中、厚板軋制簡介

當(dāng)前，中厚板生產(chǎn)多采用控制軋制生產(chǎn)工藝。一般單機(jī)架軋機(jī)采用兩階段軋制，中間用一段空冷待溫階段來保證第二階段軋制的開軋溫度。該工藝提高了產(chǎn)品性能，但也減少了軋機(jī)的產(chǎn)量。為了減少待溫階段造成的產(chǎn)量損失，國內(nèi)外廠家目前都采用多塊軋件交叉軋制的手段提高軋機(jī)的生產(chǎn)率。在具體控制過程中，需要考慮幾塊軋件軋制時間和待溫時間的匹配關(guān)系以及軋件的長度限制，進(jìn)行軋制節(jié)奏的控制和空間的合理調(diào)度，最大限度地減少軋機(jī)的待機(jī)時間，提高產(chǎn)量。

中、厚板軋制特寬和特厚板軋機(jī)及板形控制技術(shù)

技術(shù)的主要內(nèi)容包括：重載高剛度（縱向和橫向）軋機(jī)機(jī)型與強力高效大軋制力、大軋制力矩和大功率傳動裝備技術(shù)；強力高效立輥軋機(jī)裝備與技術(shù)；高效可變凸度板形控制技術(shù)及強力彎輥板形控制技術(shù)；具有淬火功能、動態(tài)調(diào)節(jié)范圍大的加速冷卻系統(tǒng)；多功能強力矯直機(jī)裝配技術(shù)；高效在線自動超聲波探傷技術(shù)。

特寬和特厚板軋機(jī)有“軋機(jī)之王”的稱號，主要用于軋制4m以上大型軍用坦克、裝甲、航母、艦艇鋼板，高壓力容器和高壓力管線用鋼，海洋平臺、核電工業(yè)用特種鋼板等。特寬和特厚板軋機(jī)制造體系復(fù)雜龐大、精度要求高，裝備制造集成和板形控制的難度極大。

應(yīng)開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代特寬和特厚板強力高效軋機(jī)裝配及配套板形控制技術(shù)，滿足用戶對超寬超厚鋼板在尺寸精度和強度方面的需求；自主研發(fā)的成套技術(shù)裝備主要產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

中、厚板軋制鋼板頭尾翹曲控制技術(shù)

技術(shù)的主要內(nèi)容包括：依據(jù)對鋼板彎曲機(jī)理研究，通過采用適當(dāng)?shù)纳舷螺佀俨顏砜刂其摪迓N曲度的大小，從而消除和抑制鋼板的翹曲。所需要的速差在每個道次軋制開始之前通過上下輥主傳動控制系統(tǒng)來自動調(diào)節(jié)，軋制時上下輥速差被迫趨于同步使鋼板翹曲得到了控制。因此，為了抑制鋼板翹曲，投入在線抑制翹曲控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由三個部分構(gòu)成，即用來計算鋼板翹曲的圖像處理部分、上下輥速差最佳值預(yù)報部分和速差實施執(zhí)行部分。

目前抑制鋼板翹曲的主要方法有：配輥、空轉(zhuǎn)速差、軋制線高度等。翹頭的多樣性使抑制效果受到影響，呈現(xiàn)多變性，因此需要尋求一種自動控制鋼板翹頭的通用技術(shù)。

中、厚板軋制鋼板坯高效表面除鱗裝備技術(shù)

技術(shù)的主要內(nèi)容包括：現(xiàn)有高壓水除鱗節(jié)能技術(shù)；機(jī)械破鱗與磨料水射流耦合高效除鱗技術(shù)。該技術(shù)可大幅提高除凈率，并同時提高鋼板表面質(zhì)量。

目前高壓水除鱗技術(shù)已經(jīng)廣泛使用，但其除鱗效果仍不能滿足需要。另外，高壓純水射流除鱗技術(shù)還存在能耗高、能源利用率低、一次投入費用大、除銹等級不高等多方面缺點。磨料水射流除鱗系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的一種新的除鱗方法，正在研究發(fā)展中。

中厚板軋機(jī)使用的原料有初軋板坯、連鑄板坯、鋼錠和鍛坯。初軋坯最寬達(dá)2300mm，最厚達(dá) 610mm，最重達(dá)45噸。連續(xù)鑄鋼技術(shù)的發(fā)展，不但提高了中厚板車間的成材率，降低了生產(chǎn)成本，而且使鋼板的質(zhì)量也提高了。所以中厚板軋機(jī)采用連鑄坯的比例不斷上升,有的已達(dá)100%。加上新工藝的采用,中厚板軋機(jī)從板坯到成品鋼板的成材率有的已達(dá)94.2%。如無初軋板坯和連鑄板坯，可用扁鋼錠作原料。只在生產(chǎn)特殊的中厚板時才用鍛坯作原料。

