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    不銹鋼帶鋼生產技術的發展

    作者:不銹鋼帶 來源:http://www.digiridooscraps.com 日期:2020-1-20 17:28:13

    信息摘要:

    近10多年來,不銹鋼的生產技術在爐外精煉(特別是AOD)、連鑄和寬幅多輥冷軋機的基礎上,薄板坯連鑄軋機、帶鋼連鑄、鐵水冶煉不銹鋼和軋制退火酸洗連續生產線等不銹鋼生產的前沿新技術獲得了實質性的進展。生產技術的發…

    近10多年來,不銹鋼的生產技術在爐外精煉(特別是AOD)、連鑄和寬幅多輥冷軋機的基礎上,薄板坯連鑄軋機、帶鋼連鑄、鐵水冶煉不銹鋼和軋制退火酸洗連續生產線等不銹鋼生產的前沿新技術獲得了實質性的進展。

      生產技術的發展是為了應對市場競爭對不銹鋼產品提高的新要求,這些新要求不僅表現在鋼種、規格、性能和表面特性方面,而且要求不斷提高生產效率,降低生產成本。不銹鋼生產的快速增長勢必對原材料市場產生影響,帶來鎳價以及廢鋼、礦石、煤炭價格的不斷上漲,使不銹鋼生產者日益感到了成本升高的壓力,不銹鋼生產的利潤越來越小。這就迫使全世界不銹鋼的生產廠家大力整合生產力的基礎上,不斷開發新工藝、新技術、發展高生產能力的裝備,以期達到在改進產品質量的同時,提高生產效率,降低生產成本,提高產品市場競爭力的目的。

      冷軋不銹鋼帶鋼的生產在不銹鋼生產中占有十分重要的地位。大約70%的不銹鋼轉化成了冷軋帶鋼,成為市場消費的主要產品形式。按照目前傳統工藝路線,從熱軋不銹鋼帶鋼到冷軋不銹鋼成品的生產費用大致為360歐元/t,其中冷軋工序的費用占主要部分,特別是采用20輥可逆式軋機生產的情況,冷軋費用要占一半,大致為180歐元/t。因此,大力開發、采用不銹鋼冷軋生產新工藝、新技術對提高生產效率,降低生產成本,提高產品在市場上的綜合競爭力是至關重要的。

          本文通過對傳統工藝路線的介紹、對比,著重分析了軋制退火酸洗線(即將冷軋不銹鋼的5個獨立工序——鋼卷準備、熱軋帶鋼退火酸洗線、冷軋、冷軋帶鋼退火酸洗線和平整合并成一條連續生產線)和獨立冷軋工藝路線(即設置單獨的多機架冷連軋機,前面配置熱軋帶鋼退火酸洗線,軋后配置帶有綜合精整設備,比如平整、拉伸矯直、切邊和檢驗的冷軋帶鋼退火酸洗線)的優勢。究竟應該采用哪種工藝路線取決于各個不銹鋼生產廠家的具體條件。但是,朝著高生產能力和高表面質量、大型化、全連續化的方向發展,無疑是不銹鋼生產廠和設備制造廠共同努力的發展方向。

     1、傳統工藝路線的發展編輯本段回目錄
      目前,世界各國仍然普遍采用傳統的工藝路線來生產冷軋不銹鋼帶鋼,即不銹鋼熱軋卷先經過罩式爐退火或退火酸洗線處理,再送到20輥可逆式軋機進行軋制 ,軋后經退火酸洗線或光亮退火線處理,再經平整,最終經縱、橫切機組打包發貨。

      傳統工藝路線技術的發展主要表現在裝備的大型化、高速化和全自動化。在傳統工藝路線中,可逆式軋機的生產效率始終是中心環節,20輥可逆式冷軋機可以采用較小的工作輥直徑,一般為60mm左右,一個軋程的最大變形量可以達到90%,但是,可逆式軋機的缺點是生產率相對較低,成材率低 ,這是軋制工藝本身帶來的對成本的不利影響。隨著不銹鋼生產的發展,熱軋不銹鋼卷重超過了30t,為軋機的高速化創造了條件,軋機的速度從600m/mia提高到最高l000m/min。為保證軋機高速穩定的軋制,一些工藝控制環節,比如:厚度控制、速度控制、準確停車、高的加速/減速特性控制、張力控制、板形控制等都得到了相應的發展與完善。由于世界不銹鋼產業合并整合生產能力,使不銹鋼生產集中度大大提高。傳統工藝路線中的熱軋不銹鋼退火酸洗線,冷軋不銹鋼退火酸洗線呈現出裝備大型化、高速化的趨勢。目前,熱軋不銹鋼退火酸洗的設計 能力達8o萬t/a,入口段和出口段最高速度達到150m/min,工藝段最高速度達80m/min;冷軋不銹鋼退火酸洗線的設計能力超過50萬t/a,入口段和出口段最高速度達到140m/min,工藝段最高速度達到100m/min。美國 AK鋼公司印第安納廠熱(冷)軋帶鋼退火酸洗線年處理能力達到5 7.3萬t,處理冷軋帶鋼的最高速度達到152m/rain,是同類退火酸洗線中速度最高的。


