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提高产品性能、质量为目标的新技术
来源: 作者: 发布时间:2007-12-26

提高产品性能、质量为目标的新技术

    1 TMCP 技术
    TMCP 技术是通过控制轧制温度和轧后冷却速度、冷却的开始温度和终止温度,来控制钢材高温的奥氏体组织形态以及控制相变过程,最终控制钢材的组织类型、形态和分布,提高钢材的组织和力学性能。通过TMCP可以替代正火处理,利用钢材余热可进行在线淬火-回火(离线)处理,取代离线淬火-回火处理,改善钢材的力学性能,大幅度减少热处理能耗。
    TMCP技术的核心包括:钢材的成分设计和调整、轧制温度、轧制程序、轧制变形量的控制、冷却速度的控制等;在装备上主要是采用高刚度、大功率的轧机,以及高效的快速冷却系统和相关的控制数学模型。
    采用TMCP 技术的控制冷却线,可以使用高密度管层流、水幕层流和气雾冷却系统。这些技术目前国内均己掌握,国内设计的高密度管层流冷却成套设备包括高位水箱、水量分配器、流量调控装置、冷却区前后吹扫装置、侧吹扫装置、控制阀门、检测仪表、控制系统和钢种数学模型。
    TMCP 技术的关键是选择合理的冷却装置和控制模型。国内开发的TMCP 技术采用世界先进水平的高密度管层流冷却装置,配备高精度温度控制软件。采用TMCP 技术,目前己经开发的新品种包括X70、H J58D 、B620、D B685 等低合金高强度钢,可以降低钢种的M n、N b、V 、Ti合金含量,降低冶炼成本;取代Q 345D 、Q 345C、D H 36、16M nR 等钢种的正火处理工艺,实现H G 70、H G 785 等钢种的在线淬火,减少生产工艺环节,降低能源消耗。另外,通过TMCP技术,还可以提高钢板的性能合格率1%~3%。
    2 高精度轧制技术
    为了提高轧钢产品表面质量和尺寸精度,在轧钢生产中针对一些不同产品而开发了相应的技术。
    1) 板带轧制技术 
    热轧板坯的在线调宽,采用重型立辊、定宽压力机实现大侧压,重型立辊每道次宽度压下量一般为150mm ,定宽压力机每道次宽度压下量可达350m m 以上;宽度自动控制(A W C)系统,宽度精度可达5m m 以下;液压厚度自动控制(A G C)带钢全长上的厚度精度已达到±30μm ;板形控制,研制开发了H C、CV C、PC 等许多机型和板形仪,可实现板形的自动控制;全液压卷取机,助卷辊、液压伸缩采用踏步控制,卷筒多级涨缩,可更好地控制卷形。
    2) 型钢轧制技术
    型钢生产中采用的柔性轧制技术、切分轧制技术和紧公差精密轧制技术,实现了H 型钢自由尺寸轧制、延伸道次无孔型轧制、多辊万能孔型轧制;其产品公差范围可控制在1/4~1/10。
    3) 棒、线材轧制技术
    棒、线材轧制广泛采用了摩根第六代V 字形精轧轧辊箱结构组成的微型模块式轧机,可扩大产品规格范围,提高生产能力,其结构紧凑、换辊方便、利用率高,使最高设计速度达到140m /s,产品尺寸精度可达±0.1m m ,生产率提高15% 以上,轧机利用率提高5% ~10% ,产品精度高,公差可达±0.1m m ,椭圆度0.1,可实现自由尺寸轧制,自由定径范围±0.3m m ,还可通过机前水冷提高机械性能。
    4) 无缝管轧制技术
    在无缝管轧制生产中,直接采用Φ80~Φ560m m 的连铸管坯,使其内部质量和尺寸公差都优于轧制管坯,金属收得率可提高10%~15% ,节能40% ~50% ,管坯成本降低20% ~50% 。
    另外,采用锥形穿孔机提高了穿孔效率,扩管比可达1.4~2;限动(半限动)芯棒轧管机的应用,使钢管内壁光滑,工具消耗低,钢管降温少,可取消定径前的再加热炉;最新开发的三辊可调限动芯棒连轧管机(PQ F)可轧制高强度和壁厚更薄的钢管,对头尾可进行预压下,以减少管端增厚。
    以生产连续化、自动化为目标的新技术
    1 无头轧制技术与半无头轧制技术
    无头和半无头轧制技术是近年出现的新技术,无头轧制主要应用在热轧带钢和棒线材生产中,半无头轧制主要应用在薄板坯连铸连轧生产中。传统的分块轧制方式轧机要频繁的咬钢、抛钢,甚至升速降速,钢材头、尾部的质量难以保证,并且轧机作业率低下、尺寸精度的控制也有一定的困难。无头轧制技术是指粗轧后的带坯在进入精轧机前,与前一根带坯的尾部焊接起来,并连续不断地通过精轧机,这种技术扩大了传统热带轧机的轧制范围,可批量生产0.8m m 的超薄带钢。实现无头轧制后预计可以得到以下效果:
    (1)由于中间坯全长在恒定张力的作用下进行轧制,因此轧制的带钢厚度精度高、板形波动减少,与传统轧制法相比,成材率可提高0.5% ~1.0% 。
    (2)带钢按照一定的轧制速度连续轧制,不受传统轧制法的速度规范的限制,可使生产率提高15% 。
    (3)能生产薄规格产品。因为用传统的轧制法轧制薄板时不稳定,要跑偏、甩尾、浪形等,而无头轧制无此现象,提高了钢带行走的稳定性,所以可生产0.8~1.0m m 的薄带材。
    (4)可进行润滑轧制和加大压下量轧制,为生产深冲性能良好的热轧板创造条件,同时由于润滑轧制,也使产品的表面光滑性提高。
    (5)无头轧制使钢带全长都在恒张力下轧制,故走行稳定,可进行强力冷却,从而可生产薄且强度高的带钢。
    由传统的连续式热带轧制发展成为无头轧制,其关键是把相邻的中间坯的头部和尾部焊接起来,连续不断地向精轧机组供应中间坯,因此,必须解决以下技术难点:(1)在前一块中间坯进行精轧的条件下,如何确保与后一块中间坯进行焊接所需的时间。(2)如何防止中间坯温降,并保证焊缝与母材的组织及强度接近。(3)如何将焊接后的带坯经精轧机组轧制后,在高速时及卷取前再切断,分别卷取。
    半无头轧制主要用于薄板坯连铸连轧生产线,主要是为生产薄规格热轧带钢设计的,该生产线的基本设备配置与传统的薄板坯连铸连轧大体相同,但是技术有很大变化,在工艺上称为半无头轧制技术。比如CSP 连铸的薄板坯出结晶器时厚63m m ,经过液芯压下后离开连轧机时铸坯厚48m m 。此时铸坯不剪断进入隧道式加热炉(传统的CSP 技术铸坯剪断为40 余米),加热炉可达300 余米,铸坯经均热以后进入7 机架连轧机组轧制成材。半无头轧制技术利用了连铸坯可以较长的特点,减少了穿带过程产生的带钢温度降低、厚度不易控制和生产不稳定的问题,因此非常有利于薄规格的轧制。

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