2007年6月·第24卷·第3期
June2007V01.24No.3
轧 钢
STEELROLLING · 37·
/\钢1750mm热连轧生产线的工艺设备
李子文,李斌
(新疆八一钢铁集团有限公司,新疆乌鲁木齐830022)
摘 要:介绍了第1条由国内自主
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
制造的热轧生产线——年生产能力为300万t的八钢1750ram热连
轧生产线的工艺特点及主要设备技术性能参数。
关键词:热连轧机;工艺技术;设备
中图分类号:TG42文献标识码:B 文章编号:1003—9996(2007)03—0037—03
TechnologyandEquipmentof1750mmHotStripMillofBayiIronandSteelCo.,Ltd.
LIZiwen,LIBin
(XinjiangBayiIron&.SteelGroupCo.,Ltd.,Wulumuqi830022,China)
Abstract:Thetechnologycharacteristicsandmainequipmentperformanceofthefirstdomestichotstriprolling
line,i.e.1750mmhotstriplineofBayiIron&SteelCo.,Ltd.wereintroduced
Keywords:hotstripmill;technology;equipment
1 概述
新疆八一钢铁集团有限公司1750mm热连
轧生产线于2004年4月开始建设,2006年7月
15日轧出第1卷钢。该生产线是第1条由国内
设计制造的热连轧生产线,机械设备由中国第二
重型机械集团公司设计制造;三电由中冶赛迪公
司总包,其中传动分包给ABB公司,L:由VAI
公司承担。设计产量300万t/a,分两期建设,一
期
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
设计产量150万t/a,二期工程增建1座加
热炉。1750mm热轧生产线以生产碳钢为主,连
铸板坯规格为220mm×750~1600mm,产品规格
为1.2~19.0mm×750~1600mm,最大卷重
28.8t。
2主要工艺及设备
1750热轧厂轧线设备总重11014t,装机总容
量12.5万kW,采用的关键技术有自动宽度控制
(AWC)和短行程控制(SSC),采用无芯卷取和无
芯轴移送的热卷箱,精轧机组设有带工作辊弯辊
和轴向横移的板形控制系统,同时利用轧辊冷却
水对轧辊热凸度进行控制,采用三助卷辊式地下
卷取机,芯轴为无级涨缩式,助卷辊具有自动踏步
控制(AJC)功能。生产全过程实现了计算机自动
控制和生产管理。自动化系统分为基础自动化系
统(一级)、过程控制计算机系统(二级)及MES
(三级)。
2.1加热区主要设备
生产线共设2座加热炉,先建1座加热炉,并
建成2号加热炉的基础。加热炉采用了板坯热送
热装工艺、汽化冷却工艺和自动燃烧模型控制。
加热炉为步进梁式加热炉,有效尺寸为48.65m×
11.2m。其性能参数为:生产能力300t/h(冷装),
390t/h(热装),出料温度1000~1280℃;燃料为
混合煤气,热值8360kJ/m3。
2.2粗轧区主要工艺设备
2.2.1粗轧机组
出炉板坯经辊道输送到高压水除鳞箱(水压
17~19MPa),经高压水除鳞后进入带立辊的四辊
可逆式粗轧机进行往复轧制。根据轧制规程要
求,可在粗轧机入口侧或出口侧用高压水清除二
次氧化铁皮;轧制3~7道次后,轧成30~50mm
收稿日期:2007—04—25
作者简介:李子文(1956一),男(汉族),陕西人,教授级高级工程师,集团公司总工程师。
万方数据
· 38· 轧 钢 2007年6月出版
的中间带坯。粗轧立辊轧机设有AWC和SSC
功能,以减少中间带坯宽度误差和头、尾端的鱼尾
状。粗轧机上、下工作辊采用速度平衡控制,可根
据不同的带钢规格采用不同的转速,以防止“翘
头”、“扣头”发生。粗轧机、立辊轧机技术性能参
数见表1。
表1粗轧机、立辊轧机技术性能参数
2.2.2热卷箱
根据不同的钢种和规格,有中间带坯经热卷
