一种板带连铸连轧产线的重构方法

专利检索2026-05-13  0


本发明涉及钢铁冶金,特别涉及一种板带连铸连轧产线的重构方法。


背景技术:

1、板带热连轧作为典型流程工业,连轧装备是保障工艺运行的基础,工艺是控制产品质量的途径,无头连铸连轧(esp)技术具有流程短、生产周期短、节约能源、成材率高等优点,能够批量稳定生产薄规格比例带材,产品能够大比例覆盖同规格冷轧产品,实现以热轧代替冷轧,以高附加值薄规格热轧带材代替传统较厚规格产品,代表了当今世界热轧带钢技术的最高水平。板带热连轧系统属于非线性、时变性、强耦合的复杂系统,要求装备、工艺和产品之间需要具有高度适配性,其最终目标是实现短流程化和高度自动化。在实现短流程化的过程中,装备容易出现过度刚性连接的问题,导致装备、工艺和产品之间的柔性适配度不足,缺乏柔性调控能力。

2、esp产品主要以薄规格板带材为主,在生产过程中主要存在以下四个问题,一是在轧制过程中,精轧机组的轧辊磨损严重,这直接影响板带材的表面质量,需要频繁换辊,esp精轧工作辊更换周期约为8小时,而在下游精轧机组停机更换轧辊期间,上游连铸过程无法持续进行,导致生产被迫停止或者产出中间板带,从而严重影响生产连续性和效率;二是现有技术中在精轧前感应加热方式容易造成板带温度非均匀分布,且板带温度分布边中比值较大,影响产品组织性能;三是现有产线在独立磨辊车间进行离线磨削下机更换后的轧辊,而轧辊服役和修磨分属于不同车间或工作区域,离线修磨过程降低了产线的生产效率,增大了碳排放。

3、公开号为“cn117619889a”的专利申请提出了一种无头轧制带钢柔性生产线和生产工艺;授权公告号为“cn217616818u”的专利提出了一种连铸连轧无头轧制生产线;上述两个现有技术公开了轧制工艺灵活性和适应性受限的无头轧制带钢柔性生产线和生产工艺,但对于提高产线利用率与生产连续性尚未完善;针对板带热连轧短流程化过程中出现的最新热点和共性难题,开发一种优化工艺流程、加快生产节奏、实现连续化生产、提高生产效率为中心的无头连铸连轧生产流程具有重要意义。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本发明提供一种板带连铸连轧产线的重构方法,通过对现有轧制工艺进行流程再造,在粗轧工艺前安装边部加热器,在精轧工艺前安装横纵磁感应加热器,优化板带边部与中部温度分布均匀性,提高板带表面质量,避免出现边裂,在原有产线精轧机组五机架的末端增加一机架作为待命轧机,布置由五机架改为六机架,精轧机组具备瞬态突变状态下动态变规程轧制策略,工作状态下实现精轧机组被磨损精轧机轧辊抬升和待命精轧机轧辊压下同时进行,缩短因轧制变规程引起的变厚区长度,生产定尺变厚度板带,精轧机组配置在线磨辊装置,在轧制间隙对工作辊进行在线磨削,实现精轧机组不停机连续生产。

2、本发明的技术方案如下:

3、一种板带连铸连轧产线的重构方法,包括以下工艺流程:连铸→边部加热→第一除鳞→粗轧→剪切→感应加热→第二除鳞→精轧→层流冷却→飞剪→卷取,包括以下步骤:

4、s1、在板带连铸机中利用近终形连铸方法对板带进行连铸;

5、s2、在粗轧前设置c型结构的边部加热器,提高板带边部温度80-120℃,减小板带横断面温差;

6、s3、利用第一除鳞箱对粗轧前板带进行第一次表面处理,第一除鳞箱采用小水量、大压力设计,第一除鳞箱对板带喷射高压水,清除边部加热后板带的表面氧化铁皮,提升中间坯表面质量;

7、s4、利用粗轧机组对板带在大压下进行粗轧,粗轧机组采用三机架布置,粗轧机组的轧机为四辊轧机;

