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热连轧带钢生产一、调宽轧制（AWC）及自由程序轧制（SFR）二、连铸坯直接轧制工艺流程与车间布置调宽轧制（AWC）及自由程序轧制（SFR）高度现代化的钢铁工业生产要求提高产量、质量、节省能源、降低消耗及成本，因而向着高度连续化、自动化的方向发展。尤其是为了实现炼钢-连铸-轧钢等多工序周期性连续生产，就必然要求轧制技术的高度灵活和可靠，也就是要求高度柔性生产。调宽轧制（AWC）及自由程序轧制（SFR）尽可能不在或少在更换产品与铸坯原料的规格品种，更换轧辊与导卫等装置，改变轧制工艺条件及处理事故等方面耽误时间，以保证过程的节奏性和连续性不受影响和破坏，这在热连轧带钢生产中主要包括有灵活变更宽度的技术，自由程序(或随意计划)轧制技术及缩减换辊的次数与时间等。调宽轧制(AWC)现代化的板坯连铸机一般具有在线调宽技术，但即使连铸机具有快速调宽装置，为了稳定浇铸作业，稳定炼钢与连铸的节奏均衡及减少锥形板坯的长度，也应尽量减少结晶器宽度的调节变化，亦即结晶器宽度的改变应该是越少越好，而将调宽改变板坯规格的任务主要交给轧钢去承担。在轧钢车间调控板坯的宽度采用的技术主要有：轧钢车间调控板坯的宽度采用的技术(1)设立定宽（径)轧机或大立辊破鳞机，实现宽度大压下，如日本大分厂设立了立平立(VHV)三联可逆式定径轧机，道次压下量可达150mm，总减宽量可达1050mm。由于前端和尾端宽度缩小而增加剪切损失，使金属收得率降低，为此大分厂采用了宽度自动控制和挤压轧制技术，使收得率达99%以上。日本界厂为了提高轧机的宽度压下能力，将立辊破鳞机改造成一架可逆式轧机，经5道次压下，可使侧边总压下量达150mm。轧钢车间调控板坯的宽度采用的技术(2)一些工厂(如界厂等)由于使用M机架的立辊轧边，提供了一种宽度自动控制(AWC)功能。这种功能在大压下量轧制或轧制因结晶宽度改变而形成的锥形板坯时，能使宽度得到较精确的控制。板坯的宽度用宽度计进行测量。利用测出的板坯宽度，计算出立辊的开口度(辊缝)，再根据测量辊测得的数据，定时进行立辊开口度的调整。当不使用AWC时，带钢宽度变化达5.5mm，而当使用AWC时，则宽度差得到消除，使板宽精度大大提高。在界厂，锥度达140mm的板坯可直接送往热带轧机进行轧制。轧钢车间调控板坯的宽度采用的技术(3)采用定宽压力机以大压下量有效地调整板坯宽度。如我国宝钢1580mm、鞍钢1780m轧机即是如此。除此之外，原来常规热带轧制中采用的一些板宽控制技术在连铸连轧生产中仍然可以使用，对调控板、带宽度精度也可起较大的作用。自由程序（或随意计划）轧制技术（SFR）在常规连铸与轧钢生产工艺中，板坯出连铸机后进行冷却，送板坯存放场进行检查清理及堆垛存放，再运往轧钢车间按照轧钢生产管理计划编组，按每套轧辊先轧宽板后逐渐轧制窄板的一定程序进行轧制生产，连铸与轧制是两个独自编制生产计划的互不相干的工厂。但在连铸一连轧生产时，铸坯不经冷却，直接热送到加热或补热装置，然后立即直接进行热轧，炼钢、连铸与轧钢三者联成一个整体，服从于统一的全厂总生产计划。自由程序（或随意计划）轧制技术（SFR）在这里轧钢机再也不能强调自己的独立计划，不能再按先宽后窄的生产程序独自安排选择了，而必须服从炼钢与连铸计划安排。这样对轧钢必须是来什么料就得刻不容缓地轧什么料，产品必然是宽窄相混，即进行所谓“锯齿形生产，也就是进行板宽不规则的或程序自由的生产。自由程序轧制与常规轧制的情况比较如图自由程序轧制与常规轧制的比较为了实现自由程序或随意计划轧制，必须增长轧辊的使用寿命，减少及均化轧辊的磨损，保证板带的板形平坦度和厚度精度质量，并加强自动控制及快速换辊技术:(1)改进轧辊材质，减少轧辊磨损，开发新钢种轧辊(如高碳高速钢轧辊等)及采用热轧润滑以减少轧辊磨损，降低轧制压力。(2)均化轧辊磨损的技术：1)采用在线磨辊(ORG)技术，以及时修复不均匀磨损的辊型2)采用移辊轧制技术(HCW或WRS）。