箱卷取和不经热卷箱卷取2种生产方式,其中经
热卷箱卷取又有2种控制模式:一是带坯尾部没
有出粗轧机、头部已进入热卷箱,进行卷取;二
是带坯尾部出粗轧机后,头部才进入热卷箱进行
卷取。在第1种模式下,粗轧机最后一道次以低
于热卷箱允许的最高咬入速度进行轧制、进入热
卷箱,在带坯尾部出粗轧机后,热卷箱升速至卷
取速度。粗轧机和热卷箱之间设有废品推出机,
处理因粗轧机轧废或其他原因不能继续轧制的带
坯。热卷箱为钢卷无芯移送式,中间坯厚30~
50mm,卷取温度900~1100。C,最大穿带速度
4m/s,最大卷取速度5m/s,最大开卷速度
2.5m/s。
2.3精轧区主要工艺设备
2.3.1飞剪
经热卷箱卷取的中间带坯,头、尾位置互换
后,进行开卷,进入切头飞剪。带坯经切头飞剪
切除头部后,进入精轧除鳞箱,由高压水清除再
生氧化铁皮;然后送入精轧机组轧制。飞剪为转
鼓式飞剪,剪切带钢厚度50~1600mm,剪切温
度900~1100℃,剪切力11000kN,剪切速度0
~2.5m/S。
2.3.2精轧机
6架精轧机位于精轧除鳞装置后;为确保带
钢的厚度精度,F,~F。轧机设有响应速度高、
控制精度高的全液压压下装置及厚度自动控制系
统(AGC);为有效控制带钢的凸度和平直度,
F。~F。采用工作辊弯辊装置和轧辊横向移动装
置,工作辊采用smartcrown辊型与弯、窜辊一
起控制板形。为保证低碳钢铁素体轧制工艺的最
佳化控制,机架间冷却水的水量可以调节。每架
精轧机出口设有除粉尘抽风装置。
精轧机组的穿带速度、加速度、最大轧制速
度、各机架压下量、工作辊弯辊力等均由计算机
按轧制带钢的品种和规格进行计算和设定,并可
动态调整。为了有效地控制带钢精度和质量,在
F。精轧机出口处设有凸度、厚度、宽度、温度
等检测仪表。精轧机技术性能参数见表2。
出精轧机的带钢经输出辊道上的层流冷却装
置进行冷却,将带钢冷却到规定的卷取温度。为
提高冷却精度,层流冷却装置分为粗调段和精调
段;为稳定冷却水压力设有高位水箱布置在输出
辊道旁侧。过程控制计算机系统根据钢种、规
格、终轧温度、卷取温度的不同要求,对层流冷
却方式、冷却速度和水量进行设定,以保证产品
的力学性能。
表2精轧机技术性能
2.4卷取区主要工艺设备 卷取区设有2台地下卷取机,并预留第3台
万方数据
第24卷·第3期 李子文等:八钢1750ram热连轧生产线的工艺设备 ·39·
卷取机位置。带钢经冷却后,经由伺服液压系统
控制的卷取机入口侧导板对中,带钢头部进入夹
送辊,此对进行头部定位,3个助卷辊处于设定
位置,卷筒直径为待卷直径,当带钢在卷筒上卷
取头几圈时,助卷辊进行踏步控制,以保证钢卷
内圈不产生压痕;一般在卷取3~5圈后,卷筒
涨径至卷取直径,同时助卷辊打开,卷取机在恒
张力状态下进行卷取;当带钢卷到最后2~3圈
时,助卷辊压下,带钢尾部通过夹送辊时,进行
尾部定位,使带钢尾部停在钢卷下部位置。卷取
机为地下式卷取机,钢卷最大外径q)2000mm,
钢卷内径0762mm,最大卷取速度20m/s,卷筒
电机功率900kW,卷取温度350~850℃,卷筒
涨缩范围为722~770mm,助卷辊电机功率为
75kW。
2.5自动化系统
为保证八钢1750mm热轧带钢工程自动化
系统具有国内先进技术水平,在总体设计时,采
用统一规划、分步实施的原则。并采用以下方法
保证系统的完整性、可靠性、实用性和先进性:
(1)完整性:热轧厂由多机组、连续工序组
成,其自动化系统必须从总体目标、系统分级、
设备配置、功能设置等方面进行统一规划,,把生
产自动化与管理现代化有机地结合,避免在实施
过程中出现不协调情况。
(2)开放性:自动化硬件设备选型和软件平
台选择、网络配置遵循通用性强、开放性好的原
则,以便于今后软件的开发、移植、系统升级、
硬件扩展。
(3)可靠性:系统结构的确定要符合当今计
算机技术发展潮流,要体现先进性、可靠性和可
维护性。采用磁盘阵列、冷或热备用等技术保证
系统的可靠性和安全性。
(4)先进性:厂内完善的三级自动化控制系
统,采用先进的物流控制、轧制计划编制、质量
控制等技术,以及成熟、先进的工艺控制模型,
使热轧厂的产品质量、能源消耗、金属收得率等
指标达到国内先进水平。
