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| 冷軋不銹鋼帶鋼生產(chǎn)技術(shù) |
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發(fā)布者：www.zoqra.cn 發(fā)布時(shí)間：2009/11/5 閱讀：1303次 【字體：大 中 小】 |
近10多年來，不銹鋼的生產(chǎn)技術(shù)在爐外精煉(特別是AOD)、連鑄和寬幅多輥冷軋機(jī)的基礎(chǔ)上，薄板坯連鑄軋機(jī)、帶鋼連鑄、鐵水冶煉不銹鋼和軋制退火酸洗連續(xù)生產(chǎn)線等不銹鋼生產(chǎn)的前沿新技術(shù)獲得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。
生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展是為了應(yīng)對(duì)市場(chǎng)競爭對(duì)不銹鋼產(chǎn)品提高的新要求，這些新要求不僅表現(xiàn)在鋼種、規(guī)格、性能和表面特性方面，而且要求不斷提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。不銹鋼生產(chǎn)的快速增長勢(shì)必對(duì)原材料市場(chǎng)產(chǎn)生影響，帶來鎳價(jià)以及廢鋼、礦石、煤炭價(jià)格的不斷上漲，使不銹鋼生產(chǎn)者日益感到了成本升高的壓力，不銹鋼生產(chǎn)的利潤越來越小。這就迫使全世界不銹鋼的生產(chǎn)廠家 大力整合生產(chǎn)力的基礎(chǔ)上，不斷開發(fā)新工藝 、新技術(shù)、發(fā)展高生產(chǎn)能力的裝備，以期達(dá)到在改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競爭力的目的。
冷軋不銹鋼帶鋼的生產(chǎn)在不銹鋼生產(chǎn)中占有十分重要的地位。大約70%的不銹鋼轉(zhuǎn)化成了冷軋帶鋼，成為市場(chǎng)消費(fèi)的主要產(chǎn)品形式。按照目前傳統(tǒng)工藝路線，從熱軋不銹鋼帶鋼到冷軋不銹鋼成品的生產(chǎn)費(fèi)用大致為360歐元/t，其中冷軋工序的費(fèi)用占主要部分，特別是采用20輥可逆式軋機(jī)生產(chǎn)的情況，冷軋費(fèi)用要占一半，大致為180歐元/t。因此，大力開發(fā)、采用不銹鋼冷軋生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)對(duì)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品在市場(chǎng)上的綜合競爭力是至關(guān)重要的。
本文通過對(duì)傳統(tǒng)工藝路線的介紹、對(duì)比，著重分析了軋制退火酸洗線(即將冷軋不銹鋼的5個(gè)獨(dú)立工序——鋼卷準(zhǔn)備、熱軋帶鋼退火酸洗線、冷軋、冷軋帶鋼退火酸洗線和平整合并成一條連續(xù)生產(chǎn)線)和獨(dú)立冷軋工藝路線(即設(shè)置單獨(dú)的多機(jī)架冷連軋機(jī)，前面配置熱軋帶鋼退火酸洗線，軋后配置帶有綜合精整設(shè)備，比如平整、拉伸矯直、切邊和檢驗(yàn)的冷軋帶鋼退火酸洗線)的優(yōu)勢(shì)。究竟應(yīng)該采用哪種工藝路線取決于各個(gè)不銹鋼生產(chǎn)廠家的具體條件。但是，朝著高生產(chǎn)能力和高表面質(zhì)量、大型化、全連續(xù)化的方向發(fā)展，無疑是不銹鋼生產(chǎn)廠和設(shè)備制造廠共同努力的發(fā)展方向。
