高精度轧制与控制冷却技术(综述) .pdfVIP

高精度轧制与控制冷却技术

课程文献综述

学号：***

姓名：***

专业：材料加工工程

单位：***

摘要：文中主要对现阶段轧制工艺加以介绍，在原有生产技术

基础上结合相关理论进一步提高轧制精度、效率，提高产品附加值，

增强产品的市场竞争力，一则为当前处在低谷之中的钢铁行业指明方

向，二则积极响应国家去产能的号召，促进轧钢行业的可持续发展。

引言：前些年各大钢铁企业无节制的增加钢铁产量造成了今天

严重产能过剩的局面。在当前严峻的形势下，各个企业面临的优化产

业结构、整体转型的压力是相当大的。轧制作为一种传统的原材料加

工方法，它在当前国民生产中仍然扮演者很重要的角色：利用轧制工

艺可生产板材、型材以及管材等。随着社会的不断发展，我们对于轧

制产品的要求也越来越高，不仅要求有优异的性能，同时还要提高生

产效率，尽量降低能耗，因此我们有必要在传统轧制工艺的基础上进

一步改善工艺。当前轧制工艺的发展还是比较成熟的，对于传统工艺

中存在的问题已经有了相应的解决方案；通过对各种解决方案的汇总、

比较，结合老师在课上所讲的内容，我有了一些新的想法，权当作自

己对于这门课程的一个总结收获吧。

除鳞技术的优化[1]

板带材轧制过程中最重要的问题之一就是表面除鳞，热轧过程中

表层由于接触空气往往会生成一层氧化皮，厚度随板材温度以及轧制

速度而改变。氧化皮的存在不仅会影响产品性能的稳定性，同时也会

对轧辊表面造成一定损害，因此热轧中板带材的除鳞问题一直困燃着

生产厂家。传统方法是利用高速水流进行冲击来达到清洁表面的目的，

这种方法思路比较单一，有着一定的局限性。目前许多公司都设计除

了更合理的除鳞系统，这里要提到的是达涅利公司，在其薄板连铸连

扎项目中进行了实践。他们去除氧化皮原理可以总结为两方面：减少

板带材的轧制时间，及时给轧辊、板带材进行降温处理。每个轧制系

统都有一个轧制速度的限制，在这个输出极限内进行高速轧制，可以

有效减缓氧化皮的生长速度；轧辊在轧制过程中往往温度会上升，温

升结合机械疲劳会造成辊面上裂纹的产生，进一步诱发氧化皮在表面

集聚，针对这种情况可以通过设置在线工作轧辊清洗系统来加以解决，

即在两块坯料间隙内定期对工作轧辊表面进行清洗。除此之外，通过

限制中间坯料厚度、控制精轧机机架间冷却、装备抗氧化铁皮粘辊系

统也可以达到同样效果。西马克公司则采取了一种新的思路，通过对

传统水流除鳞系统进行了小小改动，固定喷嘴位置，改变水流的喷射

角度可以有效减少氧化皮在钢坯表面的残存。

事实上，氧化铁皮在板带材表面上分布有一定的规律可循，研究

发现在氧化皮横断面上分布着尺寸大小不一的孔洞，它们的尺寸、数

量影响着除鳞的效果，因此结合我在材料智能化制备加工课上所学的

内容，大胆提出一个设想：构建钢坯的在线实时监测系统，通过对于

其表层数据的实时反馈来控制水流的速度、流量，真正做到以最小的

消耗达到最大的效果。通过这种系统可以避免资源无谓的浪费，做到

“有的放矢”。

热轧带钢无头轧制技术

轧制过程中，由于带钢头尾两端张力无法作用，往往造成带厚、

凸起变形、尾部褶皱等问题，产品质量无法保证，同时也降低了轧制

[2]

效率。无头轧制技术是针对这些问题而研发的一种新工艺，通过在

精轧机之前设置连接装置将中间坯料连接在一起，然后进行连续轧制。

这样就可以保证除第一块坯料头部以及最后一块坯料尾部之外，其他

坯料在整个轧制过程中一直受到拉伸载荷的作用，因而从精轧机到最

后的卷曲阶段都不会产生任何类型的形变缺陷；另一方面，在这种稳

定状态下，产品的厚度可以更小，宽度可以更大，如千叶3厂经过对

于这种工艺的应用，其生产的薄带钢厚度由原来的1.2mm扩至0.8mm,

[3]

同时也有能力轧制1.2mm×1500mm的宽幅薄材。无头轧制技术轧制

的极薄热轧带钢尺寸精度优于传统热轧带钢，在保证产品性能的前提

下组织均匀性和产品稳定性有很大程度的提高，同时还应注意到它对

于产品的减量化生产也有着实用意义。

目前对于无头轧制工艺的研究主要集中在中间连接装置的设定

上，对此研究较多的是日本