轧钢生产工艺技术3000问 第七章热轧带钢生产新技术

第七章 热轧带钢生产新技术 1094热轧带钢粗轧机组调宽目的及主要调宽方法有哪些? 热轧带钢粗轧机组调宽的目的是获得满足宽度要求的中间坯，以便保证精轧出口带钢的目标宽度。主要调宽方法如下： (1)立辊调宽：板坯通过带有立辊的轧机进行减宽，立辊轧边过程通常与水平轧机平轧过程相结合。 (2)板坯定尺机：由两个立式轧边机和一个或多个水平轧机组合而成的轧机系统叫板坯定尺机。板坯定尺机的主要用途是减少连铸机生产所需板坯宽度规格的数量。 (3)调宽压力机：通过压缩工具在板坯侧面往复压缩进行调宽。根据压缩锤头长度与板坯减宽局部长度的关系，可分为长锤头和短锤头两种类型。 1095立辊调宽的特点是什么? 立辊调宽的特点： (1)由于显著的捶击效应，产生大轧制负荷； (2)因轧制力不能直接传至中部，只有与轧辊接触的局部发生三维变形，故产生所谓狗骨、鱼尾等形状，导致成材率下降； (3)沿板坯长度方向上端部和中间狗骨形状不同，因而在经水平辊轧制时，将在宽度回展量上发生差异，造成宽度波动。 1096什么是短行程控制，其作用是什么? 短行程控制也叫头尾校正。其根本思想是：在轧制过程中，根据侧压调宽时板坯头尾部收缩的轮廓曲线，使立辊轧机的辊缝根据轧件宽度需要加以改变，辊缝比正常轧制时增大，以补偿侧压变形量；经过水平辊轧制后，使头尾部的失宽量减少到最小程度。 为了减少失宽量，立辊采用短行程控制。短行程控制的作用是克服板坯头尾部失宽、提高板带成材率。 1097短行程控制曲线如何设计? 立辊的短行程控制曲线由两段直线近似代替。头部端点开口度最大，随着轧制过程的进行，逐步缩小开口度直到到达静态开口度。尾部那么相反，从静态开口度逐渐加大，直到尾部端点的最大开口度。板坯通过水平辊轧制，头尾部的不规那么形状可以得到明显改善。 1098什么是反应式AWC，它的原理是什么? 反应式AWC是根据立辊轧制力检测入口板宽的变化，并根据这个宽度来动态地控制立辊开度。 反应式AWC的原理：根据侧压时坯长度方向材料硬度不同，使立辊轧机的弹跳发生变化，导致轧制力变化。根据实测轧制力变化量，利用液压AGC装置快速变更辊缝，从而改变轧制力，使板坯宽度保持为常数，保证板坯经过水平轧制后长度方向上宽度均匀。 1099什么是前馈式AWC，它的原理是什么? 板坯在加热炉内产生水印，立辊侧压后进行水平轧制时，水印处的宽展大于其他局部的宽展，导致长度方向上产生宽度差。前馈AWC是针对侧压时的水印进行跟踪，预设定液压AWC，在水印处加大侧压量，消除水印处产生的多余的宽展量，使水平轧制后的板坯到达设定的宽度值。 前馈AWC以前一道次出口测宽仪偏差信号为根底，计算为消除此偏差所必须的立辊开度，再根据由安装在立辊上的脉冲发生器发出信号，确定带钢的前进距离，动态地设定立辊开度。 1100过程自动化跟踪及主要作用是什么? 过程自动化跟踪的实质是对轧件的数据进行跟踪，以使数据与轧件相对应。过程机跟踪主要功能有：对钢板位置及其状态进行跟踪；对设备状态进行跟踪；对一级计算机所传递的轧件测量数据进行管理；根据钢板位置触发预设定计算、修正计算和自学习计算功能；将模型计算结果传给根底自动化执行；对人机界面的指令和一级计算机传递的消息做出相应的响应；协调轧机过程机的轧制节奏；生成报告。 过程跟踪起着二级系统管理者的作用，它对一级计算机的检测消息做出响应，同时根据模型计算结果向一级计算机发出操作指令。模型计算依赖于跟踪逻辑的触发，过程跟踪还必须对模型计算结果进行保存和打印。 