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钢板总厂工艺培训 主要内容 宽厚板一车间概况工艺流程平面布置主要设备及相关工艺要求生产工艺及装备技术水平热处理简介 钢板总厂 一 钢板总厂宽厚板一车间概况 宽厚板一车间于2003年5月18日立项 2004年10月08日正式开工 2006年12月18日投产 项目主体工程由VAI ABB联合设计并负责主要关键设备的供货 国内由中冶赛迪工程技术有限公司负责总设计及板加区设备设计 该工程由上海十三冶冶金建设公司承建 武汉威仕监理公司监建 配置的主要工艺设备有 两座产量为245t h的步进式加热炉 一架最大轧制压力为10000吨的5050mm带附着式立辊的四辊可逆式精轧机 一套MULPIC控制冷却系统 一台四重9辊全液压热矫直机 一台四重11辊全液压冷矫直机 一座宽54m 长度76m及一座宽38m 长度27m冷床以及由切头分段剪 滚切式双边剪 剖分剪 定尺剪组成的高效剪切线 沙钢宽厚板年设计生产能力150万吨 热处理生产线建成后设计生产能力180万吨 生产的产品规格为厚度5 150mm 宽度900 4800mm 最大长度25m的钢板 品种有碳素结构钢板 低合金结构钢板 建筑结构钢板 耐大气腐蚀钢板 桥梁钢板 造船钢板 管线钢板 锅炉钢板 压力容器钢板 机械工程用钢板等多个品种的宽厚板 06年12月18日投产以来主要生产的钢种有Q235B SS400 Q345B S275JR GR50 A B D E AH32 AH36 DH32 DH36 EH32 EH36 X52 X60 X65 X70 X80 L415MB Q345GJBZ25等 07年共生产110万吨 08年共生产134万吨 合格率97 成材率大约88 22 目前 主要以船板生产为主 07年已通过9国船级社认证 并通过CE认证 大约占70 以上 西气东输用管线钢 并辅以一部分普板 低合金烫辊 钢板总厂的机构设置为 总厂厂部 技术科 设备科 安全生产科 宽厚板一车间和二车间 热卷板一车间和二车间 热处理车间 宽厚板的生产组织形式 按合同组织生产 即由销售处先接订货计划 然后由生产调度中心组织相关部门 对订货计划进行评审 销售处根据评审情况再签定正式合约 提前二个月 并将合约分解为若干合同 同时将合同转发给生产调度中心 生产调度中心再合同下发给宽厚板厂 宽厚板根据合同进行组板设计 形成材料申请提交给生产调度中心 生产调度中心根据材料申请安排炼钢进行生产 板坯生产出来以后 由储运总队安排将板坯运到宽厚板板坯库 生产技术部根据板坯库的板坯安排二次切割 板坯切割成定尺坯入库以后 生产技术部再根据定尺库的板坯情况安排生产计划 形成生产计划执行表 然后各岗位根据生产计划计划执行表进行装钢 轧制 切割和入库 质检处负责对钢板的质量判定 储运总队负责成品库的管理和发货 二 工艺流程 工艺流程为 3号连铸机供给的板坯经二次切割 去毛刺 标志 测长 称重后 采用连续加热炉加热 加热的板坯经高压水除鳞后 进入四辊可逆轧机轧制 轧件轧制后 根据要求进行加速冷却 热矫直 50mm的钢板进入3 冷床冷却到一定温度后 在厚板处理区堆放冷至室温 经翻板检查 火焰切割 标志后吊至指定区域堆放 发货 50mm的钢板进入2 或1 冷床冷却后 若需要 可下线冷却 经检查 切头 切尾 分段 切边 剖分 定尺 标志 堆存 发货 需要冷矫直的钢板 送冷矫直机矫直后至成品跨堆存 发货 钢板总厂 钢板总厂 钢板总厂 三 平面布置 根据厚板生产总体的工艺要求 厚板车间由板坯库 加热炉上料跨 加热炉跨 主轧跨 剪切跨 厚板处理及中转跨 成品库 磨辊间 主电室等组成 主厂房总长1356m 宽度方向最宽246m 总面积 200610m2 其中二期建设54675m2 厚板厂各跨间按其工作需要选择了不同起重能力 工作制度的起重机 共有桥式起重机34台 半门型起重机1台 钢板总厂 