2.5.1系统分级 ‘
八钢1750mm热轧带钢工程自动化控制系
统,为基础自动化级(L。)、过程自动化级
(L。)、生产制造执行系统(MES)。
(1)基础自动化级(I。,)
主要完成设备的顺序控制及联锁控制,自动
位置控制,速度控制,张力控制,带钢的温度、
厚度、宽度、板形控制,卷取控制以及加热炉的
热工参数控制,回路调节,故障检测与报警,各
种操作界面和数据采集等任务。
(2)过程自动化级(I,。)
主要完成板坯/带钢初始数据处理、材料跟
踪、数学模型计算及设定、过程数据收集、数据
通信以及操作指导等任务。
(3)生产制造执行系统(MES)
主要完成全厂物料跟踪,库管理和控制,质
量控制,磨辊间管理,生产计划的接收、调整、
优化和发行,生产实绩数据的收集、处理,以及
统计分析、履历、报告等任务。
2.5.2主要工艺控制技术及装备水平
(1)加热炉采用最佳化燃烧模型控制技术,
以提高板坯加热质量,降低能耗,节约成本;
(2)粗轧立辊轧机配置自动宽度控制
(AWC)系统,可有效地保证宽度控制精度,减
少切头切尾长度,提高金属收得率;
(3)设置无芯轴热卷箱,减少中间坯头尾温
差;
(4)精轧机配置先进的板形和厚度控制系
统,以保证带钢尺寸精度和板形;
(5)带钢冷却采用层流冷却模型,可准确控
制带钢卷取温度,具备生产双相钢(多相钢)条
.件,可提高产品的市场竞争力;
(6)采用全液压三助卷辊式地下卷取机,带’
跳步控制功能;
(7)选用全交流调速系统;
(8)采用全数字化控制技术;
(9)采用成熟的工艺控制技术和工艺控制模
型,以保证热轧板卷质量和尺寸精度;
(10)设置生产制造执行系统(MES),采
用先进的物流控制技术,以提高热轧厂的综合管
理水平;
八钢1750ram热轧生产线立足于国产化,
采用部分引进技术,目前已成为国内较先进的热
轧生产线,该生产线的建成提高了八钢产品的市
场竞争力。
万方数据
八钢1750mm热连轧生产线的工艺设备
作者: 李子文, 李斌, LI Zi-wen, LI Bin
作者单位: 新疆八一钢铁集团有限公司,新疆,乌鲁木齐,830022
刊名: 轧钢
英文刊名: STEEL ROLLING
年,卷(期): 2007,24(3)
被引用次数: 1次
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1.学位论文 马维金 轧机自激振动诊断与结构动力学修改 2006
现代连轧机是计算机控制的大型复杂机、电、液一体化设备。连轧机精轧机组的每个单元轧机主要由机架、轧辊、驱动系统、液压压下系统和控制
计算机等组成。轧机系统以及轧制过程中存在各种非线性和复杂的偶合关系,也可能存在局部环节的设计缺陷、结构损伤或系统故障等问题。因而,在
某种轧制条件或轧制过程参数扰动下,很容易诱发不同程度的非线性振动,甚至使整个系统产生强烈持续的自激振动。
轧机振动是高速轧制高强度薄规格板带材时普遍存在的一种物理现象。轧制速度越高、压下率越大、板带越薄,越容易发生振动。轧机振动的主要
形式为工作机座系统的纵向振动、轧辊的水平振动以及驱动系统的扭转振动。轧机的振动问题严重限制板带产品的质量和轧制生产效率。轧机振动一方
面在带钢产品表面形成明暗相间的条纹、增加板带厚度误差、影响产品质量;另一方面在轧辊表面产生印痕、加速辊面磨损、缩短换辊周期、增加设备
运行维护的工作量和费用。轧机剧烈振动甚至有可能造成断带或设备损坏事故,严重威胁生产安全并造成巨大的经济损失。
过去,由于冷连轧机的轧制条件苛刻(板带厚度薄,轧制速度高,轧制温度低,轧制力大),其振动问题多于热连轧机,因而轧机振动问题的研究多
集中于冷连轧机。近年来,以汽车用板带材为主的薄规格高强度带钢的市场需求量不断增加,加之热连轧工艺具有节能高效的特点,高强度薄带钢热轧
工艺取代冷轧工艺的趋势日渐明显,因此热连轧机的振动问题也变得非常突出。
轧机振动问题是世界范围内困扰钢铁企业的重大技术难题。长期以来,轧机振动问题的研究受到各国生产工程界和科学技术界的高度重视和广泛关
注,国内外的研究者们针对不同类型的轧机振动问题,从不同的角度,进行了广泛和深入的研究,推动了轧机振动理论的发展和轧制工艺技术的进步。
