爐卷軋機(jī)的發(fā)展與典型結(jié)構(gòu)

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1、爐卷軋機(jī)的發(fā)展與典型結(jié)構(gòu)蕭其林摘要：按照傳統(tǒng)型、改造型、現(xiàn)代型三個(gè)階段敘述了爐卷軋機(jī)的發(fā)展，并對爐卷軋機(jī)的典型布局與結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：爐卷軋機(jī)；發(fā)展；典型布局；結(jié)構(gòu)1爐卷軋機(jī)的發(fā)展?fàn)t卷軋機(jī)，又稱斯特克爾軋機(jī)（Steckel軋機(jī)）。自美國于1932年研制出第一臺試驗(yàn)性爐卷軋機(jī)并于1949年正式應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以來，到現(xiàn)要已有近70年。近70年來爐卷軋機(jī)經(jīng)歷了傳統(tǒng)型、改造型、現(xiàn)代型三個(gè)發(fā)展階段。隨著現(xiàn)代冶金技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代傳動、控制技術(shù)的應(yīng)用，爐卷軋機(jī)已步入了蓬勃發(fā)展時(shí)期。本文依照傳統(tǒng)型、改造型、現(xiàn)代型三個(gè)階段對爐卷軋機(jī)的發(fā)展予以闡述。1．1傳統(tǒng)型爐卷軋機(jī)（1932～1960

2、年）爐卷軋機(jī)發(fā)明于20世紀(jì)30年代。該發(fā)明解決了成卷熱軋薄板軋制過程中溫度降低太快的問題，使得帶卷在軋制過程中進(jìn)行可逆式的往復(fù)軋制，直到軋制過程完成，這就是所謂的爐卷軋制方法。圖1-1為其示意圖。圖1-1爐卷軋機(jī)示意圖1——帶保溫爐的卷取機(jī)；2——送料輥；3——四輥可逆軋機(jī)；4——升降導(dǎo)板圖1-2爐卷軋機(jī)工藝設(shè)備布置圖1-再加熱爐2-除鱗機(jī)3-立輥軋機(jī)4-粗軋機(jī)5-輥道6-切頭剪7-左卷取爐8-爐卷機(jī)9-右卷取爐10-冷卻輥道11-地下卷取機(jī)１．１．１爐卷軋機(jī)生產(chǎn)工藝流程與設(shè)備布置爐卷軋機(jī)的生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備布置如圖１－２。板坯在連續(xù)式加熱爐中加熱后，通過高壓水除鱗，然后在

3、帶立輥的四輥粗軋機(jī)上分別軋制一定道次，將板坯軋成厚１０～２０ｍｍ的帶坯，在飛剪上切除頭尾，然后送入爐卷軋機(jī)進(jìn)行可逆軋制。當(dāng)?shù)谝坏缼黝^部出爐卷軋機(jī)后，右邊的升降導(dǎo)板抬起，將帶坯的頭部引入右邊卷取爐的卷鼓中進(jìn)行卷取。卷取爐卷鼓與軋機(jī)之間帶鋼的張力不大，其總張力為３００００Ｎ。當(dāng)?shù)谝坏儡埣膊恳怀鲕堓?，右邊的夾送輥下降，整個(gè)機(jī)組反轉(zhuǎn)，開始第二道軋制，此時(shí)左邊的夾送輥和升降導(dǎo)板抬起，又將帶鋼導(dǎo)入左邊的卷取爐進(jìn)行卷取，如此反復(fù)軋制幾道，即軋成所需要的帶卷。由于每道軋制時(shí)軋件端部均需通過軋輥，因而每道次開始時(shí)都需以導(dǎo)入速度（０．５～２．５ｍ／ｓ）軋制，使軋件端部平滑進(jìn)入卷鼓的槽口。導(dǎo)