      高質量產品是先進技術的集中體現。目前,世界一流的冷軋帶鋼產品大多采用20輥軋機生產,根據軋機類型和產品方案,一臺這種單機架可逆式冷軋機的最大生產能力為8萬~15萬t/a。產品寬度主要集中在1300mm~1600mm,1600mm 的寬帶鋼約占總產量的2 0%。專門設計的不銹鋼冷軋機,軋制帶鋼寬度可達2100mm。比利時的ALZ和瑞典的阿維斯塔都有這種寬帶鋼冷軋機和退火酸洗線。產品厚度范圍寬,從0.1 0mm到4.0mm都能在一個軋程下生產。特殊設計 的冷軋機可以軋制超薄帶鋼 ,例如用于催化轉化器的箔材。

    2、軋制退火酸洗連續線編輯本段回目錄

      軋制退火酸洗線是近年來冷軋不銹鋼生產技術中日臻成熟的前沿技術之一。為了提高生產效率,進一步降低冷軋不銹鋼的生產成本,歐美一些廠家已開發成功將傳統的生產冷軋不銹鋼帶鋼的5個獨立工序——鋼卷準備、熱軋帶鋼退火酸洗線、冷軋、冷軋帶鋼退火酸洗線和平整合并成一條連續生產線,到目前為止,全世界建成的FLN退火酸洗連續線,大致可以分為三種類型:

      第一種類型如最早在美國的J&L特殊鋼公司的軋制退火酸洗線和隨后法國Ugine公司伊斯貝格廠建設的直接FLN退火酸洗線(LC2i)。這兩條線都是以熱軋黑卷為原料,生產2 B表面的冷軋成品。據外刊介紹,法國伊斯貝格廠生產的2B冷軋帶鋼表面優于歐洲標準規定的2B表面 I31。這類生產線包括了破鱗機,拋丸機,FLN前的預酸洗,雙機架冷軋機,退火爐,電解酸洗,混酸酸洗和平整機。年處理帶鋼能力25萬 ~27萬t。

      第二種類型是以芬蘭奧托昆普不銹鋼公司的 IRAPL為代表,直接采用熱軋黑卷為原料,軋機前沒有熱軋帶鋼酸洗裝置,直接軋制帶氧化皮的熱軋帶鋼 ,隨后進行退火酸洗,向市場供應低成本、薄規格的NO.1表面熱軋帶鋼。若要生產冷軋2B表面帶鋼,No.1表面熱軋帶鋼要返回作業線頭部,進行第二個軋程處理,向市場提供2B表面的冷軋不銹鋼帶鋼。生產線包括3機架6輥軋機,退火,破鱗,拋丸,電解酸洗和混酸酸洗,平整和拉伸矯直。這條線的年處理能力為110萬t,其中No.1表面熱軋板 (卷)40萬t,冷軋2B表面成品35萬t。這是目前世界上技術最復雜、自動化程度最高的一種連續生產線。這類生產線對來料的質量要求較高,各機組加工速度之間的協調是連續線設計 的最大難點,設備設計必須考慮磨損件的壽命周期與設備的可靠性,對操作人員的素質要求高。