然而,由于轧机自激振动的原因非常复杂,振动的机理至今仍未彻底解明,随着轧制速度、轧材强度和板材品质要求的提高以及板厚规格的减小和
压下率的增加,许多过去曾经有效的振动抑制策略变得效果有限甚至无效。比如,液压衬板技术、动力吸振器技术以及辊缝润滑状态优化技术等等。因
此,对高速连轧机的振动现象、振动机理、轧制过程稳定性以及振动控制的理论与方法进行更加深入的研究具有非常重要的现实意义。
本文以某热连轧精轧机组一个单元轧机为研究对象,采用试验研究与理论分析相结合、多学科知识相互融合的研究手段,深入研究了热连轧机压下
系统的自激振动现象、振动机理、振源诊断、轧制过程稳定化、结构动力学修改以及振动控制等问题。
通过轧机现场多点振动测试和分析,研究了轧机主要结构的运动规律以及轧机振动测试信号的幅值、相位关系和频带能量分布等,获得了轧机工作
机座的基本振动形态和振动特征。
应用系统辨识的理论和方法,获得了从伺服阀给定电流至辊缝输出值之间的轧机运行状态下传递函数的数学模型。通过对辨识模型的分析研究,获
取了影响系统稳定性、诱发和维持系统自激振动的重要信息。
现有的轧机振动研究文献在建立轧机振动模型时,往往过分简化,仅考虑机架和轧辊两个环节,使得理论模型和真实物理系统之间存在较大差别
,从而影响轧机振动机理和振动诊断的准确、定量分析。本文利用有限元模型修正技术,采用理论建模和试验建模相结合的混合建模方法,构建了轧机
垂直振动系统的闭环模型。该模型包括轧机工作机座的振动模型和液压压下系统的数学模型,并在反馈通道加入了位移传感器定尺和动尺结构的传递特
性,从而保证了理论模型的完整性和准确性。
通过现场振动测试、工作振型分析、压下系统动态特性辨识、轧机垂直振动闭环系统动力学仿真分析以及灵敏度分析等理论和试验研究,准确地诊
断了轧机振动系统的振源位置,合理地分析了轧机自激振动的机理,制定了通过敏感结构动力学修改消除轧机自激振动的
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
。
在研究的工程实例中,发现辊缝位移传感器安装结构存在先天性设计缺陷,其固有频率接近轧机机架的垂直振动模态频率,动力学特性不良,造成
辊缝位移反馈信号的响应延迟,导致动态反馈信号严重失真,引发液压压下控制系统的非线性自激振动,从而产生整机持续的剧烈强迫振动。通过反馈
通道相关结构参数的动力学修改,最大限度地减小了位移反馈信号的响应延迟,大幅度地提高了系统的稳定性,有效消除了正常工作条件(或正常扰动
)下的自激振动,从而保证了现场热轧机高效、稳定地工作。
实施结构动力学修改后进行的现场测试分析结果表明:轧机液压压下控制系统的幅值稳定裕度从修改前的6.724dB提高到修改后的105dB;位移传感
器外壳结构振动对机架振动的放大系数从257倍降低为4.47倍;位移传感器外壳振动信号的有效值降低了80%;机架顶部振动信号的有效值降低了60%。
修改后的机架振动信号能量在频域相当分散,近似于白噪声,轧机自激振动现象消失。通过传感器外壳结构动力学参数的优化和修改彻底消除了诱发轧
机工作机座系统垂直自激振动的内部根源,从本质上提高了液压压下闭环控制系统的稳定性,实现了轧制过程的稳定化。
本文采用的基于轧机控制信号相关环节动态特性分析的研究方法具有普遍性,所提出的振动系统建模、仿真、优化与敏感环节动力学修改的振动控
制策略在轧机自激振动诊断与控制的理论与实践方面具有创新性,对于解决轧机自激振动这一工程技术难题,提高轧制过程稳定性、轧制生产效率和产
品质量以及降低运行维护费用具有重要的理论意义和工程实用价值。研究成果成功地应用于生产实际,圆满地解决了生产企业热连轧机的自激振动问题
,为生产企业创造了巨大的经济效益和社会效益。
2.期刊论文 胡松涛.HU Song-tao 太钢2250mm不锈钢热连轧生产线的工艺及设备 -轧钢2006,23(5)
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本文在综观轧制过程计算机技术和信息化技术最新发展趋势,深入分析国内外热连轧机自动化系统的任务、分类和结构的基础上,通过作者全程亲
历西南铝“1+4”铝热连轧项目,特别是参加在日本Toshiba公司历时10个月的联合设计,对自动化系统各个设计阶段的工作做了非常细致的研究,提出
