什么是初轧和钢坯轧制?

什么是初轧和钢坯轧制?

[拼音]：chuzha he gangpi zhazhi

[外文]：rolling of blooms，slabs and billets

在初轧机上把钢锭轧制成板坯、方坯和异型坯，并破坏钢锭的铸造组织的过程称为初轧。也可配有钢坯轧机，将大断面的初轧坯进一步轧成各种小断面的钢坯。初轧机和钢坯轧机的规格以“轧辊的公称直径”表示（见轧机）。初轧机已有 110多年的发展历史。60年代以来，在技术上有较大的发展，水平二辊可逆式工作机座的辊径有些已增大到1370mm，个别达到1500mm，主电动机容量增大到9000～14000千瓦，最大钢锭重量近50吨，每台轧机的年生产能力可达350～600万吨。一些国家建成了带有立辊的板坯初轧机，有的能生产最大宽度为2300mm的板坯。

初轧

初轧的钢锭应先在均热炉内加热，并应采取热装炉，先进的装炉锭温可达850℃以上。在头几道轧次时钢锭表面变形易形成“鱼尾”，现已采取多种控制措施。初轧的道次较多，而初轧机上的孔型数量有限，所以采用共用性大的平孔或箱形孔。板坯立轧时轧辊的开口度很大，高达2700mm，压下装置的调整速度快达每秒钟300mm。轧制成钢坯后，以火焰进行四面清理，有时还设冷态清理。剪切采用多刀少切和最佳配尺方法，可提高成坯率。钢坯在冷却后，对要求严格的无缝管坯等需进行矫直、抛丸清理、探伤和修磨等精整工作。对一些特种钢坯需进行缓冷等热处理。初轧机按结构和生产坯料可分为方坯初轧机、方坯－板坯初轧机和板坯初轧机三种，均为可逆式轧机。

方坯初轧机

开口度较小，可生产方形、矩形、异形和圆形等钢坯，初轧机除机前有带翻钩的推床外，还附加有辅助的翻钢装置。

方坯－板坯初轧机

既可生产方坯，又可生产板坯。广泛采用的是大开口度初轧机，可生产工字钢用的异形坯。为使轧辊有足够的强度，辊径一般大于1000mm，开口度取决于所生产的板坯的宽度，70年代最大可生产宽1850mm的板坯。

板坯初轧机

专门用于生产板坯。除水平辊以外，在机前或机后有立辊，用于齐边和控制坯宽。在初轧机后常设生产小钢坯的连轧机。

钢坯轧制

在初轧机后面配置钢坯轧机，可生产断面为50×50至240×240mm方坯，直径为80～270mm的圆坯，宽度在 450mm以下的薄板坯等。钢坯生产最初采用非连续轧制方式的单机架或几个机架组成。连轧技术发展后，开始用集体传动的4～6个水平辊机架为一组的连续式钢坯轧机，轧件要经扭转后喂入下一机架，可生产方坯和薄板坯，也生产圆坯。立辊机架问世后，有了单独传动的立辊和水平辊机架交替配置的连续式钢坯轧机，使轧件不需扭转，提高了钢坯的表面质量及尺寸精度，并有利于生产圆坯。在生产供轧制直径 140mm以下的钢管用的小断面圆坯时，初轧坯表面一般要先经火焰清理。

视产品规格与生产能力，配置一组或两组连续式钢坯轧机（图1）。两组时，可用断面较大的初轧坯(达360×360mm)和高的轧制速度（达每秒钟5～7米），年生产能力可达300～500万吨。当需生产大断面圆钢(∮250～350mm)时，可在一组连续式钢坯轧机前安装一架水平二辊可逆式粗轧机。

随着连铸技术的发展（见连续铸钢），有些连续式钢坯轧机已用连铸坯作原料，并增设专用的加热炉，这种炉子可根据连铸坯尺寸的大小，布置在钢坯轧机前或粗轧机前。随着铸造大断面连铸坯技术的发展，也有以连铸坯为原料配置专用的连续式钢坯轧机，多数在机前还装有一架二辊可逆式粗轧机。也有直接布置在连铸机后组成连铸－连轧型式。合金钢厂一般采用1000mm以下的初轧机，并且多不带连续式钢坯轧机。