8、s5、在无头轧制模式下,当下游机组发生故障需要剪切板带时,利用摆式剪对完成粗轧后的板带进行剪切,将生产模式从生产薄板切换至生产中厚板模式;

9、s6、利用横纵磁感应加热器对板带进行均匀加热;

10、s7、第二除鳞箱采用小水量、大压力设计,对板带喷射高压水进行第二次板带表面处理,清除感应加热后板带的表面氧化铁皮,提高板带进入精轧机组的表面质量;

11、s8、利用配有在线换辊和磨辊的精轧机组对板带进行精轧,精轧机组具备瞬态突变状态下动态变规程轧制与在线磨辊策略;

12、s9、利用层流冷却设备对板带进行冷却降温;

13、s10、利用飞剪设备在无头轧制生产模式下,对厚度为0.8-5mm板带进行剪切分卷,飞剪设备前后设置夹送辊;

14、s11、利用三台地下式卷取机对板带进行卷取。

15、进一步地,边部加热器功率设定为200-400kw,覆盖边部深度50-95mm。

16、进一步地,所述第一除鳞箱、第二除鳞箱压力均设定为300-400bar。

17、进一步地,在原有产线的精轧机组五机架的末端增加一机架作为待命轧机,布置由五机架改为六机架;无头连铸连轧产线正常生产时待命轧机不投入使用,辊缝处于打开状态,待命机架架次随着生产进行不断改变;当投入生产的五机架轧机中的某一架轧机轧辊磨损严重需要换辊时,轧辊磨损严重的轧机便撤出轧制过程,而待命轧机则投入轧制过程,使产线依旧保持五机架轧制,同时新组成的精轧机组的机架需对辊缝、速度、张力、轧制力多参数进行动态调整,缩短变规程轧制时楔形区长度,精轧机组末机架通过辊缝调节实现定尺变厚度轧制;撤出轧制过程的轧机在完成轧辊更换后便成为新待命轧机,等待替换下一个轧辊磨损严重的轧机。

18、进一步地,在精轧机组各轧机的上工作辊上方和下工作辊下方分别安装横梁,在线磨辊装置安装于横梁上,并由防水直线电机驱动在线磨辊装置在横梁上往复运动,实现在线磨辊装置沿轧辊轴线方向移动,轧辊磨削由安装在在线磨辊装置上的一对磨轮来实现,每个磨轮均安装有杯型磨石,磨轮旋转由液压马达独立驱动,磨轮沿着磨头轴线旋转,由液压缸压向辊身实现磨削;磨头与轧辊之间的压紧力通过液压缸调节;在每个在线磨辊装置横梁上均装有检测元件,利用检测元件检测磨头位置与辊面形貌,在轧制间隙实现在线修磨轧辊辊型,提升板带表面质量与板形调控能力,延长轧制公里数。

19、进一步地,层流冷却设备共设置有34组上下集管,1-12组为粗调段、13-30组为微调段、31-34为精调段。

20、本发明与现有技术相比具有如下优点:

21、(1)本发明的精轧机组基于esp产线五机架布置,增设一架待命轧机,实现了瞬态突变动态变规程轧制,工作状态下实现精轧机组被磨损精轧机轧辊抬升和待命精轧机轧辊压下同时进行,缩短因轧制变规程引起的变厚区长度,生产定尺变厚度板带,拓宽产品厚度覆盖范围,具备柔性轧制生产模式,避免由换辊引起全线停产问题,提高无头连铸连轧产线生产效率。

22、(2)本发明的精轧机组配置在线磨辊装置,在轧制间隙实现在线修磨轧辊辊型,提升板带表面质量与板形调控能力,替代传统esp产线离线磨辊工序,优化产线布局,降低生产能耗,减轻轧辊离线磨削场内周转及传感测量工时周期,延长工作辊使用寿命,对提高热轧产线产品质量、生产能力和短流程化水平具有重要意义。

