设，一期工程年生产规模80万t，建设一架3000精轧机和相应的配套设施。二期工程年生产规模为120万t，增加3000粗轧机和相应的配套设备。
    成品钢板尺寸：厚度5～50mm，宽度1000～2700mm，长度3000～16000mm，轧制钢板最大长度30m。
    原料板坯规格：板坯厚度250mm，板坯宽度1000～1600mm，板坯长度1600～2900mm，最大坯重9.05t。

    工艺流程及平面布置
    连铸坯→上料→板坯加热→除鳞→(粗轧)→精轧(控制轧制)→热矫直→(快速冷却)→检查修磨→切头、切尾、双试样、切定尺和切边→收集

    3000轧机成套设备技术
    1 四辊可逆精轧机
    1) 技术参数

    表2　技术参数
参数名称                       数值
最大轧制力/kN                  55000
最大轧制力矩/kN·m            2×2000
轧制速度/m/s                   0～±6.28
电动压下速度/mm/s              0～±20～35
主电机功率/kW                  2×5500交-交变频变速
主电机转速/r/min                0～50～120
液压AGC规格/mm           φ1200/φ1100×55
工作辊尺寸/mm             φ1000/φ940×3000
支承辊尺寸/mm             φ1800/φ1650×2800

    2) 结构组成
   四辊可逆式精轧机通过电机传动上下工作辊，压下及平衡装置升降上、下辊系落座于阶梯垫下辊标高调整装置上，轧机工作辊道和机架辊将钢坯送入相对转动的上下工作辊辊缝之间进行轧制。为了保证轧辊磨损后能快速更换，在机架窗口中设置了固定的换工作辊轨道，它与能够抬升下辊系的抬升装置、支承辊小车、阶梯垫下辊标高调整装置以及机外换辊装置可快速更换轧辊。同时，阶梯垫下辊标高调整装置可调整补偿轧辊磨辊后的轧制标高变化。

    2 十一辊热矫直机
    十一辊热矫直机用于将热轧成品钢板在热态下矫直，消除钢板在热轧及冷却过程中出现的单面和双面浪形弯曲。
    1) 技术参数

    表3　十一辊热矫直机技术参数
参数名称                数值   
钢板厚度/mm            5～50
钢板宽度/mm            1000～2850
钢板屈服强度/Mpa        400
最大矫直力/kN          23000
矫直速度/m/s           0～±0.6～±1.6
矫直辊直径×长度/mm285×3000
矫直辊辊距/mm         300

    2)结构组成
    矫直机由以下几部分组成：机架，压下机构，平衡装置，上受力架装置，上、下辊座装置，接轴托架装置，左右侧立导辊装置，水平导卫装置，快速松卡装置，液压卡紧装置，平台及梯子，换辊装置，传动装置等部分组成。热矫直机配置上倾动、快速换辊等功能。

    3 圆盘式双边剪
    圆盘剪用于对轧好的钢板进行边部纵切，将钢板剪切至成品宽度。
   1)技术参数

    表4　圆盘式双边剪技术参数
参数名称                数值
钢板厚度/mm             5-30
切边速度/m/s             0.2-1.0
最大剪切力/kN            750
切边剪主传动电机数量/台   2
额定功率/kW              200
额定转速/r/min            1490

    2)结构组成
    圆盘式双边剪机组由前输入辊道、激光划线装置、钢板对正装置、圆盘剪入口夹送辊、圆盘式双边剪本体、碎边剪、废料收集系统、圆盘剪出口夹送辊、圆盘剪输出辊道等组成。圆盘剪本体由切边剪机座、剪刀装置、剪刃间隙调整机构、主传动装置、压紧装置、废边溜槽、支撑辊道、横移装置、主基座、电缆拖链等组成。

    4 滚切式定尺剪
   用于钢板切头、切定尺、切尾、切试样，同时将切下的废料和试样进行收集。
    1)技术参数

    表5　滚切式定尺剪技术参数
参数名称            数值
钢板厚度/mm         5～50
钢板强度极限/N/mm  21200
连续空切次数/次/min  18～24
上下剪刃间隙/mm    0.5～4
主传动电机         2×740kW，780/1300r/min

    2) 结构组成
    定尺剪机组输入辊道、定尺剪前靠边装置、定尺剪前送料辊、滚切式定尺剪、剪后摆动辊道等组成。
    滚切式切头剪由切头剪本体、平台、梯子及栏杆、换刀装置、切头及切试样输送收集装置、剪后摆动辊道、液压润滑配管等组成。其中滚切式切头剪本体主要由主传动系统、机架、剪刃间隙调整装置、前后测长辊装置、钢板压紧装置、推刀装置、上刀架装置、下刀架装置、机架辊、液压润滑配管等组成。

