CN112337968A

CN112337968A - 一种多功能热轧板带生产机组及其生产方法

Info

Publication number: CN112337968A
Application number: CN202011181572.6A
Authority: CN
Inventors: 陈全忠
Original assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Current assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2021-02-09
Anticipated expiration: 2040-10-29
Also published as: CN112337968B

Abstract

本发明公开了一种多功能热轧板带生产机组，包括沿轧制线依次布置的连铸机、第一剪切机、第一推出垛板装置、第一加热装置、第一除鳞装置、粗轧机组、第二加热装置、第一冷却装置、第二除鳞装置、精轧机组、第二冷却装置、第三剪切机和地下卷取机；在粗轧机组和第二加热装置之间沿轧制方向依次布置有第二剪切机和第二推出垛板装置。本发明还分别提供了基于上述生产机组的多种轧件生产方法。本发明的有益效果为：本发明可以实现多工艺多模式在线切换生产，满足小批量、多品种规格的生产要求。

Description

一种多功能热轧板带生产机组及其生产方法

技术领域

本发明属于热轧技术领域，尤其涉及一种多功能热轧板带生产机组及其生产方法。

背景技术

目前，国内外广泛应用的热轧带钢无头轧制技术是普瑞特ESP技术，其机组布置主要包括：连铸机→三机架粗轧机组→摆剪→推出与垛板装置/保温罩→转毂剪→感应加热炉→高压水除鳞机→五机架精轧机组→层流冷却***→高速飞剪→地下卷取机。与传统薄板坯连铸连轧工艺相比，ESP工艺的优点为工艺流程短，设备布置紧凑，节能环保，生产成本低。但是在实际生产中也遇到一些问题，主要体现在：ESP生产线刚性较强，尤其是连铸段与轧制段之间的设备布置非常紧凑，连铸与轧钢两个工序需要高度密切配合，对生产组织管理要求很高，生产灵活性较差，一旦机组出现故障，缓冲时间较短，事故处理困难。另外，也不能灵活切换到其他生产模式（如中厚板生产、连铸坯生产）及生产工艺（如铁素体轧制工艺），因此对多品种规格生产的适应性较差。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种多功能热轧板带生产机组及其生产方法，解决现有技术无法实现多工艺多模式在线切换生产，难以满足小批量多品种规格的生产要求。

本发明采用的技术方案为：一种多功能热轧板带生产机组，包括沿轧制线依次布置的连铸机、第一剪切机、第一推出垛板装置、第一加热装置、第一除鳞装置、粗轧机组、第二加热装置、第一冷却装置、第二除鳞装置、精轧机组、第二冷却装置、第三剪切机和地下卷取机。

按上述方案，在粗轧机组和第二加热装置之间沿轧制方向依次布置有第二剪切机和第二推出垛板装置。

按上述方案，在第二推出垛板装置与第二加热装置之间有第四剪切机。

按上述方案，在第一推出垛板装置处还布置有第一保温罩，在第二推出垛板装置处还布置有第二保温罩。

按上述方案，第一剪切机与第二剪切机均为摆剪，第三剪切机为高速飞剪，第四剪切机为转毂剪；所述第一加热装置为辊底式加热炉，所述第二加热装置为感应加热炉。

本发明还采用了一种基于如上所述生产机组的无头轧制带钢生产方法，该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、保温、加热或冷却、除鳞、精轧、层流冷却、剪切及卷取。

本发明还采用了一种基于如上所述生产机组的半无头轧制带钢生产方法，该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、剪切、保温、加热或冷却、除鳞、精轧、层流冷却、剪切及卷取。

