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热连轧带钢无头轧制技术 无头轧制概念 无头轧制技术是指将粗轧后的带坯在中间辊道上焊合起来，并连续不断地通过精轧机的一种技术。传统的板带热连轧精轧机组生产均以单块中间坯进行轧制，因此，不可避免地要经过进精轧机组时的穿带、加速轧制、减速轧制、抛钢、甩尾等一系列过程。由此发生的尺寸公差和力学性能的不均匀性很难在原有工艺框架内得到解决。热轧带无头轧制新技术正是解决这些问题的一项重要的技术突破。无头轧制的目的　　无头轧制的目的在于解决上述间断轧制问题的同时超越间断轧制的限制。其中主要有：通过无头尾轧制解决穿带问题；通过无非稳定轧制提高质量稳定性和成材率；通过提高连接部位穿带速度并使间隙时间为零提高生产效率；可生产超越过去极限轧制尺寸的超薄带钢或宽幅薄板，以及通过润滑轧制和强制冷却轧制新品种以千叶3为例，无头轧制工艺由薄带坯供给工序、焊接后处理工序、精轧工序和卷取工序组成。无头轧制工艺简图见图1。 　　 图1 无头轧制工艺简图 由炼钢厂提供的板坯经粗轧后作为薄带坯。为了将薄带坯无滞后地供给焊接装置，在粗轧机出口侧设置了三位置薄带坯卷取机。三位置薄带坯卷取机可同时卷取和开卷，以缩短开卷的周期时间，同时可吸收粗轧和精轧时间的波动。前一块钢轧制过程中后续薄带坯到来时，便进入焊接工序。焊接工序在先行材和后行材同步运动的焊接装置内进行。精轧工序设备与传统设备几乎无异，为了在轧制中变更板厚，各机架压下控制和张力控制、冷却液等的温度控制都需要更佳的响应性。最后是卷取工序，在前带坯卷取几乎结束时剪切其尾端并高速卷入，然后急减速、停车，卸出带卷。接着，在切断后一带坯的头部后高速进入另一台卷取机。两台卷取机交替动作。无头轧制生产线的基本构架（1）加热炉：在无头轧制中，必须保证后续带坯与前一块带坯同时处于焊接装置处。为此，千叶厂装备了高能力的步进梁式加热炉，快速输出速度达每分钟2米，专用于高温板坯直接热装，保证后续带坯及时供应。 （2）粗轧机：无头轧制要求粗轧和精轧轧制时间必须互相匹配，因此要求粗轧机的轧制速度很高。千叶厂粗轧机的最大轧制速度可达每分钟340米。 3）卷取箱：为了避免焊接时后续带坯的到达出现误差，设置了将中间坯卷成卷状的卷取箱，作为焊接前的缓冲设备。卷取箱具有卷取、缓冲、开卷三个卷位，并带有两套开卷器，可弥补粗、精轧的轧制时间差。 （4）带坯焊接机：中间坯的头尾对焊是保证无头轧制成功的关键环节，要求对焊时间短，焊缝与母材的冶金组织和性能接近。千叶厂用电磁感应对接焊合法连接带坯。焊机在一个20米长的辊道上运动。当切好头尾的带坯进入焊机后，焊机首先在两块带坯的接合处上方定好位，并以与带坯相同的速度运行，然后夹具夹住带坯的头尾，并使带坯的头尾之间仅有几个毫米的间隙。此时2500kW的电感应加热器启动，加热两个带坯的端部，在3~5秒内使带坯端部温度急升到约1600，然后对压装置对接两端。在端部完全焊合后，夹具打开，带坯继续向前进入去毛刺机，同时焊合机返回到入口侧的起始位置以焊接下一块带坯。在焊接装置的后面布置有一台带有特殊刀头的旋转式去毛刺机，专门去除焊接处的隆起部位。 （5）精轧机：无头轧制工艺，要求精轧机不仅有足够的轧制力，而且必须有强有力的板凸度和板厚控制能力。千叶厂的7架精轧机均为PC轧机，后4架精轧机还设置了轧制中可调整交叉角度的机构，以确保有灵活的控制能力。另外，在精轧机出口侧配置了X射线测厚仪，以进行高精度的板厚控制。 （6）高速飞剪和卷取机：高速带钢飞剪位于卷取机前，可按照用户要求对带钢进行剪切分段。高速飞剪采用偏心轴结构，与带钢速度同步剪切，既能迅速切断高速运行的带钢，又不影响后续带钢的前进。生产线上布置有2台地下卷取机，采用液压夹送辊技术，可高速交替卷取带钢。无头轧制的效果，可从板厚精度、温度精度和成材率等方面来考察（见图2）。在厚度命中率方面，无头轧制无论是1.2mm还是1.0mm都超过了99%。这是因为常规轧制中由于穿带造成的板厚波动在无头轧制中大幅度降低；在成材率方面，无头轧制提高约1%；在精轧出口温度和卷取温度命中率方面，无头轧制两者的精度都上升了2%～3%以上。这是因为板带的形状稳定、温度容易降低的原头部以1000m/min以上的高速穿带。 　　 图2 无头轧制和常规轧制比较　　常规轧制?? 无头轧制稳定的润滑轧制可使轧制力降低，在较低温度下进行轧制，生产出具有良好深冲性能的带钢，降低能源消耗。传统单块坯精轧中存在的问题　　（1）穿带：在板带精轧过程中，穿带问题主要是在精轧机架间板带头部咬入受阻，形成堆钢、打滑和尾部甩尾折迭以及在卷取时因板带前端蛇形、折弯等造成卷取困难形成堆钢等。由单块坯轧制时因尾部无张力在精轧机架间常发生甩尾形成2～3层折迭咬入，从而产生轧辊表面裂纹和压痕伤。为防止轧辊表面伤痕影响后面板带表面质量必须