型钢轧制操作学习培训控冷岗位操作课件.pptx
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1、型钢轧制操作型钢轧制操作控控冷岗位操作冷岗位操作在轧钢生产中(热轧),其生产出来的产品都必须从热轧后的高温红热状态冷却到常温状态。这一阶段的冷却过程将对产品的质量有着极其重要的影响。因此,如何进行线材的轧后冷却,是整个线材生产过程中产品质量控制的关键环节之一。随着社会对产品要求的提高和轧制生产企业对产品质量和节能降耗等要求的提高,控制轧制和控制冷却越来越受到生产企业的关注,控制冷却也是目前轧钢生产中重要的科研技术项目。控制冷却工艺与主要控制参数控制冷却岗位设备及操作技能任务一控制冷却工艺与主要控制参数控制冷却工艺与主要控制参数为了得到产品所要求的组织与性能,使其性能均匀和减少二次氧化铁皮的生成
2、量,为了减少二次氧化铁皮量,要求加大冷却速度。要得到所要求的组织和性能,则需根据不同品种,控制冷却工艺参数。学习目标学习目标 了解线材控制冷却的工艺要求。熟悉常见控制冷却工艺及其特点。掌握控制冷却工艺主要参数设定原理。能够说出典型的线材控制冷却工艺及其特点。能够说出控制冷却工艺参数设定对线材质量的影响。任务描述任务描述 熟悉线材控制冷却工艺的内容及控制冷却参数的设定原理。联系金属热处理工艺并多用设备图片。一、线材控制冷却的工艺要求线材轧后控制冷却过程可分为三个阶段,第一阶段:相变作组织准备及减少二次氧化铁皮生成量,一般采用快速冷却到相变前温度(吐丝温度);第二阶段:相变过程,(控速);第三阶段
3、:相变结束,除有时考虑到固溶元素的析出采用慢冷外,一般采用空冷。冷却的基本方法:首先让轧制后的线材在导管(或水箱)内用高压水快速冷却,再由吐丝机把线材吐成环状,以散卷形式分布到运输辊道(链)上,使其按要求的冷却速度均匀风冷,最后以较快的冷却速度冷却到可集卷的温度进行集卷、运输和打捆等。低碳钢丝和碳素焊条钢盘条:高温吐丝,缓慢冷却,以便先共析铁素体充分析出,并有利于碳的脱溶。含碳量为0.20%0.40%的中碳钢:用较慢的冷却速度,它们除能得到较高的断面收缩率外,还具有低的抗拉强度。含0.35%0.55%的碳素钢:以适当的冷速,使线材最终组织由心部至表面都成为均匀的细珠光体组织。含0.60%0.8
4、5%的高碳钢:采用较高的冷却速度,以强制风冷来抑制先共析相的析出,同时使珠光体在较低的温度区形成,这样就可得到细片小间距的珠光体索氏体。一、线材控制冷却的工艺要求部分合金元素对等温转变时间的影响 部分钢种的用途、控冷目的和工艺要求制冷却的工艺要求,应结合钢材的自身性质(钢种、成分、冶炼方法等)、加热和轧制工艺状况,控制冷却的设备特点以及产品的最终用途等多方面因素加以综合考虑。二、控制冷却工艺方法基本方法:按照控制冷却的原理和工艺要求,首先将轧后的线材在导管内用水快冷到所要求的温度,在由吐丝机把红热的线材绕成环形线圈散布在运输辊道(链)上,使其按要求的冷却速度均匀冷却。最后以较快的速度冷却到可集
5、卷的温度进行集卷、运输和打捆。1.斯太尔摩控制冷却工艺(2)缓慢型斯太尔摩控制冷却:子运输机的前部加了可移动的带有加热烧嘴的保温炉罩。使盘卷缓慢的冷却速度冷却。(3)延迟型斯太尔摩控制冷却:在运输机的两侧装上隔热的保温层侧墙。(1)标准型斯太尔摩控制冷却法:线材从精轧机出来后首先进入水冷导管通水快速冷却。二、控制冷却工艺方法1.斯太尔摩控制冷却工艺 优点:a.冷却速度可以人为控制,这就容易保证线材的质量。b.与其他各种控制冷却工艺相比,斯太尔摩工艺较为稳妥可靠,三种类型的控制冷却方法适用的生产范围很大,基本上能满足当前现代化线材生产的需要。c.设备不需要深的地基。缺点:a.投资费用较高,占地面
