專利名稱：：控軋控冷熱軋試驗軋機的制作方法
技術領域：
：本發明屬于熱軋試驗軋機，具體地它是一種控軋控冷熱軋試驗軋機。它集軋前加熱、軋制、冷卻、軋后熱處理、矯直等功能于一體。
背景技術：
：中試基地承擔著鋼鐵企業的新產品、新工藝、新技術、新裝備研制開發的中試任務，它是科技轉化為生產力的重要環節。搞好中試基地建設可以縮短研究開發周期、降低研究開發成本，同時有利于對新產品、新工藝、新技術、新裝備進行反復、深入、細致的研究，使其盡快地轉化為生產力，對實現"應用一代、推廣一代、研究一代、規劃一代"研發指導思想有著重要的意義，這使鋼鐵企業愈加重視中試基地的建設，國內外的主要鋼鐵企業基本上都擁有冶煉-軋制模擬生產線。例如德國蒂森公司有冶煉+600mm二輥可逆式熱軋試—瞼軋機一套及相應的冷軋試聰、機組，臺灣中鋼擁有冶煉+5OOmm二輥可逆式熱軋試驗軋機一套及相應的冷軋試驗機組，日本的新日鐵以及韓國的浦項鋼鐵等也都擁有類似的中試模擬生產線。相比較而言，國內鋼鐵企業的中試工廠裝備以及工藝控制水平相對低，但近年來武鋼、寶鋼等國內特大鋼鐵企業開始投入巨資興建中試基地。冶煉區設備涉及到鋼包精煉爐等眾多爐外精煉設備，軋鋼區有二輥熱軋才幾或者二輥與四輥組合形式的熱軋才幾，后續冷軋^/L多為四輥、六輥或者四、六輥可互換的單才幾架可逆軋機。綜觀國內外先進鋼鐵企業中試基地的現有熱軋設備，大多設計得比較簡單，工藝思想大多停留在"趁熱打鐵"的原始水平，后續控冷工藝窗口范圍窄，調整空間有限，使得新一代TMCP(控軋控冷)技術無法在這些中試軋機上得到充分的體現。現有熱軋中試軋機的相對簡單的控制冷卻設備無法實現新一代TMCP技術中心思想，一定程度上阻礙了新產品開發工作和新工藝方法的研究及其在實際大生產中的應用。另外，現有熱軋機功能比較單一，考慮品種、規格有限，多數考慮只是限于厚板或中板的品種和規格，要軋較薄的鋼板，只能依靠增加軋制道次，但溫度的下降限制了道次數的增加，總的原因在于①試驗軋機設計的能力不可能太大；②試驗軋機作業線上沒有快速補溫以及均熱的設備。同時，現代中試熱軋機在線軋制后，對鋼板的熱處理只能采取離線的方式，溫度下降比較大，基本降到常溫后，再進入熱處理爐進行處理，與實際生產的情況有較大不同，而且耗費能源與時間。綜上所述，開發設計出既能實現新一代TMCP(控軋控冷)工藝試驗，又能對軋制過程中的軋件進行快速補溫均熱，從而軋制較薄鋼板，同時還能對軋后鋼板進行在線熱處理試驗，包括正火、回火、淬火，最后可對熱處理之后的鋼板進行矯直試驗的中試熱軋作業線，這樣的作業線真正體現出一機多能的技術特點，具有重要的實際應用價值。
發明內容本發明的目的在于克服上述現有
背景技術：
的不足之處，而提供一種控軋控冷熱軋試驗軋機。本發明的目的是通過如下措施來達到的控軋控冷熱軋試驗軋機，它包括加熱爐1、第一主輥軋機與高壓水除鱗機2、粗輥機3、輥道13、精軋機8、巻取機12,輥道13分為二段，第一段輥道位于粗輥機3和精軋機8之間，第二段輥道位于精軋機8和巻取機12之間，其特征在于在第一段輥道13的上方布置有保溫罩4,保溫罩4上間隔布置有電磁感應加熱器5，保溫罩4、電磁感應加熱器5和輥道13之間形成一個可供鋼坯移動的通道14,有電石茲感應加熱器5位于兩個相鄰的輥道13之間，在精軋機8后的第二段輥道13上布置有三段式冷卻裝置，三段式冷卻裝置后為巻取機12。