摘要：介绍了莱芜钢铁集团公司1500mm热连轧带钢生产线的产品大纲、生产工艺、设备组成及其主要参数，该生产线完全由我国自行设计、制造、安装调试和技术总负责。该生产线在设计制造方面已达世界水平。

关键词：热轧带钢；设备选型；工艺参数；技术特点

1前言

    1500mm热轧带钢工程是莱芜钢铁集团公司“十五”计划技术改造重点项目，已于2005年6月29日正式投产，并于当年8月实现了月达产。该生产线的全部设计、制造、安装调试和技术总负责完全由国内公司承担，如机、电及液压设备由大连重工一起重集团公司总承包，自动化控制系统由大重电控厂、北京科技大学高效轧制中心及天津电气传动研究所联合分包，轧钢工艺设计及工厂设计由中冶集团华天工程技术有限公司(原马鞍山钢铁设计研究院)负责。该工程的顺利投产对莱钢集团公司产品结构调整和提高企业经济效益具有重要意义，也标志着我国在热轧宽带钢轧机的设计与制造方面已达到世界水平。

2生产规模及产品方案

    该生产线设计年产热轧钢卷200万t，钢种有碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、管线钢，原料采用160mm×750～1400mm×12000mm连铸坯，产品规格为1．2～20．0mm×700～1400mm，最大卷重为21t，最大钢卷外径为Φ1950mm，内径为Φ762mm。产品执行GB709—88、GB1710一91、GB912—89等。产品方案见表1。

3生产工艺

    带钢生产工艺流程：连铸坯加热→粗除鳞箱除鳞→E₁、R₁可逆粗轧→热卷箱→开卷→飞剪切头尾→E₂、F₁～F₆精轧机组精轧→层流冷却→卷取→卸卷、打捆→检查、称重→收集→入库。

合格的连铸坯可采用热装或冷装，出炉温度为1150～1200℃。E₁、R₁组成可逆粗轧机组(可逆轧制3～5道次，E₁之前的高压水除鳞装置可清除粗轧产生的二次氧化铁皮)。R₁采用具有较高刚度的四辊可逆轧机。粗轧机组E₁、R₁轧机设有自动位置控制系统。为缩短车间长度，R₁末道次粗轧机组具有与热卷箱连轧连卷功能。

      中间坯经热卷箱卷成热卷，然后移至开卷工位，铲头、开卷、切头后至精轧机组。在热卷箱出口处留有测宽和测厚仪位置，用于安装液压AGC宽度补偿及厚度前馈控制装置。

     精轧机组由1架立辊、6架平辊轧机组成，即E₂、F₁～F₆。精轧机组F₁～F₆压下系统为全液压压下，并设有液压AGC自动厚度控制系统和正弯辊装置。F₁～F₆工作辊设有轴向横移装置，可降低轧辊热凸度并使轧辊磨损均匀，从而提高轧辊使用寿命。

    带钢离开各架轧机时，活套装置自动下降复位，可根据用户需要切除带钢尾部不规则部分。

    精轧机架间设有喷水冷却装置，用于控制终轧温度。精轧机组后设置X射线测厚仪和光电式测宽仪，其中测厚仪参与液压AGC监控。

    出精轧机的带钢经空冷后进入带钢层流冷却装置，若干组喷水管头上、下对应，分别对带钢上、下表面喷水冷却，并根据要求自动调节喷水组数和水量，使带钢由终轧温度850℃以上冷却至所要求的卷取温度550～650℃左右。

    卷取时带钢在卷筒上卷取3～5卷后，建立卷取张力，并在卷取过程中进行踏步控制，以保证钢卷内圈不产生压痕；然后助卷辊打开，卷取机在恒张力状态下卷取；当带钢尾部通过夹送辊时，进行尾部定位，3个助卷辊压下至规定位置，使带钢尾部在钢卷下面并卷紧，保证不散卷；然后经打捆、称重、标记至成品库。

4主要设备选型及主要技术参数

4．1    加热炉

    步进梁式加热炉2座，有效尺寸为42000mm×12800mm，燃料为混合煤气，额定加热能力为240t／h(冷坯)、260t／h(热坯)，加热温度为1150～1250℃。

4．2   粗除鳞箱

  设有喷嘴44个、上、下各两排，上下4根集管可同时使用；也可上下2根集管单独使用，喷嘴压力不小于18MPa。

4．3粗轧机组

4．3．1  E₁立辊轧机

    采用上传动型式。轧辊尺寸为Φ1000～Φ1100mm×500mm，最大轧制力为2500kN，最大轧制力矩为200kN·m，1台主电机功率为1400kW，DC，转速为118／305r/min。

4．3．2  R₁四辊可逆轧机机列

    工作辊尺寸为Φ980～Φ1050mm×1550mm，支撑辊尺寸为Φ1250～Φ1350mm×1500mm，最大轧制力为35000kN。最大轧制力矩为2×2000kN·m，2台主电机分别传动2个工作辊，功率为6000kW，AC，转速为50／100r／min，

