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2013年8月,普锐特冶金技术提供的一套酸洗冷轧联合机 组(PLTCM)在墨西哥蒙特雷的Ternium公司(Ternium Mexico)投入运行。 该机组的年产能力为150万吨,属于 Ternium执行的一个旨在面向不断发展的汽车市场生产先 进钢种的重大投资项目的组成部分。以下介绍该机组的设备 组成、产品和优点。

墨西哥Ternium的新建PLTCM在合同签订后 仅26个月就成功投产,而且两年多以来一直保 持着出色的运行水平。这套先进的机组能够生产 许多优质产品,包括厚度仅为0.18 mm的薄规 格带钢,抗拉强度高达980 MPa的汽车钢,汽车 外板钢种,还有电工钢(见附表)。普锐特冶金技 术采用的技术包括喷淋酸洗、动态调宽(FWC) 切边剪和工作辊窜辊6 辊万能凸度控制轧机 (UCMW)。加上由日立提供的先进电气控制系 统,这套高性能机组生产的带钢达到了极高的厚 度精度和平直度指标以及出色的边部形状。

酸洗和冷轧工艺联机为Ternium带来了产能、带 钢质量、收得率和生产成本等许多方面的优点。 取消穿带和甩尾意味着大幅度提高产能,延长工 作辊寿命,减少工作辊更换。连续运行显著减少 了带头和带尾,从而减少了带钢超差的频率。这 些特点使维修需要的人力成本明显降低。

酸洗段

PLTCM入口段的热轧卷搬运和装卷操作全自动进行。 该段设备包括了两台开卷机、一台切头剪、一台称、一台 激光焊机和一个入口活套。激光焊机之所以被选中,是 因为它能够焊接很多钢种,比如无间隙原子钢(IF)钢、 高抗拉强度钢和电工钢。酸洗前的表面质量监测能够发 现任何带钢缺陷,从而避免生产线在运行中出现问题。

安装了一台张力矫直机式破鳞机进行预破鳞。采用了 辊盒式换辊装置以进行快速换辊操作⸺甚至能够在 穿带时换辊。普锐特冶金技术开发的喷淋酸洗专利技 术保证了酸洗的高性能和出色的酸洗效果。每个PP(聚 丙烯)酸洗槽内都安装浸没式喷嘴。槽盖带有水封,最 大限度减少了酸液与大气的接触、挥发和能量损失。另 外,基于工艺模型的酸液浓度自动控制保证了带钢酸洗 质量,避免了酸液消耗过多。

酸洗后对带钢进行切边。切边剪入口和出口侧都装有活 套。切边剪入口侧和串列式冷轧机(TCM)入口侧的双» 纠偏(CPC)保证了带钢精确对中。另外,紧靠1号机架前 方安装了一套3辊张紧装置,保证了可靠地将带钢穿入 辊缝。

冷轧机

5机架6辊UCMW轧机配备了工作辊窜辊以补偿边 降。UCMW轧机的板形控制方案还包括了工作辊和中 间辊弯辊以及中间辊窜辊。在大多数轧制生产中⸺包 括高强钢轧制在内⸺工作辊、中间辊和支承辊都使用 无凸度平辊。轧制电工钢时,使用的工作辊形状有助于 改善带钢边降。一般来说,电工钢要求带钢板形非常平 整,因为它们要用在叠层结构中,每层之间的缝隙必须 尽可能减小,以保证良好的电磁性能。通过在轧制过程 中动态窜动轧辊位置和调节工作辊辊缝,能够减小冷轧 带钢的边降。这样还能提高收得率。

普锐特冶金技术提供两种类型的UCMW轧机:一种短 行程[[UCMW(S)]]和一种长行程[[UCMW(L)]]。类型的 选择取决于产品大纲。 墨西哥Ternium之所以安装UCMW(S)⸺窜辊行程 约为150 mm ⸺是考虑到电工钢产量较少和需要轧 制较宽的产品(比如汽车钢)。在轧机出口处,一台飞剪 将酸洗线入口焊接产生的带钢焊缝段切除。

