欧洲轧钢领域关注的热点技术

zhd1998cn

欧洲轧钢领域关注的热点技术

小蹦豆

本文简要介绍了欧洲轧钢领域始终关注的八个热点技术。它们是：再加热炉技术、热轧板带及中厚板的除鳞及除鳞系统、中厚板轧制时“雪橇”头尾的避免、热轧板带表面质量自动检验、热连轧板带的板形控制与调节、热镀锌生产线上的焊接设备及焊缝质量的监测、电镀锌导致表面粗糙度的变化和安全装载与运输等。这些技术是生产高附加值产品的保证,在当前的欧洲仍被视为尖端技术,在我国也已经被广泛应用。 但事实上，在真正用好这些尖端技术，密切结合现场的实际环境，充分发挥这些技术潜力，生产高质量产品方面，我国与欧洲钢厂还有很大差距。这些技术对我国轧钢产业迈向轧钢强国的发展十分重要,应当引起轧钢工作者高度重视，精益求精，关注细节，充分发挥这些技术的潜力。
    1．   再加热炉技术
    为降低能耗，对欧洲13个企业、生产能力为60～300t/h的加热炉运行情况进行了能耗统计分析。扁平材和长材加热炉的能源平衡情况如表1所示。
   
     表1  扁平材和长形材加热炉的能源平衡状况（％）
    ———————————————————————
    消耗                  扁平材      长形材
    ———————————————————————
    轧件加热                52          58
    冷却水于蒸汽            10          12
    炉壁散热                 5          11
    废气带走热量            36          19
    （空气预热消耗）      （20）      （21）
    ———————————————————————
    注：平均单位能耗为1.3GJ/t。
   