4．4热卷箱

    可卷取带坯尺寸为17～30mm×700～1400mm，最高带坯温度为1100℃，最大卷重为21t，穿带速度为2．0～2．5m/s，最大卷取速度为5．0m／s，开卷速度为0～2．0m/s，设有卷取和开卷2个工位。

4．5飞剪

    飞剪型式为双剪刃转鼓式，剪切带坯尺寸为17～40mm×700～1400mm，剪切长度≤200mm，最大剪切长度为500mm，剪切长度可调，轧件最大抗拉强度为110MPa(即45钢900℃时的强度)，剪切形状头部为弧形，尾部为直线形，2台传动电机功率为500kW，DC，飞剪带有切头溜槽，可在线更换剪刃。

4．6精轧机组

4．6．1  E₂立辊轧机

    采用上传动型式，轧辊尺寸为Φ460～Φ500mm×300mm，最大轧制力为600kW，最大轧制力矩为60kN·m。2台主电机功率为200kW、DC，转速为315／1000r／min，背包水冷。

4．6．2精轧机组四辊轧机机列

    精轧机组四辊轧机机列由F₁～F₆组成，采用全液压压下，轧机最大开口度为60mm，精轧机组采用恒速轧制，F₆轧机最大出口速度为12．6m／s。轧机主要技术参数见表2。

4．6．3液压活套装置

    活套辊尺寸为Φ275mm×1500mm，活套摆臂半径为600mm，活套臂工作角为0⁰～40⁰、最大角为60⁰(换辊时)。

4．7层流冷却装置

  采用无惯性管式层流冷却方式，带钢速度为4．0～12．6m／s，终轧温度为950～850℃，卷取温度为550～650℃，有效冷却宽度为1450mm，长度约为70m。

4．8 1^#、2^#卷取机

    采用全液压三助卷辊卧式卷取机，2台卷取机交替工作。卷筒型式为四棱锥连杆式，其名义直径为Φ762mm(考虑事故缩径)，长度为1500mm。2台直流电机传动，卷取速度为4．88～14．00m／s，最大张力为72000kN，卷取张力可任意设定。

5技术特点

    莱钢1500mm热带生产线有以下特点：

    (1)带有热卷箱的半连续式生产工艺成熟、可靠，既可满足年产量要求，又比3／4连轧或全连轧工艺投资低，因此适于中等规模的钢铁联合企业采用。

    (2)由于热带车间紧邻炼钢连铸车间布置，所以采用了连铸坯热送热装轧制工艺。

    (3)钢坯加热炉在燃烧控制方面，采用法国斯坦因数字化燃烧技术，应用宽火焰烧嘴加热。所需热量不仅通过调节空气燃气流量，而且通过控制烧嘴的燃烧时间来实现。二级优化管理系统结合了模糊逻辑专利技术，使控制具有很高的精确性和稳定性。该加热炉具有操作灵活、加热均匀、燃耗低、氧化烧损少、维修和运行成本低等特点。

    (4)粗轧机组E₁、R₁轧机设有电动APC控制系统，用于自动设定轧机开口度。为缩短车间长度，粗轧机组与热卷箱可实现轧件连轧连卷。粗轧机组还具有短行程AWC(SS－AWC)控制及压力反馈AWC(PWC)控制功能。

    (5)采用了加拿大HATCH公司最新一代热卷箱技术，该技术可实现均温、节能、扩大产品规格、提高产品质量和单重、缩短中间辊道长度等。

    (6)精轧机组F₁～F₆全部为四辊轧机，压下装置为全液压压下，并设有液压AGC厚度自动控制系统，带钢厚度精度为±0．05mm，精轧机预留了安装CVC板形控制装置的位置；F6出口处设有X射线测厚仪、测宽仪，参与液压AGC监控；F₁～F₆工作辊设有轴向横移装置(WRS)和液压弯辊装置(WRB)，具有一定的板形控制能力；F₁～F₃间设有轧钢工艺润滑装置；并采用喷淋除尘法，抑制精轧机组轧制过程中产生的烟气，投资少，效果较好。

    (7)层流冷却装置能根据带钢厚度、钢种及轧制速度，自动开启喷嘴组数和调节水量，可将带钢由终轧温度冷却至所要求的卷取温度。

    (8)采用全液压三助卷辊式张力地下卷取机，卷形质量较好。3个助卷辊具有踏步控制功能，即液压AJC，在卷取前3～4圈时带钢头部不会在内层钢卷上产生压痕。

    (9)在轧线自动化方面，粗、精轧机的主电机均采用最实用可靠的交交变频传动控制系统；卷取机采用了确保卷取质量稳定的全液压AJC控制系统;采用西门子公司的控制器TDC系统作为热连轧机基础自动化的控制系统。过程控制系统的二级计算机采用客户机一服务器系统对全线轧制设备进行设定计算及优化控制，采用全套成熟的数学模型对轧制工艺规程及参数进行计算及设定，从而使轧制过程实现最佳控制。