按上述方案，所述生产方法采用再结晶型控轧控冷工艺、热机械轧制工艺和铁素体轧制工艺中的任意一种，

当采用再结晶型控轧控冷工艺时，精轧入口温度为1030℃~1080℃，精轧终轧温度为880~930℃；

当采用热机械轧制工艺时，精轧入口温度为980℃~1020℃，精轧终轧温度为840℃~880℃；

当采用铁素体轧制工艺时，精轧入口温度为830℃~860℃，精轧终轧温度为750℃~810℃。

本发明还采用了一种基于如上所述生产机组的中厚板生产方法，该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、剪切及推出下线。

本发明还采用了一种基于如上所述生产机组的连铸坯生产方法，该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、剪切及推出下线。

本发明的有益效果为：

（1）本发明所述热轧板带生产机组能够实现无头轧制带钢生产模式，在一个浇铸周期内连铸机源源不断地浇铸出连铸坯，连铸坯直接经过加热、除鳞、轧制、层流冷却等主要工序后再进行分卷卷取，在整个生产过程从连铸坯连铸到带钢分卷剪切之间是连续的，这对于生产薄规格带钢（成品厚度小于4mm）来说，可以大量减少切头、切尾、穿带及甩尾次数，产品成材率高（98%以上），带钢全长温度、微观组织及力学性能均匀，厚度及宽度精度高，板凸度及平直度好。

（2）本发明所述热轧板带生产机组能够实现半无头轧制带钢生产模式，连铸机浇铸出的连铸坯经过加热、除鳞及粗轧后，由剪切机将中间坯按生产单个钢卷或多个钢卷的尺寸进行切分，然后经过轧制、层流冷却等主要工序后再进行分卷卷取，在整个生产过程中粗轧与精轧之间是断开的，这对于生产厚规格带钢（成品厚度为4mm~10mm）来说，可以提高中间坯的精轧轧制速度，减小精轧温降及热损失，并且提高精轧机组的生产能力。

（3）本发明所述热轧板带生产机组采用双缓冲段的布置方式，即在连铸机与粗轧机组之间，以及粗轧机组与精轧机组之间均采用剪切机及推出垛板装置作为缓冲段；当后工序发生事故时，剪切机将连铸坯或中间坯剪断，使前后工序断开，再由推出垛板装置将连铸坯或中间坯移出轧线，既可以实现连铸坯生产模式或中厚板生产模式，也能够达到缓冲、协调生产的目的。

（4）本发明所述热轧板带生产机组在精轧机组前设置加热装置及冷却装置，利用加热装置与冷却装置调节中间坯的精轧入口温度，从而实现再结晶型控轧控冷工艺、热机械轧制工艺及铁素体轧制工艺，以满足不同钢种产品的组织性能要求。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的整体布置示意图。

图2为本实施例中无头轧制带钢生产示意图。

图3为本实施例中半无头轧制带钢生产示意图。

图4为本实施例中中厚板生产示意图。

图5为本实施例中连铸坯生产示意图。

其中：1、连铸机；2、第一剪切机；3、第一推出垛板装置；4、辊底式加热炉；5、第一除鳞装置；6、粗轧机组；7、第二剪切机；8、第二推出垛板装置；9、转毂剪；10、感应加热炉；11、第一冷却装置；12、第二除鳞装置；13、精轧机组；14、第二冷却装置；15、高速飞剪；16、地下卷取机；17、第一保温罩；18、第二保温罩。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

一种多功能热轧板带生产机组，包括沿轧制线依次布置的连铸机1、第一剪切机2、第一推出垛板装置3、第一加热装置、第一除鳞装置5、粗轧机组6、第二加热装置、第一冷却装置11、第二除鳞装置12、精轧机组13、第二冷却装置14、第三剪切机和地下卷取机16。本发明中，组成上述机组的各装置均为现有设备，这里不再赘述。

