轧钢(汉语拼音:zhá gāng英文:steel rolling),在旋转的轧辊间改变钢锭,钢坯形状的
压力加工过程叫轧钢。轧钢的目的与其他压力加工一样,一方面是为了得到需要的形状,例如:
钢板,带钢,
线材以及各种型钢等;另一方面是为了改善钢的内部质量,我们常见的汽车板、
桥梁钢、锅炉钢、
管线钢、螺纹钢、钢筋、电工硅钢、
镀锌板、
镀锡板,包括火车轮都是通过轧钢工艺加工出来的。
分类
轧钢方法按轧制温度不同可分为热轧与冷轧;按轧制时轧件与轧辊的相对运动关系不同可分为纵轧,横轧和斜轧;按轧制产品的成型特点还可分为一般轧制和特殊轧制。周期轧制,旋压轧制,弯曲成型等都属于特殊轧制方法。
此外,由于轧制产品种类繁多,规格不一,有些产品是经过多次轧制才生产出来的,所以轧钢生产通常分为半成品生产和成品生产两类。
发展
我国大钢厂从70年代已用先进的连轧轧机 ,连轧机采用了一整套先进的自动化控制系统,全线生产过程和操作监控均由计算机控制实施,轧件在几架轧机上同时轧制,大大提高了生产效率和质量。
我国粗钢产量位居世界第一。国内十大钢铁企业年产粗钢均在1000万吨以上。近年来,钢铁重组进入快车道,比如宝钢控股的广东钢铁集团,山东济钢、
莱钢为主组建的
山东钢铁集团,还有
河北钢铁集团等。但是,我国钢铁业要振兴,必须走精细化道路。热轧卷和冷轧卷还停留在重产量轻质量的瓶颈。轧钢行业必须走
高端路线,造船业和汽车制造业、建筑业的兴旺,给轧钢行业带来机遇,但是矿石的涨价给我国轧钢行业带来新的困境。
国内轧钢行业要真正做大做强,必须不断对钢坯质量、加热、辊型控制、卷取能力、酸洗等系列环节加强。另外,做重型机械的一重、二重、上重、太重等必须奋起,探索高精轧钢设备。国内宝钢、鞍钢、
武钢、首钢设计院,东大、北科大、燕大等院校轧钢研究机构亦要多加强与钢铁集团的联合开发。
中国轧钢业要振兴,路还很长。
工艺
热轧
从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品,必须到轧钢厂去进行轧制以后,才能成为合格的产品。从炼钢厂送过来的
连铸坯,首先是进入
加热炉,然后经过初轧机反复轧制之后,进入精轧机。轧钢属于金属
压力加工,说简单点,轧
钢板就像压面条,经过擀面杖的多次挤压与推进,面就越擀越薄。在热轧生产线上,轧坯加热变软,被辊道送入轧机,最后轧成用户要求的尺寸。轧钢是连续的不间断的作业,钢带在辊道上运行速度快,设备自动化程度高,效率也高。从平炉出来的钢锭也可以成为钢板,但首先要经过加热和初轧开坯才能送到热轧线上进行轧制,工序改用连铸坯就简单多了,一般连铸坯的厚度为150~250mm,先经过除磷到初轧,经辊道进入精轧轧机,精轧机由7架4辊式轧机组成,机前装有测速辊和飞剪,切除板面头部。精轧机的速度可以达到23m/s。热轧成品分为钢卷和锭式板两种,经过热轧后的钢轨厚度一般在几个毫米,如果用户要求钢板更薄的话,还要经过冷轧。
冷轧
与热轧相比,冷轧厂的加工线比较分散,冷轧产品主要有普通
冷轧板、涂镀层板也就是
镀锡板、
镀锌板和
彩涂板。经过热轧厂送来的钢卷,先要经过连续三次技术处理,先要用盐酸除去氧化膜,然后才能送到冷轧机组。在冷轧机上,开卷机将钢卷打开,然后将钢带引入五机架连轧机轧成薄带卷。从五机架上出来的还有不同规格的普通钢带卷,它是根据用户多种多样的要求来加工的。冷轧厂生产各种各样不同品质的产品,那飞流直下,似银河落九天的是镀锡板,那银光闪闪的是镀锌板,有红、黄、蓝各种颜色的是
彩色涂层钢板。镀锡板是制造罐头和易拉罐的原料,又叫马口铁,以前我国所需要的镀锡板全靠进口,自从武钢镀锡板大量生产后,部分替代了进口货。武钢生产镀锡板采取的是电镀锡工艺,这些镀锡板好像镜子一样,光鉴照人,就像诗人描写的:“轧钢工人巧手绘锦帐,千万面银镜送给心爱的姑娘,你知道不知道,在那爱妻牌洗衣机上,有我们汗水的芬芳”。镀锌板的生产工艺有两种,一种是热镀锌,一种是电镀锌。那貌不惊人包装特别的是硅钢片,它们用在发电设备、