四 主要设备及相关工艺要求 1 原料规格及运输 1 连铸坯厚度 220mm 250mm 320mm宽度 厚度220mm时1300 1600mm 100mm进级 1800 2700mm 100或200mm进级 厚度250 320mm时1800 2700mm 100或200mm进级 长度 6000 10200mm 倍尺坯 2600 4800mm 定尺坯 单重 13 4 68 7t 倍尺坯 5 8 32 3t 定尺坯 钢板总厂 厚度 120mm宽度 1300mm 2700mm长度 2600mm 4800mm单重 Min 3 16t 2 自开坯 3 连铸坯技术条件 厚度 5mm宽度 10mm长度 0 50mm不平度 20mm镰刀弯 20mm重量 0 5 钢板总厂 二次切机型式 B G 11型自动火焰切割机切割介质 天然气 氧气 冷却水 粒化水板坯温度 室温 850 2 二次切割 二台切割机 每台两把割枪 切割机可单独作业 也可同时作业 同时作业时一切三 钢板总厂 3 去毛刺机 型式 刮刀式去毛刺机坯料规格 厚度 220 250 320mm宽度 1200 2700mm长度 2600 4800mm去毛刺时板坯速度 14m min去毛刺板坯温度范围 室温 850 钢板总厂 型式 步进梁式连续加热炉用途 板坯轧制前加热布料方式 双排布料单排布料装出钢方式 进料端采用装钢机 出料端采用出钢机冷却方式 水冷炉膛尺寸 长52000mm 宽10700mm步进梁升降行程 200mm步进梁水平行程 600mm步进机构最小运动周期 55S加热炉生产能力 额定 245t h最大 300t h燃料 焦炉煤气 4 加热工序工艺要求 1 加热炉技术性能 a 板坯加热时 炉膛温度不得超过1300 烧嘴排烟温度不超过180 煤气预热温度不超过300 正常生产时 各钢种的加热炉热工制度按表1执行 b 生产不正常造成停轧时 加热炉升降温度制度按表2执行 c 控制炉膛压力处于微正压 10 20Pa 状态 防止炉头吸冷风 d 控制炉内燃烧气氛呈略还原气氛 降低板坯加热氧化程度 2 加热制度分为热回收段 预热段 一加热段 二加热段及均热段 根据不同的钢种 不同的轧制厚度 对各段的温度都有严格的工艺要求 既要防止奥氏体晶粒过份粗大 又要保证微合金元素的充分熔解 还要保证钢坯烧透轧制力不太大及氧化铁皮容易清除 5 高压水除鳞工艺要求及技术要求 型式 高压水喷射式集管数 上下各两根喷水压力 18Mpa 为出口压力 系统压力为21Mpa 喷射角度 15 喷射宽度 2800mm上集管高度 140 170mm板坯厚度 120 220 250 320 500 模铸坯 要用车底式加热炉 喷嘴数量 41个 集管 总数164个打击力 0 66 0 84N mm2水量 两排集管383m3 h四排集管766m3 h 高压水除鳞工艺要求 除鳞泵必须做到二用一备 以保证系统压力正常 要根据板坯厚度的变化及时调整粗除鳞上集管高度 一共有5档120 220 250 320 500 以确保设备的安全和除鳞效果 使喷嘴与坯料上表面距离保持在250 350mm范围之内 必须保证压力和喷嘴的通畅 工作压力 18MPa 当坯料头部一进除鳞箱时 应及时开启高压水清除坯料表面氧化铁皮 一次除鳞不净 可增加次数 但要保证坯料开轧温度不低于1100 除鳞制度 一次 根据轧制品种 加热制度 铁皮清除难易程度采用单排 双排集水管工作 实现节能除鳞工艺 在设备正常的情况下 进 出口精除鳞要做到同时开启 当轧制毛宽大于3200mm的钢板或板坯长度大于3200mm需转钢轧制的 还需开启进 出口边区精除鳞 轧制的第一道次必须开启精除鳞 转钢后轧制的第一道次必须开启精除鳞 TCR待温结束后轧制的第一道次必须开启精除鳞 倒数第3 4道次应开启精除鳞 对于多道次展宽轧制 在展宽阶段 操作工要根据钢板表面情况 可适时增加精除鳞道次 确保该阶段将一次氧化铁吹扫干净 6 1四辊可逆式轧机主要技术性能参数 