    中厚板轧机技术展望
    生产中厚板的主要设备四辊轧机、矫直机、剪切机等，在向大型、重型、强力方向发展，以适应生产高性能中厚板的工艺要求。新建设中厚板轧机宽度尺寸在三米以上；四辊轧机的结构趋于稳定和成熟，为了增加轧机强度和刚度，增大机架牌坊立柱断面尺寸和重量、支承辊直径，以承受更大的轧制力，如宝钢五米四辊轧机轧制力108MN，机架牌坊重量390t，支承辊直径2300mm；四辊轧机的板形控制方法有采用弯辊系统或弯辊+CVC系统，但最新的厚板轧机，增大支承辊直径和采用其他轧制工艺改善板形后，不再采用弯辊系统，CVC曲线轧辊在可逆式厚板轧机上的实际使用效果与性价比有待实践考验；轧辊沿长度方向分布冷却技术的采用，是希望减少轧辊热凸度改善板形，由于轧辊温度增高或降低反应缓慢效果不明显；
    为了矫直高性能中厚板，矫直机采用强力四重式11辊或9辊，全液压压下，增大矫直力(宝钢五米9辊矫直机矫直力44MN)，带弯辊系统。但由于矫直辊细长，支承辊沿矫直辊长度方向多根排列，弯辊时支承辊与矫直辊受力分布问题，实际使用效果与性价比也有待实践验证；为了适应矫直中厚板大的厚度范围5～110mm，有的采用多辊双辊距组合式矫直机；具有我国自主知识产权的发明专利“板带材变辊距矫直机”也在研制中。
    中厚板切边剪采用滚切式双边剪或圆盘剪，圆盘剪适于剪切厚度小于25mm中板，具有连续剪切速度快、效率高、操作方便、剪切质量好的优点，缺点是剪切厚度小。滚切式双边剪适于剪切厚度5～50mm中厚板，具有的优点是：剪切速度快(宝钢五米双边剪最大剪切速度30次/分钟)、效率高、自动化程度高、剪切质量好、自动快速更换剪刀片(更换刀片每侧约15分钟/次)；缺点是结构复杂、投资高、操作和维护困难。目前采用滚切式双边剪最大的问题是钢板在剪切过程的跑偏，造成中厚板边部有错位现象，因此双边剪的设计、制造、安装、操作、维护、自动化控制、人员素质等综合技术质量要求高。
    中厚板切头、切定尺、切尾、切试样采用滚切式定尺剪。剪切厚度5～50mm中厚板，具有的优点是：剪切速度快、效率高、自动化程度高、剪切质量好、自动快速更换剪刀片(更换刀片约15分钟/次)。目前中厚板的定尺方式有自动定尺、机械定尺和人工定尺。根据需要可采用自动定尺和机械定尺联合方式。定尺方式比较见表6。

    表6　定尺方式比较
定尺方式比较 自动定尺 机械定尺 人工定尺
定尺精度 高，稳定性差 很高 很高
定尺速度 快，不受长度限制 慢，受长度变化限制 慢，操作位置受限制
操作方式 自动化程度高 自动化程度受限制 人工操作

    建议
    1)我国不宜再建设3000mm以下规格的中厚板轧机，原因是3000mm以下规格的中厚板轧机约有20套，生产中厚板在产品质量、品种、高性能产品、经济效益方面都不理想。
    2)我国中厚板轧机主要设备和技术状况差别较大，应该淘汰3辊轧机、2重式矫直机、斜刃式切边和定尺剪、人工操作控制等。应禁止淘汰设备的再使用。
    3)中厚板轧机要推广应用厚度控制、板形控制、平面形状控制、控制轧制、控制冷却、在线探伤检查、热处理等技术。推广应用强力四辊轧机、强力四重式11辊或9辊矫直机、滚切式双边剪或圆盘剪、滚切式定尺剪等设备。
    4)引进技术要注意经济性、实用性，不要盲目追求世界最新、最高水平，外商的宣传更多的带有商业性质，我国花许多外汇引进的高新技术，在实际生产中不用或很少使用的例子并不少见，造成很大的损失，真正的高新技术是买不到的。
    5)我国已经具有了自主建设和自主集成中厚板轧机的能力，包括自主建设5m级宽厚板轧机的能力，正在建设或计划建设中厚板轧机成套设备技术应采用自主建设和自主集成为主方式，以利于我国自主创新和人才培养。


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