在上述技術方案中，在第一段輥道13和精軋機8之間依次布置有淬火機6、矯直4幾7。在上述技術方案中，所述三段式冷卻裝置依次包括超快冷卻段9,層流冷卻段10和快冷段11，其中超快冷卻段的長度為10m-15m,對于4mm厚的軋件冷卻能力《450°C/s,管層流冷卻段的長度為20m_65m，冷卻能力《7(TC/s，快冷段的長度為20m-35m，冷卻能力《200°C/s。在上述技術方案中，在于電磁感應加熱器5為功率可調式，組數小于15組，單組功率小于250KW，每組電^f茲感應加熱器5配有充氮氣裝置。在上述技術方案中，在于粗輥機3為二輥可逆軋機，軋輥輥面寬度《2000mm,工作輥輥徑>600mm，可輥來料厚度《300mm,寬度《1800mm,重量《5000Kg。在上述"f支術方案中，在矯直機7和精軋機8之間還有第二主輥軋機與高壓水除鱗機15。在上述技術方案中，相鄰輥道13之間的間距》500mm。在上述技術方案中，精軋機8或為單機架，或為雙機架四輥可逆軋機，或為4-5機架的連軋機組，軋輥輥面寬度《2000mm。本發明控軋控冷熱軋試驗軋機中設備安裝的作用說明①、在精軋機之前配置有多組功率可調整的電磁感應加熱器(感應器)，坯料可在電^f茲感應加熱器組中做沿著軋線方向來回擺動運動，起到補熱升溫和均熱的作用，使得進入精軋前坯料溫度有較大的調整空間，從而達到軋制更薄規格鋼板的目的，感應器組數小于15組，單組功率小于250Kw，并且單組實際功率可調整，根據加熱速度的要求以及鋼板的厚度決定投入工作的線圈組數。為防止加熱過程中鋼坯氧化，每組加熱器中充氮氣進行保護，每組氮氣流量額定值《60mVh。②、由于輥道為金屬材質，為避免其受到感應磁場的影響，感應器線圈裝在相鄰輥道之間，相鄰輥道間距應>500mm，同時為減小擺動加熱過程中的溫度下降，在感應加熱器前后以及相鄰感應器之間安裝有保溫罩。③、粗軋才幾為二輥可逆軋才幾，軋輥輥面寬度《2000mm,工作輥輥徑》600mm，可軋的來料最大厚度<300mm,最大寬度《1800mm,最大重量《5000Kg。④、精軋機型式可為單機架或雙機架四輥可逆軋機，或者為4~5機架的連軋^L組，其中F1、F2為二輥軋^U，F3F4(F5)為二/四輥可更換軋機，軋輥輥面寬度《2000mm,Fl、F2、F3、F4(F5)為軋機的順序放置數，如F1表示第一臺軋機，F2表示第二臺軋機。、當成品厚度在12mm以上并且對軋件不要求成巻，僅在粗軋機可逆軋制，如果溫降過大，中間坯料可在電磁感應加熱器中適當補溫，然后繼續在粗軋機完成變形軋制，軋到目標厚度之后，坯料空過精軋機，運行到冷卻區域進4亍軋后冷卻。、冷卻完畢的鋼板，如果需要進行熱處理試驗，鋼板可逆向于軋制方向，空過精軋機運行到電磁感應加熱器中，在其中做正向和反向的來回擺動運動，進行正火、高溫回火或低溫回火處理，投入工作的線圈組數以及感應器功率依據需要加熱的溫度、加熱速度以及鋼板的厚度而確定。⑦、在電磁感應加熱器后安裝有在線淬火機和多輥矯直機，可以完成對各種厚度鋼板的在線淬火試驗以及后續的板形矯直試驗。