工作辊 1210 1110mm 5050 支撑辊 2300 2110mm 4900mm最大轧制压力 100000kN额定扭转力矩 2 4775kNm 轧机最大开口度 550 主传动电机 功率 2 AC10000kW 转速 0 50 120rpm材质 工作辊 无限冷硬球墨铸铁支承辊 离心浇铸合金铸钢 6 轧机工序工艺要求 表面硬度 工作辊 HS68 72 肖氏硬度 支承辊 HS40 50重量 工作辊 57 5t 光辊 个 87t 组装 个 支承辊 208t 光辊 个 319t 组装 个 轴承 工作辊 四列圆锥滚柱轴承支承辊 油膜轴承80 76 KLX工作辊弯辊力 Max 4000kN 侧 牌坊 数量 2片 每片由4块构成 上 下两横梁 左 右两立柱 前后两片间下面无联接 上面的联接不计算在内 材质 BS3100A1重量 约500t 片立柱断面 12100 2衬板 复合材料轧机模数 8820kN mm最大轧制速度 Max 7 3m s 机械压下装置 行程 745mm速度 12 5 25 1 s电机 2 AC185 370kW 0 435 870r min 压下螺丝 900 52 材质 锻钢测压头 2 60000KN液压压下装置 AGC缸 2个行程 Max 120 有效行程 100 工作压力 27 5MPa 55000KN时 压下速度 5 s 长行程时 15 s 行程45 时 20 s 行程15 时 活塞直径 1580 6 2立辊轧机主要技术性能参数 型式 附着式立辊轧制力 Max 5000kN减宽量 Max 25 侧 合计50 在板坯厚度320 时轧辊尺寸 1000 900 600 轧辊轴承 四列圆锥滚柱轴承最大轧制压力 4500kN牌坊 闭口式开口度 1100 5100 轧制宽度 Max4900mm轧辊材质 铸钢轧辊表面硬度 HS45 50 6 3压下制度 道次最大压下量不得超过40mm 道次最大压下率不得超过25 立辊的道次最大压下量不得超过50mm 每边25mm 立辊的使用 转钢后的双道次使用立辊 倒数2道次严禁使用立辊 6 4精轧厚度 板形表面质量要求 a 毛边板长度尖角不大于300mm 宽度大小头不大于30mm 毛板镰刀弯不大于40mm 无严重边浪和中间波浪 翘头不高于50mm b 毛板表面无凸块 凹坑 网纹 划痕和压入氧化铁皮及氧气铁皮脱落造成麻点等缺陷 6 5轧辊辊型配置 6 6轧制注意事项开轧前应调整辊缝确保差值不大于0 10mm 正常轧制时 应遵循低速咬入 高速轧制 低速抛出的轧钢原则 严禁轧制速度低于10rpm时咬钢 900 以下温度 厚度150mm以上 严禁轧制 850 以下温度 厚度100mm以上 严禁轧制 工作辊用抛物线型 支撑辊用折线型 7轧后控制冷却工艺要求 型式 上下集管层流冷却式冷却速度 20mm厚30 秒 30mm厚20 秒 50mm厚10 秒冷却段总长 24000mm 一期 最大总流量 15070m3 h水流密度 15L m2 S 最大 1 55L m2 S冷却集管数量 上24 下24 a型式 液压辊缝调节可逆式 b矫直辊 长度 5100mm数量 9根 上部4根 下部5根 c支承辊 尺寸 360 390 1000mm数量 62个 上32下30 d矫直力 3500 4000te矫直速度 0 2m sf开口度 300mmg主电机 功率 2 850kW转速 0 750 1500rpm齿轮比率 约1 14 8热矫直机工艺要求 热矫直钢板规格参数矫直钢板规格 厚度 5 100mm宽度 Max4900mm长度 Max52000mm钢板屈服强度 Min 15kg mm2 Max 100kg mm2热矫温度矫直温度应在450 1000 范围 温度稍低 550 600 时 应减少压下量低速矫直 矫直压下量最大不得超过4mm 2 冷床主要技术参数型式 步进梁式冷床面积 3990m2最大产品长度 52000mm最大产品宽度 4900mm最大产品厚度 