1101什么是WRS轧机，它的特点是什么? WRS轧机是由日本川崎制铁公司设计的用于板凸度和边部变薄的控制技术，是HCW轧机的改良型。其特点是在轧辊一侧的端部呈锥形的工作辊沿轴向移动。将工作辊锥度移动到轧材最适宜的位置，可获得沿板宽方向均匀的板厚精度。WRS将工作辊横移和工作辊弯曲相结合，在自由程序轧制中用于改善板凸度和平直度的控制。WRS利用凸度控制、锥度调节、锥度振荡和周期横移控制中板断面形状。其中，锥度振荡法是WRS所特有的，它通过使单侧锥形工作辊在一个小行程内往返横移来减小凸度，并防止与带钢边部接触产生的轧辊局部不正常磨损。 1102什么是卷取机的AJC控制，有什么优点? 卷取机的AJC控制即助卷辊的自动跳步控制。对薄规格的热轧带钢，其头部在芯轴上开始卷取时，在助卷辊的压力下，容易在后续带钢上产生压痕，影响产品的外表质量和形状，AJC功能控制助卷辊在压力控制和位置控制模式间转换，当带钢头部通过助卷辊时，助卷辊从压力控制模式转换为位置控制模式，助卷辊抬起一定的高度，使带头通过。带头通过以后，助卷辊从位置控制模式转换为压力控制模式，继续对带卷保持一定的夹持力，保证良好的卷形。 1103何谓热连轧精轧机组的动态设定? 带钢头部的厚度精度依赖于设定计算的精度，但是设定计算中采用的模型大多是由工程法导出的，模型精度不可能很高，为了提高模型的精度，人们提出热连轧精轧机组的动态设定技术：根据带钢头部进入精轧机组前几个机架检测到的设定误差来修正后续机架的设定值，从而提高带钢的头部精度。 1104何谓工作辊液压弯辊装置，何谓支撑辊液压弯辊装置? 工作辊液压弯辊分为正弯辊和负弯辊两种形式，正弯辊法在上下工作辊之间设置液压缸，负弯辊在工作辊轴承座与支撑辊轴承座之间设置液压缸。为了增大弯辊力，有的板带机上采用了双轴承座弯辊装置DCB弯辊装置。 支撑辊弯辊系统中，需将支撑辊两端加长，在伸长的辊端上设置液压缸，一般采用正弯辊法。有以下几种施加弯辊力的方式：(1)直接作用于支撑辊辊身；(2)作用于支撑辊外轴承座；(3)作用于支撑辊主轴承座。 1105何谓工作辊正弯，何谓工作辊负弯? 工作辊正弯：反弯力加在两工作辊瓦座之间，即除工作辊平衡油缸以外，还配有专门提供弯辊力的液压缸，使上下工作辊轴承座受到与轧制压力方向相同的弯辊力，结果是减少了轧制时工作辊的挠度。 工作辊负弯：反弯力加在两工作辊与支撑辊的瓦座之间，使工作辊轴承座受到一个与轧制压力方向相反的作用力，结果是增大了轧制时工作辊的挠度。 1106何谓轧制过程的自适应，它的作用是什么? 轧制过程自适应是根据轧制过程系统状态的变化，不断利用即时信息进行模型参数的修正，以保证模型的精度，这种功能称为“自适应校正功能。自适应的作用是减少或消除模型计算值与实测值的偏差。 1107何谓轧制过程的短期自适应。何谓轧制过程的长期自适应?短期自适应是通过实测值与目标值比拟，计算自适应系数，直接用于下一卷带钢的设定计算过程，以便提高模型的设定精度。长期自适应根据带钢的钢种、宽度和厚度级别确定自适应学习系数，保存在特定的文件中，用于相同级别带钢的设定计算过程。 1108如何进行支撑辊轧辊偏心补偿? 支撑辊轧辊偏心补偿是轧机的一种内扰，在支撑辊上装上接近开关或编码器，按轧辊旋转相位跟踪轧制力变化，由于轧辊偏心是周期分布，可以利用傅立叶滤波将其别离出来，然后再加到辊缝微调中去。 1109控制轧件精轧出口温度有哪些方法? (1)控制带钢头部终轧温度：根据轧制带钢的标准速度规程，按照温降方程反算精轧机组入口处的带钢温度，再反算粗轧机组出口处和入口处的温度，最后反算出板坯所需要的加热温度。