并完成了以下研究
内容
财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容
:
1)总设计原则的确定在项目设计的总要求下,确定了自动化系统的复杂程度和自动化实现方法;
2)工艺系统分析对本项目工艺技术和工艺流程进行了分析,根据分析结果并结合工艺设备的组成及其功能说明,明确了自动化系统要完成的具体功
能;
3)凸度控制设备配置方式的选择提出了在热粗轧机出口侧设置凸度仪,用于粗轧机凸度闭环控制,以此提高精轧机来料凸度精度,而精轧机轧辊全
部采用普通辊的凸度控制设备配置方式;
4)系统结构选取和硬件配置根据用户信息化系统现状及发展规划、工艺设备的布局、自动化系统具体功能的要求和分配,选择了合适的系统结构类
型,并根据具体功能确定了系统的硬件配置;
5)过程自动化级计算机的选择在传统设计中通常选用普通的小型计算机,但是其高可靠性集群系统配置复杂、维护繁琐,存在高成本负担等弱点
,因此设计中选用了美国Stratus公司生产的ftServer3300容错计算机系统;
6)应用软件结构的确定为适应多人共同开发复杂应用软件的需要和便于以后扩展应用软件功能,确定应用软件采用模块式结构。
通过以上各项研究,成功地将基于Windows操作平台的具有高可靠性和稳定性的容错计算机系统应用于铝热连轧过程自动化,进一步提高了系统的连
续可靠性,简化了操作维护,为充分发挥热连轧的规模效益奠定了基础;提出的凸度控制设备配置方式,通用性强,可提高机械设备可靠性,大大降低
资金投入和维护量,是一种全新的方式。此两方面充分体现了本设计的新思想和创造性。经出厂前仿真测试表明,利用最新信息技术、现代控制理论和
人工智能理论设计的高精度铝热连轧自动化系统,具有高度自动化、极大灵活性、经济实用性和稳定可靠性等优点,达到了当今世界先进水平,具有工
程设计的普遍意义和重大实用价值,值得推广和借鉴。
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现较大的缺口,此时是进入铝加工行业的最佳切入时机。
南山铝业公司是通过自筹资金建立起来的民营企业。经过多年的扩建和技术改造,工艺技术和装备水平不断提高,技术经济指标得到优化,生产成
本逐年下降,产量不断增长,成为国内较大的电解铝生产企业,取得了较好的经济效益。该项目主要用于生产高精度的民用铝板、带、箔产品,其产品
领域涉及制罐料、PS版基用料、防盗盖料、装饰板用料、幕墙料、铝箔毛料、双零箔、空调箔等,项目总投资37亿元人民币。该项目采用的1+4热连轧机
组,主体设备全部引进,技术装备水平将高于目前国内所有热轧机组,使我国的热轧坯料质量提高到一个全新水平,会在较长的时间内占据国内重要地
位,成为我国铝板带箔加工企业的排头兵。
本项目利用南山铝业公司的电解铝液100000t直接铸造大板锭,与国内绝大部分铝加工厂相比,在生产成本方面有较大优势:可以大大节约铝锭的运
输费用,并可节约能源、原料损耗及电解铝厂铸造费用等。
本文通过对目前国际上先进的铝加工技术与国内铝加工状况比较,对铝加工的发展状况进行了分析与展望;通过需求结构和供应能力的分析,提出
了该项目的必要性及其重要意义。
在对铝板带箔轧制工艺及其设备选择作了充分介绍后,详细介绍了本项目的熔炼与铸造工艺方案及主体设备的选择。尤其是在其控制系统的选择及
设计上,充分考虑了南山实际情况,以先进可靠又能达到要求的技术指标为基础,详细介绍了项目硬件组成和软件设计方案,使项目设计、结构、性能
达到最佳。
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引证文献(1条)
1.钟海容 1750mm热轧带钢宽度拉窄分析与控制措施[期刊论文]-轧钢 2008(5)
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zg200703011.aspx
授权使用:燕山大学(ysdx),授权号:73922be5-28ba-490c-a519-9dc200abd601
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