50mm移动速度 18m min冷却温降 1000 200 纵向运输区数量 纵向运输区长 板宽横向运输区数量 2个装机容量 2050kW 9 冷床冷却工艺要求 3 冷床主要技术参数型式 步进梁式冷床面积 1232m2最大产品长度 38000mm最大产品宽度 4900mm最大产品厚度 150mm纵向运输区数量 纵向运输区长 板宽横向运输区数量 2个装机容量 1220kW 10 链式传送区 主要技术参数 型式 链式移送传动方式 电动移送速度 0 0 66m s提升速度 0 0 11m s移送区数量 3区 每区55个链链的间距 1000mm链式输送区的宽度 52 5m移送能力 每区155吨 三区总量为465吨移送长度 约70m性能要求和描述链式移送装置应使板子表面不受损坏 链式传送区纵向剖分为两个部分 每个部分26米宽 可以单独操作也可以同时操作 主要技术参数类型 机电式钢板长度 52000mm 最大 钢板宽度 4900mm 最大 钢板厚度 5mm到50mm翻钢时间 30秒翻钢装置分为2组 这两组可以单独工作也可以同时工作 同时工作时通过电磁离合器连接起来 翻钢装置可以单独翻转26米长以下的板子 也可以同时翻转 11 翻钢装置 钢板规格板厚 5 50mm板宽 1300 4900mm母板 轧制后 900 4800mm剪切线设备的理论宽度 5000mm长度 7500 52000mm母板3000 25000mm剪切后最大板子重量 33吨板坯温度 最大200 12 剪切线 1 切头剪类型 双偏心滚切式机械剪剪切力 约16000kN剪切周期 5 6s 包括夹紧时间 剪切速度 13次 分钟 启停时0 2 双边剪类型 三偏心滚切式机械剪剪切力 约6500kN剪切周期 2s剪切速度 约30 39m min 取决于UTS 最大30次 分钟 钢板剪切宽度偏差应符合相应标准 单位mm 12 3剖分剪类型 双偏心滚切式机械剪 带有可调节剪深度和板子末端垂直导向剪切力 约11000kN剪切周期 2s剪切速度 约30 39m min剖分板宽度 最小900mm剖分范围 900 2500mm12 4定尺剪类型 双偏心滚切式机械剪剪切力 约16000kN剪切周期 4 5s 包括压板时间 剪切速度 18次 分钟 启停时0 钢板剪切长度偏差应符合相应的标准 单位mm 类型 可以侧移的堆垛和液压提升隔栅产品厚度 5 50mm板宽 900 4900mm板长 最大16000mm 设计长度18000mm 最大堆垛重量 32吨堆垛时间 30秒 板 12 5预堆垛机 13冷矫直机 冷矫直机主要技术参数a型式 四重11辊全液压可逆式b矫直辊 长度 5100mm数量 11根 上部5根 下部6根 支承辊 尺寸 220 110 550mm数量 156 上80下76 c矫直力 3200 3500td矫直速度 Max 30m mine开口度 300mmf主电机 2 AC500kW 500 2000r min 矫直钢板规格参数矫直钢板规格 厚度 5 30mm宽度 Max 4900mm长度 Max 25000mm钢板屈服强度 150 1000N mm2冷矫温度 20 100 C 五 生产工艺及装备技术水平 a 热送热装技术连铸坯热送热装可以节约能源 降低生产成本 是先进和行之有效的生产技术 本工程为板坯热送热装采用轨道车运输 并用板坯运输链将二次切割线与加热炉上料辊道连接 以利于缩短上料时间 减少板坯温降 热送热装技术要求全厂的生产计划 管理 工序间的协调要达到相当高的水平 尤其是宽厚板生产具有批量小 规格多 钢种多的特点 热送热装比例将是一个提高的过程 初期为40 逐步达到60 以上 b 加热炉 1 采用上 下供热滚轮斜台面全液压驱动的步进梁式加热炉 为适应双排装料 加热炉设置两套步进机械 双升降框架和平移框架 配备各自的传动机构 提高加热炉的操作灵活性 2 为了适应热坯加热和冷热坯交替装入时的加热要求 以及炉子小时产量变化大的加热要求 