6、积较大。b.风冷区线材降温主要依靠风冷,因此,线材的质量受气温和湿度的影响大。c.由于主要依靠风机降温,线材二次氧化较严重。二、控制冷却工艺方法2.施罗曼控制冷却工艺(1)改进了水冷装置,强化了水冷能力,使轧件一次水冷就尽量接近理想的转变温度,从而达到简化二次冷却段的控制和降低生产费用的目的。(2)采用水平锥螺管式成圈器,成圈后的线圈可立着水平移动,依靠空气自然冷却,使盘卷冷却更为均匀,且易于散热。优点:取消了成圈后的强制风冷而任其自然冷却,这样就使二次冷却过程基本上不受车间气温和湿度的影响,并可防止在相变过程中线圈相互搭接而造成相变条件不一致。缺点:由于施罗曼法成圈后的二次冷却是自然冷却,冷
7、却能力弱,对线材相变过程中的冷却速度没有控制能力,所以用施罗曼法冷却的线材在质量上不如斯太尔摩法易于保证。与斯太尔摩法的区别:斯太尔摩法侧重二次风冷,它对冷却速度的控制手段主要放在风冷区。而施罗曼法强调一次水冷,线材的温度控制主要靠水冷来保证。二、控制冷却工艺方法3.其他冷却工艺(1)间歇水冷法 将水冷区分成若干段,每两段之间留有一定的距离不冷(称为恢复段),使线材在通过水冷区时,间断地被水冷却。目的:防止线材表面和芯部温差过大而造成组织不均匀,同时也是为了避免一次冷却过激而形成马氏体。特点:设备简单,但冷却速度难以控制,线材质量得不到保证。(2)ED法(易拉拔法)、EDC(易拉拔运输机)法
8、ED法又称热水浴法特点:热水作为冷却介质,利用水受热后可在线材表面形成稳定蒸汽膜的特点来抑制冷却速度,从而达到近似“等温”的转变效果。EDC法解决了ED法操作面积小和不便连续化控制的缺点。优点:冷却均匀且不受车间环境温度影响,尤其是盘卷的通条性能波动小,有利于处理大规格盘条。缺点是奥氏体分解温度较高,强度比铅浴淬火低左右,且耐磨性较差,抗过载能力低。二、控制冷却工艺方法3.其他冷却工艺(3)德马克八幡竖井法(DP法)工艺布置:将轧后的线材用水冷却到600吐丝。吐丝后的线圈依次放在垂直链式运输机的托钩上,把线圈相互分开,运输机垂直置于一柱形筒内,按一定的速度下降(此速度可调),同时从垂直塔壁上的
9、风孔吹入压缩空气进行冷却。特点:占地面积小,但生产率较低,冷却效果比较差。(4)流态床冷却法(KP法)工艺布置:线材从成品轧机出来后,首先进入水冷管急冷(一般冷到650750)然后经吐丝机落入流态床中。基本原理是依靠一定速度的气流使固体颗粒流态化,形成一层类似液体沸腾的固体颗粒层。特点:可以通过调节冷却介质(即固体颗粒流态层)温度控制冷却速度。但设备复杂,车间噪音大,污染严重,而且线材表面的二次氧化也较严重。三、控制冷却工艺参数设计1.终轧温度的设定(1)高碳钢、低合金高强度钢以及冷镦钢之类线材 由于它们的使用性能和再加工性能的需要,对于强度和韧性要求较严格,要求奥氏体晶粒细化(粗晶粒冲击韧性
10、差)、脱碳层薄,所以它们的终轧温度不能过高,一般应控制在930980。(2)低碳软钢、碳素焊条钢线材 用于拉拔铁丝、制钉等用途,对强度性能要求不高,含碳量低,奥氏体化温度高,所以终轧温度应相应高一些,一般可设定在9801050。(3)轴承钢线材 为了避免网状碳化物形成,在轧机能力许可的情况下,应该使终轧温度尽可能低于900。如不能达到,则需在轧后快冷至650左右保温。(4)奥氏体铁素体型不锈钢线材 为了让碳化物充分溶解,以便在后续冷却中得到固溶处理的效果,必须进行高温终轧。终轧温度一般不低于1050。终轧温度的控制可通过增加或减少精轧机机架间水冷量和精轧机前水箱水量来实现。三、控制冷却工艺参数