4、入后，卷鼓和軋機(jī)同步升速到正常軋制速度。而在每道次終了時(shí)，則必須及時(shí)制動，以防軋件尾部進(jìn)入保溫爐內(nèi)。這樣頻繁改變的操作制度必須依賴自動控制才能實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也限制了軋制速度的提高。一般軋件在爐卷軋機(jī)上軋制７～９道次，軋到要求的帶卷厚度后，通過運(yùn)輸輥道冷卻到卷取溫度，在地下卷取機(jī)上卷成鋼卷。1．1．2傳統(tǒng)爐卷軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：１）軋制過程中可大幅減少鋼板的溫降；２）與經(jīng)典的熱連軋相比所需設(shè)備數(shù)量少，投資低；３）工藝道次較靈活，適合于生產(chǎn)批量不大而品種較多的產(chǎn)品；４）適合于低節(jié)奏、難加工的不銹鋼及特種合金鋼的生產(chǎn)。１．１．３傳統(tǒng)爐卷軋機(jī)的缺點(diǎn)：１）由于是單機(jī)架多道次軋制，精軋時(shí)間長，二次

5、氧化皮多，所軋制的產(chǎn)品表面質(zhì)量較差，不能生產(chǎn)薄板；２）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較低，各項(xiàng)消耗較高；３）軋輥易磨損，換輥頻繁；４）工藝操作要求高，比連軋復(fù)雜。１．２改造型爐卷軋機(jī)（１９６０～１９８０）由于傳統(tǒng)爐卷軋機(jī)所固有的工藝缺陷并存在產(chǎn)品表面質(zhì)量差的弊病，從而阻礙了爐卷軋機(jī)的發(fā)展。６０年代，美國鐵本公司（Ｔｉｐｐｉｎｓ，又譯梯平斯）等通過對爐卷軋機(jī)的潛在能力和不足之處的研究，開始用現(xiàn)代控制技術(shù)來改造傳統(tǒng)爐卷軋機(jī)，重新發(fā)展了自３０年代發(fā)明以來幾乎被人遺忘了的爐卷軋機(jī)。１９８０年前后，發(fā)達(dá)國家紛紛興建新的或改造舊的爐卷軋機(jī)，但主要還是用來專業(yè)化生產(chǎn)不銹鋼和特種合金鋼，僅有少部爐卷軋機(jī)生產(chǎn)

6、碳素結(jié)構(gòu)鋼。在此階段由于冶金軋制工藝和控制技術(shù)還沒有發(fā)生質(zhì)的飛躍，因此爐卷軋機(jī)的發(fā)展主要是停留在一般性的改進(jìn)上，并沒有發(fā)生根本性的變化。１．３現(xiàn)代爐卷軋機(jī)（１９８０～至今）進(jìn)入８０年代后，冶金工業(yè)技術(shù)突飛猛進(jìn)，近終型連鑄技術(shù)、連鑄連軋技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、新型材料技術(shù)、數(shù)字傳動技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)的普及應(yīng)用使得冶金軋制工藝技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，給爐卷軋機(jī)的發(fā)展帶來了新的生機(jī)。１．３．１現(xiàn)代爐卷軋機(jī)的主要特點(diǎn)１）新流程隨著薄板坯連鑄技術(shù)的發(fā)展，國外出現(xiàn)了一批以生產(chǎn)中厚板為主、兼生產(chǎn)薄板卷的綜合型爐卷軋機(jī)，它與煉鋼爐、精煉爐、中薄板連鑄機(jī)共同組成了新一代集約型的板帶材生產(chǎn)

7、線。９０年代以來，在全世界新建和改建爐卷軋機(jī)共１４臺，其中以生產(chǎn)不銹鋼為主的４臺，生產(chǎn)不銹鋼兼碳鋼的３臺，其余７臺均以生產(chǎn)碳鋼和低合金鋼為主［１］，其具體情況見表１－１。表1-1國外90年代新建（或擴(kuò)建）的生產(chǎn)碳鋼的爐卷軋機(jī)序號國家及廠名投產(chǎn)年份年產(chǎn)量（萬噸）軋機(jī)組成輥面寬（㎜）產(chǎn)品規(guī)格㎜（厚度×寬度）1美國，伊普斯科公司蒙特利埃廠1996125～150單機(jī)架34002.29～19×1219～2483（卷）6.35～50×1219～3149（板）2美國，俄勒岡公司波特蘭廠1997年改造100單機(jī)架37592.29～