采用多区供热的箱型结构 便于分区控制各段温度 3 采用高背化的耐热垫块和千鸟型布置方式 以减少板坯加热下部黑印 4 采用高效空气预热器 将空气预热至550 最大限度地回收废气余热 5 水梁及立柱采用双层绝热 炉衬采用复合炉衬及高效保温材料 减少热损失 降低能耗 c 四辊可逆式厚板轧机及附着式立辊 现代化的四辊厚板轧机以高精度 高刚度 高功率 大转矩为显著特点 本轧机采用如下技术 1 厚度自动控制 AGC AGC系统是当今厚板轧机必备的一项最主要的控制技术 本轧机采用的液压AGC技术 液压缸置于下支持辊下 配合液压伺服系统和自动化系统实现钢板的自动厚度控制 2 立辊轧机立辊轧机装设有液压AWC系统 液压AWC系统功能包括对板坯进行矩形化轧制时头尾部分的短行程控制SSC和板坯延伸轧制过程的钢板全长的宽度控制 其主要功能是控制钢板宽度保持均匀的最小偏差 从而可提高成材率 3 同时 立辊轧制过程中对轧件进行侧压 可以减少边部折叠并改善钢板边部质量 4 平面形状控制技术这项控制技术是一项以软件为主的轧制技术 其硬件部分关键是应答性能很快 且可高速的液压压下系统 在成型轧制和展宽轧制最后一道次 将板坯沿轧制方向的断面轧制成两端部楔形 从而在随后回转90 的展宽和延伸轧制道次 楔形多余的金属流向轧件角部 从而可获得钢板的矩形平面形状 同时也可以利用轧机附设的立辊及液压短行程控制功能对板坯的头部及尾部和本体部分给予不同的侧压量 从而在板坯展宽终了时获得矩形的钢板形状 d 控制轧制和控制冷却技术 1 控制轧制采用两个阶段或三个阶段控制轧制 第一阶段轧制总的压下量在50 以上 中间待温坯的厚度要求达到成品厚度的1 5 4 0倍 两个阶段轧制 待温开始和结束的温度以及成品终轧温度 根据钢种不同而规定有不同的温度 本工程可以实现三阶段控制轧制 2 加速冷却装置 ACC 本工程采用VAI的MULPIC控制冷却技术 该项技术的显著优点是只用一种冷却装置便可进行在线的加速冷却 直接急冷 淬火 和间断急冷 主要特点是采用高密度的专用喷嘴 控制的冷却速率 s 范围大 可以达到最大和最小单位水流量的调节比例为10 当采用专门的设计时可以达到20的调节比 因而可以加速冷却钢板的厚度范围大 e 热矫直机及冷矫直机 热矫直机采用了目前世界上现代化的四重9辊全液压可逆式型式 冷矫直机为四重11辊全液压可逆式型式 矫直机主要特点是高刚度 由4个主压下液压缸构成的全液压调节及先进的自动化系统 液压辊缝自动调节系统在矫直过程中响应时间快 对于矫直全过程进行位置调节 矫直机压力框架为对半剖分结构 可以对上矫直辊组进行弯辊调节补偿上框架变形并纠正钢板的浪形 利用模型进行预设定实现矫直过程的全面自动控制 上矫直辊组由液压过载保护可以快速打开 入 出口的下矫直辊可以单独进行升降调节 同时还设有氧化铁皮收集和除尘装置 f 冷床本工程采用步进梁式冷床 其优点是钢板冷却均匀 下表面不会划伤 适用的钢板厚度范围大 冷床分左右部分及4个提升区 可以分别操作 也可以联合操作 便于根据钢板尺寸大小布料 提高冷床利用率 g 剪切线本工程采用紧接双切边剪出口的剖分剪 可剪切的最小板宽为900mm 剖分剪的设置对于满足用户要求的各种规格钢板 提高成材率和提高轧机产量是一项有利条件 剪切机采用弧形剪刃的滚切式剪 滚切式的切边剪的结构采用三轴三偏心传动型式 h 全线采用交流传动交流传动具有单机容量大 转动惯量小 效率高 结构简单坚固 维护简单等特点 轧机主传动采用由大功率IGCT器件组成的三电平交直交变频器 具有动态无功冲击较小 高次谐波分量较小和功率因数接近于1等优点 i 采用完善的自动检测仪表系统对轧制线温度 压力 厚度 宽度 凸度 钢板形状 平直度 预留 等进行检测和控制 j 配置了三级计算机系统 一期设置L1基础自动化级 L2过程控制级和L3生产控制级 对整个生产线进行工艺过程控制及生产管理控制 自动化程度高 充分发挥轧机能力 降低