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 冷轧不锈钢带钢生产技术的发展
供应合金管 联系电话:13820115338 15900263926  联系人:李林
 近10多年来,不锈钢的生产技术在炉外精炼(特别是AOD)、连铸和宽幅多辊冷轧机的基础上,薄板坯连铸轧机、带钢连铸、铁水冶炼不锈钢和轧制退火酸洗连续生产线等不锈钢生产的前沿新技术获得了实质性的进展。

  生产技术的发展是为了应对市场竞争对不锈钢产品提高的新要求,这些新要求不仅表现在钢种、规格、性能和表面特性方面,而且要求不断提高生产效率,降低生产成本。不锈钢生产的快速增长势必对原材料市场产生影响,带来镍价以及废钢、矿石、煤炭价格的不断上涨,使不锈钢生产者日益感到了成本升高的压力,不锈钢生产的利润越来越小。这就迫使全世界不锈钢的生产厂家 大力整合生产力的基础上,不断开发新工艺 、新技术、发展高生产能力的装备,以期达到在改进产品质量的同时,提高生产效率,降低生产成本,提高产品市场竞争力的目的。

  冷轧不锈钢带钢的生产在不锈钢生产中占有十分重要的地位。大约70%的不锈钢转化成了冷轧带钢,成为市场消费的主要产品形式。按照目前传统工艺路线,从热轧不锈钢带钢到冷轧不锈钢成品的生产费用大致为360欧元/t,其中冷轧工序的费用占主要部分,特别是采用20辊可逆式轧机生产的情况,冷轧费用要占一半,大致为180欧元/t。因此,大力开发、采用不锈钢冷轧生产新工艺、新技术对提高生产效率,降低生产成本,提高产品在市场上的综合竞争力是至关重要的。

       本文通过对传统工艺路线的介绍、对比,着重分析了轧制退火酸洗线(即将冷轧不锈钢的5个独立工序——钢卷准备、热轧带钢退火酸洗线、冷轧、冷轧带钢退火酸洗线和平整合并成一条连续生产线)和独立冷轧工艺路线(即设置单独的多机架冷连轧机,前面配置热轧带钢退火酸洗线,轧后配置带有综合精整设备,比如平整、拉伸矫直、切边和检验的冷轧带钢退火酸洗线)的优势。究竟应该采用哪种工艺路线取决于各个不锈钢生产厂家的具体条件。但是,朝着高生产能力和高表面质量、大型化、全连续化的方向发展,无疑是不锈钢生产厂和设备制造厂共同努力的发展方向。

 1、传统工艺路线的发展编辑本段回目录
  目前,世界各国仍然普遍采用传统的工艺路线来生产冷轧不锈钢带钢,即不锈钢热轧卷先经过罩式炉退火或退火酸洗线处理,再送到2 0辊可逆式轧机进行轧制 ,轧后经退火酸洗线或光亮退火线处理,再经平整,最终经纵、横切机组打包发货。

  传统工艺路线技术的发展主要表现在装备的大型化、高速化和全自动化。在传统工艺路线中,可逆式轧机的生产效率始终是中心环节,2 0辊可逆式冷轧机可以采用较小的工作辊直径,一般为60mm左右,一个轧程的最大变形量可以达到90% ,但是,可逆式轧机的缺点是生产率相对较低,成材率低 ,这是轧制工艺本身带来的对成本的不利影响。 随着不锈钢生产的发展,热轧不锈钢卷重超过了30t,为轧机的高速化创造了条件,轧机的速度从600m/mia提高到最高l 000m/min。为保证轧机高速稳定的轧制,一些工艺控制环节,比如 :厚度控制、速度控制、准确停车、高的加速/减速特性控制、张力控制、板形控制等都得到了相应的发展与完善。由于世界不锈钢产业合并整合生产能力,使不锈钢生产集中度大大提高。传统工艺路线中的热轧不锈钢退火酸洗线,冷轧不锈钢退火酸洗线呈现出装备大型化、高速化的趋势。目前,热轧不锈钢退火酸洗的设计能力达8o万 t/a,入口段和出口段最高速度达到150m/min,工艺段最高速度达80m/min;冷轧不锈钢退火酸洗线的设计能力超过50万t/a,入口段和出口段最高速度达到140m/min,工艺段最高速度达到100m/min。美国 AK钢公司印第安纳厂热 (冷)轧带钢退火酸洗线年处理能力达到5 7.3万t,处理冷轧带钢的最高速度达到152m/rain,是同类退火酸洗线中速度最高的。