      第三種類型是以建在中國廣州的聯眾不銹鋼公司的軋制退火酸洗線為代表 。它使用經過退火酸洗的熱軋白卷和冷軋帶鋼為原料,生產2B等表面的冷軋不銹鋼。產品的最小厚度可達0.3mm,這條線包括3機架Z型軋機、退火爐、電解酸洗、混酸酸洗、平整及拉伸矯直等。與傳統工藝路線相比,軋制退火酸洗線生產成本可降低25歐元/t。生產實踐證明,要把軋機和退火爐的能力完全匹配地結合在一條線上是很難的,效率是不高的。主要問題是除了兩個機組完全不同的運行時間之外(退火爐年作業時間一般為7500小時,而連軋機年作業時間一般為7000不時),兩個機組最佳的運行速度范圍也不同。目前退火爐的最高運行速度是150m/min,而連軋機軋制不銹鋼的最佳速度大約為400m/min。退火爐的能力決定于TV值,對于給定的產品規格,退火爐的運行速度是一個常數,而連軋機可能的軋制速度決定于總的變形量和由材料特性、帶鋼寬度和厚度決定的軋制力矩。

    3、冷連軋生產工藝路線編輯本段回目錄

      由于軋制退火酸洗線存在連軋機能力不能充分發揮,冷軋變形量受到一定限制,各機組設備可靠性及磨損件的壽命周期不同帶來的互相牽制等問題,目前,工廠設計的另一個發展是設置單獨的多機架冷連軋機,前面配置熱軋帶鋼退火酸洗線,軋后配置帶有綜合精整設備,比如平整、拉伸矯直,切邊和檢驗的冷軋帶鋼退火酸洗線。雖然美國的AK鋼公司是采用冷連軋,前后分別配置熱軋帶鋼退火酸洗線和冷軋帶鋼退火酸洗線的工藝路線。但是,該公司是既生產碳鋼,又生產不銹鋼,碳鋼占200萬t,不銹鋼占37萬t。這種既生產碳鋼,又生產不銹鋼的連軋生產線存在如下缺點:連軋機在軋輥直徑、軋制潤滑和冷卻方面,軋制不銹鋼和軋制碳鋼兩者的要求是不同的,為了適應產量大的碳鋼生產,使不銹鋼生產受到很大限制。由于軋機選型兼顧不銹鋼和碳鋼生產,不銹鋼的總變形量受到限制,為了滿足對帶鋼表面的要求,生產的鋼種有限。為了保護帶鋼表面,輔助設施必須按照不銹鋼的要求進行處理,對碳鋼生產來說無疑是一種投資的浪費。由于上述原因,AK鋼公司盡管采用了冷連軋的工藝路線生產冷軋不銹鋼,但是,產量不高,產品的品種、規格極為有限。
       
      早在l969年初日本曾建設了一套4機架20輥連軋機來生產冷軋不銹鋼帶鋼。在操作上,這套軋機除了存在軋件在20輥軋機中咬入和退帶困難的典型問題外,在軋制溫度控制和機架間張力設定都存在一些問題。為了克服上述缺點,目前,趨向于專門開發生產不銹鋼的連軋機。不銹鋼專用連軋機的設計 應該考慮如下一些因素:

      為了降低變形抗力,工作輥直徑要進行優化,工作輥直徑太小,磨損太快 ,而且在連軋機結構形式下,由于機架問帶鋼有張力,有可能造成工作輥不穩定,因此,對細長的工作輥必須配置水平支撐。如果工作輥直徑太大,冷軋壓下率將受到限制,工作輥必須的硬度將難以得到滿足。不銹鋼的冷軋變形特性與碳素鋼的冷軋變形特性差異很大。因此,用于軋制不銹鋼的冷連軋機無論在軋制壓力、軋制速度、軋制溫度控制或是厚度與平直度的控制上都具有與碳鋼冷連軋不同的特點。保證穩定的連續~L$11過程,有利于減少厚度超差、提高成材率和最大限度提高產量。要有一整套適合不銹鋼生產的高技術調節系統,才能保證冷軋不銹鋼的高質量。包括工作輥的側支撐,中間輥的彎輥和軸向移動,液壓壓下,分段冷卻等等。據稱德I~ISMSDemag公司已經開發出以計算機為基礎的表面質量控制系統,并正在對這套系統進行現場模擬試驗。

      近幾年來冷軋不銹鋼帶鋼生產技術有了飛快的發展。不同的生產工藝路線各有其不同的優勢與市場地位,都將在市場上得到進一步的發展,究竟應該采用哪種工藝路線取決于各個不銹鋼生產廠家的具體條件。但是,朝著高生產能力和高表面質量、大型化、全連續化的方向發展,無疑是不銹鋼生產廠和設備制造廠共同努力的發展方向。

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