1、傳統(tǒng)工藝路線的發(fā)展編輯本段回目錄
目前，世界各國仍然普遍采用傳統(tǒng)的工藝路線來生產(chǎn)冷軋不銹鋼帶鋼，即不銹鋼熱軋卷先經(jīng)過罩式爐退火或退火酸洗線處理，再送到2 0輥可逆式軋機(jī)進(jìn)行軋制 ，軋后經(jīng)退火酸洗線或光亮退火線處理，再經(jīng)平整，最終經(jīng)縱、橫切機(jī)組打包發(fā)貨。
傳統(tǒng)工藝路線技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在裝備的大型化、高速化和全自動(dòng)化。在傳統(tǒng)工藝路線中，可逆式軋機(jī)的生產(chǎn)效率始終是中心環(huán)節(jié)，2 0輥可逆式冷軋機(jī)可以采用較小的工作輥直徑，一般為60mm左右，一個(gè)軋程的最大變形量可以達(dá)到90％ ，但是，可逆式軋機(jī)的缺點(diǎn)是生產(chǎn)率相對(duì)較低，成材率低 ，這是軋制工藝本身帶來的對(duì)成本的不利影響。 隨著不銹鋼生產(chǎn)的發(fā)展，熱軋不銹鋼卷重超過了30t，為軋機(jī)的高速化創(chuàng)造了條件，軋機(jī)的速度從600m／mia提高到最高l 000m／min。為保證軋機(jī)高速穩(wěn)定的軋制，一些工藝控制環(huán)節(jié)，比如 ：厚度控制、速度控制、準(zhǔn)確停車、高的加速／減速特性控制、張力控制、板形控制等都得到了相應(yīng)的發(fā)展與完善。由于世界不銹鋼產(chǎn)業(yè)合并整合生產(chǎn)能力，使不銹鋼生產(chǎn)集中度大大提高。傳統(tǒng)工藝路線中的熱軋不銹鋼退火酸洗線，冷軋不銹鋼退火酸洗線呈現(xiàn)出裝備大型化、高速化的趨勢(shì)。目前，熱軋不銹鋼退火酸洗的設(shè)計(jì)能力達(dá)8o萬 t／a，入口段和出口段最高速度達(dá)到150m／min，工藝段最高速度達(dá)80m／min；冷軋不銹鋼退火酸洗線的設(shè)計(jì)能力超過50萬t／a，入口段和出口段最高速度達(dá)到140m／min，工藝段最高速度達(dá)到100m／min。美國 AK鋼公司印第安納廠熱 (冷)軋帶鋼退火酸洗線年處理能力達(dá)到5 7．3萬t，處理冷軋帶鋼的最高速度達(dá)到152m／rain，是同類退火酸洗線中速度最高的。
高質(zhì)量產(chǎn)品是先進(jìn)技術(shù)的集中體現(xiàn)。目前，世界一流的冷軋帶鋼產(chǎn)品大多采用2 0輥軋機(jī)生產(chǎn)，根據(jù)軋機(jī)類型和產(chǎn)品方案，一臺(tái)這種單機(jī)架可逆式冷軋機(jī)的最大生產(chǎn)能力為8萬～1 5萬t／a。產(chǎn)品寬度主要集中在1300mm~1600mm，1600mm 的寬帶鋼約占總產(chǎn)量的2 0％。專門設(shè)計(jì)的不銹鋼冷軋機(jī)，軋制帶鋼寬度可達(dá)2100mm。比利時(shí)的ALZ 和瑞典的阿維斯塔都有這種寬帶鋼冷軋機(jī)和退火酸洗線。產(chǎn)品厚度范圍寬，從0．1 0mm到4．0mm都能在一個(gè)軋程下生產(chǎn)。特殊設(shè)計(jì)的冷軋機(jī)可以軋制超薄帶鋼 ，例如用于催化轉(zhuǎn)化器的箔材。
2、軋制退火酸洗連續(xù)線編輯本段回目錄
軋制退火酸洗線是近年來冷軋不銹鋼生產(chǎn)技術(shù)中日臻成熟的前沿技術(shù)之一。為了提高生產(chǎn)效率，進(jìn)一步降低冷軋不銹鋼的生產(chǎn)成本，歐美一些廠家已開發(fā)成功將傳統(tǒng)的生產(chǎn)冷軋不銹鋼帶鋼的5個(gè)獨(dú)立工序——鋼卷準(zhǔn)備、熱軋帶鋼退火酸洗線、冷軋、冷軋帶鋼退火酸洗線和平整合并成一條連續(xù)生產(chǎn)線，到目前為止，全世界建成的FLN退火酸洗連續(xù)線 ，大致可以分為三種類型：
