我国热轧宽带钢轧机现代化改造情况初探

摘要：近年来，我国集中建设了一大批热轧宽带钢轧机，其数量之多，建设速度之快，不仅仅在国内热轧宽带钢轧机发展之迅猛，而且在国外其发展也是空前高涨。除此之外，我国热轧宽带钢轧在工艺技术设备上也取得了庞大的发展和改造,其主要特点:首先，在投资规模上实属史无前例,而投资方向主要从钢水精炼到连铸、铁水预处理、钢铁冶金、压力加工到精整和配送的投入；其次，技工艺技术水平,在建设多条自主集成技术、自行设计以及制造的轧制线基础之上，还引进了多套现代化国际最先进的机组；最后，我国热轧宽带钢产品涉及范围之广泛，因此在质量技术上更是精益求精，其中包括薄规格、低合金、厚度尺寸公差、深冲板等表面质量俱佳的高端产品。

关键词：热轧宽带钢轧机；现代化设备；新技术

中图分类号：C35文献标识码： A

一、前言

我国是全球最大的热轧卷板生产、出口及消费为一体的庞大国家。截止在2013年产量就已高达1.83亿吨。钢铁工业的有效发展也推动我国国民经济建设水平的发展，热轧卷板产量和质量的提升大大地满足了我国各行各业发展的实际需求。目前我国宽带钢轧机在工艺设备技术上的新发展包括连铸坯热送热装技术、带钢边缘加热器、直接轧制技术、热卷箱、带钢无头轧制、精轧机架数选择、精轧机板型控制以及精轧机组前设置立辊（FE）轧机等等。本文将以其中关键技术设备改造新情况做以下探讨。

二、热轧宽带钢新装备、新装备技术，造就高精度、高性能产品

热轧宽带钢装备先进技术的跨越式发展，主要集中表现在：高效生产、高精度断面形状以及板形控制、热轧超薄带钢生产、表面质量控制、节能降耗、柔性轧制以及高效快速冷却控制的高性能带钢生产技术等。在新的热轧宽带钢生产线的基础之上，我国还研发出了其厚度为18.4mm的X80管线钢以及厚度为4mm~8mm，压强为900MPa高强度的结构钢材，从而实现了薄板坯连铸连轧线大批量生产高精度薄和超薄规格板带。随着现代科技技术的日新月异，现在的薄板坯连铸连轧线产品中厚度≤2.0mm的比例已经达到80%以上，而≤1.5mm的比例也已超过50%，大大地体现了薄板坯连铸连轧产线的优势技术发展。与此同时，通过采用超快冷手段进行材料组织性能优化和调控，解决大规模生产和用户个性化需求发展彼此之间的矛盾，实现集约化钢材生产。

三、热轧宽带钢轧机工艺装备创新改造新技术

1.连铸坯热送热装技术

连铸坯热送热装是指连铸坯在600℃以上高温时先放入保温装置或直接装炉以便协调连铸与轧钢之间的节奏率。待机装入加热炉加热之后，再经过加热到1050℃以上的高温直接送到轧机轧制。此项技术可以缩短生产周期、减少板坯存放仓库面积以及节约能量等优势。由于连铸坯热送热装技术是一项集合连铸、炼钢以及热轧一系列的多项工序间的系统工程技术，同时也安装了数字视频技术监控系统，使其在安全可靠中进行生产运行。同时生产线设备也具有较高的运行效率；高温连铸坯生产的零缺陷；热轧实现“自由滚动计划”；热轧和连铸紧凑的安排或快速运输；采用更多的快速步进梁加热炉；热惯性小的陶瓷纤维耐火材料衬里等等从而以满足于热装的需求；在线补热和保温措施，在线填充隔热措施,如粗轧机、连铸和精轧机前边缘加热器、中间轨道设置保温罩等。