11、设计2.吐丝温度的设定最佳吐丝温度的选择应结合钢种成分、过冷奥氏体分解温度(C曲线的位置)及产品最终用途等几方面的因素加以综合考虑。碳钢的吐丝温度一般为850700,最低不应低于600(表面温度不能低于500),以防止产生所不希望的马氏体组织。对低、中碳钢为了提高强度,应降低吐丝温度,而对高碳钢,则要提高吐丝温度才能获得强度的增加。提升抗拉强度的方法:将吐丝温度设定得很低(600以下),让其表面形成马氏体,然后在后续冷却中利用芯部余热进行自回火而得到回火马氏体。三、控制冷却工艺参数设计3.相变区的冷却速度控制运输机的速度、风机状态、保温罩盖的开闭运输机速度:改变线圈在运输机上布放密度的一种工艺
12、控制参数。通过改变运输机速度采改变线圈布放密度,从而控制线材的冷却速度。,运输机的速度越快,线圈布放得越稀,散热速度越快,因而冷却速度越快。风机状态:(1)所有风机均开启,并以满风量工作。适用于要求强制风冷的高碳钢种(C%0.6%)。(2)各风机以75%、50%、25%、0%任意一种风量操作,适用于中等冷速要求的钢种。(3)前开后闭,前闭后开,任意开闭,分别适用于要求先快冷后慢冷,或先慢冷后快冷,或非均匀冷速的钢种。(4)所有风机关闭。适用于要求冷却速度较慢的低碳、低合金及合金钢种。保温罩盖:只有开、闭两种状态。按缓冷工艺即斯太尔摩的延迟型工艺操作时,罩盖关闭,进行强制风冷或散卷空冷时,罩盖打
13、开。三、控制冷却工艺参数设计4.集卷温度的确定取决于相变结束温度及其后的冷却过程。为了保证产品性能,避免集卷后的高温氧化和FeO的分解转变以及改善劳动环境,一般要求集卷温度在250以下,保证350以下。所以,多数情况下要求集卷段鼓风冷却,以降低集卷温度。5.头尾不冷段长度的设定目的:为了避免水箱水流对线材头部造成的阻力。长度的设定:取决于钢种和规格以及水冷段的长度。对于小规格线材要等到头部全部通过三段水冷箱到达夹送辊时才能通水冷却。在尾部还未出水冷箱时就要从前到后每个水箱逐个断水不冷。对于中等规格线材,一般是轧件头部到达下一水箱时,前一水箱才开始通水,尾部可全冷。对于大规格线材,由于轧制速度慢
14、、直径粗,故可让其头部通过某一水箱后就对该水箱通水。任务二控制冷却岗位设备及操作技能高速线材生产一般都采用计算机控制,自动化程度高,所以生产工人的操作技能就体现在对生产过程的监控和对自动化控制的掌握程度以及对事故的预防、判断、分析和处理能力上。学习目标学习目标 了解设备性能与技术要求。熟悉控冷在线操作内容。熟悉控冷操作台功能及操作内容。掌握控冷在线操作技能。能够说出控制控冷操作台的功能及调整理论。能对简单的生产事故进行分析和处理。任务描述任务描述 了解控冷各岗位的设备特性和控制环节。掌握操作要领和故障处理等操作技能。一、控制冷却线有关设备性能与技术要求控冷在线操作工的工作区域是从精轧出口的水冷
15、段到集卷筒,包括水冷段、夹送辊、吐丝机、斯太尔摩运输机和集卷筒。1.水冷段设备性能设备布置:斯太尔摩水冷段全长一般为3040m,由23个水箱组成。每个水箱之间用一段610m无水冷的导槽隔开,称其为恢复段。原因:为了使线材经过一段水冷之后,表面和芯部温差在恢复段趋于均匀;为了有效地防止线材表面因水冷过激而形成马氏体。当线材从导管里通过时,冷却水从喷嘴里沿轧制方向以一定的入射角(顺轧向45角)环状地喷在线材四周表面上。此外,每两个水冷喷嘴后面设有一个逆向的、入射角为30的清扫喷嘴,也称为捕水器,目的是为了破坏线材表面蒸汽膜和清除表面氧化铁皮,以加强水冷效果。一、控制冷却线有关设备性能与技术要求1.