⑧、當成品厚度在12mm以下并且對軋件有成巻要求時，坯料在粗軋機進行1~7道次的可逆軋制，這時中間坯厚度為25~40mm之間，如果溫降過大，中間坯料可在電磁感應加熱器(具有加熱速度快，加熱均勻性好的優點)中適當補溫，然后進入精軋機完成變形軋制，之后運4亍到冷卻區域進4亍軋后冷卻。、在精軋機之后采用三段式的軋后冷卻系統，配置有多組不同冷卻強度的冷卻段，分別為超快冷卻段、層流冷卻段、快冷段，其中超快冷卻段的長度為10m-15m，最大冷卻能力可達45(TC/s(對于4mm厚的軋件)，管層流冷卻段的長度為20m-65m,最大冷卻能力為70°C/s,快冷段的長度為20m-35m，最大冷卻能力約為200°C/s。軋件在軋后能夠經歷多樣的冷卻路線，冷卻調整空間大，軋件的冷卻過程能夠有效受控。經實驗證明該三段式冷卻裝置能夠完全滿足新一代TMCP(控軋控冷)的技術要求(如圖3所示)。⑩、有成巻要求的軋件在冷卻之后，進入巻取機進行巻取成巻。成巻之后的薄鋼板，可在其它橫切線上切成板后，將板放置于電磁感應加熱器中，類似于12mm以上厚板，進行相應的熱處理試驗，如正火、回火處理，以及在線淬火和矯直試驗。本發明控軋控冷熱軋試驗軋機具有如下優點兼顧中厚板和熱軋帶鋼產品，既能實現新一代TMCP(控軋控冷)工藝試驗，又能對軋制過程中的軋件進行快速補溫均熱，從而軋制較薄鋼板，同時還能對軋后鋼板進行在線熱處理試驗，包括正火、回火、淬火，最后可對熱處理之后的鋼板進行矯直處理。這樣的作業線真正體現出一機多能的技術特點，可明顯縮短新試產品的開發周期，降低開發成本，具有重要的實際應用價值。圖1為本發明控軋控冷熱軋試驗軋機的結構示意圖(圖中箭頭所示的方向為鋼坯擺動或移動方向)。圖2為本發明感應加熱器線圈的繞向示意圖(圖中箭頭所示的方向為線圈繞向)。圖3為鋼板在三段式冷卻裝置的冷卻曲線圖(圖中a表示正常溫度下的變形，b表示快速冷卻，c表示動態相變點，d表示冷卻路徑控制，e表示CCT曲線)，即TMCP(控軋控冷)技術思想曲線圖。圖中l.加熱爐，2.第一立輥軋機與高壓水除鱗機(作用為控寬和對中，去除氧化鐵皮)，3.粗軋機，4.保溫罩，5.電磁感應加熱器(感應器)，6.淬火機，7.矯直機，8.精軋機，9.超快冷卻段，10.層流冷卻段，ll.快冷段，12.巻取機，13.輥道，14.通道，15.第二主輥軋機與高壓水除鱗機(作用為控寬和對中，去除氧化鐵皮)，16.線圈，17.鋼坯。具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的實施情況，但它們并不構成對本發明的限定，僅作舉例而已。同時通過說明本發明的優點將變得更加清楚和容易理解。參閱附圖可知本發明控軋控冷熱軋試驗軋機，它包括加熱爐1、第一主輥軋機與高壓水除鱗機2、粗輥機3、輥道13、精軋機8，第一段輥道13位于粗輥機3和精軋機8之間，在第二段輥道13的上方布置有保溫罩4，保溫罩4、電磁感應加熱器5和輥道13之間形成一個可供鋼坯移動的通道14，有電磁感應加熱器5位于兩個相鄰的輥道13之間，通道14穿過電磁感應加熱器5，輥道13和精軋機8之間依次有淬火機6、矯直機7，精軋機8后在輥道13上布置有三段式冷卻裝置，三段式冷卻裝置后為巻取機12;電磁感應加熱器5為功率可調式，組數小于15組，單組功率小于250KW,每組電磁感應加熱器5有充氮氣裝置，氮氣