连续式钢坯轧机的机架多选用普通框架式牌坊，辊径根据轧件断面，一般选择在950～500mm的范围内。在平立辊交替的机组中，为保持轧制线位置不变，立辊与水平辊均能分别作垂直及水平移动，以便迅速更换轧槽。为了提高轧机作业率，还采用横移式快速换辊装置。高产量的连轧机后设有飞剪机，将长轧件切成所需的长度。生产圆钢时，尚需有热锯机锯切分段；生产钢坯时，多采用翻转步进齿条式冷床，以提高平直度。对软钢一类钢种的冷却，也可经水冷处理。70年代以来，为提高方、圆坯的质量，都采用冷矫直机与无损探伤作业线以及各种清理表面缺陷的设备。对于质量要求更严的直径大于140mm的管坯，则部分或全部采用无心车床进行剥皮；一般采用抛丸除鳞，有的还配置机械化的强力砂轮修磨设备，以清除局部缺陷，或作全面修磨。

在一些中小型钢铁企业中，也采用650mm、500mm等横列式三辊钢坯轧机，将小钢锭和大钢坯轧成小断面的方坯、薄板坯及无缝管坯。这种轧机多用共轭孔型，由交流主电动机驱动。这种轧机造价低，适合于中小型厂的需要；但能耗大，收得率低，产品质量也较差。

中国设计建造的板坯初轧机

中国在60年代中期设计建造的1150mm板坯初轧机（图2），水平轧辊直径为1150mm，辊身长度为2100mm，开口度为1900mm，轧辊经万向接轴由 2台容量为4600kW、转速为40/80rpm的直流电动机直接传动，机前设有立辊，其轧辊直径为950mm，辊身长为2100mm，由设在机架顶部的2台容量为1500kW，转速为60/120rpm立式主电动机传动。轧机前后设有推床，机前推床安有钩式翻钢机，供水平辊立轧时翻钢。年生产能力约为 350万吨。使用钢锭的最大重量为27吨，可生产厚120～250mm，宽至1600mm，长至9000mm的板坯。钢锭由炼钢车间热送至与主跨间呈“丁”字形布置的均热炉跨间，加热到约1250℃。均热炉为上部单侧烧嘴式，每坑最大装入量150吨。用钢绳传动的侧翻运锭车将加热好的钢锭送至受料辊道上，借液压驱动的回转装置将钢锭调头、然后送往轧机上轧成板坯。轧成的板坯在剪切力为2500吨的液压剪机上切除头尾，并剪切成定尺。剪机前预留有清理板坯四个面的火焰清理机。在收集辊道处设有液压板垛，用推钢机将板垛推到钢绳拖动的75吨板垛运输车上，运往板坯跨间，收集辊道后还预留有板坯水冷装置。

初轧技术的发展

60年代以来，连铸技术迅速发展，采用钢锭通过初轧来生产钢坯的方式已有所改变了。初轧机的技术发展主要是解决连铸还不能生产的某些钢种和规格的产品的加工问题，而不是追求更高的生产能力。70年代末，已很少建造初轧机，几乎不再建造专门生产板坯的板坯轧机。在连铸生产占比重高的工厂，有的在带有立辊的方坯-板坯初轧机后配置钢坯连轧机，克服了连铸机因经常更换浇铸规格而降低作业率的缺点，扩大了产品种类，与连铸机生产相配合，可生产多种规格的板坯、方坯和圆坯。此外，为了生产小断面的坯料，也用初轧机将连铸坯轧制成小坯料。用万能式板坯初轧机轧制方坯的主要措施是在水平轧辊两端各开一个箱形孔，立辊随推床同步横移，如果轧制更宽的板坯则要换上没有轧槽的轧辊，为了减少换辊耽搁的时间，应设置快速换辊装置。在这种多品种的初轧机上生产宽边工字钢用的异形坯的技术还在研究中。

目前，有些新型初轧机从均热炉加热开始到轧制、精整和冷却，整个生产过程都采用计算机控制，并配置与全厂生产管理相联系的计算机系统。

初轧生产技术的发展，降低了能耗，提高了收得率。最好指标已近97％。主要措施有:提高沸腾钢的比例，上铸钢锭时采用防溅筒以减少表面结疤；镇静钢挂绝热板、加发热剂以减少切头；钢锭采用凹型底盘浇注；沸腾钢锭用大头进钢轧制，改变轧制压下制度，以减少底部鱼尾段长度;沸腾钢采用瓶口模和机械封顶以减少缩孔;合理剪切以减少切损和发展半镇静钢等。为了提高轧机产量，普遍采用多锭串轧。双锭串轧与单锭轧制相比，总轧制时间可缩短25～30％，轧机产量可提高10～30％。此外，采用液芯装炉法，可节省均热炉的燃耗。直送轧制和热装炉等节能措施也有所发展。（见彩图）

参考书目

王廷溥主编：《轧钢工艺学》，冶金工业出版社，北京，1981。