  高质量产品是先进技术的集中体现。目前,世界一流的冷轧带钢产品大多采用2 0辊轧机生产,根据轧机类型和产品方案,一台这种单机架可逆式冷轧机的最大生产能力为8万~1 5万t/a。产品宽度主要集中在1300mm~1600mm,1600mm 的宽带钢约占总产量的2 0%。专门设计的不锈钢冷轧机,轧制带钢宽度可达2100mm。比利时的ALZ 和瑞典的阿维斯塔都有这种宽带钢冷轧机和退火酸洗线。产品厚度范围宽,从0.1 0mm到4.0mm都能在一个轧程下生产。特殊设计的冷轧机可以轧制超薄带钢 ,例如用于催化转化器的箔材。

2、轧制退火酸洗连续线编辑本段回目录

  轧制退火酸洗线是近年来冷轧不锈钢生产技术中日臻成熟的前沿技术之一。为了提高生产效率,进一步降低冷轧不锈钢的生产成本,欧美一些厂家已开发成功将传统的生产冷轧不锈钢带钢的5个独立工序——钢卷准备、热轧带钢退火酸洗线、冷轧、冷轧带钢退火酸洗线和平整合并成一条连续生产线,到目前为止,全世界建成的FLN退火酸洗连续线 ,大致可以分为三种类型:

  第一种类型如最早在美国的J&L特殊钢公司的轧制退火酸洗线和随后法国Ugine公司伊斯贝格厂建设的直接FLN退火酸洗线 (LC2i)。这两条线都是以热轧黑卷为原料,生产2 B表面的冷轧成品。据外刊介绍,法国伊斯贝格厂生产的2B冷轧带钢 表面优于欧洲标准规定的2B表面 I31。这类生产线包括了破鳞机,抛丸机 ,FLN前的预酸洗,双机架冷轧机,退火炉,电解酸洗,混酸酸洗和平整机。年处理带钢能力25万 ~27万t。

  第二种类型是以芬兰奥托昆普不锈钢公司的 IRAPL为代表 ,直接采用热轧黑卷为原料,轧机前没有热轧带钢酸洗装置,直接轧制带氧化皮的热轧带钢 ,随后进行退火酸洗 ,向市场供应低成本、薄规格的NO.1表面热轧带钢。若要生产冷轧2B表面带钢,No.1表面热轧带钢要返回作业线头部,进行第二个轧程处理,向市场提供2B表面的冷轧不锈钢带钢。生产线包括3机架6辊轧机,退火,破鳞,抛丸,电解酸洗和混酸酸洗,平整和拉伸矫直。这条线的年处理能力为11 0万t,其中No.1表面热轧板 (卷)40万t,冷轧2B表面成品3 5万t。这是目前世界上技术最复杂、自动化程度最高的一种连续生产线。这类生产线对来料的质量要求较高,各机组加工速度之间的协调是连续线设计的最大难点,设备设计必须考虑磨损件的寿命周期与设备的可靠性,对操作人员的素质要求高。

  第三种类型是以建在中国广州的联众不锈钢公司的轧制退火酸洗线为代表 。它使用经过退火酸洗的热轧白卷和冷轧带钢为原料,生产2 B等表面的冷轧不锈钢。产品的最小厚度可达0.3mm,这条线包括3机架Z型轧机、退火炉、电解酸洗、混酸酸洗、平整及拉伸矫直等。与传统工艺路线相比,轧制退火酸洗线生产成本可降低25欧元/t。生产实践证明,要把轧机和退火炉的能力完全匹配地结合在一条线上是很难的,效率是不高的。主要问题是除了两个机组完全不同的运行时间之外(退火炉年作业时间一般为7500小时,而连轧机年作业时间一般为7000不时),两个机组最佳的运行速度范围也不同。目前退火炉的最高运行速度是1 50m/min,而连轧机轧制不锈钢的最佳速度大约为400m/min。退火炉的能力决定于TV值,对于给定的产品规格,退火炉的运行速度是一个常数,而连轧机可能的轧制速度决定于总的变形量和 由材料特性、带钢宽度和厚度决定的轧制力矩。