机电设备、轻工、食品和家电上。用镀锌板作为基材,在反面涂上各种涂料就成为彩色涂层钢板。由于工艺先进,涂层十分牢固,可以直接用于家电产品和作
装饰材料。除了
板材以外,轧钢厂也生产长材,如型钢、钢轨、棒材、圆钢和
线材,它的生产过程和轧钢原理与板材类似,但是使用的轧辊辊型完全不同。
事故原因
轧钢生产危险源及主要事故类别和原因
危险源:高温加热设备、高温物流、高速运转的机械设备、煤气氧气等易燃易爆和
有毒有害气体、有毒有害化学制剂、电器和液压设施、能源和起重设备、以及作业高温、噪声和烟雾影响等。
事故类别:机械伤害、物体打击、起重伤害、灼烫、高处坠落、触电和爆炸等。
事故原因:违章作业和操作失误、技术设备缺陷和防护装置缺陷、安全技术和操作技术不熟练、
作业环境条件不良、安全规章制度执行不严格。
技术标准
1.轧钢安全生产的主要特点
轧钢是将炼钢厂生产的钢锭或连铸钢坯轧制成钢材的生产过程,用轧制方法生产的钢材,根据其断面形状,可大致分为型材、线材、板带、
钢管、特殊钢材类。
轧钢的方法,按轧制温度的不同可分为热轧与冷轧;按轧制时轧件与轧辊的相对运动关系可分为纵轧、横轧;按轧制产品的成型特点可分为一般轧制和特殊轧制。旋压轧制、弯曲成型的都属于特殊轧制。轧制同其他加工一样,是使金属产生塑性变形,制成具有一品。不同的是,轧钢工作是在旋转的轧辊间进行的。轧钢机为两大类,轧机主要设备或轧机主列、辅机和辅助设备。凡用以使金属在旋转的轧辊中变形的设备,通常称为主要设备。主机设备排列成的作业线称为轧钢机主机列。主机列由主电机、轧机和传动机械三部分组成。
轧机按用途分类有:初轧机和开坯机,型钢轧机(大、中、小和线材),板带机,钢管轧机和其他特殊用途的轧机。轧机的开坯机和型钢轧机是以轧辊的直径标称的,板带轧机是以轧辊辊身长度标称的,钢管轧机是以能轧制的钢管的最大外径标称的。
2.轧钢主要安全技术
(1)中厚板轧后快冷技术,采用国际上先进的
高密度管层流冷却装置,改进中厚板生产中利用控制轧制控制冷却工艺生产专用钢板,并提高钢板的机械性能
(2)棒材生产的控轧控冷技术,通过特殊设计的冷却器实现机架间和机组间轧件的温度控制轧制,提高棒材强度与韧性,棒材生产的切分技术,通过特殊设计的切分导卫或孔型将一根轧件切分成多根。切分线数最多,实现批量生产的钢厂较少。
(3)冷轧、热轧、中厚板板形控制技术,包括:轧辊辊型的设计与优化;带钢板形在线检测、信号识别和板形评价;板形控制策略和预设定、前馈、反馈数学模型。
(4)液压AGC技术,采用高性能的液压APC、AGC控制系统,具有响应速度快、控制精度高的优点,正在取代电动AGC成为当今新建轧机和欲改造轧机的首选技术。
(5)双机架可逆式冷轧机成套装备与技术,该技术根据轧制带钢的材质、规格和生产工艺条件选择不同的轧制道次,使轧机能在较大的范围内灵活适应带钢材质、规格和卷重的变化,产品精度高,可开发精密带钢和有色金属箔带。
(6)热轧窄带钢生产成套设备及工艺技术,在工艺和设备上向宽带钢靠拢,用层流冷却和卧式卷取机取代活套振荡器和立式卷取,粗轧机前增加高压水除鳞,带钢的表面质量、性能明显改善,卷重增加,可达1-2吨。
(7)基于图像处理的表面质量在线
检测系统,该系统用CCD摄像头采集生产线上产品的表面图像,通过图像处理和模式识别算法对图像进行实时的分析和处理,以检测产品的表面是否存在着缺陷,并且获取缺陷的尺寸、部位、类型、等级等信息,从而达到在线评估和控制产品表面质量的目的。
(8)钢材品种开发与性能优化技术,包括:工艺参数对IF钢成形性能的影响;超细晶粒、高强度纯净钢的研究;高强度微合金(Ti, Nb, V ,B) 钢的研究。