优选地，在粗轧机组6和第二加热装置之间沿轧制方向依次布置有第二剪切机7和第二推出垛板装置8。

优选地，在第二推出垛板装置8与第二加热装置之间有第四剪切机。

优选地，在第一推出垛板装置3处布置有第一保温罩17，在第二推出垛板装置8处布置有第二保温罩18。

本发明中，第一剪切机2与第二剪切机7均优选为摆剪，第三剪切机优选为高速飞剪15，第四剪切机优选为转毂剪9；所述连铸机1为直弧型连铸机1，所述地下卷取机16配置2~3台。所述粗轧机组6与精轧机组13均为四辊轧机，所述粗轧机组6的机架数为2~3个，精轧机组13的机架数为5~6个。所述第一加热装置优选为辊底式加热炉4，所述第二加热装置优选为感应加热炉10。所述第一除鳞装置5及第二除鳞装置12均为高压水除鳞机，所述第一冷却装置11及第二冷却装置14均优选为层流冷却装置。

一种基于如上所述生产机组的无头轧制带钢生产方法，用于全连续生产成品厚度小于4mm的带钢。该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、保温、加热或冷却、除鳞、精轧、层流冷却、剪切及卷取。

一种基于如上所述生产机组的半无头轧制带钢生产方法，用于生产厚度为4mm~10mm的带钢。该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、剪切、保温、加热或冷却、除鳞、精轧、层流冷却、剪切及卷取。

上述两种带钢的生产方法中，可采用再结晶型控轧控冷工艺、热机械轧制工艺和铁素体轧制工艺中的任意一种，

一种基于如上所述生产机组的中厚板生产方法，用于在精轧机组13发生故障时生产成品厚度为10mm~20mm的中厚板。该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、剪切及推出下线。

一种基于如上所述生产机组的连铸坯生产方法，用于在粗轧机组6发生故障时生产厚度为70mm~110mm的连铸坯。该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、剪切及推出下线。

实施例

如图1所示的一种多功能热轧板带生产机组，包括依次布置的连铸机1、第一剪切机2、第一推出垛板装置3、辊底式加热炉4、第一除鳞装置5、粗轧机组6、第二剪切机7、第二推出垛板装置8、转毂剪9、感应加热炉10、第一冷却装置11、第二除鳞装置12、精轧机组13、第二冷却装置14、高速飞剪15及地下卷取机16。

第一剪切机2与第二剪切机7优选为摆剪，剪切能力强，有利于快速剪切厚规格坯料。第一除鳞装置5及第二除鳞装置12优选为高压水除鳞机，可快速去除坯料表面氧化铁皮。第一冷却装置11与第二冷却装置14优选为层流冷却装置，可快速精确控制中间坯及带钢温度，以获得理想的微观组织及力学性能。

在第一推出垛板装置3处还布置有第一保温罩17，在第二推出垛板装置8处还布置有第二保温罩18，分别用于对连铸坯及中间坯进行保温，以减小温降，降低加热装置能耗。当机组发生故障，第一推出垛板装置3或第二推出垛板装置8投入使用时，第一保温罩17或第二保温罩18抬起，不投入使用。

本实施例采用的粗轧机组6为3台，能够将厚度为70~110mm的连铸坯轧制成厚度为10~20mm的中间坯。采用的精轧机组13为5台，能够将厚度为10~20mm的中间坯轧制成最小厚度为0.8mm的成品带钢。采用地下卷取机16对分卷后的带钢进行卷取。地下卷取机16共有3台，正常生产时只使用其中2台，对分卷后的带钢交替卷取，另1台备用，当其中一台卷取机发生故障时，切换到备用卷取机进行卷取，以确保连续生产。

本实施例在连铸机1与粗轧机组6之间，以及粗轧机组6与精轧机组13之间均采用剪切机及推出垛板装置作为缓冲段。当后工序发生事故时，对应的剪切机将连铸坯或中间坯剪断，使前后工序断开，再由相应的推出垛板装置将连铸坯或中间坯移出轧线，达到缓冲、协调生产的目的，这样可提高连铸段与轧制段之间的柔性，极大地提高整条机组的生产操作灵活性。由于缓冲段比较长，连铸坯或中间坯连续经过缓冲段后有较大温降（温降约为100℃），因此需要在推出垛板装置的后面布置加热装置进行快速补热，以满足粗轧或精轧温度要求。本实施例中，在连铸机1与粗轧机组6之间采用辊底式加热炉4，加热能力强，适合于厚规格的连铸坯加热；在粗轧机组6与精轧机组13之间采用感应加热炉10，适合于快速加热厚度较小的中间坯。