3、冷连轧生产工艺路线编辑本段回目录

  由于轧制退火酸洗线存在连轧机能力不能充分发挥,冷轧变形量受到一定限制,各机组设备可靠性及磨损件的寿命周期不同带来的互相牵制等问题,目前,工厂设计的另一个发展是设置单独的多机架冷连轧机,前面配置热轧带钢退火酸洗线,轧后配置带有综合精整设备,比如平整、拉伸矫直,切边和检验的冷轧带钢退火酸洗线。虽然美国的A K钢公司是采用冷连轧,前后分别配置热轧带钢退火酸洗线和冷轧带钢退火酸洗线的工艺路线。但是,该公司是既生产碳钢,又生产不锈钢,碳钢占200万t,不锈钢占37万t。这种既生产碳钢,又生产不锈钢的连轧生产线存在如下缺点:连轧机在轧辊直径、轧制润滑和冷却方面,轧制不锈钢和轧制碳钢两者的要求是不同的,为了适应产量大的碳钢生产,使不锈钢生产受到很大限制。由于轧机选型兼顾不锈钢和碳钢生产,不锈钢的总变形量受到限制,为了满足对带钢表面的要求,生产的钢种有限。为了保护带钢表面,辅助设施必须按照不锈钢的要求进行处理,对碳钢生产来说无疑是一种投资的浪费。由于上述原因,A K钢公司尽管采用了冷连轧的工艺路线生产冷轧不锈钢,但是,产量不高,产品的品种、规格极为有限。
   
  早在 l969年初日本曾建设了一套4机架20辊连轧机来生产冷轧不锈钢带钢。在操作上,这套轧机除了存在轧件在20辊轧机中咬入和退带困难的典型问题外,在轧制温度控制和机架间张力设定都存在一些问题。为了克服上述缺点,目前,趋向于专门开发生产不锈钢的连轧机。不锈钢专用连轧机的设计应该考虑如下一些因素:

  为了降低变形抗力,工作辊直径要进行优化,工作辊直径太小,磨损太快 ,而且在连轧机结构形式下 ,由于机架问带钢有张力,有可能造成工作辊不稳定,因此 ,对细长的工作辊必须配置水平支撑。如果工作辊直径太大,冷轧压下率将受到限制,工作辊必须的硬度将难以得到满足。不锈钢的冷轧变形特性与碳素钢的冷轧变形特性差异很大。因此,用于轧制不锈钢的冷连轧机无论在轧制压力、轧制速度、轧制温度控制或是厚度与平直度的控制上都具有与碳钢冷连轧不同的特点。保证稳定的连续~L$11过程,有利于减少厚度超差、提高成材率和最大限度提高产量。要有一整套适合不锈钢生产的高技术调节系统,才能保证冷轧不锈钢的高质量。包括工作辊的侧支撑,中间辊的弯辊和轴向移动,液压压下,分段冷却等等。据称德I~ISMS Demag公司已经开发出以计算机为基础的表面质量控制系统,并正在对这套系统进行现场模拟试验。

  近几年来冷轧不锈钢带钢生产技术有了飞快的发展。不同的生产工艺路线各有其不同的优势与市场地位,都将在市场上得到进一步的发展,究竟应该采用哪种工艺路线取决于各个不锈钢生产厂家的具体条件。但是,朝着高生产能力和高表面质量、大型化、全连续化的方向发展,无疑是不锈钢生产厂和设备制造厂共同努力的发展方向。
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发布:合金管销售公司 
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