第一種類型如最早在美國的J&L特殊鋼公司的軋制退火酸洗線和隨后法國Ugine公司伊斯貝格廠建設(shè)的直接FLN退火酸洗線 (LC2i)。這兩條線都是以熱軋黑卷為原料，生產(chǎn)2 B表面的冷軋成品。據(jù)外刊介紹，法國伊斯貝格廠生產(chǎn)的2B冷軋帶鋼 表面優(yōu)于歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2B表面 I31。這類生產(chǎn)線包括了破鱗機(jī)，拋丸機(jī) ，F(xiàn)LN前的預(yù)酸洗，雙機(jī)架冷軋機(jī)，退火爐，電解酸洗，混酸酸洗和平整機(jī)。年處理帶鋼能力25萬 ～27萬t。
第二種類型是以芬蘭奧托昆普不銹鋼公司的 IRAPL為代表 ，直接采用熱軋黑卷為原料，軋機(jī)前沒有熱軋帶鋼酸洗裝置，直接軋制帶氧化皮的熱軋帶鋼 ，隨后進(jìn)行退火酸洗 ，向市場(chǎng)供應(yīng)低成本、薄規(guī)格的NO．1表面熱軋帶鋼。若要生產(chǎn)冷軋2B表面帶鋼，No．1表面熱軋帶鋼要返回作業(yè)線頭部，進(jìn)行第二個(gè)軋程處理，向市場(chǎng)提供2B表面的冷軋不銹鋼帶鋼。生產(chǎn)線包括3機(jī)架6輥軋機(jī)，退火，破鱗，拋丸，電解酸洗和混酸酸洗，平整和拉伸矯直。這條線的年處理能力為11 0萬t，其中No．1表面熱軋板 (卷)40萬t，冷軋2B表面成品3 5萬t。這是目前世界上技術(shù)最復(fù)雜、自動(dòng)化程度最高的一種連續(xù)生產(chǎn)線。這類生產(chǎn)線對(duì)來料的質(zhì)量要求較高，各機(jī)組加工速度之間的協(xié)調(diào)是連續(xù)線設(shè)計(jì)的最大難點(diǎn)，設(shè)備設(shè)計(jì)必須考慮磨損件的壽命周期與設(shè)備的可靠性，對(duì)操作人員的素質(zhì)要求高。
第三種類型是以建在中國廣州的聯(lián)眾不銹鋼公司的軋制退火酸洗線為代表 。它使用經(jīng)過退火酸洗的熱軋白卷和冷軋帶鋼為原料，生產(chǎn)2 B等表面的冷軋不銹鋼。產(chǎn)品的最小厚度可達(dá)0．3mm，這條線包括3機(jī)架Z型軋機(jī)、退火爐、電解酸洗、混酸酸洗、平整及拉伸矯直等。與傳統(tǒng)工藝路線相比，軋制退火酸洗線生產(chǎn)成本可降低25歐元／t。生產(chǎn)實(shí)踐證明，要把軋機(jī)和退火爐的能力完全匹配地結(jié)合在一條線上是很難的，效率是不高的。主要問題是除了兩個(gè)機(jī)組完全不同的運(yùn)行時(shí)間之外(退火爐年作業(yè)時(shí)間一般為7500小時(shí)，而連軋機(jī)年作業(yè)時(shí)間一般為7000不時(shí))，兩個(gè)機(jī)組最佳的運(yùn)行速度范圍也不同。目前退火爐的最高運(yùn)行速度是1 50m／min，而連軋機(jī)軋制不銹鋼的最佳速度大約為400m／min。退火爐的能力決定于TV值，對(duì)于給定的產(chǎn)品規(guī)格，退火爐的運(yùn)行速度是一個(gè)常數(shù)，而連軋機(jī)可能的軋制速度決定于總的變形量和 由材料特性、帶鋼寬度和厚度決定的軋制力矩。
3、冷連軋生產(chǎn)工藝路線編輯本段回目錄