在生产过程中，板宽边部的温度比中部要低，而宽度方向的金属流动在边部又较大，因此与板材边部接触的轧辊表面局部磨损也大。为了解决边部磨损问题，在轧制中采用移动工作辊技术，以使磨损得以分散，使其影响得以缩小。移辊轧制技术(HCW或WRS）HCW移动工作辊的轧制技术首先是日本日立制作所开发，并于1982年在新日铁八幡厂热带轧机精轧机上得到应用(如图a)以后，仅三年内就很快得到推广应用。以后日本川崎钢铁公司又进一步开发了K-WRS工作辊移动轧制技术，其不同点是将工作辊身一端做成锥形(如图(b)、(c））再进行轴向移动，在热带轧机上得到应用。这些轧制技术不仅特别适用于连铸连轧生产，而且适用于常规热轧板、带生产。它们不仅可以减少和均化轧辊磨损，延长轧辊使用寿命，灵活轧制任意宽度的板带，而且可明显提高带钢的板形平坦度和厚度精度质量。移辊轧制技术(HCW或WRS）WRS轧机开发的新轧制法如图所示:(a)为往复移动法，即是使带凸度的工作辊轴向移动，防止因轧辊局部磨损而导致带钢表面出现局部高点或凸峰，使轧辊保持均匀磨损的外形和热凸度，以便能进行随意计划轧制，这也就是HCW轧制技术；WRS轧机开发的新轧制法（b)为锥体调节法，即一侧车成锥度的工作辊作轴向移动，以减少凸度和边部减薄；（c）为锥体振荡法，即一侧车成锥度的工作轧辊作短行程的振荡串动，以减少带钢凸度，并防止轧制带钢边缘产生异常磨损。一侧带有锥度的工作辊之所以能减少带钢边部变薄，其原理如图所示。HCW轧机和WRS轧机都是除工作辊作轴向移动以外，还配有工作辊弯辊装置。HCW轧机的基本特性如图所示。HCW轧机工作辊轴向移动的方法按其目的与效果可分为以下3种:1）周期移动法(CS法)2）板带凸度控制法（HCδ法）3)单侧锥形辊位置控制法（TA法），这实质即是K-WRS法(3)其他免受板形及厚度精度限制的技术:为了实现自由程序轧制，除必须采用减少轧辊磨损并使之均匀化的技术外，还必须采用下列多项技术：1）产品的凸度和平直度同时控制技术。由于采用了六辊轧机，凸度控制的能力大为加强，在连轧机上进行凸度控制，必须分析前机架的凸度变化对于后机架凸度变化的影响。这种凸度变化可用凸度的遗传性和轧辊形状的复制现象进行整理和定量分析，实行在线控制。2）高精度轧制技术。（4）自动控制及快速换辊技术，随着连铸-直接轧制和SFR轧制技术的实现，产品品种多样化，产品精度质量严格化，从而使热带轧制作业更趋复杂，这就更加要求有精确的设定和监视，要求全面计算机自动控制，并实现超过人类感觉器官的、对诸设备运动状况的监视，实现对产品各种指标的迅速而准确的判断，才能维持连续而稳定的生产。为了维持连续而稳定的生产，必须尽量减少轧机设备的事故和停工时间，必须采用最快的速度换辊和变换产品规格和钢种，当然快速操作要求自动化，自动化才能保证快速度。连铸坯直接轧制工艺流程与车间布置日本新日铁界厂于1981年7月首次实现了宽带钢的连铸坯直接轧制(CC-DR），其车间设备布置如图该厂为改建而成的CC-DR工艺，新建连铸车间在连轧机近旁140m，与轧制线成垂直布置，与炼钢车间相距600m，用铁路运送钢水包高温连铸坯用保温辊道输送，并设有边部补偿感应加热器(ETC)，用以补偿加热板坯边部，然后经转盘送入轧制线，经立轧机轧边及除鳞，再经粗轧机组由厚250mm压缩到50~60mm，进入设有煤气补偿加热器的运送辊道，送到精轧机组轧制。轧机为1420mm全连续式，粗轧为2台2辊加4台4辊式(R1~R6)，其R3经改造后已移至精轧机组前作为M机架，紧接着是6架4辊精轧机(F1~F6)，产品尺寸为(1.2~1.6)×(600~1300)mm板卷，重约20t。该厂现已转卖给中国梅山钢厂。日本钢管福山厂继新日铁界厂、室兰厂等之后于1984年9月实现了宽带钢的CC-DR工艺，其布置如图所示。该厂将连铸机安装在距炼钢设备630m的宽带钢轧机的头部200m处，钢水包经铁路送来进行连铸。生产线上装有二流板坯连铸机。