中厚板的生產(chǎn)流程通常為配合控制軋制，采用低溫出爐的加熱制度，可節(jié)省燃料消耗。軋制工藝分三個階段：

①成形軋制，消除板坯表面的影響和提高寬度控制的精度，沿板坯長度方向或斜向進(jìn)行1～4道軋制。把坯料軋至所要求的厚度。

②展寬軋制，這是中厚板不同于其他種類板材軋制的重要工序。為達(dá)到軋制成品規(guī)格所要求的寬度，板坯轉(zhuǎn)90°、沿板寬方向軋制。

③精軋，展寬軋制后再轉(zhuǎn)90°，轉(zhuǎn)回原坯料長度方向，軋制到成品板厚度。妥善制定中厚板軋制工藝能提高軋機(jī)的生產(chǎn)能力、鋼板的質(zhì)量和成材率。要確保鋼板的平直度，除采取各種保證板形的措施外，對厚度40mm以下的鋼板每塊均需經(jīng)過熱矯直，對不平直的冷鋼板進(jìn)行冷矯直，為冷剪切成品板，鋼板要冷至 150℃以下，冷卻要均勻，冷卻速度應(yīng)適宜；自從采用滾切式剪機(jī)剪切后，基本上解決了剪彎缺陷問題；調(diào)整剪刃間隙可以大大提高鋼板剪切斷面的質(zhì)量。

根據(jù)鋼板質(zhì)量要求，用超聲波進(jìn)行不同深度的探傷，對焊管用板的四個板邊要全面進(jìn)行探傷。熱處理時除了保證板的機(jī)械性能外，還要保證板形良好。拋丸涂層法多用于生產(chǎn)造船和橋梁用板，拋丸去除氧化鐵皮后，再涂層防銹，涂層后應(yīng)快干。鋼板表面尺寸形狀的檢查主要靠人工進(jìn)行，打印標(biāo)記工序已實現(xiàn)機(jī)械化，并可由計算機(jī)控制操作。

中厚板的生產(chǎn)工藝流程根據(jù)每個廠的生產(chǎn)線布置情況、車間內(nèi)物流的走向以及其主要產(chǎn)品品種和交貨狀態(tài)的不同而具有其各自的特點，但加熱、軋制、冷卻和精整剪切仍是中厚板生產(chǎn)工藝流程的核心部分，而具體的工藝流程一般可根據(jù)成品的交貨狀態(tài)，分為直接軋制交貨、熱處理交貨和拋丸或涂漆交貨。

中厚板除按尺寸區(qū)分外，還有按強度、化學(xué)成分、用途和交貨狀態(tài)分類的。按強度分類一般以抗張強度的下限分級，抗張強度50kgf/cm2以上的稱高強度鋼板。按化學(xué)成分分為普通鋼板和特殊鋼板，后者包括不銹鋼板和復(fù)合鋼板。按用途大致分為造船鋼板、焊接結(jié)構(gòu)鋼板、鍋爐和壓力容器鋼板、低溫鋼板、耐腐蝕鋼板、焊管用鋼板以及特殊用途的鋼板等。按交貨狀態(tài)分為軋制鋼板、熱處理鋼板和拋丸、涂層鋼板三種，因大型結(jié)構(gòu)和造船的需要，拋丸、涂層鋼板的產(chǎn)量，逐年增加。