为了方便描述，根据轧件所处的位置不同（即厚度不同），分别将轧件称为连铸坯、中间坯及热轧带钢，其中，连铸机1与粗轧机组6入口之间的轧件称为连铸坯，粗轧机组6入口与精轧机组13入口之间的轧件称为中间坯，精轧机组13入口后的轧件称为热轧带钢。本实施例中生产机组可实现以下四种生产方法。

1、一种基于如上所述生产机组的无头轧制带钢生产方法，主要用于全连续生产成品厚度小于4mm的带钢。该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、保温、加热或冷却、除鳞、精轧、层流冷却、剪切及卷取。具体如下：

如图2所示，首先由连铸机1浇铸出连铸坯（连铸）——连铸坯连续经过第一保温罩17保温、辊底式加热炉4补热（加热）——第一除鳞装置5除去表面一次氧化铁皮（除鳞）——粗轧机组6进行大压下量轧制后变为中间坯（粗轧）——中间坯连续经过第二保温罩18保温、感应加热炉10快速补热或第一冷却装置11冷却（加热或冷却）——第二除鳞装置12除去表面二次氧化铁皮（除鳞）——进入精轧机组13进行轧制后得到热轧成品带钢（精轧）——经过层流冷却***冷却（层流冷却）——经高速飞剪15分卷剪切及地下卷取机16卷取（剪切及卷取）。

在上述整个生产过程中，第一剪切机2、第一推出垛板装置3、第二剪切机7、第二推出垛板装置8及转毂剪9均不投入，在高速飞剪15之前的连铸坯、中间坯及热轧带钢都是连续的，没有间断，因此称为无头轧制生产模式。

2、一种基于如上所述生产机组的半无头轧制带钢生产方法，用于生产厚度为4mm~10mm的带钢。该方法包括依次进行的以下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、剪切、保温、加热或冷却、除鳞、精轧、层流冷却、剪切及卷取。具体如下：

如图3所示，首先由连铸机1浇铸出连铸坯（连铸）——连铸坯连续经过第一保温罩17保温、辊底式加热炉4补热（加热）——第一除鳞装置5除去表面一次氧化铁皮（除鳞）——粗轧机组6进行大压下量轧制后变为中间坯（粗轧）——中间坯由第二剪切机7按生产单个钢卷或多个钢卷的尺寸进行剪断（剪切）——切分后的单个中间坯再连续经过第二保温罩18保温（保温）——感应加热炉10快速补热或第一冷却装置11冷却（加热或冷却）——第二除鳞装置12除去表面二次氧化铁皮（除鳞）——进入精轧机组13进行轧制后得到热轧成品带钢（精轧）——经过层流冷却***冷却（层流冷却）——经高速飞剪15分卷剪切及地下卷取机16卷取（剪切及卷取）。

在上述整个生产过程中，第一剪切机2、第一推出垛板装置3、第二推出垛板装置8及转毂剪9均不投入，在高速飞剪15之前的连铸坯与中间坯是断开的，中间坯与热轧带钢是连续的，因此称为半无头轧制生产模式。

3、一种基于如上所述生产机组的中厚板生产方法，用于在精轧机组13发生故障时生产成品厚度为10mm~20mm的中厚板。该方法包括依次进行的以下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、剪切及推出下线。具体如下：