16、水冷段设备性能为了防止水箱内水流从两端口流出,在每个水箱的入口端装有一个顺轧向喷水的压力为1.2MPa的清扫喷嘴,在出口端装有一个逆轧向喷水的1.2MPa清扫喷嘴和一个逆轧向喷吹的0.6MPa空气吹扫喷嘴,这样可以有效地防止水流出水箱,并且也使得线材出水箱时表面不带水。实际生产中,水冷箱内的冷却水不是常开的,因为从精轧机出来的线材速度快、温度高、尺寸小,因而很软。头尾不冷段的长度靠计算机控制,由控冷操作台输入不冷段长度的设定值。当检测元件位于精轧机前的光电管检测到线材头部(或尾部)到达的信号时,立即将信号送给计算机。计算机根据轧制速度和已设定的不冷段长度很快算出通水(或断水)的滞后时间,并送给
17、执行元件带时间继电器的电磁阀。电磁阀按计算机计算的滞后时间对快速截流三通阀进行通断水切换控制。采用这种阀的优点:避免高速水流的通断而引起的水击现象,同时可防止这时出现的水压波动对线材产生不利影响。一、控制冷却线有关设备性能与技术要求1.水冷段设备性能水冷段技术要求:冷却介质:水箱冷却介质为中性(pH值67)净化工业用水。水中杂质含量要求50mg/L以下,杂质颗粒度不超过50m;水温允许偏差5,水温最高不超过32。清扫水压一般不低于1MPa,冷却水压一般不低于0.5MPa;水压要求恒稳,波动值不超过0.014MPa。快速截流三通阀通断响应时间不大于0.2s。水冷喷嘴和水冷导管以及恢复段导槽要求安
18、装紧固,不得松动,并保持准确对中,对中偏差不大于0.5mm。一、控制冷却线有关设备性能与技术要求2.夹送辊设备性能与技术要求设备性能:夹送辊:夹送辊位于水冷段和吐丝机之间,其作用是夹持水冷后的线材顺利进入吐丝机布圈。夹送辊的类型:导向辊(用于立式吐丝机)和水平悬臂夹送辊(卧式吐丝机)悬臂式夹送辊:悬臂式夹送辊的结构与精轧机机架大体类似。它有上、下两个辊轴,两个碳化钨辊环装于两辊轴之上。上、下辊之间通过气缸作用,可进行张开闭合动作,以实现对线材进行夹持和释放。夹送辊的夹紧力取决于气缸的工作力(该压力很容易调节)。驱动方式:有上辊驱动、下辊驱动和两辊同时驱动。夹送辊辊环夹槽:夹送辊辊环夹槽选型有三
19、种:圆形、菱形、平辊。一、控制冷却线有关设备性能与技术要求2.夹送辊设备性能与技术要求设备性能:夹送方式及夹送长度:夹送辊对线材的夹持部位有三种方式:夹头、夹尾、全夹。夹送长度由人工设定,计算机控制。夹送辊的速度:夹送辊的速度一般超前精轧机出口速度的35%,在轧速很高的情况下可以再增大些,但一般不应超过10%。其速度设定是由人工向计算机输入夹送辊径,再由计算机根据轧制速度和夹送辊超前系数算出夹送辊的速度计算值,该值即为夹送辊速度基准值。夹小规格时尾部降速夹送,这是为了克服小规格尾部出精轧机所发生的升速现象,以保证吐丝平稳。夹大规格时,夹送辊实行尾部升速夹送,以推动线材尾部顺利成圈。为了防止夹送
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