流量值《6GmVh;相鄰輥道13間距>500mm，在粗輥機3為二輥可逆軋機，軋輥輥面寬度《2000mm，工作輥輥徑》600mm，可輥來料厚度《300mm,寬度《1800mm,重量《5000Kg;精軋機8為單機架或雙機架四輥可逆軋機，或為4-5機架的連軋機組，軋輥輥面寬度<2000mm;在矯直機7和精軋機8之間有第二主輥軋機與高壓水除鱗機15(如圖l所示)；感應加熱器線圈的繞向為螺旋線形式的，其中軸線與板坯的長度方向一致(如圖2所示)。參閱圖3可知新一代TMCP技術中心思想是，①、在奧氏體區間，趁熱打鐵，在適于變形的溫度區間完成連續大變形和應變積累，得到硬化的奧氏體；②、軋后立即進行超快冷，使軋件迅速通過奧氏體相區，保持軋件奧氏體硬化狀態；③、在奧氏體向鐵素體相變的動態相變點終止冷卻；④、后續依照材料組織和性能的需要進行冷卻路徑的控制。三段式冷卻裝置依次包括超快冷卻段9，層流冷卻段10和快冷段ll,其中超快冷卻段的長度為10m_15m,對于4隱厚的軋件冷卻能力《45(TC/s,管層流冷卻段的長度為20m-65m，冷卻能力《7(TC/s，快冷段的長度為20m-35m,冷卻能力《20(TC/s(如圖3所示)。經實驗證明本發明電磁感應加熱器和三段式冷卻裝置能夠完全滿足TMCP(控軋控冷)技術要求本發明對厚度《300mm，寬度《2000mm,重量《5000Kg的鋼坯進行加熱、軋制、補溫、冷卻、冷后熱處理、矯直等工序加工，是一條組合功能的熱軋試驗機組，為熱軋TMCP技術應用以及新產品開發提供了良好的試驗平臺。工作時，鋼坯在加熱爐中加熱到1150°C~1230°C，出爐后鋼坯在輥道上運行至立輥軋機與高壓水除鱗機處，進行軋邊與除鱗處理，然后運行到二輥粗軋機，當要求軋制成12隱以上的鋼板時，鋼坯僅在粗軋機進行可逆軋制，軋制過程中如果溫降過大，鋼坯可在電磁感應加熱器中適當補溫，使鋼坯內外溫度均勻化，然后繼續在粗軋機完成變形軋制，直到軋到目標厚度之后，鋼坯空過精軋機，運行到冷卻區域進行軋后冷卻。如果需要對冷后鋼板進行熱處理，鋼板可逆向于軋制方向，空過精軋機運行到電磁感應加熱器中，在其中做正向和反向的來回擺動運動，進行正火、高溫回火或低溫回火處理，投入工作的線圈組數以及感應器功率依據需要加熱的溫度、加熱速度以及鋼板的厚度而確定，下表1說明了鋼坯厚度與加熱時間之間的關系，計算時鋼坯的寬度為2000mm,長度為6000mm。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>同時可以對鋼板進行淬火處理，鋼板在感應加熱器中加熱至淬火溫度920-950°C，然后運行到淬火設備處進行淬火處理，接著進入7輥或者9輥的矯直機進行^j^直，這時就完成了鋼^1的軋制加工、冷卻、熱處理、矯直的工藝過程。當對鋼板有成巻要求時，鋼坯在粗軋機進4亍1~7道次的可逆軋制，這時中間坯厚度為2540mm之間，利用測溫儀對鋼坯表面測溫，如果溫降過大，可將鋼坯運行至電磁感應加熱器中適當補溫，然后進入精軋機完成變形軋制，之后運行到冷卻區域進行軋后冷卻并巻取。如技術方案中所述，精軋機之后采用三段式的軋后冷卻系統，鋼板在組合冷卻段的冷卻曲線如附圖3所示。