在生产过程中实测带坯在粗轧机组出口处的温度，按照温降方程计算出精轧机组入口处的温度，再按此温度推导出用于控制温度的速度表达式，计算出精轧机组最末机架的速度设定值，就可以保证在穿带过程中带钢头部的终轧温度与目标终轧温度相符合。 (2)带钢全长终轧温度控制：采用轧机同步加速方法使带钢全长度上的终轧温度均匀。实际轧制中，最常用的方法是控制各架轧机的加速度。当从精轧机组出口处的测温仪检测到的终轧温度在所要求的允许波动范围之内时，轧机便以预先设定的加速度进行升速轧制；假设实测的终轧温度低于所要求的允许范围的下限时，便将控制信号反应给轧机的加速度控制系统，使轧机的加速度增加。假设实测的终轧温度高于所要求的允许范围的上限时，便将控制信号反应给轧机的加速度控制系统，使轧机的加速度变为零。 (3)调节机架间冷却水量控制轧件精轧出口温度。 (4)调节轧制速度控制轧件精轧出口温度。 1110有哪几种层流冷却模式，选取冷却模式的原那么是什么? 钢板在层流冷却时根据集管的排布方式可以采用密集冷却和稀疏冷却两种方式。密集冷却是指集管连续开启的冷却方式，稀疏冷却是指集管间隔开启的方式。对于需要强冷和快速冷却的钢板采用密集冷却方式，对于需要弱冷和缓冷的钢板采用稀疏冷却。图7-1是层流冷却模式示意图。 1111何谓稀疏冷却，它的作用是什么，如何实现? 钢板终轧后，在采用层流集管冷却时根据集管的排布方式可以采用密集冷却和稀疏冷却两种方式。稀疏冷却是指集管间隔开启的冷却方式，可以间隔一根或多根集管。钢板在层流冷却时钢板内部的热传导远低于钢板外表的对流热交换，导致钢板外表和中心在冷却时温差过大，钢板内部组织不均匀。稀疏冷却时水冷段中间存在空冷段，这样空冷时钢板可以及时返温，使整个钢板温度趋于均匀。在钢板厚度较大时，稀疏冷却可以减小钢板外表与中心的温差，对钢板冷却后组织的均匀化有利。 稀疏冷却可以用按组稀疏和按管稀疏来实现。 1112控制冷却系统中的划分层别有何作用? 钢板在控制冷却时，描述冷却过程的数学模型一般比拟复杂，模型中的参数与很多的因素有关，如钢板的比热与钢种和钢板温度有关，目标冷却速度与钢种和钢板厚度有关，换热系数的自学习系数与钢板厚度和终轧温度有关等等。为理环境，将与之相关的因素如钢种和厚度等划分成多个层别，并给出相应层别的模型参数。获取模型参数时，首先根据输入的PDI信息确定层别表的索引，然后根据层别索引查取模型参数。 1113何谓铁素体区热轧技术，它主要适用于哪些钢种，有什么优点? 铁素体区轧制工艺，又称为温轧，将板坯在奥氏体区轧制到达一定的厚度，然后经精轧机架前或机架间冷却，完成奥氏体向铁素体的转变，最后在铁素体区轧制出成品厚度。铁素体区轧制工艺是除奥氏体轧制、热机轧制以外可在薄板坯连铸连轧生产线上实现的一种热轧工艺。它以简化工艺、节约能源为主要目的，力图用传统的连铸坯为原料，通过铁素体区轧制生产一种可直接使用或供随后冷轧生产的价格廉价、质软、非时效的热轧板。 铁素体区轧制用于超低碳钢和极低碳钢的热轧工业生产。通过铁素体区热轧，可以生产具有相同或更优性能的冲压和深冲性能钢板。该技术具有以下优点： (1)节约能源。铁素体区热轧有多种节能途径，其中降低加热温度是最直接的节能手段。 (2)减少氧化铁皮产生和工作辊磨损，提高带钢外表质量，降低输出辊道上冷却水消耗，提高成材率。 (3)缩短工艺流程，降低生产本钱。