现代轧钢生产技术

摘 要：轧钢生产是钢铁工业生产的最终环节，是钢铁生产的一种重要加工方法。轧钢车间担负着生产钢材的任务。而板带热轧只是轧钢技术中的一种，它的流程大致分为四个阶段：加热、粗轧、精轧、卷曲。卷曲之后就是板带成品，然后根据板型的不同和用途的不同，将不同板型的带钢进行在加工成最终成品，比如烟囱，钢管都是由板带钢进行在加工后的产品。板带成品并非简单的通过每个阶段，而是由PLC进行编程控制，然后在经过一系列的系统操作、反馈、再操作，进而对每台电机控制，最终达到预期的轧制效果。主要介绍轧钢的生产流程以及生产过程中电气仪器仪表等设备的重要作用。

关键词：配电系统；加热炉；PLC控制；液压传动

1 轧钢生产在国内外的发展背景

改革开放以来，特别是进入21世纪以来，中国钢铁工业飞跃发展，为中国社会进步和经济腾飞做出了巨大贡献。最近几年来，板带热轧技术获得很大进步，除了传统的热连轧外，还有紧凑式热带轧机生产线、主要用于不锈钢生产的炉卷轧机、无头轧制以及薄带直接铸轧生产线等。

2010～2020年关键技术有连续化生产流程发展迅速，普遍实现了与连铸工序的热衔接；生产流程中的工序间的融合与交叉成为先进轧材生产技术的重要特征。

2 板带热轧生产的工艺流程

板带热轧的工艺流程，一般包括坯料准备、加热、轧制、精整。

热轧带钢坯料有扁钢锭、初轧板坯、连铸板坯和锻坯。优选连铸板坯。坯料尺寸（长、宽、厚度）对轧机的生产率、坯料的成材率和钢板的力学性能有直接影响。坯料尺寸选择的原则是厚度在保证压缩比的前提下，应尽可能小，宽度尽可能大，长度尽可能接近坯料的最大允许长度。

坯料在加热前，要对其表面缺陷进行清理，如坯料热状态下的火焰清理、冷状态下的火焰清理、机械加工清理、风铲铲销、电弧清理和砂轮研磨等。

2.1 加热

加热坯料的目的提高轧件塑性，降低炸就爱你变形抗力。此外加热高合金钢可以使钢中的化学成分得到均匀扩散，加热温度一般在1150～1300℃，视钢种不同、控制轧制要求不同而异。合理的加热工艺制度能保证轧机效率，钢不过热、过烧、脱碳，防止轧低温度钢造成材料缺陷和断辊事故等。

加热板带钢所使用的加热炉有连续炉、室式炉和均热炉。

2.2 轧制

轧制是钢板成形阶段，分除鳞、粗轧、精轧三个阶段。除鳞是利用某种方法将坯料在加热时产生的鳞，即氧化铁皮除掉，以免压入钢板表面形成表面缺陷。目前除鳞方法使用最多的是高压水除鳞。粗轧是将除鳞后的坯料展宽到所需要的宽度，同时进行大压缩延伸。精轧除将粗轧后的轧件继续延伸外，主要是控制质量，包括厚度、板形、表面质量、性能的控制。

2.3 精整

精整工艺随着钢种不同而异，可大体分为两类：一类是碳素钢、低合金钢精整工艺，通常有轧后冷却、矫直、翻钢、画线标识分类等。冷却方式有自然冷却、强化冷却、缓慢冷却等多种冷却方式。

3 轧钢车间配电系统中的电气设备

配电系统是由多种配电设备（或元件）和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。

4 板带热轧中的电气设备

在一条自动化程度比较高的轧线上，可以不用一个人，就能把一块钢坯轧制成带钢成品。在这其中自然离不开工业中常用的电气设备。在加热炉中，利用热电偶高温计测温反馈给PLC来控制直流电机再决定汽包中冷却水的流速；在汽包上有压力传感器，液位计来保证设备安全；推出钢时，利用液压控制，而液压缸的伸缩距离又由液压缸中的磁尺所反馈给PLC得到。除鳞中只用到压力泵和供油系统。轧制过程中利用轧制压力的反馈，板型（厚度、宽度、凸度等）的反馈控制，即ACG和AWG等控制系统，其中利用X射线等通过衰减的计算来计算厚度，所得差值反馈给前轧机进行压下或抬高轧辊，利用CCD图像传感器检测板带宽度并进行反馈控制。卷曲是由直流电机高速旋转带动卷筒旋转来卷曲的。此外，在轧线上经常看到的还有高温计，热检等检测设备。

4.1 加热炉

加热炉是一个复杂的热工设备，它由胰腺癌几个基本部分构成：炉膛与炉衬、燃料系统、供风系统、排烟系统、冷却系统、余热利用装置、装出料设备、检测及调节装置、电子计算机控制系统等。

炉膛是由炉墙、炉顶和炉底围成的空间，是对钢坯进行加热的地方。炉墙、炉顶、炉底通称炉衬。

4.2 除鳞和轧制

钢铁在高温状态下被氧化，在其表面形成一层致密的氧化铁皮（鳞皮）。在轧制前如果不能将这层氧化铁皮除去，在轧制过程中它们会被轧辊压入到带钢表面，影响其表面质量。残留的氧化铁皮也会加速轧辊的磨损，降低轧辊的使用寿命。如带钢需要酸洗时，残留的氧化铁皮会增加酸洗的难度，增加酸耗。因此，在钢坯轧制前，必须除去表面的氧化铁皮。利用高压水的机械冲击力来除去氧化铁皮（高压水除鳞）的方法是目前最通行有效的作法。

钢铁的轧制是将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产型材、板材、管材。分冷轧、热轧。轧制有热轧和冷轧两种。

4.3 现场电机的运转

现场电机主要分两大类：一类是带动轧机旋转和风机等运行的直流电机；另一类是扎线上的带动棍道旋转加上带动油泵、水泵的交流变频电机。有时带动油泵、水泵的电机也用直流电机。

4.4 精整（卷曲）

精整是轧钢线上最后的阶段，精整卷曲是为了让板带卷曲时或卷曲后板带之间的空隙变小，降低板带的松卷程度。一台自动化程度比较高的卷曲机构也是由PLC控制，首先是卷曲机前的热检，将热信号转换成电信号传送给PLC，然后由PLC确定板带所在位置，进而控制卷曲机运行。卷曲的结构并不复杂，电动机带动卷筒高速旋转，由PLC控制的液压缸推动助卷辊，使板带卷的相对比较紧凑，最后由液压设备推动卸卷小车卸出钢卷。

5 结束语

对于一个生产车间来说，特别是轧钢车间，对电气设备的需求量是很大的，同时对设备的电气控制是很严格的。电力分配，变压器运行、整流电路、PLC的运行、加热炉温度的控制、轧辊的速度控制、电机的正反转、液压设备的正常运行、电磁阀伺服阀的关断、AGC、AWC等控制系统等等，都需要电气设备的参与。

从轧钢车间到我们生活的方方面面，电气设备无处不在，与我们的生活息息相关，电气设备的研究以及应用仍在不断的更新，所以，这，值得我们去为之探索。

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