连铸板坯厚220mm、宽700~1650mm、长5900~145O0mm。采用长32m、容量为225720×l03kJ/h的板坯边缘部加热器及2400kW，500~1000Hz可变频板料边部感应加热器，精轧前使板坯边部温度由1070℃提高到1250℃~1270℃，以保持板坯断面温度均匀。为使连铸与轧机生产能力相匹配，连铸速度必须保持在2.0~2.5m/min的范围内。热轧成品尺寸为厚1.0~12.7mm，宽600~1630mm，卷重30t。设有在线缺陷检测器，把一部分有缺陷的板坯检出，经清理后与一部分冷坯装入加热炉，进行加热和轧制。该厂月产量24万t，直接轧制量15万t，直轧率达62.5%。为实现自由程序轧制，该厂精轧机组均采用移辊轧制技术，并配以强力弯辊系统，还装有板形仪和断面仪，以适应生产多品种高质量宽带钢的要求。直接轧制大大减少了重新加热所需要的热量，与常规轧制相比，节约热能消耗80%以上。远距离CC-DR工艺近年来，连铸-连轧技术的一项重要新进展是开发应用了远距离CC-DR工艺。在现有的钢铁企业里，连铸机一般都与轧钢机相距较远，铸坯在连铸后运往轧机需要较长时间，使铸坯温度下降太大，因而往往认为远距离CC-DR是不可行的。为了实现远距离CC-DR工艺，必须采用如下技术:远距离CC-DR工艺(1)提高铸坯边部温度的技术:要使铸坯的液芯尾端尽可能靠近铸机出口，以便利用凝固潜热获得高温铸坯；二冷制度不对铸坯边部喷水以保持边部的较高温度；连铸机内采用绝热技术并在切割机附近采用感应加热或煤气烧嘴加热，使板坯边部温度提高约200℃，以有效地控制AlN的沉淀析出。（2）采用高速保温输送车运输铸坯。远距离CC-DR工艺日本新日铁八幡厂研制出板坯保温高速输送车，结论是远距离（1000mm以上)输送车优于辊道输送。由于保温车可使铸坯在高温保温箱内得到均热，且保温箱的保温效果远远大于长程保温辊道的效果，故对于远距离连铸连轧工艺必须采用保温车输送。如图为八幡厂远距离CC-DR工艺中连铸与热带轧机衔接部分的平面布置图。图14-22为八幡厂的远距CC-DR工艺流程示意图。该厂连铸机距离热连轧机620m，以前用辊道连接只能实行热装炉轧制（CC-HCR）工艺。1987年该厂采用高速保温车输送铸坯和火焰式边部加热器等措施，开发了远距离直接轧制技术(CC-DR)。从连铸出口到轧机前板坯边部加热器的距离为430m，保温车输送速度15km/h，运送时间约为2min。采用喷流火焰式边部加热器经6~7min边都加热后送轧机轧制。与过去辊道输送进行热装炉轧制工艺相比，节约燃料约合每t钢5.7kg标煤，以年产300×lO4t计，可节煤17100t。连铸直接轧制(CC-DR)工艺对轧钢操作的要求与该厂原来的（CC-DR)工艺是差不多的，即是都必须能宽度大压下，灵活改变板坯的宽度及实行自由程序轧制。为此该厂具有一大立辊轧机（VSB）和几台轧边机(粗轧机前)可完成宽度压下量达300mm以上；采用了移辊轧制技术以均化轧辊磨损，延长其使用寿命；采用6辊式精轧机有很强的凸度控制能力，还采用了热轧润滑技术和精轧前的板边感应加热器，以保证产品精度和板形质量。中小型企业薄板带钢生产高速连续轧制的方法无疑是当前生产薄板带钢的主要方向，但它不是唯一的方向。宽带连轧机的投资大、建厂慢、生产规模太大，受到资源和需要等条件的限制，也有不利的一面。随着发展中国家的兴起，随着工业先进国家废钢的日益增多，随着较薄板坯的铸造技术的提高，中小型企业板带钢生产的方法又将日益得到重视和发展。叠轧薄板生产叠轧薄板是最古老的热轧薄板生产方式叠轧薄板：把数张钢板叠放在一起送进轧辊进行轧制优点：设备简单，投资少，生产灵活性大，能生产厚度规格范围在0.28~1.2mm之间的薄板。目前除冷轧外，一般再无其他轧制方法可以代替叠轧提供这一厚度范围的板材。我国目前还存在着相当数量的叠轧薄板车间缺点：产量、质量与成材率均很低，且劳动强度大，产品的成本也高。因此在薄板生产的发展中，它已让位于现代的冷轧薄板生产叠轧薄板生产叠轧薄