低碳钢在铁素体区热轧时，假设能采取适当的控制轧制、控制冷却制度，采用较好的润滑条件，产品经退火或高温卷取酸洗后可作为成品直接使用，免去了冷轧工艺，使本钱大大降低。 (4)降低冷轧的轧制负荷。传统工艺中，保证深冲性能的111织构只能在冷轧过程中形成，因此要求较大的冷轧总压下率。而采用铁素体区轧制生成的111织构将遗传到冷轧过程中，并在冷轧过程中得到加强，因此铁素体轧制可降低冷轧的压下率。 (5)获得高值的冷轧带钢产品。 (6)铁素体轧制技术可以作为新一代钢铁材料生产的手段。 1114何谓双相钢，热轧双相钢的组织控制特点是什么? 双相钢是指低碳钢或低碳合金钢经过临界区热处理或控制轧制工艺而得到的主要由铁素体(F)+少量(体积分数20)马氏体(M)组成的高强度钢，也称马氏体双相钢，其组织特征是在延伸性好的铁素体基体上分布一定比例的强硬马氏体。双相钢具有良好的强塑性匹配和冷变形性能及综合机械性能。 双相处理是双相钢生产的关键。热轧双相钢时，将热轧钢材的终轧温度控制在两相区的某一范围(在Ar3左右)，空冷一段时间，然后在Ar1，以上的温度快速冷却到200以下，即通过控制最终形变温度及冷却速度的方法获得铁素体+马氏体双相组织。该方法又分为两种：一是常规热轧法，即在通常的终轧及卷取温度下获得双相组织；二为极低温度卷取热轧法，即钢带在MS点以下进行卷取，以获得双相组织。 热轧双相钢不仅要求严格控制终轧温度、空冷时间、喷淋温度，还要求严格控制喷水终冷温度。双相钢板的控轧控冷工艺是根据CCT曲线及相变临界点制定的。实际轧制时，由于奥氏体相变会提高相变实际开始温度而加速铁素体析出，从而在CCT曲线中铁素体析出开始线大大提前，贝氏体相变终了线左移，使贝氏体形成区域减小。 1115何谓TRIP钢，热轧TRIP钢的组织控制特点是什么? 所谓TRIP即相变诱导塑性，是指以化学不稳定状态存在的奥氏体(相)通过附加的力学能量而诱发马氏体相变，并在其向马氏体相转变时伴生着很大的延伸率，具有这一性质的高强度、高塑性新型钢种叫做TRIP钢。 TRIP钢的多相组织主要是通过形变热处理和两相区退火+中温等温淬火工艺获得由铁素体、贝氏体、剩余奥氏体、马氏体组成的多相组织，其中Tnr为未再结晶温度。影响TRIP钢性能的最重要因素是剩余奥氏体的热力学稳定性，获得尽可能多的稳定剩余奥氏体是提高TRIP效应的前提。在珠光体形成区域要快速冷却防止珠光体的生成，从而增加了剩余奥氏体中的含碳量，贝氏体区等温转变时，由于硅含量较高，它能增加碳在奥氏体的活度，抑制渗碳体的形成，从而提高剩余奥氏体的碳浓度，在该温度保温一段时间(约30min)后，剩余奥氏体中的含碳量大大增加，以至于在室温下能稳定存在。TRIP钢应尽量防止马氏体生成，因为在拉伸变形时，拉应力会直接通过马氏体传递给剩余奥氏体，从而使得剩余奥氏体在应变早期发生转变，而恶化了TRIP效应。 1116什么是热装直接轧制? 热装直接轧制简称玎)R，是指连铸坯的温度在1100以上，高温铸坯不需进加热炉加热，只需在输送过程中进行补热和均热，即直接送人轧机进行轧制，也称连铸坯直接轧制工艺(Continuous CastingDirect Rolling，简称CCDR)。 1117何谓保温罩。它的作用是什么? 保温罩是安装在中间辊道上的一种防止辐射散热的保温装置。热轧带钢具有外表积与体积比值大的特点，其散热方式主要是辐射，中间坯在辊道上输送过程中，辐射热损失达90，对流损失达9，与辊道接触的传导损失不到l。保温罩主要作用是以中间坯的辐射热作为热源，采用反射率大于吸收率的材料做反射板，将热量反射给中间坯，减少中间坯的热损失和头尾温差。 