卷取机采用了卡罗塞尔卷取机。由于在串列式冷轧机附 近开始卷取的位置总是相同,采用卡罗塞尔卷取机而 不是两个张力卷取机具有减少带钢缺陷和缩短带钢切 换距离的优点。完成卷取后自动将带卷称重,打捆和贴 标。在配有带卷车和开卷机的离线检查台对带卷进行检 查。图1示意了酸洗冷轧联合机组的配置。

墨西哥TERNIUM酸洗冷轧 联合机组的技术数据

钢种: 普通钢(CQ),冲压钢(DQ),深冲 钢(DDQ),超深冲钢(EDDQ), 无间隙原子钢(IF),先进高强钢 (AHSS),结构钢,电工钢

入口厚度: 1.5 mm–6.5 mm

出口厚度: 0.18 mm–3.5 mm

带钢宽度: 700 mm–1,850 mm

卷重: 35,000 kg

酸洗速度: Max. 210 m/min

轧制速度: Max. 1,250 m/min

带钢剪切速度: Max. 300 m/min

焊机类型: 内置激光焊机

酸洗系统类型: 喷淋酸洗

轧机类型: 5机架6辊UCMW(短行程窜辊)

图1: 酸洗冷轧联合机组的配置

轧机控制

带钢的自动厚度控制(AGC)主要有传统的前馈式AGC(FFAGC) 、基于测厚仪式的轧辊位置控制AGC(BISRA-AGC) 和监控式AGC。 除此之外,还有质量流量式AGC和基于 解耦控制的AGC系统。秒流量式AGC利用安装在1 – 5 号机架出口处的激光测速仪测量带钢的实际运行速度, 根据测量数据的反馈进行厚度控制。这种方法有助于提 高厚度控制精度,尤其是在提速和降速阶段。解耦控制 是一种将带钢厚度和轧制力变化所引起的机架间张力 波动的干扰予以消除的方法,它能够提高正常轧制条件 下的带钢厚度精度。另外,与利用已轧制带钢的数据进 行初始设定的传统控制方法不同,日立的系统根据当前 轧制数据动态修改轧制规程。这样能够动态调整每个机 架出口厚度的设定值,从而使各个机架之间达到最佳的 负荷平衡。这对提高工艺稳定性和设备效率非常有利。

动态变规格(FGC)必须快速而精确地实现,对于低速 轧制的材料尤其如此。在这种情况下,准确的厚度控制 较为困难,但厚度精度是达到高收得率的必要条件。动 态变规格引起的轧制力波动对带钢板形的控制有很大 影响。UCM轧机的横向刚度大于4辊和其他类型的6辊 轧机,从而解决了这个问题。因此,动态变规格后轧制 力波动造成的带钢凸度偏差大幅度减小。还采用了一 种新型液压辊缝控制器自动响应调节系统。它具有能 够测量一系列预设控制增益的自动监测功能,和能够 找到合适控制增益的自动调节功能。由于该系统与轧 机控制器相连,可以在特定的时间开始测量并获得实 际轧制数据。

墨西哥Ternium酸洗冷轧联合机组酸洗段入口全貌
墨西哥Ternium酸洗冷轧联合机组酸洗段入口全貌
喷淋酸洗槽

客户反馈

PLTCM两年多的成功运行使墨西哥Ternium对机组 的高性能赞不绝口,它让公司有能力积极应对市场需 求的变化。这种高性能得益于多方面因素,其中之一是 高速自动化的生产线最大限度减少了人工干预。负责 计算工艺设定值的服务器是另一个重要因素,它能够 利用预设值、数学模型、统计分析和Ternium提供的带 卷信息在非常短的时间内迅速处理大量数据。由于通 信结构和可追溯性要求十分明确,Ternium和日立的 系统接口也非常成功。最后,日立系统网络内部的通信 协议非常稳定,保证了向PLTCM的所有设备及时提供 每一个预设值。在所有这些因素的共同作用下,生产出 了厚度、平直度和边降指标出色的高质量产品,并且达 到了高产能。