由于軋制退火酸洗線存在連軋機(jī)能力不能充分發(fā)揮，冷軋變形量受到一定限制，各機(jī)組設(shè)備可靠性及磨損件的壽命周期不同帶來的互相牽制等問題，目前，工廠設(shè)計(jì)的另一個(gè)發(fā)展是設(shè)置單獨(dú)的多機(jī)架冷連軋機(jī)，前面配置熱軋帶鋼退火酸洗線，軋后配置帶有綜合精整設(shè)備，比如平整、拉伸矯直，切邊和檢驗(yàn)的冷軋帶鋼退火酸洗線。雖然美國的A K鋼公司是采用冷連軋，前后分別配置熱軋帶鋼退火酸洗線和冷軋帶鋼退火酸洗線的工藝路線。但是，該公司是既生產(chǎn)碳鋼，又生產(chǎn)不銹鋼，碳鋼占200萬t，不銹鋼占37萬t。這種既生產(chǎn)碳鋼，又生產(chǎn)不銹鋼的連軋生產(chǎn)線存在如下缺點(diǎn)：連軋機(jī)在軋輥直徑、軋制潤滑和冷卻方面，軋制不銹鋼和軋制碳鋼兩者的要求是不同的，為了適應(yīng)產(chǎn)量大的碳鋼生產(chǎn)，使不銹鋼生產(chǎn)受到很大限制。由于軋機(jī)選型兼顧不銹鋼和碳鋼生產(chǎn)，不銹鋼的總變形量受到限制，為了滿足對(duì)帶鋼表面的要求，生產(chǎn)的鋼種有限。為了保護(hù)帶鋼表面，輔助設(shè)施必須按照不銹鋼的要求進(jìn)行處理，對(duì)碳鋼生產(chǎn)來說無疑是一種投資的浪費(fèi)。由于上述原因，A K鋼公司盡管采用了冷連軋的工藝路線生產(chǎn)冷軋不銹鋼，但是，產(chǎn)量不高，產(chǎn)品的品種、規(guī)格極為有限。
早在 l969年初日本曾建設(shè)了一套4機(jī)架20輥連軋機(jī)來生產(chǎn)冷軋不銹鋼帶鋼。在操作上，這套軋機(jī)除了存在軋件在20輥軋機(jī)中咬入和退帶困難的典型問題外，在軋制溫度控制和機(jī)架間張力設(shè)定都存在一些問題。為了克服上述缺點(diǎn)，目前，趨向于專門開發(fā)生產(chǎn)不銹鋼的連軋機(jī)。不銹鋼專用連軋機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮如下一些因素：
為了降低變形抗力，工作輥直徑要進(jìn)行優(yōu)化，工作輥直徑太小，磨損太快 ，而且在連軋機(jī)結(jié)構(gòu)形式下 ，由于機(jī)架問帶鋼有張力，有可能造成工作輥不穩(wěn)定，因此 ，對(duì)細(xì)長的工作輥必須配置水平支撐。如果工作輥直徑太大，冷軋壓下率將受到限制，工作輥必須的硬度將難以得到滿足。不銹鋼的冷軋變形特性與碳素鋼的冷軋變形特性差異很大。因此，用于軋制不銹鋼的冷連軋機(jī)無論在軋制壓力、軋制速度、軋制溫度控制或是厚度與平直度的控制上都具有與碳鋼冷連軋不同的特點(diǎn)。保證穩(wěn)定的連續(xù)~L$11過程，有利于減少厚度超差、提高成材率和最大限度提高產(chǎn)量。要有一整套適合不銹鋼生產(chǎn)的高技術(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，才能保證冷軋不銹鋼的高質(zhì)量。包括工作輥的側(cè)支撐，中間輥的彎輥和軸向移動(dòng)，液壓壓下，分段冷卻等等。據(jù)稱德I~ISMS Demag公司已經(jīng)開發(fā)出以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的表面質(zhì)量控制系統(tǒng)，并正在對(duì)這套系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)。
近幾年來冷軋不銹鋼帶鋼生產(chǎn)技術(shù)有了飛快的發(fā)展。不同的生產(chǎn)工藝路線各有其不同的優(yōu)勢(shì)與市場(chǎng)地位，都將在市場(chǎng)上得到進(jìn)一步的發(fā)展，究竟應(yīng)該采用哪種工藝路線取決于各個(gè)不銹鋼生產(chǎn)廠家的具體條件。但是，朝著高生產(chǎn)能力和高表面質(zhì)量、大型化、全連續(xù)化的方向發(fā)展，無疑是不銹鋼生產(chǎn)廠和設(shè)備制造廠共同努力的發(fā)展方向。
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