(9)棒线材尺寸在线检测系统(ORBIS)分析软件包,此软件包WRODES(Wire Rod Online Dimension Examining System)是采用
C++开发,系统安装方便、快捷,系统运行稳定可靠,良好的人机界面,支持自动报表生成打印,并具有统计分析、历史纪录回放、查询等功能。
(10)有限元模拟在冶金行业中的应用,采用在通用有限元软件ANSYS,体积成型与热处理分析有限元软件DEFORM和薄板成型分析软件DYNAFORM上进行二次开发的方法,使新产品开发和现有工艺的改进建立在更科学、更可靠得基础上。
3.轧钢生产事故预防措施及技术
检修前组织好检修人员和安全管理人员做好安全准备工作,并在检修过程中加强安全监护。重视不安全因素,除有安全防范措施外,检修现场要设置围检、安全网、屏障和
安全标志牌。高空作业必须戴安全带。
国家标准
GB/T 3522-1983 优质碳素结构钢冷轧钢带
GB/T 3273-2005 汽车大梁用
热轧钢板和钢带
GB/T 3524-2005
碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带
GB/T 20564.2-2006 汽车用高强度冷连轧钢板及钢带第2部分:双相钢
GB/T 708-2006
冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 709-2006 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 4237-2007
不锈钢热轧钢板和钢带
GB/T 20887.1-2007 汽车用高强度热连轧钢板及钢带第1部分:冷成形用高屈服强度钢
GB/T 3280-2007
不锈钢冷轧钢板和钢带
GB/T 20564.3-2007 汽车用高强度冷连轧钢板及钢带第3部分:高强度无间隙原子钢
GB/T 20564.1-2007 汽车用高强度冷连轧钢板及钢带第1部分:
烘烤硬化钢GB 2585-2007 铁路用热轧钢轨
GB/T 21074-2007 针管用不锈钢精密
冷轧钢带GB/T 4162-2008 锻轧钢棒超声检测方法
GB/T 8749-2008
优质碳素结构钢热轧钢带
GB/T 702-2008
热轧钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 14977-2008
热轧钢板表面质量的一般要求
GB/T 22590-2008 轧钢加热炉用
耐火浇注料GB/T 3279-2009 弹簧钢热轧钢板
GB/T 20564.4-2010 汽车用高强度冷连轧钢板及钢带第4部分:
低合金高强度钢GB/T 20564.5-2010 汽车用高强度冷连轧钢板及钢带第5部分:各向同性钢
GB/T 20564.6-2010 汽车用高强度冷连轧钢板及钢带第6部分:
相变诱导塑性钢GB/T 20564.7-2010 汽车用高强度冷连轧钢板及钢带第7部分:
马氏体钢GB/T 15391-2010 宽度小于600mm冷轧钢带的尺寸、外形及允许偏差
GB/T 20887.2-2010 汽车用高强度热连轧钢板及钢带第2部分:高扩孔钢
GB/T 20887.4-2010 汽车用高强度热连轧钢板及钢带第4部分:
相变诱导塑性钢GB/T 20887.5-2010 汽车用高强度热连轧钢板及钢带第5部分:
马氏体钢GB/T 20887.3-2010 汽车用高强度热连轧钢板及钢带第3部分:双相钢
GB/T 25832-2010 搪瓷用
热轧钢板和钢带
GB/T 25825-2010 热轧钢板带轧辊
GB/T 25874.1-2010 纺织机械与附件筘齿用钢片第1部分:冷轧钢片
GB 28665-2012
轧钢工业大气污染物排放标准