2.直接轧制技术

即无缺陷连铸坯不经加热炉直接轧制成材。这项技术需采取铸轧速度匹配措施、有效的中间保温和缓冲设施、自由程序轧制、高精度过程控制及采用质量管理系统。直接热送热装和甚至直接轧制是现代热轧带钢轧机的发展方向。高水平的热装就是我们所说的直接热装，直接轧制作为热轧带钢轧机的发展方向是不容置疑的。热装炉轧制技术已经具有多年的生产经验，因此可以达到良好的节能效果；同时可以减小生产周期，进而使热轧机和连铸机可以更为十分的密切相连。当在建设新的热轧机时，要尽可能考虑两个间布局紧凑，连铸机板坯输出辊道可以直接连接到和加热炉的热轧机出炉辊道，但不应追求设计高百分比的直接轧制为目的，而是根据品种的要求、规范和生产能力考虑直接轧制的比例，让工厂根据实际操作级别确定直接轧制从而实现最好的综合经济效益。铸轧速度匹配和无缺陷、温度均匀的铸坯是实现直接轧制生产的前提；具有高精度过程预报系统的控制模型是连续化生产的保证。

3.热连轧机层流冷却装置

热连轧机机组的层流冷却设备主要分为主冷区和精冷区,根据二级模型可以精确地控制冷却强度和带钢速度以及冷却和卷取温度的均匀性，一些主要的冷却区也设有强冷区，主要是为了增加冷却速率。由于带钢边部和中间部位的冷却传导速率不一致，为了防止带钢在宽度方向上出现浪型缺陷，带钢边部冷却控制一般有两种形式:凸型水量分布和边部遮蔽。凸型水量分布是采用集管直径变化或间距变化,形成中凸形的水量分布,对带钢边部进行温度补偿;边部遮蔽是通过挡板将集管两端的水流导向储水槽,间接得到凸型水量分布,这种方式操作简单,投入低,效果比较明显。如SMS demag公司还开发了一个带钢边部设有遮挡的技术,生产的薄带钢(小于1.8毫米厚)，在层流冷却区控制带钢边缘的冷却，以减少带钢冷却的带来的热应力，有效防止边浪的产生。

4.带钢边缘加热器

使用电感应加热器可以有效提高带钢边缘的温度，是近年来发展的新技术,其主要目的是改善带钢截面温度分布和微观结构，防止薄带钢和硅钢片边缘裂纹，降低轧辊局部面积不均匀磨损的几率。韩国、日本已经在带钢轧机安装最新的带钢边缘加热器，带钢边缘加热器大多数由电感应加热，并设置在切头飞剪的前面。所使用感应加热器功率多数在40005000kw，约500hz的频率，加上中间轨道保温罩的覆盖使用，可以有效地减少带钢两端温差，中央和边缘的温差。带钢边缘感应加热器通常使用单边带钢的上、下两套传感器。上、下两套传感器加载到台车上，它可以根据带钢宽度进行移动。边缘加热器适用于加热轧制品种,包括冷轧材料、硅钢铁、不锈钢、高碳钢和厚度小于2.5毫米的热轧产品。带钢边缘加热的特点优势：①可以有效改善带钢横断面积的温度分布情况和以及提高金相组织，提高带钢质量，同时减少和防止硅钢边部、薄带钢出现裂痕。②延长轧辊寿命以及带钢产品质量的提高，减少轧辊面部的不均匀磨损；③降低加热炉的出炉温度，可以有效地节能。

三、产品结构优化亟待提升关键技术

热轧宽带钢装备发展趋势主要包括进一步优化产品结构，工艺技术更加稳定、成本低且效率高地生产量大质优的板带产品以及超高强、高韧性、低屈强比、耐火、耐候及特殊用途的各类高性能钢板。从而实现我国资源可持续发展的、满足低碳经济与减排节能发展需求的优质高效、新型钢材产品的开发机制。使产品适应各阶段、各层次、多方面用户的要求。进一步提高热轧薄规格和超薄规格板带比例，增加“以热代冷”的薄规格板带比例；资源节约、短流程成品化以及多种性能级别的钢材产品的多元化生产技术得到广泛应用。

总结：

现代科技的改造和发展充分体现了世界先进水平的领军机制。但各大公司都根据市场需求和公司能力决定自己的发展方向，根据企业技术水平，融资能力，市场需求以及在市场竞争中所处地位进行选择项目和确定产品，充分发挥用户的企业集团优势，地理优势以及技术优势，大力促进国民经济快速发展。

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