如图4所示，首先由连铸机1浇铸出连铸坯（连铸）——连铸坯连续经过第一保温罩17保温、辊底式加热炉4补热（加热）——第一除鳞装置5除去表面一次氧化铁皮（除鳞）——粗轧机组6进行大压下量轧制后变为中间坯（粗轧）——中间坯由第二剪切机7按预设定的中厚板长度尺寸进行剪断（剪断）——由第二推出垛板装置8推出下线（推出下线）。

在上述整个生产过程中，第一剪切机2、第一推出垛板装置3、第二保温罩18、转毂剪9、感应加热炉10、第一冷却装置11、第二除鳞装置12、精轧机组13、第二冷却装置14、高速飞剪15及卷取机均不投入使用，此处中间坯的厚度正好为中厚板的厚度范围，因此称为中厚板生产模式。

4、一种基于如上所述生产机组的连铸坯生产方法，用于在粗轧机组6发生故障时生产厚度为70mm~110mm的连铸坯。该方法包括依次进行的以下步骤：连铸、剪切及推出下线。具体为：如图5所示，连铸机1浇铸出连铸坯由第一剪切机2剪断，然后由第一推出垛板装置3推出下线。在整个生产过程中，第一推出垛板装置3以后的设备都不投入使用，只生产单块连铸坯，称为连铸坯生产模式。

在上述无头轧制带钢生产方法及半无头轧制带钢生产方法中，可采用多种生产工艺：

1、采用感应加热炉10将中间坯补热到1030℃~1080℃，此时第一冷却装置11不投入使用，经过精轧机组13轧制后精轧终轧温度为880~930℃，实现再结晶型控轧控冷工艺。

2、采用感应加热炉10将中间坯补热到980℃~1020℃，此时第一冷却装置11不投入使用，经过精轧机组13轧制后精轧终轧温度为840~880℃，实现热机械轧制工艺。

3、采用第一冷却装置11将中间坯冷却到830℃~860℃，此时感应加热炉10不投入使用，经过精轧机组13轧制后精轧终轧温度为750℃~810℃，实现铁素体轧制工艺。

最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种多功能热轧板带生产机组，其特征在于，包括沿轧制线依次布置的连铸机、第一剪切机、第一推出垛板装置、第一加热装置、第一除鳞装置、粗轧机组、第二加热装置、第一冷却装置、第二除鳞装置、精轧机组、第二冷却装置、第三剪切机和地下卷取机。

2.如权利要求1所述的生产机组，其特征在于，在粗轧机组和第二加热装置之间沿轧制方向依次布置有第二剪切机和第二推出垛板装置。

3.如权利要求2所述的生产机组，其特征在于，在第二推出垛板装置与第二加热装置之间有第四剪切机。

4.如权利要求3所述的生产机组，其特征在于，在第一推出垛板装置处还布置有第一保温罩，在第二推出垛板装置处还布置有第二保温罩。

5.如权利要求3所述的生产机组，其特征在于，第一剪切机与第二剪切机均为摆剪，第三剪切机为高速飞剪，第四剪切机为转毂剪；所述第一加热装置为辊底式加热炉，所述第二加热装置为感应加热炉。

6.一种基于权利要求4所述生产机组的无头轧制带钢生产方法，其特征在于，该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、保温、加热或冷却、除鳞、精轧、层流冷却、剪切及卷取。

7.一种基于权利要求4所述生产机组的半无头轧制带钢生产方法，其特征在于，该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、剪切、保温、加热或冷却、除鳞、精轧、层流冷却、剪切及卷取。

8.如权利要求6或7所述生产方法，其特征在于，所述生产方法采用再结晶型控轧控冷工艺、热机械轧制工艺和铁素体轧制工艺中的任意一种，

9.一种基于权利要求4所述生产机组的中厚板生产方法，其特征在于，该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、加热、除鳞、粗轧、剪切及推出下线。

10.一种基于权利要求4所述生产机组的连铸坯生产方法，其特征在于，该方法包括依次进行的如下步骤：连铸、剪切及推出下线。