對于成巻的鋼帶，可在其他橫切線上切成板后，利用電感應加熱器中進行相應的熱處理試驗，如正火、回火處理，以及在線淬火和矯直試驗。權利要求1、控軋控冷熱軋試驗軋機，它包括加熱爐(1)、第一主輥軋機與高壓水除鱗機(2)、粗輥機(3)、輥道(13)、精軋機(8)、卷取機(12)，輥道(13)分為二段，第一段輥道位于粗輥機(3)和精軋機(8)之間，第二段輥道位于精軋機(8)和卷取機(12)之間，其特征在于在第一段輥道(13)的上方布置有保溫罩(4)，保溫罩(4)上間隔布置有電磁感應加熱器(5)，保溫罩(4)、電磁感應加熱器(5)和輥道(13)之間形成一個可供鋼坯移動的通道(14)，有電磁感應加熱器(5)位于兩個相鄰的輥道(13)之間，在精軋機(8)后的第二段輥道(13)上布置有三段式冷卻裝置，三段式冷卻裝置后為卷取機(12)。2、根據權利要求1所述的控軋控冷熱軋試驗軋機，其特征在于在第一段輥道(13)和精軋機(8)之間依次布置有淬火機(6)、矯直機(7)。3、根據權利要求1所述的控軋控冷熱軋試驗軋機，其特征在于所述三卞更式冷卻裝置依次包括超快冷卻段(9)，層流冷卻段(10)和快冷段(11),其中超快冷卻段的長度為10m-15m，對于4mm厚的軋件冷卻能力<450°C/s，管層流冷卻段的長度為20m-65m,冷卻能力《70°C/s,快冷段的長度為20m-35m，冷卻能力<200°C/s。4、根據權利要求1所述的控軋控冷熱軋試驗軋機，其特征在于電磁感應加熱器(5)為功率可調式，組數小于15組，單組功率小于250KW，每組電磁感應加熱器(5)配有充氮氣裝置。5、根據權利要求1所述的控軋控冷熱軋試驗軋機，其特征在于粗輥機(3)為二輥可逆軋機，軋輥輥面寬度《2000腿，工作輥輥徑>600mm,可輥來料厚度<300mm,寬度《1800mm，重量《5000Kg。6、根據權利要求2所述的控軋控冷熱軋試驗軋機，其特征在于在矯直機(7)和精軋機(8)之間還有第二主輥軋機與高壓水除鱗機(15)。7、根據權利要求1或2所述的控軋控冷熱軋試驗軋機，其特征在于相鄰輥道(13)之間的間距>500mm。8、根據權利要求1或2所述的控軋控冷熱軋試驗軋機，其特征在于精軋機(8)或為單機架，或為雙機架四輥可逆軋機，或為4-5機架的連軋枳i組，軋輥輥面寬度《2000mm。全文摘要控軋控冷熱軋試驗軋機，它包括加熱爐(1)、主輥軋機與高壓水除鱗機(2)、粗輥機(3)、輥道(13)、精軋機(8)，在第一段輥道(13)的上方布置有保溫罩(4)，保溫罩(4)上間隔布置有電磁感應加熱器(5)，保溫罩(4)、電磁感應加熱器(5)和輥道(13)之間形成一個可供鋼坯移動的通道(14)，在精軋機(8)后的第二段輥道(13)上布置有三段式冷卻裝置，三段式冷卻裝置后為卷取機(12)。它克服了現有熱軋機功能比較單一，對鋼板的熱處理只能采取離線的方式等缺點。本發明既能兼顧中厚板和熱軋帶鋼產品，又能實現新一代TMCP(控軋控冷)工藝試驗，可明顯縮短新試產品的開發周期，降低開發成本，具有重要的實際應用價值。文檔編號B21B15/00GK101362147SQ200810196998公開日2009年2月11日申請日期2008年9月12日優先權日2008年9月12日發明者杰吳,周桂峰,青張,張鳳泉,敏朱,蔣揚虎,郭愛民,斌韓申請人:武漢鋼鐵(集團)公司