中厚板生產(chǎn)的主要特點可以概括為：

①軋鋼車間主作業(yè)線長；

②品種繁多，性能各異，質(zhì)量要求高，交貨要求嚴(yán)格；

③需要展寬軋制、往返軋制；

④工廠內(nèi)臨時庫區(qū)多，物流瓶頸變化頻繁，難以預(yù)測；

⑤精整區(qū)域工序及工藝路徑多，往復(fù)物流、交叉物流多；

⑥鑄坯及鋼板都是逐塊、逐張堆垛的，庫位及庫區(qū)管理與行車作業(yè)復(fù)雜；

⑦潛在的瓶頸多，且瓶頸常隨品種、規(guī)格的變化而“漂移”。

中國制造的寬厚板軋機(jī)60年代中期，中國設(shè)計建造了一套4200mm厚板軋機(jī)（見彩圖）。成品鋼板尺寸:厚度8～250mm,寬度1500～3900mm，長度達(dá)18米（特殊的達(dá)27米）。原料用鋼錠或鍛坯，最大單重為40噸。軋機(jī)為單機(jī)架四輥可逆式，工作軋輥直徑為980mm，輥身長度為4200mm，支承輥直徑為1800mm，采用油膜軸承。主電動機(jī)共2臺，容量各為4600kW，轉(zhuǎn)速為40/80rpm。立輥軋機(jī)的軋輥直徑為1000mm，輥身長度為1100mm，開口度為800～4200mm。加熱爐有三種,均熱爐和車底式爐用于加熱鋼錠和鍛坯；推鋼式爐則專用于加熱板坯。用鋼錠生產(chǎn)厚度較薄的鋼板時，先開成坯，再加熱，后軋成板。生產(chǎn)某些品種（如不銹鋼）時，板坯在修磨機(jī)上全面修磨，清除缺陷。軋出的鋼板，一般經(jīng)熱矯直和冷卻后進(jìn)入剪切線，切成用戶要求的尺寸。車間內(nèi)還設(shè)有輥底式、外部裝出料式和車底式等熱處理爐，根據(jù)品種和交貨狀態(tài)的要求，可進(jìn)行?；?、淬火、回火、退火和調(diào)質(zhì)等金屬熱處理。中國設(shè)計建造的一套4200mm厚板軋機(jī)

中厚板軋機(jī)的發(fā)展60年代以來，寬厚板軋機(jī)有了較大的發(fā)展。這種軋機(jī)的寬度越來越大，新建的寬度小于3米的已不多見。日本在60年代后期，為滿足造船等大型結(jié)構(gòu)的需要，建成了6套4.7米級的雙機(jī)架寬厚板軋機(jī)，每套年生產(chǎn)能力已達(dá)到200多萬噸。70年代，日本為了生產(chǎn)直徑1626mm焊管和特大油船用的寬板，又建成4套5.5米級寬厚板軋機(jī)，并大量采用新技術(shù)。這類軋機(jī)的年生產(chǎn)能力很大，單機(jī)架的就高達(dá)180萬噸。目前世界上有10套5米以上的寬厚板軋機(jī)，日本占一半,其余分別建在美國、蘇聯(lián)和聯(lián)邦德國。

現(xiàn)代化寬厚板軋機(jī)用的板坯，最大重量已達(dá)80～110噸、最高軋制速度已達(dá)每秒鐘7.5米，軋件的最大長度達(dá)65米，鋼板最大寬度達(dá)5300mm，一套雙機(jī)架寬厚板軋機(jī)的年生產(chǎn)能力已從200萬噸增至300萬噸以上。在板形控制方面，隨著軋件的加長，采用了液壓自動厚度控制、彎輥裝置、軋輥偏心控制和加大支承輥直徑，減少了鋼板縱向厚度偏差和橫向厚度偏差，采用了各種平面板形控制技術(shù)后，使鋼板成材率大大提高。控制軋制已廣泛應(yīng)用于厚板軋機(jī)，提高了鋼板的機(jī)械性能，減少了熱處理量，節(jié)省了能耗。在加熱爐方面，廣泛采用步進(jìn)梁式加熱爐。這種爐子雖設(shè)備費和維修費較高，但加熱質(zhì)量好、黑印少、下表面無劃傷、爐長不受坯厚的限制、操作靈活，能更適用于小批量多品種生產(chǎn)的要求。為了有效地去除鐵鱗，普遍采用水壓達(dá)170～200kgf/cm²的高壓水除鱗裝置。軋后鋼板的精整設(shè)備，多數(shù)采用四重式矯直機(jī)、步進(jìn)格板式冷床、連續(xù)自動超聲波探傷裝置、滾切式雙邊剪以及自動打印機(jī)等，使鋼板的尺寸偏差、平直度、表面和內(nèi)部質(zhì)量等得到了保證。在熱處理方面，采用雙步進(jìn)梁式爐，解決了下表面的劃傷，并以輥式代替了壓力式淬火機(jī)，提高了淬火質(zhì)量。在自動化方面，除軋機(jī)上采用計算機(jī)過程控制外，加熱爐和剪切線也開始實現(xiàn)了計算機(jī)過程控制。這樣，從板坯倉庫到成品板發(fā)貨，一般采用若干臺過程監(jiān)控機(jī)，過程控制機(jī)和1～2臺專用管理機(jī)構(gòu)成三級計算機(jī)系統(tǒng)，實現(xiàn)了全車間的綜合自動控制，并已收到效益。