23、(3)本发明增设边部加热器、横纵磁感应加热,边部加热器提高了板带边部温度,防止中间坯因边部温度过低塑性下降而导致后续轧制边裂缺陷的产生,为精轧提供良好的中间坯原料;横纵磁感应加热解决了板带厚向与宽向温度不均的缺陷,确保板带进入精轧机组前厚向与宽向温度均匀,优化了无头连铸连轧板带的表面质量。

24、(4)本发明能够满足钢铁冶金高质量发展需求,在促进钢铁冶金短流程轧制领域转型升级、优化产线布局、促进绿色发展等方面具有重要意义。


技术特征:

1.一种板带连铸连轧产线的重构方法,其特征在于,包括以下工艺流程:连铸→边部加热→第一除鳞→粗轧→剪切→感应加热→第二除鳞→精轧→层流冷却→飞剪→卷取,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种板带连铸连轧产线的重构方法,其特征在于:边部加热器功率设定为200-400kw,覆盖边部深度50-95mm。

3.根据权利要求1所述的一种板带连铸连轧产线的重构方法,其特征在于:所述第一除鳞箱、第二除鳞箱压力均设定为300-400bar。

4.根据权利要求1所述的一种板带连铸连轧产线的重构方法,其特征在于:在原有产线的精轧机组五机架的末端增加一机架作为待命轧机,布置由五机架改为六机架;无头连铸连轧产线正常生产时待命轧机不投入使用,辊缝处于打开状态,待命机架架次随着生产进行不断改变;当投入生产的五机架轧机中的某一架轧机轧辊磨损严重需要换辊时,轧辊磨损严重的轧机便撤出轧制过程,而待命轧机则投入轧制过程,使产线依旧保持五机架轧制,同时新组成的精轧机组的机架需对辊缝、速度、张力、轧制力多参数进行动态调整,缩短变规程轧制时楔形区长度,精轧机组末机架通过辊缝调节实现定尺变厚度轧制;撤出轧制过程的轧机在完成轧辊更换后便成为新待命轧机,等待替换下一个轧辊磨损严重的轧机。

5.根据权利要求1所述的一种板带连铸连轧产线的重构方法,其特征在于:在精轧机组各轧机的上工作辊上方和下工作辊下方分别安装横梁,在线磨辊装置安装于横梁上,并由防水直线电机驱动在线磨辊装置在横梁上往复运动,实现在线磨辊装置沿轧辊轴线方向移动,轧辊磨削由安装在在线磨辊装置上的一对磨轮来实现,每个磨轮均安装有杯型磨石,磨轮旋转由液压马达独立驱动,磨轮沿着磨头轴线旋转,由液压缸压向辊身实现磨削;磨头与轧辊之间的压紧力通过液压缸调节;在每个在线磨辊装置横梁上均装有检测元件,利用检测元件检测磨头位置与辊面形貌,在轧制间隙实现在线修磨轧辊辊型,提升板带表面质量与板形调控能力,延长轧制公里数。

6.根据权利要求1所述的一种板带连铸连轧产线的重构方法,其特征在于:层流冷却设备共设置有34组上下集管,1-12组为粗调段、13-30组为微调段、31-34为精调段。


技术总结
本发明提供了一种板带连铸连轧产线的重构方法,涉及钢铁冶金技术领域,本发明基于现有的无头连铸连轧产线,融合在线换辊和磨辊协调机制,实现了精轧机组不停机在线换辊生产变厚度板带以及磨损轧辊在线修磨;通过在粗轧前引入边部加热器,在精轧前引入横纵磁感应加热器,提高了轧制过程中板带温度分布的均匀性,优化了无头连铸连轧板带的表面质量,增加了工序的灵活协调和可控性,提高了板带生产的柔性调节能力,拓宽了产品厚度覆盖范围,提高了装备‑工艺‑产品之间的柔性适配度,确保了生产的连续性与稳定性,本发明在促进产线提质增效,实现降耗节能、优化产线配置方面具有重要意义。

技术研发人员:彭艳,陶孙瑞,果硕,李若为,梁师诚,刘才溢
受保护的技术使用者:燕山大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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