    根据统计分析，与加热炉单位能耗密切相关的主要因素为：
    －改善助燃空气中的富氧度以及空/燃比；
    －提高助燃空气的预热温度；
    －改善隔热材料性能；
    －在加热炉调节时使用过程控制系统；
    －降低目标温度；
    －提高入炉温度；
    －减少单位炉床面积生产率。
    对加热炉的运行状况应进行长期实时的、以加热质量和成本为导向的数据处理，其主要影响因素为：温度的精确控制、生产率、产量、单位能耗、氧化皮的生成、装备及其维护。
    2．   热轧板带及中厚板的除鳞及除鳞系统
    依据在高温下的停留时间，轧件的表面氧化皮可区分为一次、二次和三次氧化皮。其中，一次氧化皮在轧制时的压入是影响表面质量的最主要因素。氧化皮压入的形式可呈点状、甚至呈大片状，也可能排列呈带状。去除氧化皮的方法是以高速的、呈某种形状射流喷射的高压水除鳞。对除鳞能力的评价指标是单位表面积水的冲击力，取决于水流量、水对表面的压力以及喷嘴与轧件表面的距离。目前对中厚板一次氧化皮的除鳞技术十分关注。使用工作压力为320Bar的高压泵可以获得2.7N/mm2的水流冲击力。对于轧制厚度在150～900mm之间板坯的中厚板轧机而言，需安装一个可液压调节的横梁。对热轧板带的高压水除鳞，最有成效的是旋转除鳞喷头。此时，喷头的转速高达600～1000转/min。使用活塞泵可以在小流量得到很高的冲击力。这种装置的缺点是磨损严重、投资和维护费用高。目前在薄板坯连铸连轧生产线上使用得比较多。
    3．   中厚板轧制时 “雪橇”头尾的避免
    面对日益严格的质量要求，需要完整而准确地掌握中厚板的形状偏差、给出相应的记录数据并据此进行工艺优化。以往只是借助对开始轧制时轧辊转速的微调避免出现中厚板的“雪橇”形头尾，而没有考虑此时变形区形状特征—辊缝因子的影响，仅在小辊缝因子（l/hm，其中l为变形区弧长水平投影的长度、hm＝（h0+2he）/3，h0和he分别为入口及出口轧件厚度）时，采用较大的下辊圆周速度才能获得预期的向上撬的“雪橇”形头尾。然而，在考虑到辊缝形状因子影响的基础上，目前提出了新的物理和数学模型；同时还针对咬入时因轧辊对轧件的冲击作用而形成的短距离下弯现象，拟定了减轻“雪橇”形头尾的措施。此时的关键因素是轧机传动系统的刚性、轧件温度的均匀性和轧制线的高低。
    4．   热轧板带表面质量自动检验
    目前在生产条件下已经实现了酸洗模型与热轧板带上氧化皮缺陷密度（每10m长度内的个数）的自动耦合。据此可通过氧化皮缺陷密度调节酸洗速度。
    然而，借助已有缺陷形貌的辨识、检验系统和由此产生的报警信号，可以正确把握适时更换工作辊和卷取机张力辊的时机。缺陷检验结果还可以应用在优化纵剪程序、在热轧板带上做出彩色标识、简化机组甚至改善生产线的运行制度。
    5．   热连轧板带的板形控制与调节
    热轧板带的凸度和板形主要取决于轧辊的机械磨削、轧辊温升、轧辊磨损以及轧辊的弹性弯曲变形的叠加作用。轧辊弹性弯曲变形又受机架负载（轧制力）和轧辊反向弯曲力的影响。目前控制板形的方法主要有可反复移动的CVC工作辊、弯辊、PC辊和轧辊分段冷却几种。通常认为，调节板的凸度和板形的临界厚度为8～12mm，相当于精轧的F3和F4机架处轧件的厚度。在此之前主要控制板凸度，然后控制板形。CVC技术的最新进展是使用5阶函数的工作辊及支撑辊辊形，即CVC-Plus技术。图1 是Salzgitter热连轧微合金钢带的结果。从中可以部分了解德国产品的质量控制情况。
    PC轧辊使用的比较少，在欧洲仅在荷兰IJmuiden的DSP机组上应用。至于分段冷却技术则因反应过慢未得到推广。
    有一种新的优化热轧及冷轧带钢板形的方法是建立一个普遍模型，它全面考虑包括轧制、冷却、热轧后卷取和随后酸洗时开卷时板形的变化。这些有关数据尚需投入到整个板形控制策略之中。
    另外，单边波浪也属板形缺陷，主要避免方法是注意轧件运动时的对中，目前也已经有对策。
    6. 热镀锌生产线上的焊接设备及焊缝质量的监测
    现在普遍采用非接触式温度测量的方法监测焊缝质量，即通过带钢上下表面焊缝处温度的测量结果，借助专门的方法判断是否出现焊接缺陷并对之分类。
    7.电镀锌导致表面粗糙度的变化
    由于电镀锌导致平整板表面形貌和粗糙度的变化见图2。
    就平均粗糙度Ra而言，电镀锌可使之增加，也可使之减少。有些用户，例如制造汽车面板的客户，严格要求表面平均粗糙度Ra在1.1～1.6μm。为此，必须掌握Ra在电镀锌过程中的变化，以保证最终的粗糙度落在上述范围内。
    就尖峰数而言，电镀锌过程总是使之减少。有些用户要求60个尖峰/cm2，平整时就应考虑获得较多的尖峰数。
    因此，影响粗糙度变化的因素主要有：板带的表面形貌、钢种、生产流程和镀层厚度等。目前，已经有2维和3维模型试图推测平整板电镀锌后的表面粗糙度，但并不十分成功。因为电镀锌时表面粗糙度变化的规律尚未完全清楚。今后要研究工艺参数对表面形貌的影响并建立一个表面粗糙度变化的模型。
    8. 安全装载与运输
    实现安全的装载和运输，原则上需要对货物的形状和受力两方面进行“闭锁”，而在实际的运输时则将上述两方面加以组合。
    例如在用汽车运输板卷时，板卷需放置在与板卷外形相符的“模子”中，再用“横带”将其紧靠汽车的“前板”上，实现形状“闭锁”。而板卷周向则使用“腰带”固定，实现力的“闭锁”。
    对型钢、中厚板及半成品还出版了安全装载及运输手册。
    导致运输装载缺陷的主要原因是：缺乏专业的运输队伍、 使用不具有可靠运输装载装备的运输工具、 没有足够的运输装载的辅助工具和缺乏统一的、简单明了的产品说明和指南。