1118热连轧精轧机组采用活套的作用是什么，活套装置有几种形式? 精轧机各机架间采用活套的作用是： (1)缓冲金属流量的变化，给控制调整以时间，并防止成叠进钢，造成事故。 (2)调节各架的轧制速度以保证连轧常数，当各种工艺参数产生波动时发出信号和命令，以便快速进行调整。 (3)带钢能在一定范围内保持恒定的小张力，防止因张力过大引起带钢拉缩，造成宽度不均匀甚至拉断。 (4)精轧最后几个机架间的活套，还可以调节张力，以控制带钢厚度。活套支持器主要有电动、气动、液压及气一液联合4种。 1119何谓热轧带钢无头轧制技术，其技术要点是什么? 热轧带钢无头轧制技术在精轧机前焊接薄板坯(粗轧机轧制的半成品)，在精轧机内不间断地连续轧制，经卷取机前的剪切机切断后卷取。 由于无头轧制须将中间坯在粗轧后的辊道上焊接起来，然后连续不断地送人精轧机中轧制，所以存在以下技术要点： (1)焊缝与母材的组织性能和强度应根本一致，以防止在精轧机中焊缝处断带。 (2)焊接过程中，不能影响前后设备的正常运转。 (3)板坯加热、粗轧机轧制和精轧机轧制节奏的精确控制和灵活调节。 (4)带钢在卷取前的高速切断以及卷取机的高速切换和穿带。 1120何谓边部加热装置。它在热连轧的生产中有何作用? 中间坯在轧制过程中，边部温降大于中部温降，温差可高达100。带钢边部加热器是安装在中间辊道上的一种带钢边部温降补偿装置。边部加热主要有电磁感应加热和保温罩带煤气火焰加热两种装置。主要作用是为了防止中间坯边角部的温度下降，使轧件宽度方向的温度均匀分布。 1121热轧板形检测装置有几种类型，特点是什么? 用于测量带钢平直度的仪器称为板形检测仪。带钢平直度的在线测量必须是非破坏性方法，它以纵切带钢所确定的相对延伸差与沿未切带钢宽向上的应力与几何形状变化之间的关系为根底。根据这些测量平直度的间接参数，可以分为： (1)外应力法，又称为应力计，只适用于在带钢上施加均匀外应力的情况。根据与带钢的接触类型，分为：1)与带钢点接触的应力计；2)与带钢辊接触的应力计，并使用外部传感器；3)不与带钢接触的应力计。 (2)几何法，测量带钢的显在板形，不测量带钢的潜在板形。 1122热轧板凸度检测装置有几种类型，各有何特点? 热轧板凸度检测仪有： (1)放射线测厚仪，利用辐射原理。由测量带钢中心厚度的固定测厚仪、测量垂直于轧制方向的带钢厚度的扫描测量仪和断面形状计算机三局部构成。 (2)IMS板凸度检测仪，利用同位素测量系统，两个铯137放射源装在一个“C形架上，放射54条沿带钢宽度平行排成两排的离子束。沿整个带钢宽度互相搭接，多通道同时精确测量带钢断面形状。 1123PC轧机轧辊交叉角度与轧辊等效凸度的关系是什么? 等效辊凸度是一个关于交叉角、带宽、工作辊直径及辊缝的函数，在对辊交叉系统中，Ceq可以用下式表示 Ceq=Sc-Se=式中：带宽； DW工作辊直径； Sc轧辊中部的辊缝； Se轧辊边部的辊缝； 交叉角。 1124何谓CARROUSEL卷取机，在热连轧机上有何应用? CARROUSEL卷取机是近年来开展起来的一种新型的大转盘双卷取式的卷取机，可通过转动在固定位置实现卷取和卸卷。与两台地下卷取机相比，减少一台助卷器，一台卸卷小车和转向辊、穿带导板和钢卷运输装置，从而降低本钱。它主要解决了薄规格板带在双卷取配置中卷取机穿带事故多的问题，可以连续卷取由高速带钢剪切机剪断的带卷，并具有设备总重量轻、占地面积小等优点，同时有利于操作工在近距离观察设备运转情况。